Proceso de Planificación en Radioterapiamedica.fisica.edu.uy/docs/frt2019/mat/7_Proceso de...
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Proceso de Planificación en Radioterapia
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Contenido
• Proceso de Planificación en Radioterapia• Inmovilizadores• Distribución de Isodosis en Pacientes.
Efectos de los relieves• Simulación. Objetivos• Etapas del Proceso de Planificación• Simulación Virtual
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Bibliografía
• Podgorsak, cáp. 7.4• ICRU 42• Van Dyk, cáp. 3, 4, 5, 6
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Proceso de Planificación en Radioterapia
• Este término ha sido tradicionalmente interpretado de forma estrecha con el proceso asociado a cálculos dosimétricos, como la generación de distribuciones de dosis y la determinación de las unidades de monitor.
• Actualmente este proceso es mucho mas amplio y envuelve todos los pasos en la planificación del tratamiento del paciente.
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La Planificación del Tratamiento es la tarea de llevar a la práctica una prescripción para un paciente individual de una forma optimizada
Prescripción
Planificación
Tratamiento
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Proceso de Planificación
• Etapas1. Colocación e inmovilización 2. Adquisición de datos del paciente y
definición de volúmenes.3. Planificación de dosis
(tradicionalmente, la planificación del tratamiento)
4. Verificación del Plan
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Información requerida
Información del Paciente
Planificación
Datos del equipo de tratamiento
Plan de Tratamiento
Tratamiento
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Etapas del Proceso de Planificación
1. Colocación e inmovilizacióna) Se determina la posición
optima del paciente para el tratamiento,
b) se diseñan y construyen los accesorios necesarios para su inmovilización.
c) Se establecen marcas en el sistema de referencia del paciente.
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Colocación e inmovilización
Uno de los aspectos más débiles en el proceso de planificación de radioterapia
Generalmente no se aprovecha la exactitud que ofrecen las unidades modernas
§ Colocación poco estable§ Poco uso de tecnicas isocéntricas§ Marcas o tatuajes en piel
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Empleo de láseres
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Sistemas personalizados con plásticos termodeformables
Opción para RT Estereotáxica
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Mascara Termoplástica
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Sistemas personalizados• “Breast Board” para mamas
Arm rest to get arm out of the treatment field
Slope to straighten sternum in order to minimize lung dose
Leg rest
Head rest
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Breast board
• Colocación personalizable
• Se necesitan al menos 2 equipos (simulador y tratamientos)
• Usualmente grande para entrar por el TAC
Med-Tec
SinMed
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Accesorios compatibles con TAC
Med-Tec
SinMed
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Vacuum bags
All MedTec
Personalizado para cada paciente
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Adquisición de datos del paciente
• La necesidad de datos depende del tipo de plan de tratamiento que se pretenda generar.
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Datos para planificación 1D
• Diámetros del paciente en la dirección del haz.
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Datos 1.5D• Se incluye la forma del
haz, tomada de placas o la clínica.
Simulador
Anat Modeling
Vector
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Datos para planificación 2D
• Contornos en un un solo nivel.
• Se toman radiografías del simulador
• Para campos irregulares, se pueden incluir puntos de interes con sus DFS´s
• Se pueden indentificar órganos de riesgo.
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Adquisición de datos externos (contornos 2D)
Empleo de alambres o cintas de yeso
Marcas de láseres
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Adquisición de datos externos (contornos 2D)
Uso de contornímetros o pantógrafos
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Adquisición de datos externos (contornos 2D)
Uso de contornímetros o pantógrafos
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Adquisición de datos externos (contornos)
Uso de contornímetros o pantógrafos
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Uso de Atlas Anatómico
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Simulación. Objetivos
Simular el tratamiento (la colocación del paciente y el equipo) antes de que este comience
Aumentar exactitud del tratamiento mediante:• - localización y definición de fronteras de volumen
blanco • - capacidad de realizar marcas externas precisas
en el paciente Reducir morbilidad mediante diseño y ubicación de
bloqueos para protección de tejido sano y organos criticos
Unificar staff medico-físico-técnico en el proceso de planificación
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Simulación. Objetivos
Verificar puertos de entrada, mediante toma de radiografias y comparacion con placas portales del equipo de tratamiento
Verificar diseño y colocación de bloqueadores Adquisición de contornos de paciente (con CAD
incorporado obtener reparos anatómicos internos para planificar)
Aumentar eficiencia de trabajo en el Departamento de Radioterapia al solucionar problemas de colocación y planificación sin necesidad de usar los equipos de tratamiento
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Pasos de la simulación convencional
1. Determinar la posición del paciente2. Determinar la geometría del haz3. Determinar límites del campo e isocentro4. Adquirir contorno5. Marcaje del paciente
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2. Determinar la geometría del
haz
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3. Determinar límites del campo e isocentro
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4. Adquirir contorno (I)• Uso del propio Simulador: Cartesianas
Xi
Pto. Xi Yi
1 0 202 2 213 4 205 6 195 12 15
DFI
DFSi
Yi
Xi=DFI-DFSi
AP=20cm
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4. Adquirir contorno (II)• Uso del propio Simulador: Polares
i
ri
Pto. i ri
1 0 202 2 213 4 205 6 195 12 15ri=DFI-DFSi
Demo en Ext Pln
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Adquirir otros datos con simulador
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Entrada de contornos 2DTransferencia precisa de datos del TAC
Desde Fotos vía Digitalizador
•Mayores errores de transferencia•No se consideran densidades puntuales. •Densidades por tipo de órgano
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Entrada de contornos 2D
Transferencia precisa de datos del TAC Desde Fotos, vía Escáner
• Verificar linealidad del escáner
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5. Marcaje del paciente
• Establecer correlación entre coordenadas del paciente y del haz
Tattoos Skin markers
Marcas en mascara
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Datos en 2.5D
• Adquirir varios cortes manuales– Corte central– Corte 2 cm por debajo del borde superior– Corte 2 cm por encima del borde inferior
del campo
• TPS multicortes
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Datos para planificación 3D
Set de cortes axialesCon pequeñoEspaciamiento (0.3-1cm)
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Simulación Convencional con TAC
•Equipo de TAC convencional (preferible multicortes)• Juego de datos full 3D• Disponer de TPS en 3D
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Entrada de datos de TAC por red ó por CDTransferencia precisa de datos del TAC
Desde archivo, viared (DICOM)
• Verificar adecuadalectura de parámetrosde las imágenes
– Tamaño de pixel– Grosor de cortes
(“slices”)– Número CT– Orientación
• Efectos de artefactos
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Entrada de datos de TAC por red ó por CD
• Relación HU vs R.E.D.
