Curso de actualización:

Implementación de la SBRT en la

práctica clínicaPonente: Pedro Fernández Letón

Servicio de Radiofísica y Protección Radiológica

Hospital Universitario HM Sanchinarro. Madrid.

1

RECOMENDACIONES DE LA SOCIEDAD ESPAÑOLA DE FÍSICA

MÉDICA (SEFM) SOBRE IMPLEMENTACIÓN Y USO CLÍNICO DE

RADIOTERAPIA ESTEREOTÁXICA EXTRACRANEAL (SBRT).

Grupo de trabajo de SBRT de la Sociedad Española de Física Médica

Pedro Fernández Letón1, Carmen Baños Capilla2, José Bea Gilabert2, José Miguel Delgado Rodríguez3, Rodolfo De Blas Piñol4, Jaime Martínez Ortega5, Juan María Pérez Moreno6, Rocio Simón de Blas7.

1 Servicio de Radiofísica y Protección Radiológica. Hospital Universitario HM Sanchinarro. Madrid.

2 Servicio de Radiofísica. Hospital Vithas Virgen del Consuelo. Valencia.

3 Servicio de Radiofísica y Protección Radiológica. Hospital Universitario 12 de Octubre. Madrid.

4 Servicio de Radiofísica. Institut Català d´Oncologia. Bellvitge. Barcelona.

5 Servicio de Radiofísica y Protección Radiológica. Hospital Universitario Puerta de Hierro. Majadahonda. Madrid.

6 Servicio de Radiofísica y Protección Radiológica. Hospital Universitario HM Puerta del Sur. Móstoles. Madrid.

7 Servicio de Física Médica y Protección Radiológica. Hospital Ruber Internacional. Madrid.2

CONCEPTOS

EQUIPAMIENTO BÁSICO RECOMENDADO

ADQUISICIÓN DE DATOS ANATÓMICOS

MODALIDADES Y REGISTRO DE IMAGEN

CONTROL INTERFRACCIÓN E INTRAFRACCIÓN EN

ACELERADORES

3

La principal característica de los tratamientos de SBRT

es que se realizan de forma hipofraccionada con dosis

absorbidas por sesión elevadas.

Número de sesiones: entre 1 y 5, aunque existen otros

protocolos que amplían el número de sesiones hasta 7.

Dosis por encima de 7 Gy, tiene un efecto ablativo

sobre el tumor, al potenciar diferentes mecanismos de

destrucción tumoral.

Conceptos

4

Esquemas de tratamiento de SBRT con más de una sesión,

mas frecuentes:

50 Gy en 5 sesiones (α/β de 10 ; BED = 100 Gy)

60 Gy en 5 sesiones (α/β de 10 ; BED = 132 Gy)

60 Gy en 3 sesiones (α/β de 10 ; BED = 180 Gy)

Características de los tratamientos de SBRT, con más de una

sesión, es que la BED del tratamiento sea igual o mayor que

100 Gy para un α/β de 10.

Conceptos

5

Necesidad de irradiar el menor volumen de tejido sano para

conseguir que los efectos secundarios sean pequeños o nulos.

Estrategia de tratamiento: márgenes pequeños entre GTV y el

PTV (orden de milímetros).

Los márgenes función de la patología a tratar, de los sistemas

de inmovilización y del sistema IGRT.

Conceptos

Márgenes entre GTV y PTV

6

Pulmón, hígado o metástasis ganglionares: diámetro igual o

menor que 3 cm.

RTOG 0915 sobre pacientes inoperables cáncer de pulmón con

volúmenes mayores de 64 cm3 (4 cm x 4 cm x 4 cm).

Volúmenes mayores:

Metástasis vertebrales únicas.

Próstata.

Conceptos

Tamaño de las lesiones tratadas

7

Técnica de radioterapia que imparte altas dosis absorbidas por fracción

en pocas fracciones de tratamiento, que en todas las sesiones utiliza la

verificación por imagen y que exige gran exactitud en todas las fases

del proceso de la irradiación incluyendo el control del movimiento en

lesiones móviles.

Otra definición ASTRO

Técnica de alta precisión, que permite administrar, en un número

limitado de fracciones (en general entre 1 y 5) dosis absorbidas muy

altas, con efecto biológico ablativo altamente citotóxico y dosis

absorbidas mínimas sobre los tejidos sanos circundantes.

Definición de SBRT

8

EQUIPAMIENTO BÁSICO RECOMENDADO

Se deberá disponer de un equipamiento mínimo que garantice unos estándares

básicos de calidad para poder administrar este tipo de tratamientos.

