Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa Sesión 17:00 – 17:30

Artur Latorre Musoll [email protected]

3 de junio de 2016

Objetivos docentes Aplicar las técnicas de dosimetría in vivo “estándar” para técnicas de irradiación “avanzadas”:

• Irradiación de la mama: > SIB-IMRT sliding-window + respiración controlada. > 3D-CRT + Deep Inspiration Breath Hold (DIBH).

Discutir el papel de las verificaciones pretratamiento “estándar” frente a las verificaciones “on-line”.

• Irradiación de la mama (estudio viabilidad): > SIB-IMRT sliding-window.

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Nuevos retos: gestión de la respiración en la irradiación de la mama Gestión de la respiración

Ventaja

Inconveniente

Num. pacientes

Selectivo (fase óptima)

Tiempo tratamiento (× 2–5)

1 (IMRT)

Limitar movimiento

Gestión simple

No selectivo (todas las fases)

181 (SIB-IMRT)

Deep Inspiration Breath Hold (DIBH)

Máxima separación OAR (pulmón, corazón)

Selección de paciente

3 (3D-CRT)

Gating

Gating: 1 caso de IMRT

Limitar movimento: amplia experiencia en (SIB-)IMRT

(Deep Inspiration) Breath Hold: reciente implementación

(Ilustraciones cortesía de P.Carrasco)

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Nuevos retos: ¿qué y cómo verificamos? ¿Qué verificamos? Tipo verificación

Cálculo TPS

Irradiación linac

Administración paciente

Cálculo independiente UM Verificación pretratamiento Dosimetría in vivo

La colaboración activa del paciente forma parte de la administración del tratamiento. • ¿Es imprescindible la dosimetría in vivo?

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Dosimetría in vivo: experiencia previa HSCSP Medida de dosis a entrada

Medida de dosis a entrada-salida

• Técnicas 3DCRT: 11948 campos verificados desde 2010.

• TBI: 74 pacientes monitorizados desde 2010. EDP-HL, IBA

QED, Sun Nuclear

Van Dam, J., Marinello, G. Methods for in vivo Dosimetry in External Radiotherapy. ESTRO Booklets, Physics for Clinical Radiotherapy nº 1, 1994.

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Contenidos 1. Dosimetría in vivo en mama (SIB-IMRT) 2. Dosimetría in vivo en mama (DIBH) 3. ¿Verificaciones pretratamiento, DIV o on-line?

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Contenidos 1. Dosimetría in vivo en mama (SIB-IMRT)

a) Calibración de diodos 3rd ESTRO Forum 2015: A. Latorre-Musoll, P. Carrasco, N. Jornet, A. Ruiz, T. Eudaldo, M. Ribas. Calibration of diodes for in vivo dosimetry in breast treatments delivered using a sliding window IMRT technique. Radiother and Oncol 2015; 115 Supl 1:S764–S765.

b) Implementación clínica c) Comparación con verificaciones pretratamiento 2. Dosimetría in vivo en mama (DIBH) 3. ¿Verificaciones pretratamiento, DIV o on-line? Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

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Dosimetría in vivo en mama (SIB-IMRT): dosis a entrada con diodos ¿Es válida la calibración obtenida para técnicas estándar (3DCRT)?

=

·

·

Dosis entrada (D) = Lectura (L) × Factor de calibración (Fcal) × Factores de corrección (FC) • • • • •

tamaño de campo, distancia foco-superfície (DFS), angulación, temperatura, etc.

diodo

Cámara ionización Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

8

Dosimetría in vivo en mama (SIB-IMRT): dosis a entrada con diodos ¿Es válida la calibración obtenida para técnicas estándar (3DCRT)?

=

·

·

Dosis entrada (D) = Lectura (L) × Factor de calibración (Fcal) × Factores de corrección (FC) • • • • •

tamaño de campo, distancia foco-superfície (DFS), angulación, temperatura, etc.

Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

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Dosimetría in vivo en mama (SIB-IMRT): dosis a entrada con diodos ¿Es válida la calibración obtenida para técnicas estándar (3DCRT)?

=

·

·

Dosis entrada (D) = Lectura (L) × Factor de calibración (Fcal) × Factores de corrección (FC) • • • • •

tamaño de campo, distancia foco-superfície (DFS), angulación, temperatura, etc.

