Flattening Filter Free bestralingen Uitdagingen voor de Treatment Planning en in vivo dosis verificatie Anne Lisa Wolf en Patrick Gonzalez
Disclaimer Alle resultaten zijn gebaseerd op de ervaringen bij het AVL: Elekta Agility machine, Pinnacle TPS v9.6 Andere machines en Treatment Planning Systemen kunnen mogelijk andere resultaten geven.
Deel 1: FFF & Treatment planning
FFF=Flattening Filter Free Wat is FFF?
De lineaire versneller aka linac In kop:
Schematische weergave van de ruimtelijke verdeling van x-rays van een dun target
Met Flattening Filter ( FF ) Flattening filter: Dosisprofielen:
Met Flattening Filter ( FF ) Flattening filter: Plat dosisprofiel (op vaste diepte) zorgt voor: Simpelere dosisberekening Uniforme dosis Nuttig voor bijv. 4 velden box techniek
Met Flattening Filter ( FF ) Flattening filter: Plat dosisprofiel (op vaste diepte) zorgt voor: Simpelere dosisberekening Uniforme dosis Nuttig voor bijv. box techniek
Met Flattening Filter ( FF ) Flattening filter: Plat dosisprofiel (op vaste diepte) zorgt voor: Simpelere dosisberekening Uniforme dosis Niet langer nodig met IMRT/VMAT & geavanceerdere hardware en software voor dosisberekeningen
Flattening Filter Free = FFF Flattening Filter Free:
Flattening Filter Free = FFF Voordelen: Hogere dose rate 6MV: 1800 vs. 530 MU/min 10MV: 2400 vs. 640 MU/min Minder materiaal in de bundel minder scatter minder out-of-field dosis
Compton effect Angular distribution 2.75 ev 60 kev 511 kev 1.46 MeV 10 MeV
Bundelprofielen (Elekta Agility) 10 MV FF 10 MV FFF Veldgrootte: 3x3, 10x10, 40x40 Diepte: 10 cm
Bundelprofielen (Elekta Agility) 200 40x40 cm 40x40 veld, 10MV 10 MV FFF 40x40 10FFF met FF 100-300 -200-100 0 100 200 300 Offaxis (mm) Met dank aan Thijs Perik
Bundelprofielen (Elekta Agility) 100 5x5 cm veld, 10 MV FFF met FF 50-300 -200-100 0 100 200 300 Offaxis (mm) Met dank aan Thijs Perik
Bundelprofielen (Elekta Agility) 100 10x10 cm veld, 10 MV FFF met FF 50-300 -200-100 0 100 200 300 Offaxis (mm) Met dank aan Thijs Perik
Bundelprofielen (Elekta Agility) 100 40x40 cm veld, 10 MV FFF met FF 50-300 -200-100 0 100 200 300 Offaxis (mm) Met dank aan Thijs Perik
Bundelprofielen (Elekta Agility) 6 MV, 3x3 FFF, 6 MV, 3x3 110% 100% 95% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10%
Bundelprofielen (Elekta Agility) 6 MV, 10x10 FFF, 6 MV, 10x10 110% 100% 95% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10%
Bundelprofielen (Elekta Agility) 10 MV, 3x3 FFF, 10 MV, 3x3 110% 100% 95% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10%
Bundelprofielen (Elekta Agility) 10 MV, 10x10 FFF, 10 MV, 10x10 110% 100% 95% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10%
Bundelprofielen (Elekta Agility) 10 MV, 20x20 FFF, 10 MV, 20x20 110% 100% 95% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10%
Voorbeeld 1: Long hypo 3 x 18 Gy Kleine tumoren VMAT Geschikt of ongeschikt?
Voorbeeld 1: Long hypo ( ) Flattened beam 140% 130% 120% 110% 100% 95% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% FFF beam
Voorbeeld 1: Long hypo ( ) Winst afstraaltijd voor hypolong: gemiddeld 7 min gemiddeld 2 min Plannen zeer vergelijkbaar met normale bundel Planning Toestel Fysica /
Voorbeeld 2: Mamma 16 x 2.66 Gy Groot doelgebied (gehele mamma) Schampende (halve) velden + IMRT Geschikt of ongeschikt?