TC Simuladores

Sistemas de inmovilización

Equipos de medida de las radiaciones

Sistemas de planificación

Equipos de irradiación: aceleradores lineales

de electrones9

EQUIPAMIENTO BÁSICO RECOMENDADO.

UNIDADES DE TRATAMIENTO.

ACELERADORES CONVENCIONALES EN C

SISTEMAS ROBOTIZADOS (Cyberknife)

SISTEMAS EN ANILLO TOMOTERAPIA

10

UNIDADES DE TRATAMIENTO

ES IMPRESCINDIBLE

Que las unidades de tratamiento dispongan de un sistema de

imagen volumétrica.

ACELERADORES EN C

CBCT (kVCT o MVCT)

TOMOTERAPIA

MVCT Energía nominal de 3,5 MV

11

NOVALIS DE BRAINLABCyberknife Accuracy)

ES IMPRESCINDIBLEQue las unidades de tratamiento dispongan de un sistema de imagen volumétrica.Sistemas estereoscópicos (kV) de RX con dos flat panel y dos tubos de RX.

12

ACELERADORES LINEALES DE ELECTRONES CONVENCIONALES.

MLCEs imprescindible:

En SBRT que el ancho de la lamina del MLC sea de 5 mm y

recomendable de 3 mm, para en lesiones con diámetros

inferiores a 2 cm.

Se pueden alcanzar distribuciones similares mediante la

técnica de rotación de colimador, tanto en técnicas de

IMRT como en técnicas 3D.

13

ACELERADORES LINEALES DE ELECTRONES CONVENCIONALES.

Precisión del posicionamiento del isocentro

ES IMPRESCINDIBLE:

Que el elipsoide que define el isocentro de

radiación tenga un radio máximo de 1 mm,

siendo recomendable valores menores a 1 mm.

Que la diferencia entre el isocentro definido

por el sistema de imagen y el centro del

elipsoide que define el isocentro de radiación

sea inferior a 1mm, siendo recomendable que

ambos difieran en menos de 1 mm.14

ACELERADORES LINEALES DE ELECTRONES CONVENCIONALES.

Tasa de dosis

Dosis por sesión hasta 20 Gy.

Tasas de dosis elevadas para que los tratamientos sean mas cortos

y la probabilidad de movimiento del paciente durante la

irradiación sea menor.

Es IMPRESCINDIBLE el uso de tasas superiores a 500 UM/min,

siendo recomendable emplear la tasa máxima disponible.

Es RECOMENDABLE disponer de haces de fotones sin filtro, ya que

la tasa de dosis aumenta de forma significativa y, por tanto, su uso

permitirá disminuir los tiempos de tratamiento, siempre que los

demás condicionantes del tratamiento lo permitan.

Haces sin filtro (Flattening Filter-Free (FFF) Tasas: 1200 cGy/min

(6 MV) y 2400 cGy/min (10 MV).

STMED-SC

EL CAMINO DE LOS FOTONESEL CAMINO DE LOS FOTONES

MORDAZAS

INTERIORES

Y

EXTERIORES

ESPEJO CÁMARA DE

IONIZACIÓN

CERÁMICA

COLIMADOR

PRIMARIO

BLANCO (TARGET)

FILTROS

NIVELADORES

HAZ COLIMADO

15

ACELERADORES LINEALES DE ELECTRONES

CONVENCIONALES. MESA DE TRATAMIENTO

Es IMPRESCINDIBLE que la mesa de tratamiento se pueda mover de forma

automática y remota para aplicar las correcciones posicionales

determinadas mediante el sistema de IGRT y que realice los movimientos

con una resolución de 1 mm para los desplazamientos longitudinales.

Tablero radiotrasparente a la radiación (atenuación uniforme 5%).

Sistemas de inmovilización indexados a la mesa también radiotrasparente.

Es RECOMENDABLE

Mesas con seis grados de libertad (longitudinales como rotacionales).

Que la resolución sea de décimas de mm para los desplazamientos

longitudinales y decimas de grado para los rotacionales.

16

ADQUISICIÓN DE DATOS ANATÓMICOS.

MODALIDADES Y REGISTRO DE IMAGEN EN SBRT

TC SIMULADORES única modalidad válida para

cálculo

Imprescindible disponer:

Tablero plano

Láseres externos

Sistemas de indexación igual a las de

las unidades de tratamiento17

TC SIMULADORES

Protocolos de TC específicos para SBRT

Lesiones pequeñas (en algunas ocasiones menores de 2 cm) .

Emplear cortes cada 2 mm o menores si es posible.

Dimensiones longitudinal del TC (órganos de riesgos completos), cortes de

TC 10 a 15 cm por encima del PTV, por si se utilizan haces no coplanares.

