Richtlinien für IMRT-QA mit einem 2D-Ionisationskammer-Array

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1 Richtlinien für IMRT-QA mit einem 2D-Ionisationskammer-Array Flavia Juliana Molina, Frank Schneider, Frederik Wenz Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie, Universitätsmedizin Mannheim Deutsche Gesellschaft für Radioonkologie DEGRO 2010

2 Hintergrund Der Einsatz von Kammer-Arrays zur Verifikation von IMRT-Plänen hat sich hauptsächlich aus zwei Gründen in der klinischen Anwendung zunehmend verbreitet: 1- Die Krankenhäuser wandeln ihre Archive in digitalen Datenbanken um, bei denen die analogen Filmentwicklungsmaschinen obsolet sind. 2- Die erhöhte Anzahl von Patienten, welche mit IMRT behandelt werden, erfordert die Suche nach schnelleren und zuverlässigeren Techniken der Dosimetrie. Trotzdem gibt es noch keinen einheitlichen Konsens bei der klinischen Verwendung von Kammer-Arrays für die IMRT-Plan Verifikation. [1],[2]. Ziel Das Ziel dieser Richtlinie ist es, einen Mindeststandard für die Durchführung, Erfassung und Interpretation, sowie die Berichterstattung der Ergebnisse der IMRT-Patienten-QA, unter Verwendung eines 2D- Ionisationskammer-Arrays und des Gammaindexkriteriums (GI) [3] als wichtigstes Konzept für die Akzeptanz der QA-Pläne, anzubieten. Flavia Molina Folie 2/6 Juni 2010

3 Material und Methoden OmniPro- I mrt (iba-dosimetry) software Messen im Film Modus Monaco-CMS v1.2 insgesamt 95 Fälle 2 SSD=100 cm Collapsed beam 15 cm Aufbaumaterial Grid von 0.1 mm Normierung auf Dosismaximum im Corvus-NOMOS v8.0 insgesamt 28 Fälle Isocenter= Zentrum der Kammer-Schicht Alle Fälle unterscheiden sich bei Zielgröße und anatomischer Position. MultiCube Phantom 94 Fälle mit dieser Technik für beide Vergleich der Profile Maximale Abweichung x & y klinische Qualitätkontrolle der Pläne (QA) Evaluation Gammaindex (GI) 4% 3mm und maximales Kriterium 5% 5mm SSD=100 cm Collapsed beam 1 4 cm Aufbaumaterial 2D-Ion chamber array Matrixx Evolution (iba-dosimetrie) zwei Auswertungsmethoden Isocenter= Zentrum der Kammer-Schicht 29 Fälle mit dieser Technik für beide Histogramm mit Pixelreihe von 0 bis 1 muss größer als 95% sein. Gantry Adapter Flavia Molina Folie 3/6 Juni 2010

4 Ergebnisse Gamma Index (GI) vs Mathod Patient Cases (%) Abb ,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 30,00 20,00 10,00 0,00 43,62 34,48 36,17 MulticCube Gantry adapter 58,62 11,70 3,45 8,51 3,45 79,79 GI 99% 99%>GI 95% 95%>GI 90% 90%>GI total cases matching GI 95% Gamma Index 93,10 Abb. 1: Die Adapter-Methode zeigt bessere Ergebnisse. 93,10% der bestrahlten QA-Pläne entsprechen dem Gamma-Faktor-Kriterium (GI-4%/3mm 95%), im Vergleich zu der MultiCube-Methode, bei der dies nur 79,79% der Pläne schaffen.. Gamma Index vs 83,15 GI 99% 99%>GI 95% 82,14 90,00 95%>GI 90% 90%>GI 80,00 total cases matching GI 95% 70,00 55,47 Abb. 2: Die Ergebnisse zeigen, dass 83,15% der Monaco-CMS Pläne und 82,14% der Corvus- Nomos Pläne das Gamma-Kriterium erfüllt. Sie bestätigen, dass das verwendete Akzeptanzverfahren unabhängig vom für diese Aufgabe geeignet sein könnte. Cases (%) 60,00 50,00 30,00 20,00 10,00 44,09 39,06 10,68 6,17 26,67 6,67 11,19 0,00 Abb. 2 monaco corvus Flavia Molina Folie 4/6 Juni 2010

5 Ergebnisse mögliche Schwierigkeiten 90,00 80,00 70,00 86,25 GI 99% 95% GI <99% 90% GI <95% GI <90% 76,74 Cases (%) 60,00 50,00 46,25 total cases matching GI 95% 44,19 32,56 30,00 20,00 9,11 11,63 11,63 10,00 4,64 0,00 Abb. 3 Coplanares Noncoplanares Abb. 3: Bei 13,75% der koplanaren Pläne und 23,25% der nichtkoplanaren Pläne zeigte die Methode Mängel irgendeiner Art. Bei den nicht-koplanaren Plänen sind die Felder mit Tischwinkel mit Hilfe der Software - unter Beachtung der Verschiebung zwischen der Messung und der Referenz gedreht worden, danach wurde die Gittergröße an die -Daten angepasst (0,1mm) und die Felder schließlich mit denen ohne Tischwinkel (0 Grad) summiert. Mögliche Schwierigkeiten: meist durch Falschausrichtung des Arrays oder Auflösungsprobleme verursacht. In diesen Fällen wurde das Gamma-Kriterium 5% bei 5mm als maximale Schwelle angewandt. Zusätzlich wurden diese Fälle mit Film-Messung an der gleichen Position überprüft, um einen Fehler des gänzlich auszuschließen. Chamber array Film Flavia Molina Folie 5/6 Juni 2010

6 Diskussion Die Methodik, die vorstehend beschrieben wurde, wird in der Klinik für Strahlentherapie und Radioonkologie des Universitätsklinikums Mannheim seit sechs Monaten durchgeführt, zur Anwendung kommt hauptsächlich der Gantry-Adapter. Dieses Procedere hat es ermöglicht, die Anzahl an QA-Plänen zu erhöhen, da im Vergleich mit den traditionellen Methoden bei kürzerer Messzeit zuverlässigere Daten erlangt werden. Die Methode wird zur Zeit auch zur Prüfung von VMAT-Plänen evaluiert. Fazit Die Verwendung des Matrixx -Detektors ist in jeder der beiden Methoden zuverlässig, die Benutzug des Gantry-Adapters ist jedoch vorteilhaft. Das MultiCube hat den Vorteil, dass eine Verschiebung des Isocenters bezüglich des Detektor-Centers möglich ist, wenn bspw. die Dosisverteilung die Elektronik der Matrixx treffen könnte oder nicht in der aktiven Oberfläche liegt. Die Adapter-Methode bietet dagegen die Möglichkeit aus den Original-Gantrywinkeln zu bestrahlen. Mit Auflösungsproblemen muss allerdings in beiden Fällen gerechnet werden. Diese können dann auftreten, wenn kleine Segmente der Felder nicht in der Position mit einem der Ionisationskammern des Arrays übereinstimmen. Literatur [1] Markus Alber. Et al. Guidelines for the verification of IMRT. ESTRO [2] Timothy Holmes (Chairman) IMRT documentation Group. American Society of Radiation Oncology recommendations for documenting intensitymodulated radiotherapy treatments. Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. 2009; 74-5; [3] Stock M, Kroupa B, Georg D. Interpretation and evaluation of the gamma index and the gamma index angle for the verification of IMRT hybrid plans. Phys Med Biol 2005;50: Flavia Molina Folie 6/6 Juni 2010