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Número de CT ó HU Número CT o Unidad Hounsfield (HU)
una unidad de Hounsfiled representa una variación del 0.1% del coef. de atenuación del agua Rango de HU -1000 (aire) a+4000 (hueso cráneal)– HU(agua, musculo) = cerca de 0
1000
w
wtejidoHU
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Maniquí de densidades electrónicas. Correlaciona HU vs RED
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Aplicaciones de TAC en Planificación de RT
• a. Delinear Volumen Blanco, contorno externo y órganos críticos.
• b. Proveer de información sobre densidades internas para correcciones por inhomogeneidades.
• El aspecto ‘a’ es más importante, no solo en la optimización de la técnica de tratamiento, sino en los cálculos exactos de distribuciones de dosis.
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Distribución de Isodosis en Pacientes
Efectos de los relieves
• Incidencia oblicua• Contorno curvo e irregular•Tejidos de densidades variables
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Distribución de Isodosis en Pacientes
Incidencia oblicuaFotones Electrones
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Distribución de Isodosis en Pacientes
Contorno curvo e irregularFOTONES
Las distribuciones
de dosis se afectan
seriamente por cambios del contorno.
ELECTRONES
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Efectos de contorno en curvas de isodosis
Contorno Off,Heterogeneidades off
Contorno ON,Heterogeneidades off
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Punto de vista del haz Beam’s Eye View (BEV)
La vista en 3D (PTV,OARs) se acomoda de acuerdo a un observador que esté ubicado en la fuente y que mire hacia el isocentro
El BEV visualiza la posición y forma de un campo específico de acuerdo a la forma y posición del PTV y de los OARs.
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Beam´s Eye View
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BEV – Beam´s Eye View
PróstataAnterior
PróstataLateral
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BEV en el programa HELAX TMS
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BEV para3 direccionesde haces distintos
Campos conformados con Colimador Multiláminas
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Digital Reconstructed Radiographs(DRRs)
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DRR= Digital Recon-structed Radiographconstruida mediante las trayectorias de haces desde la posición de unafuente de Rx virtual que atravieza lamatriz de 3D de los datos de CT.
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Raytracing
3D-Model
DRR
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DRR de mama
• Se pueden resaltar los volúmenes blanco y marcas en el paciente.
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DRR de cabeza y cuello
• BEV superpuesto en DRR
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Simulación Virtual – Obersever’s View (OEV)– Beam’s Eye View (BEV)– LINAC View– Spherical View– DRR
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Moveable Lasers
Isocenter Projection
Isocenter Position
CT images
CT SimulationMarking the Patient
Laser
LaserLaser
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Procesamiento Digital
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Programa de simulación virtual• Transforma cortes axiales en planos coronal y
sagital en tiempo real
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Obersever’s View (OEV)(Physician´s Eye View (PEV))
La vista 3D (Beams, PTV, ORs, superficie delpaciente) es obtenida de acuerdo a un observador ubicado en un punto arbitrario ubicado en el local de tratamiento.
• El OEV visualiza las condiciones geométricas de la técnica de tratamiento
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Campos de radiación desde el OEV
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LINAC ViewEl Linac View es un caso especial de OEV que contiene un modelo 3D del Linac, la camilla y el relieve del paciente
•El LINAC View visualiza la posición del Gantry y camilla para un haz específico y ayuda a identificar posible colisiones mecánicas
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Linac View
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Linac view desde 3 diferentes direcciones europeas
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Imagen 3D
• Una imagen 3D es una reconstrucción volumetrica, no es una proyección, sino una geometria real.
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Reconstrucción de imágenes
Corte axial Corte sagital Corte coronal
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Fusión de imágenes para planificación
Mejor definición de volúmenes blanco
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RMN
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Necesidad de combinar diferentes modalidades imagenológica
Angiograma RMN Imagen RMN
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Fusion TAC-RMN
=
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Fusión TAC con PET o SPECT
Son enviados por separado al TPS. Pet ayuda a definir PTV.Cálculos son basados en CT
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PET/CT móvil, Santa Chiara, Trento
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Gracias…