18

TC SIMULADORES:

RECOMENDACIONES

Diámetro del anillo del gantry de 80 cm o

mayor. Especialmente en SBRT de pulmón e

hígado

TC 4D en lesiones en movimiento,

independientemente del sistema de control

respiratorio, para cuantificar la amplitud de

movimiento de la lesión.

19

Recomendables otros sistemas de imagen

Tomografía por emisión de positrones (PET-TC)

Localizaciones: metástasis hepáticas, ganglionares y en

algunos tumores pulmonares especialmente en recidivas y

tumores centrales.

Tableros planos

Mismos sistemas de inmovilización que el TC de

simulación.

Dificultad en localizaciones de tórax y abdomen por los

brazos del paciente.

20

Recomendables otros sistemas de imagen

Resonancia Magnética (RM)

Localizaciones: vertebras, hígado y próstata

Reproducir la posición de simulación del paciente: soporte

plano horizontal sobre la camilla, más inmovilizadores si

es posible.

Es imprescindible caracterizar y evaluar la precisión e

incertidumbre de las RM que se van a emplear (por

ejemplo, conocer la distorsión geométrica).

21

TC-ultrasonidosRegistro de imagenes

CT & Clarity ContourCT & Clarity

CT Clarity

22

Sistemas de inmovilización y guías

Se inmovilizaran con los mismos sistemas

que en la radioterapia convencional.

Colchones de vacío.

Cunas alfa cradel

Sistemas de inmovilización de tórax,

abdomen y pelvis en conjunción con los de

rodillas y pies

Indexación de la mesa para evitar grados de

libertad de movimiento

23

Lesiones móviles

Es imprescindible utilizar un sistema de control respiratorio en lesiones ubicadas en pulmón y abdomen superior.

Es recomendable optimizar los sistemas de control respiratorio empleados para lesiones móviles, para que el margen de GTV a PTV no supere ampliamente los 5 mm, y que permanezca siempre por debajo de 1 cm.

24

CompresoresDisminuyen el movimiento respiratorio

Disminución movimiento del GTV en consecuencia

disminución del PTV.

Reproductibilidad de la compresión entre el TC de

simulación y las sesiones de tratamiento, es por ello que

deben de disponer de escalas.

Cada centro deberá verificar la reproductibilidad de su

sistema.

TC NORMAL

25

Residual

Movement

(ITV)

Adquisición TC

Evaluación de la respiración

Sin compresión

Tres métodos son posibles:

1. Técnica con tiempo de adquisición largo (4 segundos) (Slow CT scan) adquisición durante

todo el ciclo respiratorio.

El volumen del tumor es la convolución del volumen real a lo largo de todo el ciclo

respiratorio.

Ventaja GTV muy realista a la hora de planificar el tratamiento

Desventaja es que es un volumen mayor y la imagen puede estar difuminada

2. Técnica manteniendo la respiración en las fases de inhalación y exhalación (Breath-hold

CT).

TC en las fases extremas del ciclo

TC con respiración libre

Determinándose del GTV en los 3 TC la unión del estos tres volúmenes nos daría un

estimación del volumen total.26

Sistemas para evaluación de la respiración en radioterapia.

Sin compresión

3.0 TC 4D

La adquisición de las imágenes se realiza correlacionada con una

señal respiratoria externa, la imagen se reconstruye utilizando

dicha señal.

Obtención instantánea del GTV en cada una de las fases del ciclo

respiratorio

Determinar el GTV, en función del tipo de técnica de irradiación

(gating o no)

Sistemas visuales que

mediante la colocación de un

objeto sobre la superficie del

abdomen y una cámara

determinar el ciclo

respiratorio global. 27

Correlacionar el movimiento unidimensional del ciclo

respiratorio con el movimiento tridimensional real del tumor.

La prospectiva, donde el TC usa la señal del ciclo respiratorio para sincronizar la respiración con la adquisición de las imágenes, adquiriendo imágenes únicamente dentro de un intervalo de respiración determinado obteniéndose un conjunto volumétrico de datos.

La retrospectiva, donde se adquieren imágenes para al menos un ciclo respiratorio completo para cada posición de la mesa del TC, y a continuación se procesan de tal forma que sólo las adquiridas en un determinado intervalo del ciclo respiratorio considerado óptimo para tratamiento son utilizadas

28

Colocación de

Marcador Interno

Desplazamientos longitudinales : 2 o mas

semillas o 1 hilo.

