ACELERADOR LINEAR DIGITAL

Transcrição

1 ACELERADOR LINEAR DIGITAL Helder Alexandre Nogueira Especialista de Produto Elekta Medical Systems Programa Nacional de Formação em Radioterapia

2 Origem da Elekta Professor Lars Leksell: fundador da Elekta y professor do departamento de Neurociencias no Karolinska University Hospital (Estocolmo, Suécia) Desde 1949 desenvolveu métodos revolucionários de cirurgia estereotáxica e radiocirurgia no cerebro A Elekta foi fundada como uma empresa de Pesquisa e Desenvolvimento em 1972, baseada nas inovacões do Prof. Dr. Lars Leksell Em 1997, a Elekta adquiriu o negócio de Radioterapia da Philips

3 Origem da Elekta 1997 Radioterapia de Philips 2006 Beijing Medical Equipment Institute (BMEI) 2008 CMS 2011 Nucletron 1972 Fundação da Elekta 2005 IMPAC Medical Systems Medical Intelligence D Line 2010 Resonant Medical

4 Acelerador linear digital Geração do feixe 7 th Geração de Controle Digital

5 Acelerador linear digital Geração do feixe O acelerador linear digital produz, monitora e conforma de forma precisa o feixe de radiação para o alvo planejado.

6 Acelerador linear digital Geração do feixe De forma sincronizada o canhão de elétrons libera elétrons e a magnetron envia ondas de radiofrequência para acelerar estes elétrons

7 Acelerador linear digital Geração do feixe 30% menos consumo de energia do que sistema com klystron O Magnetron controle a intensidade e frequência das ondas de radiofrequência, determinando a energia dos raios-x que serão produzidos

8 Acelerador linear digital Geração do feixe O feixe de raios-x é criado quando os elétrons atingem e interagem com o alvo de tungstênio.

9 Acelerador linear digital Geração do feixe Potência de pico - 5MW (megawatt) Baixa temperatura de operação Não necessita sistema especial de dispersão de calor Não gera radiação ionizante Tempo curto de aquecimento (6 minutos) Totalmente desligada quando o Linac não está em uso Mais de 7 anos de vida útil

10 Acelerador linear digital Geração do feixe O acelerador linear digital utiliza um canhão de elétrons tipo diodo. Os elétrons são produzidos ao aquecer o filamento de tungstênio (dentro do catodo) e são injetados no guia de ondas. A quantidade de elétrons é controlada pela temperatura no filamento Eles são acelerador no guia de ondas em direção ao alvo

11 Acelerador linear digital Geração do feixe O guia de ondas contém uma sequência de células de cobre Pequenas aberturas circulares entre as células permitem que os elétrons viagem pelo guia de ondas e ajudam a focalizar o feixe Todo o ambiente é mantido sob vácuo para evitar que os elétrons sejam freados por outras partículas

12 Acelerador linear digital Geração do feixe O caminho do feixe de elétrons é controlado por dois conjuntos de bobinas que cercam o guia de ondas. Dois conjuntos de bobinas focalizadoras ajudam a definir o feixe de elétrons para que seja extremamente fino ao atingir o alvo. O sistema é resfriado continuamente por água.

13 Acelerador linear digital Geração do feixe Ao deixar o guia de ondas, os elétrons entram no tubo que os redireciona para o alvo.

14 Acelerador linear digital Geração do feixe Três pares de bobinas fazem a curvatura do feixe de elétrons. Esse processo posiciona o feixe e também focaliza com diâmetro de 1 mm. Este sistema tem comportamento acromático, ou seja, é possível focalizar elétrons de diferentes energias no mesmo ponto.

