Fortbildung Radio-Onkologie: Rund ums Becken

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1 Fortbildung Radio-Onkologie: Rund ums Becken Pascal Hauri, PhD Physics Post-Doktorand Radiotherapy Hirslanden Out-of-field Dose

2 Struktur Einleitung Gonadenkapsel als Strahlenschutz Voll- und Halbrotations-CBCT-Dosen Ganzkörperdosen für Prostatabestrahlungen: Vergleich zwischen verschiedenen Energien und Modalitäten 1/15

3 Struktur Einleitung Gonadenkapsel als Strahlenschutz Voll- und Halbrotations-CBCT-Dosen Ganzkörperdosen für Prostatabestrahlungen: Vergleich zwischen verschiedenen Energien und Modalitäten 1/15

4 Introduction How a photon producing medical linear accelerator works 2/15

5 Introduction How a photon producing medical linear accelerator works 3/15

6 Whole-body dose Total out-of-field dose = patient scatter + collimator scatter + head leakage + neutrons collimator scatter head leakage & neutrons patient scatter 4/15

7 Introduction Why modelling and measuring of out-of-field dose in radiotherapy is important: Treatment panning system (TPS) underestimates out-of-field dose out-of-field dose is not clinically available Induction of second primary cancers after radiotherapy Patients undergoing radiotherapy can develop a second primary cancer induced by radiation (in children, risk can be higher than 10%) Typically 10+ years to develop Making clinical decisions for patients, e.g. pregnant patients, patients with implantable electronic devices, or dose to the testicals 5/15

8 Introduction TLD: Thermoluminescent dosimeter Cristal stores energy from irradiation If heated, TLD emits light proportional to applied dose 6/15

9 Struktur Einleitung Gonadenkapsel als Strahlenschutz Voll- und Halbrotations-CBCT-Dosen Ganzkörperdosen für Prostatabestrahlungen: Vergleich zwischen verschiedenen Energien und Modalitäten

10 Gonadenkapsel Why and when to use shielding for testicals? - Dose to the testicals has to be considered during radiotherapy - More than 2 Gy will induce irreversible azoospermia [1] - Young patient (protect reproductive system) When not? - If primary X-ray beam penetrates shilding production of secondary electrons high skin dose [1] Herrmann T. Strahlenreaktion der Gonaden. Strahlenther Onkol 1997;173: /15

11 Gonadenkapsel TLD measurments: dose to the testicals - Bowl cancer - 6 MV VMAT treatment using a full ARC, isocenter 16 cm from testicals Gy fraction dose; 548 MUs; 25 fractions 8/15

12 Gonadenkapsel - With shielding: 16 mgy/fraction ± 15% - Without shielding: 16 mgy/fraction ± 15% - Per total treatment: 0.40 Gy/45 Gy ± 15% shielding had no effect on testical dose Collimator Scatter Head Leakage Patient Scatter Drawback: only one patient considered, no patient study! 9/15

13 Struktur Einleitung Gonadenkapsel als Strahlenschutz Voll- und Halbrotations-CBCT-Dosen Ganzkörperdosen für Prostatabestrahlungen: Vergleich zwischen verschiedenen Energien und Modalitäten

14 Full- and Half-Rotation CBCT - The use of X-ray imaging modalities can give a substantial dose to the patient [2] - Imaging dose is justified by the reduction of the margins around the target smaller planning target volume will lead to a sparing of the organs at risk - In clinical practice, the half-rotation protocol is used more frequently because of the potential dose reduction compared to the full rotation protocol [2] Murphy et al. The management of imaging dose during image-guided radiotherapy: Report of the AAPM Task Group 75," Medical Physics 34, (2007). 10/15

15 Full- and Half-Rotation CBCT Full-rotation CBCT (pelvis protocol) Half-rotation CBCT (pelvis spotlight protocol) protocol In a transversal slide, mean dose is similar 11/15

16 Full- and Half-Rotation CBCT Effective dose: full-rotation 5.4 ± 0.3 msv and half-rotation 5.0 ± 0.3 msv no significant reduction in dose use protocol with which the patient can be positioned best 12/15

17 Struktur Einleitung Gonadenkapsel als Strahlenschutz Voll- und Halbrotations-CBCT-Dosen Ganzkörperdosen für Prostatabestrahlungen: Vergleich zwischen verschiedenen Energien und Modalitäten

18 Whole-body Dose in Radiotherapy Total model of stray dose Treatment of a sarcoma located in the prostate IMRT dose equivalent per total treatment (15 MV) CBCT photons neutrons total 13/15

19 Comparison of Different Treatments Whole-body 3D dose equivalent IMRT whole-body dose equivalent (6 MV vs. 15 MV) Whole-body dose equivalent 15 MV In agreement with MC study for IMRT treatments (Kry et al. 2009) 14/15

20 Schlussfolgerungen Gonadenkapsel als Strahlenschutz Keine tiefere Dosis bei Verwendung der Gonadenkapsel Aber: weitere Patienten untersuchen Voll- und Halbrotations-CBCT-Dosen Gleiche effektive Dosis der beiden Protokolle Für Positionierung soll am besten passendes Protokoll genutzt werden Dosisreduktion durch Reduktion der Bildgrösse (längsverlaufende Richtung) Ganzkörperdosen für Prostatabestrahlungen: Vergleich zwischen verschiedenen Energien und Modalitäten Kein Unterschied in Ganzkörperdosis zwischen 6 MV and 15 MV nominaler Strahlenenergie Wenn Intensitätsmodulation gebraucht wird: VMAT statt IMRT 15/15

21 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Fragen?