Samenvatting Radiotherapie OP2.1
IMRT
IMRT staat voor Intensity Modulated Radiotherapy. Bij IMRT ga je kijken hoe je
een zo mooi mogelijke dosisverdeling kunt krijgen, uitgaande van een aantal bundels
met verschillende intensiteiten. Je bestraalt de tumor vanuit verschillende bundelrichtingen.
Het is een soort omgekeerde planning (inverse planning). Bij inverse planning bij IMRT is de
truc dat je het apparaat verteld hoe je wilt hoe het plan er uit komt te zien. Het plan gaat zelf de
deelveldjes bedenken en een aantal ME’s toevoegen zodat hij daarop uitkomt. Bijv. minimaal 5000
cgy in mijn PTV. Zie het verschil van conventioneel en IMRT hieronder:
3D conventionele RT = Zet bundels op de patiënt Bereken dosis Beoordeel dosisverdeling
Even nadenken Bundels aanpassen
Inverse planning = Begin met aantal bundels Bereken dosis Beoordeel dosisverdeling
(objectives & cost function) Even nadenken Pas bundels aan (optimalisatie)
Een conventionele techniek is gebaseerd op ‘Forward planning’. De veldvormen worden
handmatig aangeleverd en de dosisverdeling wordt visueel beoordeeld. De beperkingen hiervan
zijn dat je afhankelijk bent van de vaardigheid van de planner, de complexiteit wordt al snel te
groot en de complexe plannen zijn erg tijdrovend.
Binnen 1 veld kan door de techniek de intensiteit variëren. Er zijn hetere en minder hete
stukken binnen 1 bestralingsveld. Doordat je de intensiteit kunt gaan moduleren kun je
de 95% dosisgebied gaan conformeren aan je PTV (dezelfde vorm krijgen).
Bij IMRT kan de intensiteit fluctueren per bundelrichting. Bij conventioneel is de intensiteit per
bundel gelijk. Een bundel wordt opgedeeld in een dosisfluentie profiel, in verschillende zwartingen.
Een dosisfluentie profiel wordt opgedeeld in voxels, wat je kan opsplitsen in
segmenten (kleine deelveldjes per bundel). In dit geval zou 1 bundel 3 verschillende
segmenten krijgen. Met als resultaat dat je het 95% isodose gebied nu wel kan
conformeren. Intensiteit bundel variëren voor betere conformiteit veel meer
vrijheidsgraden. De therapeutische ratio wordt groter.
Het is belangrijk bij IMRT dat de bundels nooit tegenover elkaar mogen staan. Dit
komt door een aantal redenen:
- Bundelintensiteit varieert per veld
o Gebaseerd op criteria voor PTV en OAR
o Berekend d.m.v. objectives door het planningssysteem
o MLC noodzakelijk
- Verbetering conformiteit:
o Hogere dosis PTV soms mogelijk
o Betere sparing OAR
Objectives
- Vertellen het planningssysteem hoe het plan er uit zou moeten zien
- Zijn vertaling van criteria waarop plan beoordeeld wordt
- Zijn voornamelijk gebaseerd op uit DVH afgeleide getallen
- Geven bij de beoordeling een ‘rapportcijfer’
- Zijn vaak maar eenvoudige benadering t.o.v. hoe je zelf een plan beoordeeld
, Plan met hoogste curatiekans (TCP: Tumour Control Probability) bij acceptabele
bijwerkingen (NTCP: Normal Tissue Complication Probability). We werken met dose
objectives en DVH objectives. De dose objectives zijn strenger dan DVH objectives.
Constraints
- Is een bijzonder soort objective
- Legt een harde eis op aan het plan
o Kan dus niet mee gesjoemeld worden
- Vermindert flexibiliteit voor zoeken naar oplossing
- Liever niet gebruiken…
Cost function
- Alle objectives verwerkt tot 1 getal
- Objectives kunnen verschillend gewicht hebben
- Is een functie van alle te variëren parameters in plan
Optimalisatie
Doel: Vind de bundelopzet waarbij de cost function minimaal is
- Vele variabelen die onderzocht moeten worden
- Dwaal door landschap totdat je laagste punt hebt gevonden
- Meer dan 1 minimum mogelijk
- Startpunt bepaalt ook mede waar je uitkomt
Bij een lokaal minimum voldoe je aan je eisen. Het kan zijn dat je nog
een ander lokaal minimum wat gunstiger is voor de patiënt. Het werkt
met iteraties. Dit is een herhaling, het is een herhaalde berekening. Hij
maakt iedere keer een berekening en gaat kijken wat de cost function is.
Hij kan bijv. nog iets veranderen om de cost function nog verder naar
beneden te krijgen en dan gaat hij opnieuw rekenen.
Standaard inverse planning – Sequencing
Optimalisatie fluentieprofielen:
- Bundels opdelen in voxels
- Intensiteit in iedere voxel variëren
- Zoeken naar fluentieprofielen die beste plan opleveren
Sequencing:
- Vertaling van fluentie naar segmenten
- Wordt beperkt door mogelijkheden collimator % MLC’s
- Optimalisatie fluentieprofiel wordt slechts benaderd
Direct machine parameter optimalization (DMPO)
- Geoptimaliseerd plan wordt altijd slechter na sequencing:
o Niet alle fluentieprofielen haalbaar
Oplossing =
- Optimaliseer met MLC settings i.p.v. fluentie
o Neemt beperkingen MLC mee in optimalisatie
Toepassingen en meerwaarden IMRT
- Hogere dosis PTV, bij gelijke of betere sparing van OAR’s
- In principe alle doelgebieden
IMRT
IMRT staat voor Intensity Modulated Radiotherapy. Bij IMRT ga je kijken hoe je
een zo mooi mogelijke dosisverdeling kunt krijgen, uitgaande van een aantal bundels
met verschillende intensiteiten. Je bestraalt de tumor vanuit verschillende bundelrichtingen.