15 Acelerador linear digital Geração do feixe O formato desse sistema permite reduzir o tamanho do equipamento e a garantir um isocentro baixo, importante para o posicionamento do paciente. 15

16 Acelerador linear digital Geração do feixe Mais fácil para posicionamento e alinhamento do paciente 16

17 Acelerador linear digital Geração do feixe Cabeçote maior Exemplo: Técnica de mama com suporte de braço.

18 Acelerador linear digital Geração do feixe Os elétrons de alta energia atingem um pequeno alvo de tungstênio onde são gerados os fótons (raios-x). Os fótons de alta energia saem do alvo em direções diversas. O colimador primário só permite a passagem dos fótons que viajam na direção de saída do feixe, criando o feixe em foramto de cone. O colimador primário absorve os fótons espalhados que estão em outras direções.

19 Acelerador linear digital Geração do feixe O colimador primário é responsável por definir o tamanho máximo do feixe clínico

20 Acelerador linear digital Geração do feixe Nesta etapa os fótons não são uniformemente distribuidos no campo, então utilizamos um filtro achatador. Este filtro absorve mais fótons no centro do campo.

21 Acelerador linear digital Geração do feixe Os fótons passam pela câmara de ionização, para medida de dose e monitoramento da qualidade do feixe. A dose é medida e controlada simultaneamente em duas câmaras de ionização independentes. A primeira é o dosímetro primário, ela finaliza o feixe quando a dose necessária foi entregue. A segunda atua como back up e para o feixe se a primeira falhar.

22 Acelerador linear digital Geração do feixe O acelerador linear precisa reproduzir os feixes modelados no sistema de planejamento. A qualidade do feixe é controlada por uma câmara dividida em 7 seções, cada uma monitora uma parte do campo de radiação.

23 Acelerador linear digital Geração do feixe Nos equipamentos modernos existe um colimador secundário no formato de Multilâminas (MLC) que consegue reproduzir a forma do alvo a ser tratado.

24 Acelerador linear digital Geração do feixe Um único sistema de computadorizado controla o acelerador linear digital e o colimador MLC, eliminando o risco de erros de entrega de dose devido a atrasos de comunicação egarantindo sincronização entre a dose entregue e aposição das lâminas. Todos os sistemas de direcionamento e foco tem controle digital. Todas as posições mecânicas são automaticamente selecionadas no console de controle.

25 Acelerador linear digital Geração do feixe Sem potenciometros para ajustes. Leitura em tempo real de mais de 4000 parâmetros. Ferramentas de calibração e diagnóstico Informação gráfica para serviços Arquivos de log dinâmicos Calibração automática

26 Acelerador linear digital Geração do feixe Suporte com intervenção on-line Alertas e notificações Redução de downtime

27 Acelerador linear digital Mecânica Gantry montado sobre 4 rodízios facilita o balanceamento Precisão do isocentro < 1mm de raio

28 Acelerador linear digital IGRT MV Sistema Portal IviewGT Imagem únicas ou múltiplas 2D MV e fluoroscopia Aquisição antes, durante e depois do tratamento Suporta as técnicas de tratamento mais avançadas Cálculo automático do deslocamento Revisão de dados e análise de tendência

29 Acelerador linear digital IGRT kv Sistema CBCT XVI Imagem 2D exposição única ou em sequência Imagem 3D Aquisição durante o tratamento Fov máximo de 50x26 cm Permite o movimento automático da mesa Exatidão de tratamento melhor do que 1 mm

30 Acelerador linear digital IGRT kv

31 Acelerador linear digital IGRT kv Imagem durante o tratamento com correção para o espalhamento MV

32 Acelerador linear digital IGRT kv

33 Acelerador linear digital IGRT kv Symmetry Registration IGRT 4D sem uso de equipamentos externos Sem necessidade de controle forçado de respiração

34 Acelerador linear digital IGRT kv Não é apenas um CBCT 4D Solução on line Verificação do tratamento com correlação com o movimento dos órgãos internos A dose planejada é entregue na região onde o volume alvo permanece na maior parte do tempo

35 Acelerador linear digital IGRT kv Com o registro do Symmetry é possível realizar: Redução de margens Compensação do movimento do tumor A imagem 4D é usada diretamente na correlação com a posição planejada A ferramenta alerta o usuário caso algum órgão de risco possa ser afetado por alta dose após o deslocamento.