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FC por tamaño de campo (campo abierto) • ¿Depende del resto de variables (distancia foco-superficie, DFS)? • ¿Cuál es su contribución/impacto?

1%

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FC por distancia foco-superfície (DFS) (campo abierto) • ¿Depende del resto de variables (tamaño de campo)? • ¿Cuál es su contribución/impacto?

2%

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FC por tamaño de campo (MLC cerrado) • ¿Depende del resto de variables (distancia foco-superficie, DFS)? • ¿Cuál es su contribución/impacto? (≈ 1% para campo abierto)

2%

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FC por distancia foco-superfície (DFS) (MLC cerrado) • ¿Depende del resto de variables (tamaño de campo)? • ¿Cuál es su contribución/impacto? (≈ 2% para campo abierto)

11%

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¿Cómo aplicar los FC para IMRT slidingwindow? FC MLC cerrado

FC campo abierto

• Variaciones “suaves”.

• Variaciones “abruptas”.

> Con (X,Y), DFS, ángulo, etc.

• Contribución poco significativa. > ≈ 1 – 2 %.

• Contribución significativa. > ≈ 2 – 11 %.

• Variables independientes entre sí. > Especialmente con DFS.

• Variables dependientes entre sí. > Especialmente (X,Y) vs. DFS.

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¿Cómo aplicar los FC para IMRT slidingwindow? Modelo: sweeping-gap

• Transición entre campo abierto y MLC cerrado en función del tamaño (contribución) del gap.

MLC cerrado

Gap

campo abierto

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Dosimetría in vivo en mama (SIB-IMRT): dosis a entrada con diodos ¿Es válida la calibración obtenida para técnicas estándar (3DCRT)?

=

·

·

Dosis entrada (D) = Lectura (L) × Factor de calibración (Fcal) × Factores de corrección (FC) • • • • •

tamaño de campo, distancia foco-superfície (DFS), angulación, temperatura, etc.

contribución (relativa) del gap

contribución (relativa) de la transmisión del MLC Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

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Dosimetría in vivo en mama (SIB-IMRT): dosis a entrada con diodos ¿Es válida la calibración obtenida para técnicas estándar (3DCRT)?

=

·

·

Dosis entrada (D) = Lectura (L) × Factor de calibración (Fcal) × Factores de corrección (FC) • • • • • DFS

Campo (X x Y)

tamaño de campo, distancia foco-superfície (DFS), angulación, temperatura, etc.

diodo

Cámara ionización Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

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¿Condiciones de calibración óptimas? Minimizar el valor de los FC

• Ejemplo: DFS 100 cm vs. 90 cm

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¿Condiciones de irradiación típicas? Técnica SIB-IMRT mama:

Condiciones referencia (SIB-)IMRT mama: • X: 10 cm • Y: 20 cm • DFS: 90 cm

• IMRT sliding-window • 7-9 campos 6 MV

100

= 21 ± 4 cm

30

Dist. foco-piel (cm)

Tamaño campo (cm)

35

25 20

= 11 ± 3 cm

15 10 5 0 X

Y

95 90 85 80 75

= 91 ± 4 cm

70

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Dosimetría in vivo en mama (SIB-IMRT): dosis a entrada con diodos ¿Es válida la calibración obtenida para técnicas estándar (3DCRT)?

=

·

·

Dosis entrada (D) = Lectura (L) × Factor de calibración (Fcal) × Factores de corrección (FC) • • • • •

tamaño de campo, distancia foco-superfície (DFS), angulación, temperatura, etc.

