RADIOTERAPIA ADAPTATIVA

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Angélica Pacheco Figueiroa
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1 RADIOTERAPIA ADAPTATIVA Físico Médico Anderson Martins Pássaro

2 Princípios de Radioterapia Variações Anatômicas Radioterapia Guiada por Imagem (IGRT) Registro (Fusão) de Imagens Radioterapia Adaptativa (ART)

3 Radiação Adaptativa: Em Biologia Evolucionária, Radiação Adaptativa é o processo no qual organismos se diversificam rapidamente em múltiplas novas formas, particularmente quando o ambiente muda e novas fontes tornam-se disponíveis, criando novos desafios e abrindo novos nichos ambientais. 3D-CRT IMRT VMAT ART Adaptive Radiation Therapy Electronic Portal Image CBCT ExacTrac

4 DEFINIÇÃO A Radioterapia Adaptativa (ART) é a customização do plano de tratamento através da avaliação e caracterização sistemática e randômica das variações específicas de cada paciente utilizando imagens e as incluindo na modificação do plano Seminars in Radiation Oncology, 2005

5 INTRODUÇÃO - Os protocolos clínicos da Radioterapia Guiada por Imagem (IGRT), tem aumentado as possibilidades de se individualizar a entrega da dose de acordo com as alterações anatômicas internas que ocorrem durante o curso do tratamento. - As principais características da Radioterapia Adaptativa (ART) são: diminuição do volume de tratamento e; redução do risco de morbidade radio-induzida. - As mudanças randômicas na anatomia interna do paciente torna a técnica uma interessante estratégia para os tratamentos em Radioterapia.

6 Adenocarcinoma de Bexiga Como Tratar??? Fêmur Dir. PTV CTV GTV RETO

7 Como Resolver o Problema??? 1. Usar margens grandes, irradiando muito tecido sadio 2. Usar margens pequenas, arriscando perder o alvo 3. Ou, usar a Radioterapia Guiada por Imagem(IGRT)

8 Radioterapia Guiada por Imagem - Imagem do tumor e dos órgãos de risco ou suas vizinhanças imediatamente antes ou durante o tratamento. - Avaliações: das mudanças no posicionamento do paciente em relação ao plano de tratamento; dasalteraçõesanatômicas do paciente intra e inter-frações. - Adaptar o plano de tratamento corrigindo essas mudanças e alterações e aumentando a precisão do tratamento.

9 Radioterapia Guiada por Imagem - Workflow 1. Simulação do Tratamento Imagens de Referência 2. Planejamento do Tratamento 3. Imagens in room 4. Registro e Correção 5. Tratamento

10 Tumores do Colo Uterino Como Tratar??? CT de Planejamentoe Delineamento CBCT diário Posição do Colo Uterino para seis diferentes volumes de bexiga: BEXIGA COLO UTERINO -20% 0% 33% 66% 100% 120%

12 - Primeiro Método ART: adaptação on-line do plano de tratamento utilizando uma biblioteca com planejamentos correspondentes a diferentes preenchimentos da bexiga conforme observado nos CBCTs adquiridos antes de cada fração do tratamento. ARTPlanSelect - A vantagem do uso de CBCTs na primeira semana do tratamento é a captura diária dos padrões de movimentação dos órgãos pélvicos específico de cada paciente. Diferentes preenchimento do reto e bexiga Diferentes configurações da posição do intestino Importante para a criação da biblioteca de planos de tratamento - Segundo Método ART: re-optimização diária do plano de tratamento utilizando a imagem CBCT adquirida antes de cada fração do tratamento seguida por uma auto-segmentação online dos alvos e órgãos de risco e uma re-optimização do plano de tratamento. ARTReOpt Avanço potencial da ART para o câncer de tumores pélvicos

13 Fêmur Dir. Objetivo GTV CTV RETO Comparar o potencial de preservação dos tecidos normais das duas emergentes técnicas de ART PlanSelect e ReOpt utilizando como base a distribuição da dose acumulada

14 Materiais e Métodos: Pacientes e Imagens - Sete pacientes com câncer de bexiga tratados com Radioterapia no período de Junho 2008 à Agosto de 2009 cinco estadiados T2 e dois estadiados T3. - Plano de tratamento não-adaptativo: CTV definido como a bexiga e qualquer tumor visível na CT de planejamento Planos de tratamento realizados com IMRT (TPS Eclipse Varian) Posicionamento diário utilizando CBCT (OBI - Varian) CBCTs foram registrados com a CT de planejamentobaseadonaanatomiaóssea Todos os pacientes realizaram CT de planejamento com bexiga vazia As imagens CBCTs foram utilizadas para avaliar e comparar as duas estratégias da ART com base nas distribuições de dose acumuladas A análise foi baseada em um total de 210 imagens CBCTs