Voorbeeld 2: Mamma ( ) Flattened beam FFF beam 107% 103% 100% 95% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Schampend+IMRT, gelijk # segmenten, 10% FFF meer ME in segmenten
Voorbeeld 2: Mamma ( ) Mamma: Te veel segmenten nodig voor homogene dosis Lage dosis relatief weinig winst toestel Onnauwkeurigheid & hogere afstraaltijd (meer ME s nodig, meer segmenten, meer beweging leafs) Planning Toestel Fysica
Voorbeeld 3: Hersenen 1x24Gy/18Gy/15Gy Eén of meerdere kleine doelgebieden VMAT Geschikt of ongeschikt?
Voorbeeld 3: Hersenen ( / ) Hangt af van de gebruikte techniek & aantal laesies! 1 kleine laesie: Meerdere laesies, elk eigen isoc: Meerdere laesies, 1 isoc, kleine afstand: 107% 25 Gy 103% 100% Meerdere laesies, 1 isoc, grote afstand: 1 isoc 2 isocs 95 % 20 Gy 100% 95 % 15 Gy 12.5 Gy 10 Gy 7.5 Gy 5 Gy 2.5 Gy FF FFF
Voorbeeld 3: Hersenen ( / ) Winst afstraaltijd voor hypohersenen (1 laesie): gemiddeld ~8 min gemiddeld 3 min Winst gaat verloren voor grote afstanden Geschikt voor kleine laesies, dichtbij isoc Planning / Toestel / Fysica /
Om rekening mee te houden bij FFF Bundelprofielen: voor kleine gebieden redelijk vlak, naar buiten toe snelle dosisafval Bruikbare veldgrootte afhankelijk van wens uniformiteit dosis Hoe meer segmenten nodig, hoe meer leafbeweging hoe minder tijdswinst op toestel Geschikt voor kleine velden Geschikt voor inhomogene dosis FFF homogeniteit Nu: Patrick Gonzalez, en de uitdagingen die hierbij afstraaltijd horen voor de fysica. met FF hersenen long prostaat mamma Grootte doelgebied
Deel 2: EPID in vivo dosimetrie voor FFF
E(lectronic) P(ortal) I(magining) D(evice) EPID is geen dosimeter De EPID beelden bevatten wel dosisinformatie
EPID dosimetrie: De AvL methode 1: plan 2: meting 3: reconstructie EPID EPID 4: vergelijken
Klinisch gebruik van EPID dosimetrie Number of EPID dosimetry verified plans per year 6000 5000 number of plans 4000 3000 2000 non IMRT/VMAT VMAT IMRT 1000 0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 (expected) year
Voorbeeld: klinisch rapport
Uitdagingen voor EPID dosimetrie Wat gebeurt er met de gevoeligheid van de EPID tijdens een FFF bestraling?
Verzadiging van de EPID 6 MV FFF 10 MV FFF Dosis blijft constant!
Uitdagingen voor EPID dosimetrie Hoe gaat de EPID dosimetrie met hele kleine bestralingsvelden om?
Calibratie vanaf veldgrootte 3x3 cm^2 3x3 cm^2 Veldgrootte
Een voorbeeld: hypo hersenen Hele kleine segmenten ( ong. 1cm)
Transmissie: Het kleine velden probleem Wijkt af! Veldgrootte
Resultaten Standaardprocedure voor velden vanaf 3x3 cm^2 Aangepaste calibratie voor kleine velden
EPID dosimetrie voor kleine velden Doel is calibratie ook tot 1x1 cm^2 veldgrootte te doen Kleine velden metingen; vergelijk van diamantkamer metingen met EPID metingen Dit is onderdeel van actief onderzoek!
Acknowledgments Thijs Perik Frits Wittkamper Eugène Damen Gijs Franssen Angela Tijhuis Emmy Lamers Amber Duijn Peter de Ruiter Folkert Koetsveld Tomas Janssen Roel Rozendaal Hanno Spreeuw Igor Olaciregui-Ruiz Anton Mans Rene Tielenburg Ron Vijlbrief