DFS

Geometría calibración Campo (X x Y)

Estándar (3DCRT) SIB-IMRT mama

Campo (cm x cm) DFS (cm) 10 x 10

100

10 x 20

90 Verificaciones pretratamiento vs. DIV

Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

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Contenidos 1. Dosimetría in vivo en mama (SIB-IMRT)

a) Calibración de diodos b) Implementación clínica 3rd ESTRO Forum 2015: A. Latorre-Musoll, N. Jornet, P. Carrasco, T. Eudaldo, A. Ruiz, M. Ribas. Feasibility of in vivo dosimetry using diodes in breast treatments delivered using a SIB-IMRT technique. Radiother and Oncol 2015; 115 Supl 1:S428.

c) Comparación con verificaciones pretratamiento 2. Dosimetría in vivo en mama (DIBH) 3. ¿Verificaciones pretratamiento, DIV o on-line? Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

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¿Posición de los diodos? 2

Posiciones representativas (BEV)

1 • Centro de campo 1

> Facilidad de colocación

2 • Zona de alta fluencia > Contribución significativa > Si es posible, sobre el boost

1

2

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¿Posición de los diodos? Colocación sobre el paciente

• Reproducibilidad: > Retículo 1 cm @ isocentro.

Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

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¿Posición de los diodos? Colocación sobre el paciente

• Reproducibilidad: > Retículo 1 cm @ isocentro.

Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

25

¿Posición de los diodos? Colocación sobre el paciente

• Reproducibilidad: > Retículo 1 cm @ isocentro.

2 1

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Discusión de los resultados ¿Tolerancias? Int. Conf.

¿Barrera de seguridad eficaz?

Por campo Por paciente (ambos diodos) (promedio medidas)

90%

13%

3%

95%

17%

4%

(–2 ± 13)%

• ≈ 50% diferencias < 0.02 Gy • ≈ 75% diferencias < 0.05 Gy • ≈ 90% diferencias < 0.10 Gy

(–0.01 ± 0.06) Gy

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Contenidos 1. Dosimetría in vivo en mama (SIB-IMRT)

a) Calibración de diodos b) Implementación clínica c) Comparación con verificaciones pretratamiento 3rd ESTRO Forum 2015: S. Bermejo, N. Ventosa, X. Domenech, R. Flores, G. Gómez de Segura, J. Jimenez, X. Nolla, L. San Martín, P. Carrasco, A. Latorre. Comparison of time-benefit ratio between in vivo dosimetry and pre-treatment verification in IMRT breast treatment. Radiother and Oncol 2015; 115 Supl 1:S898–S899.

2. Dosimetría in vivo en mama (DIBH) 3. ¿Verificaciones pretratamiento, DIV o on-line? Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

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¿Verificación pretratamiento o dosimetría in vivo? Comparación con cámara de ionización Estimación “coste-beneficio” Precisión por campo (IC = 95%):

Verif. pretratamiento Dosimetría in vivo (cámara ionización) (diodos) 12%

17% (2 diodos)

Precisión por paciente (IC = 95%): • •

C.Ion: 2.2% DIV: 4%

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¿Verificación pretratamiento o dosimetría in vivo? Comparación con cámara de ionización Estimación “coste-beneficio” Tiempo de máquina adicional

Verificación pre-tratamiento (c.i.): • Mayor precisión • Control específico TPS-acelerador

Verif. pretratamiento Dosimetría in vivo (cámara ionización) (diodos) 15-30 min (sesión extra)

2-3 min (misma sesión)

Dosimetría in vivo: • Menor tiempo máquina • Prueba end-to-end

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Contenidos 1. Dosimetría in vivo en mama (SIB-IMRT) 2. Dosimetría in vivo en mama (DIBH) 3. ¿Verificaciones pretratamiento, DIV o on-line?

Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

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Deep Inspiration Breath Hold (DIBH) ¿Reproducibilidad posición?

(Vídeos cortesía de P.Carrasco)

Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

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Deep Inspiration Breath Hold (DIBH) ¿Reproducibilidad dosimétrica?

• Respiración: > Vert. > Lat.

• Diodo:

– DFS

vert off-axis

lat

> DFS. > Off-axis (cuña).

Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

33

Deep Inspiration Breath Hold (DIBH) ¿Reproducibilidad dosimétrica?

• Respiración: > Vert. > Lat.

• Diodo: > DFS. > Off-axis (cuña).

• Factores de corrección por: > DFD. > Off-axis (cuña).

Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

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¿Diodo = marcador fiducial? Verificación adicional del DIBH

• Independiente al sistema RPM. • Corrección off-axis cuña (EDW).

3 mm

2 mm

Campo tangencial interno: • Imagen kV. Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

35

¿Diodo = marcador fiducial? Verificación adicional del DIBH

• Independiente al sistema RPM. • Corrección off-axis cuña (EDW).