Het is een soort omgekeerde planning (inverse planning). Bij inverse planning bij IMRT is de
truc dat je het apparaat verteld hoe je wilt hoe het plan er uit komt te zien. Het plan gaat zelf de
deelveldjes bedenken en een aantal ME’s toevoegen zodat hij daarop uitkomt. Bijv. minimaal 5000
cgy in mijn PTV. Zie het verschil van conventioneel en IMRT hieronder:
3D conventionele RT = Zet bundels op de patiënt Bereken dosis Beoordeel dosisverdeling
Even nadenken Bundels aanpassen
Inverse planning = Begin met aantal bundels Bereken dosis Beoordeel dosisverdeling
(objectives & cost function) Even nadenken Pas bundels aan (optimalisatie)
Een conventionele techniek is gebaseerd op ‘Forward planning’. De veldvormen worden
handmatig aangeleverd en de dosisverdeling wordt visueel beoordeeld. De beperkingen hiervan
zijn dat je afhankelijk bent van de vaardigheid van de planner, de complexiteit wordt al snel te
groot en de complexe plannen zijn erg tijdrovend.
Binnen 1 veld kan door de techniek de intensiteit variëren. Er zijn hetere en minder hete
stukken binnen 1 bestralingsveld. Doordat je de intensiteit kunt gaan moduleren kun je
de 95% dosisgebied gaan conformeren aan je PTV (dezelfde vorm krijgen).
Bij IMRT kan de intensiteit fluctueren per bundelrichting. Bij conventioneel is de intensiteit per
bundel gelijk. Een bundel wordt opgedeeld in een dosisfluentie profiel, in verschillende zwartingen.
Een dosisfluentie profiel wordt opgedeeld in voxels, wat je kan opsplitsen in
segmenten (kleine deelveldjes per bundel). In dit geval zou 1 bundel 3 verschillende
segmenten krijgen. Met als resultaat dat je het 95% isodose gebied nu wel kan
conformeren. Intensiteit bundel variëren voor betere conformiteit veel meer
vrijheidsgraden. De therapeutische ratio wordt groter.
Het is belangrijk bij IMRT dat de bundels nooit tegenover elkaar mogen staan. Dit
komt door een aantal redenen:
- Bundelintensiteit varieert per veld
o Gebaseerd op criteria voor PTV en OAR
o Berekend d.m.v. objectives door het planningssysteem
o MLC noodzakelijk
- Verbetering conformiteit:
o Hogere dosis PTV soms mogelijk
o Betere sparing OAR
Objectives
- Vertellen het planningssysteem hoe het plan er uit zou moeten zien
- Zijn vertaling van criteria waarop plan beoordeeld wordt
- Zijn voornamelijk gebaseerd op uit DVH afgeleide getallen
- Geven bij de beoordeling een ‘rapportcijfer’
- Zijn vaak maar eenvoudige benadering t.o.v. hoe je zelf een plan beoordeeld
, Plan met hoogste curatiekans (TCP: Tumour Control Probability) bij acceptabele
bijwerkingen (NTCP: Normal Tissue Complication Probability). We werken met dose
objectives en DVH objectives. De dose objectives zijn strenger dan DVH objectives.
Constraints
- Is een bijzonder soort objective
- Legt een harde eis op aan het plan
o Kan dus niet mee gesjoemeld worden
- Vermindert flexibiliteit voor zoeken naar oplossing
- Liever niet gebruiken…
Cost function
- Alle objectives verwerkt tot 1 getal
- Objectives kunnen verschillend gewicht hebben
- Is een functie van alle te variëren parameters in plan
Optimalisatie
Doel: Vind de bundelopzet waarbij de cost function minimaal is
- Vele variabelen die onderzocht moeten worden
- Dwaal door landschap totdat je laagste punt hebt gevonden
- Meer dan 1 minimum mogelijk
- Startpunt bepaalt ook mede waar je uitkomt
Bij een lokaal minimum voldoe je aan je eisen. Het kan zijn dat je nog
een ander lokaal minimum wat gunstiger is voor de patiënt. Het werkt
met iteraties. Dit is een herhaling, het is een herhaalde berekening. Hij
maakt iedere keer een berekening en gaat kijken wat de cost function is.
Hij kan bijv. nog iets veranderen om de cost function nog verder naar
beneden te krijgen en dan gaat hij opnieuw rekenen.
Standaard inverse planning – Sequencing
Optimalisatie fluentieprofielen:
- Bundels opdelen in voxels
- Intensiteit in iedere voxel variëren
- Zoeken naar fluentieprofielen die beste plan opleveren
Sequencing:
- Vertaling van fluentie naar segmenten
- Wordt beperkt door mogelijkheden collimator % MLC’s
- Optimalisatie fluentieprofiel wordt slechts benaderd
Direct machine parameter optimalization (DMPO)
- Geoptimaliseerd plan wordt altijd slechter na sequencing:
o Niet alle fluentieprofielen haalbaar
Oplossing =
- Optimaliseer met MLC settings i.p.v. fluentie
o Neemt beperkingen MLC mee in optimalisatie
Toepassingen en meerwaarden IMRT
- Hogere dosis PTV, bij gelijke of betere sparing van OAR’s
- In principe alle doelgebieden