36 Acelerador linear digital IGRT kv Critical Structure Avoidance Targe t Critical structure

37 Acelerador linear digital IGRT kv Symmetry Mais eficiente Gating Tempo (minutos )

38 Acelerador linear digital IGRT kv Probabilidade de movimento do paciente Gating Symmetry Tempo (minutos)

39 Acelerador linear digital IGRT kv 39

40 Acelerador linear digital Colimador MLC Agility MLCi2 APEX

41 Acelerador linear digital Colimador MLC Agility MLC integrado ao cabeçote Capacidade de tratar múltiplos volumes Campo 40 cm x 40 cm 160 lâminas Lâminas de 5 mm Lâminas de alta velocidade Image courtesy of Christopher Walker, Head of Radiotherapy Physics The James Cook University Hospital, Middlesbrough, UK 41

42 Acelerador linear digital Colimador MLC

43 Acelerador linear digital Colimador MLC Average transmission through leaf bank Peak transmission through leaf bank Varian HD MLC 120 Agility MLCi2 <0.5% 1.5% intraleaf <2% * <0.5% 2.1% intraleaf <3% *

44 Acelerador linear digital Colimador MLC Image courtesy of Vivian Cosgrove, Ph.D., (2012) Head of Radiotherapy Physics at St. James s Institute of Oncology, Leeds Teaching Hospitals NHS Trust, UK. Adapted from Huq et al. PMB 49 (2002) M159-70

45 Acelerador linear digital Colimador MLC Bexiga

46 Acelerador linear digital Colimador MLC 46

47 Acelerador linear digital Colimador MLC MLCi2 MLC integrado ao cabeçote Capacidade de tratar múltiplos volumes Campo 40 cm x 40 cm 80 lâminas Lâminas de 10 mm 47

48 Acelerador linear digital Colimador MLC Metastase cerebral

49 Acelerador linear digital Colimador MLC Metastase cerebral MLCi2 Agility IMRT VMAT IMRT VMAT Homogeinity index GI Low (5-10 Gy) GI High (10-18 Gy) Beam time 11:37 min 8:44 min 9:49 min 8:32 min UM

50 Acelerador linear digital Colimador MLC SBRT de pulmão

51 Acelerador linear digital Colimador MLC SBRT de pulmão MLCi2 Agility Prescripción del PTV 60 Gy 60 Gy Homogeneity index Average dose, left lung 8.25 Gy 8.13 Gy Average dose, right lung 1.80 Gy 2.2 Gy Average dose, heart 0.18 Gy 0.17 Gy Number of sessions 5 5 Beam time 230 sec 215 sec MU Number of arcs 1 Rotation 1 Rotation

52 Acelerador linear digital Colimador MLC VMAT de próstata

53 Acelerador linear digital Colimador MLC VMAT de próstata MLCi2 Agility Prescripció en el PTV mean 60 Gy mean 60 Gy Homogeneity index Average dose, rectum 35.8 Gy 35.6 Gy Average dose, bladder 42.3 Gy 41.7 Gy Number of sessions Beam time 171 sec 152 sec MU Number of arcs 2 Rotations 2 Rotations

54 Acelerador linear digital Colimador MLC VMAT de Cabeça e Pescoço

55 Acelerador linear digital Colimador MLC VMAT de Cabeça e Pescoço MLCi2 Agility Prescripción en el PTV 54 Gy 54 Gy Homogeneity index Average dose, parotids Gy Gy Max dose, cord Gy Gy Average dose, lips Gy Gy Average dose, brainstem Gy Gy Number of sessions Beam time 293 sec 182 sec MU Number of arcs 2 Rotations 2 Rotations

56 Modelo de gráfico

57 Helder Nogueira Especialista de Produto