0mm

–1 mm

Campo tangencial externo: • Imagen portal MV. Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

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Resultados preliminares Dosis entrada medida vs. calculada:

• DIV estándar: • DIV + correcciones geométricas:

RMS = 3.96 cGy RMS = 0.97 cGy

2.6 ± 1.5 %

–0.4 ± 0.7 %

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Conclusiones

Mama IMRT: • Tratamiento más complejo y lento. • DIV compleja: –2 ± 13 % (2 diodos). • Resto pacientes.

Mama DIBH: • Tratamiento simple y rápido. • DIV eficiente: –0.4 ± 0.7 %. • Pacientes seleccionados.

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Contenidos 1. Dosimetría in vivo en mama (SIB-IMRT) 2. Dosimetría in vivo en mama (DIBH) 3. ¿Verificaciones pretratamiento, DIV o on-line?

Verificaciones pretratamiento vs. DIV Integración de nuevas tecnologías en la práctica clínica asistencial de radioterapia externa

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¿Coste/beneficio verificaciones “estándar”? Verif. pretratamiento “estándar”

• El linac administra correctamente el tratamiento calculado.

Dosimetría in vivo “estándar”

• El paciente recibe correctamente la dosis calculada (en 1 sesión).

PerFraction, Sun Nuclear Corp.

Verificación cálculo TPS

Verificación pretratamiento

Dosimetría in vivo

¿Y el resto de sesiones?

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¿Cuál será el siguiente “estado del arte”? Verificaciones on-line automáticas

• • • • •

Mobius3D / MobiusFX (Mobius Medical Systems) PerFraction + SNC Dose Calculator (Sun Nuclear Corporation) Dolphin + Compass (IBA Dosimetry)* Adaptivo (Standard Imaging)* etc. PerFraction, Sun Nuclear Corp.

Información on-line generada por el linac:

Algoritmo de cálculo independiente:

Información al usuario:

• •

• •

• •

Log files (MLC, gantry). Imágenes portales (EPID).

Cálculo de la dosis del día. ¿TC planificación o CBCT?

Análisis automáticos. Alertas e-mail.

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PerFraction (Sun Nuclear Corp.)

Software financiado a través de beca FIS PI15/00788

Estudio viabilidad SIB-IMRT mama

• Tratamiento “realista” sobre maniquí QUASAR (Modus Medical) PTV50 PTV66 Mama contralat.

Corazón

Pulmón

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42

PerFraction (Sun Nuclear Corp.)

Software financiado a través de beca FIS PI15/00788

Estudio viabilidad SIB-IMRT mama

• Tratamiento “realista” sobre maniquí QUASAR (Modus Medical)

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Constancia: comparación campo-a-campo entre sesiones Ejemplo: sesión nº2 sin incidencias 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

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Constancia: comparación campo-a-campo entre sesiones Ejemplo: posicionamiento incorrecto en sesión nº3 (lat = + 0.5 cm) 1

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10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

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¿Dosimetría in vivo 3D?

¿o verificaciones on-line?

Sí, pero...

• Las imágenes del EPID (cine) “registran” el dMLC: > Dynalog files “independientes”. > ¡No dosis de transmisión!

• Cálculo sobre el TC de planificación. > ¡No sobre el CBCT!

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Take-home messages Técnicas DIV “estándar”

• Pro:

Puesta en marcha

Verificaciones on-line:

• Pro:

Rutina clínica

> Verificación de principio a fin de la cadena dosimétrica.

> Los mismos “pros” que las técnicas DIV “estándar”, y además…

> Fácil de interpretar.

> Viable en todas las sesiones de tratamiento (automático).

> Precisión comparable a las verificaciones con cámara de ionización.

• Contra:

> Cálculos dosimétricos avanzados, equiparables al TPS (3D).

• Contra:

> “Simple” para técnicas avanzadas: correcciones y calibraciones particulares para cada caso.

> No dosimetría de transmisión. No cálculo sobre CBCT (de momento). (No DIV, si on-line).

> Viable solo 1 sesión de tratamiento.

> Coste “elevado”.

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Gracias por vuestra atención [email protected]

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