Rotaciones: semillas 3 o 4 fiduciales o hilos 2

VISICOIL

Semillas de oro

Marcadores fiduciales internos

Aconsejable esperar

aproximadamente una

semana para la realización

del TC de planificación

para que los marcadores

fiduciales se encuentren en

su posición definitiva.29

Tipos de controles interfracción e intrafracción

ACELERADORES EN C TOMOTERAPIA CYBERKNIFE

Sistema IGRT CBCT IMÁGENES

ESTEREOSCÓPICAS

FLUOROSCOPIA

(kV o MV)

MVCT IMÁGENES

ESTEREOSCÓPICAS

Interfracción Inicio tratamiento Inicio tratamiento Inicio tratamiento Inicio tratamiento Inicio tratamiento

Intrafracción Fin tratamiento

Mitad tratamiento

Durante

tratamiento

Durante

tratamiento

Durante

tratamiento

Fin tratamiento Durante

tratamiento

30

Sistema de registro de imágenes con software integrado

Inicio del tratamiento-interfracción. Procedimiento de corrección

Correcciones 3D o 6D

Los valores de los

desplazamientos resolución

décimas de mm y decimas de

grado para los desplazamientos

longitudinales y rotacionales

respectivamente.

La resolución espacial será 1 mm

en el caso de TC de kilovoltaje y

2 mm en TC de megavoltaje

31

Control intrafracción

ES IMPRESCINDIBLE, inicio en la implementación de la técnica, evaluar el

movimiento intrafracción para todos los pacientes a fin de determinar su

cuantía en función del tiempo de tratamiento, localización y sistemas de

inmovilización utilizados.

ES RECOMENDABLE implementar algún procedimiento de control

intrafracción mediante imagen, que asegure la constancia del correcto

posicionamiento del paciente a lo largo de cada sesión de tratamiento.

32

Control intrafracción simultanea a la irradiación

Imágenes estereoscópicas CBCT

VERSA HD

33

Control intrafracción 4D mediante US

Clarity

Ultrasonidos

Localizado en el perine

Localización mediante infrarrojos

34

Dispositivos de imagen guiada externos al acelerador

Ultrasonidos (ecografía)

Detectores superficie

Emisores de radiofrecuencia

35

Movimiento respiratorio

ACELERADORES EN C TOMOTERAPIA CYBERKNIFE

CBCT IMÁGENES

ESTEREOSCÓPICAS

FLUOROSCOPIA

(kV o MV)

MVCT IMÁGENES

ESTEREOSCÓPICAS

Compresión abdominal Compresión abdominal Compresión

abdominal

ABC (Active Breathing

Coordinator)

DIBH(Deep Inspiration Breath

Hold)

Gating sin marcadores

internos

Gating con

marcadores

internos

Gating con marcadores

internos

Tracking con o sin

marcadores

internos36

4D CBCT

Fluoroscopia, adquisición de imágenes

ortogonales permite evaluar el movimiento

del GTV se encuentra dentro de los

márgenes del PTV

Imágenes en movimiento

37

Monitorización de la respiración del paciente.

Gating sin marcador interno, solo señal externa

No invasivos, ciclo respiratorio del paciente

sea regular, de amplitud estable y parecida al

ciclo que se registró en la simulación, por lo que

es fundamental el entrenamiento previo del

paciente. puede generarse

La señal respiratoria por cámara de infrarrojos.

Control mediante escopia de megavoltaje o

kilovoltaje, visualización de la lesión dentro del

campo de tratamiento, por lo que la presencia

de clips quirúrgicos o marcadores internos

permitirán visualizar que la lesión está incluida

en el campo de tratamiento. No vale para IMRT

+

38

ABC (Active Breathing Coordinator)

• Irradiación a un volumen conocido• Entrenamiento• Inspiración moderada 70-75% of

max. • Tiempo: breath hold time >10s• Cuestión: ¿cuanto tiempo puede

tolerar el paciente esta situación?

39

Monitorización de la respiración del paciente. Gating señal externa relacionado con marcador interno

Irradiación únicamente durante una

fase de todo el ciclo respiratorio

del paciente.

El ciclo respiratorio se determina

monitorizando la respiración del

paciente mediante el uso de una

señal externa

Reducción del margen de GTV a ITV.

40

Gestión del movimiento intrafracción

Control respiratorio :

Sistemas de basados en Imágenes estereoscópicas de

Rayos X junto con infrarrojos

Cyberknife y EXACTRAC BRAINLAB

Obtención de conjuntos de 2 radiografías

esteroscopicas durante la irradiación.

El número función de la duración del tratamiento

Registro y modificación de la posición del paciente

si se exceden las tolerancias permitidas.

41

Gating. Sistema de infrarrojos permite registrar el ciclo respiratorio

Estrella de referencia

42

Gating

Niveles de referencia

Visicoil

2 RX en limite superior

2 RX en Gating

Reference Level

(GRL)

2 RX en limite

superior

43

SBRT- GATING

ÁREA DE IRRADIACIÓN

44