Radioterapia Adaptativa Aluísio Castro Físico em Radioterapia acastro@quintador.com.br
Objetivos Definir Radioterapia Adaptativa (ART) Entender os problemas que podem ser resolvidos com ART Fluxo de trabalho ART Limitações do método
Radioterapia Adaptativa (ART) Definição: ART é a adaptação de um planejamento de radioterapia durante o tratamento considerandose as mudanças temporais na anatomia do paciente (por ex.: diminuição tumoral, perda de peso, movimentação interna) ou alterações na biologia/função do tumor (hipóxia).
IGRT vs. ART IGRT é o processo de reposicionar o paciente sem modificar o plano de tratamento inicial * ART = IGRT (3D) + modificação do plano de tratamento inicial * Não considerando o uso de imagens para guiar do delineamento de alvos e OARs
Alterações anatômicas Crânio Cabeça e pescoço Pelve Próstata (vesícula seminal) Reto Bexiga Pulmão
Alterações anatômicas - Crânio
Alterações anatômicas - Crânio 19 gliomas de alto grau tratados com 3DCRT T1, T2 e FLAIR RMI pré-rt, D7, D21 e pós-rt Alterações na semana 3: 2 pcts diminuição de > 50% 12 pct com alguma alteração 3 pcts aumento do GTV Aumento médio do GTV: 11,7cc (9,8-21,3cc) Diminuição do V95 PTV Sem análise das consequências dosimétricas
Alterações anatômicas - Crânio
Alterações anatômicas - Crânio
Alterações anatômicas H&N Simulação 3sem de tto
Alterações anatômicas H&N
Alterações anatômicas H&N 14 pcts localmente avançados usando CT-on-rails 3 CTs por semana Redução média de 69,5% no GTV durante o tto Redução média do GTV: 0,2cc/dia Redução percentual média do GTV: 1,8%/dia
Alterações anatômicas H&N
Alterações anatômicas H&N
Alterações anatômicas H&N Parótidas
Alterações anatômicas H&N Parótidas diminuem em volume no decorrer da RTx redução média de 28,1% (5,9 à 53,6%) Centro de massa da parótida aproxima-se das regiões de alta dose desvio médio ao fim do tto: 3,1mm (-0,3 à 9,9mm)
Alterações anatômicas H&N Medula
Alterações anatômicas H&N Medula
Alterações anatômicas Pelve Reto, Bexiga e Próstata An on-line replanning scheme for interfractional variations E Ahunbay, C Peng, and G Chen, S Narayanan,C Yu, C Lawton and X Li Med. Phys. 35 (8) August 2008
Alterações anatômicas Pelve Próstata e Vesícula Seminal
Conclusão até aqui: A CT de simulação pode ser uma representação equivocada da anatomia do paciente.
Consequências de não ART tamanho Tu cobertura Contr. Local tamanho Tu dose tecido sadio toxicidade Forma cobertura e dose em tecido sadio Toxicidade e CL
planejamento tratamento sem adaptação tratamento adaptado - - - original adapted
Workflow da ART Aquisição de imagens Delineação dos alvos e órgãos de risco Replanejamento QA ou verificação Controle de variações intrafração
ART Online vs. Offline Online ART processo se dá em tempo real momentos antes da fração permite minimizar margens devido a variações de posicionamento Aplica-se aos casos onde as alterações anatomicas ocorrem intrafração Offline ART Aplica-se aos casos onde as alterações anatomicas ocorrem entre as frações
Workflow Online ART - Imaging Aquisição de imagens CT-on-rails, KVCBCT, MVCBCT... Tempo aprox.: <2 min
Imaging CT on rails Qualidade de imagem Identificação das estruturas de interesse Deformação espacial Adequado para cálculo de dose Relação HU/densidade eletrônica Efeito cupping desprezível Menor dose ao paciente
Imaging KV Cone Beam CT Para um caso típico de cabeça e pescoço CBCT Olhos: até 8 cgy Medula espinhal: até 6 cgy Cérebro: até 5 cgy Ossos: até 25 cgy devido a efeito fotoelétrico. Accurate patient dosimetry of kilovoltage cone-beam CT in radiation therapy George X. Ding, Dennis Duggan and Charles Coffey Med. Phys. Volume 35, Issue 3, pp. 1135-1144 (March 2008)
Imaging KV Cone Beam CT Accurate patient dosimetry of kilovoltage cone-beam CT in radiation therapy George X. Ding, Dennis Duggan and Charles Coffey Med. Phys. Volume 35, Issue 3, pp. 1135-1144 (March 2008)
Imaging MV Cone Beam CT Típico MVCBCT (arco de 270 a 110 ): cabeça e pescoço: de 0.7 a 1.2 cgy per MU. pelvis: de 0.6 a 1.2 cgy por MU. Imaging CT 10mSv Dose Delivered to Patients for Megavoltage Cone-Beam CT Imaging O Morin, J Bellerose, M Descovich, M Aubin, J Chen, J Aubry, H Chen, and J Pouliot Med. Phys. Volume 33, Issue 6, pp. 1999-1999 (June 2006)
Workflow ART - Segmentation Delineação dos alvos e órgãos de risco Transformações rígidas Transformações deformáveis Auto segmentação Não há ainda sistema 100% autônomo e a revisão/correção médica ainda se faz necessária. Tempo aprox.: <4 min
Workflow ART - Replanning Replanejamento completo Adaptação do plano inicial Tempo aprox.: <3 min
Workflow ART - Replanning Templates Arranjo de campos Parâmetros de otimização Elimina a necessidade de reposicionamento para correção de erros de setup(!) Tempo aprox.: <3 min
Workflow ART R&V Export Exportar o plano para o sistema de Registro e Verificação Checar o plano exportado Aprovar o plano Tempo aprox.: 1,0 min
Workflow ART - Checking QA ou verificação Cálculo de dose e MU independente Verificação de dose online com Portal Dosimetry Verificação de fluência online Tempo aprox.:? min
Imagens enviadas ao Sist. Planej. Plano adaptado exportado ao AL Imagens obtidas com CT on rails Importa contornos do plano inicial Não requer reposionamento da mesa Tempo Total : 7 minutes Otimização dos pesos: 3min Modifica contornos: 4 min Adaptação dos segmentos: 5 sec
Uma questão de tempo 2min
Uma questão de tempo
Tempo GPU Graphics Processing Units
Conclusões finais Benefícios da ART Correções para variações anatômicas não rígidas Além do IGRT Melhora a conformidade do plano entregue Reduz as margens necessárias para IGRT Reduz a dose no tecido normal Ainda um trabalho em andamento Tecnologia, tempo de processo e tempo de staff
Obrigado!