15 Materiais e Métodos: Radioterapia Não-Adaptativa - A Radioterapia padrão que todos os pacientes receberam consistiu de: Seis campos de tratamento com técnicaimrt SlidingWindow Dose total de 60 Gy em 30 frações (2 Gy/fração), 1 fração/dia e 5 dias/semana Margens utilizadas: ITV 2,0 cm cranial e anterior 1,5 cm posterior 1,0 cm caudal e lateral CTV PTV 0,8 cm crânio-caudal 0,5 cm ântero-posterior 0,5 cm latero-lateral Contorno do Intestino: do corte superior da quinta vértebra lombar ao último corte visível na CT, excluindo a bexiga, a porção anterior do reto até a parede abdominal pélvica e lateralmente a parede pélvica. Contorno do Reto: desde o reto sigmoide até a borda anal.

16 Materiais e Métodos: ART PlanSelect - As cinco primeiras frações foram entregues utilizando a Radioterapia Não-Adaptativa. - Utilizando os CBCTs das cinco primeiras frações, uma biblioteca de três planos de tratamento correspondentes aos preenchimentos dos volumes da bexiga: pequeno, médio e grande foi criada. - Estes planos de tratamento foram simulados para serem utilizados antes das frações subsequentes (de 6 à 30) do tratamento. - A bexiga e qualquer tumor visível foi manualmente contornado nos CBCTs utilizando o mesmo protocolo de delineamento da CT de Planejamento.

17 Materiais e Métodos: ART PlanSelect - Uma margem isotrópica e 3,0 mm para a movimentação intra-fracional foi adicionada para a geração dos PTVs correspondentes. - Para cada PTV, um plano de IMRT Sliding Window com seis campos foi criado atendendo os mesmos critérios do plano IMRT padrão 99% do PTV coberto por 95% da dose de prescrição. - O plano de tratamento mais adequado foi selecionado para as frações 6 à 30, escolhendo para cada fração o plano com melhor volume que englobava a bexiga conforme identificada no CBCT diário baseado no registro da anatomia óssea.

18 Materiais e Métodos: ART ReOpt - Na estratégia ReOpt, o plano de tratamento originalmente calculado e optimizado na CT de Planejamento é re-optimizado em cada CBCT diário. - Para simular o cenário on-line, registros deformáveis da CT de Planejamento para o CBCT foram realizados utilizando o algoritmo Thirions Demons (SmartAdapt, Varian) para a propagação do CTV, intestino e reto da CT de Planejamento para o respectivo CBCT. - O Registro Deformável da Imagem (DIR) e a propagação dos contornos são realizados em cerca de 2 min. - Uma margem isotrópica de 5,0 mm foi adicionada ao CTV para a geração do PTV. - Planos VMAT (RapidArc, Varian) foram utilizados devido ao curto tempo de tratamento ser considerado importante.

19 Materiais e Métodos: ART ReOpt - A re-optimização do plano no CBCT foi realizada utilizando os mesmos objetivos e restrições utilizadas na CT de Planejamento para o PTV, intestino, reto e tecido normal (corpo - PTV). - A re-optimzação do plano original nocbct é realizada em cerca de 1,5 min (em um sistema stand-alone). - Nenhuma alteração nas restrições de optimização foi necessária e o resultado dos planos de tratamento atingiram os mesmos critérios estabelecidos para o plano original. - A estratégia ReOpt foi realizada utilizando o software Dynamic Adaptative Radiation Therapy (DART, Varian).

20 Workflow Não Adaptativo PlanSelect ReOpt

21 Resultados: - Ambas as estratégias da ART levaram a uma considerável preservação dos tecidos normais. - A razão do volume tratado para a estratégia ReOpt foi mais constante para os diferentes níveis de dose resultando em uma maior preservação dos tecidos sadios em relação a estratégia PlanSelect. Ratio Body (Body PTV) = Body Vol (non ART) Body Vol (ART)

22 Resultados: (a) DVH Melhor Caso (b) DVH Pior Caso (a) Não Adaptativo (b) ART PlanSelect (c) ART ReOpt

23 Radioterapia Adaptativa Considerações Finais - Técnica de tratamento promissora que associa modernas formas de entrega da dose (IMRT ou VMAT) com a Radioterapia Guiada por Imagem (IGRT). - Pode ser aplicada em centros que possuem protocolos de IGRT bem definidos e com equipe técnica bem treinada. - Softwares de registro de imagens, delineamento automático, re-optimização e cálculo do plano de tratamento ainda em fase de desenvolvimento.

24 Obrigado!

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