RÄTT DOS PÅ RÄTT PLATS VARJE GÅNG

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "RÄTT DOS PÅ RÄTT PLATS VARJE GÅNG"

Bernt Jakobsson
för 8 år sedan
Visningar:

1 RÄTT DOS PÅ RÄTT PLATS VARJE GÅNG Jörgen Olofsson Radiofysiska laboratoriet, Norrlands Universitetssjukhus (NUS), Umeå Institutionen för Strålningsvetenskaper - Radiofysik, Umeå Universitet

2 Geotaggning Vännäs UmU/NUS Uppvuxen i Vännäs (3 mil uppströms Umeälven från Umeå). Sedan 1994 studerat, forskat och arbetat kliniskt med Radiofysik vid Umeå universitet och NUS.

3 Listvy , Utbildad till sjukhusfysiker vid Umeå Universitet , Medicinteknisk ingenjör inriktad mot strålbehandling vid NUS , Lärare på ESTROs årliga doskurs , Sjukhusfysiker inriktad mot (extern) strålbehandling vid NUS , Doktorand i Radiofysik. 2006, Disputerade med avhandlingen...

4 Handledare: Mikael Karlsson Bitr. handledare: Anders Ahnesjö (Uppsala) Disputation Opponent: Crister Ceberg (Lund)

5 När strålbehandling går helt fel Sammanfattning: Patienten avled till följd av tre behandlingar om 13 Gy (ist. för 2 Gy) vardera. Orsaken var att avgörande maskininställningar (DMLC) försvann under överföring från TPS till informationssystemet. Ingen QA utfördes förrän efter tredje fraktionen.

Orsaken var att avgörande maskininställningar (DMLC) försvann under

6 När strålbehandling går helt fel Vad som skulle ha levererats (DMLC) Vad som faktiskt levererades Lite tillspetsat; behandlingen består av ett stort antal summerade penumbror. Kraven på geometrisk noggrannhet hos kollimatorerna är väldigt höga (<0.5 mm).

behandlingen består av ett stort antal summerade penumbror.

7 Kvalitetssäkring (QA) Extern strålbehandling Input Output Treatment Planning System (TPS) Accelerator Treatment + parameters + Patient Calc. Dose =? Virtual reality =? =? =? =? Reality Database Accelerator Treatment delivery Patient Physics Dose

8 Kvalitetssäkring (QA) Extern strålbehandling Input Output Treatment Planning System (TPS) Accelerator + Treatment Patient Calc. parameters + Dose Virtual reality Reality Machine QA Dosimetry Geometry Database Information QA IGRT Dose calc QA Commissioning IDC* Dose meas. In vivo Pre-treatment Accelerator Treatment delivery Patient Physics Dose * IDC=Independent Dose Calculation

parameters + Dose Virtual reality Reality Machine QA Dosimetry Geometry Database Information

9 Kvalitetssäkring (QA) Ett exempel: Kvaliteten hos en bil Verifiera den slutliga bilen och/eller verifiera delarna?

10 En ny modell Kvalitetssäkring (QA) Bilexemplet Verifiera bilen (systemet) Samla kunskap Identifiera problemdelar (sub-processer) Chassi Motor Växellåda Elektronik Kaross BIL

11 Kvalitetssäkring (QA) Bilexemplet En välkänd modell Verifiera delarna (sub-processerna) Chassi Motor Växellåda Elektronik Kaross BIL

12 Kvalitetssäkring (QA) Bilexemplet Ny modell Fokus: Systemverifikation Samla kunskap Riskanalys Fokus: Processkontroll Verifikation av sub-processer Effektivitet Med mer kunskap

13 Kvalitetssäkring (QA) Strålbehandling En ny behandlingsteknik Verifiera den faktiska behandlingen (systemet) Samla kunskap Identifiera problemdelar (sub-processer) Bildunderlag Targetbestämning Dosplanering Dosberäkning Patientpositionering Bestrålning BEHANDLING

Identifiera problemdelar (sub-processer) Bildunderlag

14 Kvalitetssäkring (QA) Strålbehandling Beprövad behandlingsteknik Verifiera delarna (sub-processerna) Bildunderlag Targetbestämning Dosplanering Dosberäkning Patientpositionering Bestrålning BEHANDLING

15 Kvalitetssäkring (QA) Två strategier Diversified checks Fördelar: Identifierar direkt var problemet ligger Periodiciteten för kontrollerna kan varieras och optimeras Arbetsbördan inte direkt kopplad till antalet patienter Nackdelar : Verifierar inte den faktiska behandlingen Kräver detaljerade kunskaper om de ingående sub-processerna. Condensed checks Fördelar: Verifierar den faktiska behandlingen Kräver ingen detaljkunskap om de ingående sub-processerna Nackdelar: Felorsakerna kan vara svåra att identifiera Svårt att variera och optimera periodiciteten för kontroller Arbetsbördan för QA varierar mycket med antalet patienter (dosplaner) Känsligheten?

16 Kvalitetssäkring (QA) Två strategier QAarbetsbörda Enbart condensed checks Brytpunkt Enbart diversified checks # patienter

17 Kvalitetssäkring (QA) Två strategier QAarbetsbörda Mest condensed checks Brytpunkt Mest diversified checks # patienter

18 Kvalitetssäkring (QA) Extern strålbehandling Input Output Treatment Planning System (TPS) Accelerator + Treatment Patient Calc. parameters + Dose Virtual reality Reality Machine QA Dosimetry Geometry Database Information QA IGRT Dose calc QA Commissioning IDC* Dose meas. In vivo Pre-treatment Accelerator Treatment delivery Patient Physics Dose * IDC=Independent Dose Calculation

19 Oberoende dosberäkningar (IDC) Traditionellt Faktorbaserade beräkningar med uppmätta faktorer tabellerade utifrån djup, fältstorlek, osv. Enkel princip, men kräver ganska mycket mätningar Depth 5x5 cm 2 10x10 cm 2 15x15 cm 2 20x20 cm 2 Depth

5 1.233 1.194 1.177 1.163 1.5 2 1.269 1.221 1.198 1.184 2 2.5 1.278 1.225 1.197 1.180 2.5 3 1.268 1.216 1.190 1.173 3 3.5 1.253 1.206 1.179 1.162 3.5 4 1.236 1.191 1.165 1.149 4 4.5 1.216 1.177 1.154 1.

20 Oberoende dosberäkningar (IDC) 3D-CRT Depth 5x5 cm 2 10x10 cm 2 15x15 cm 2 20x20 cm 2 Depth ?

5 5 1.197 1.162 1.139 1.125 5 5.5 1.178 1.145 1.125 1.113 5.5 6 1.155 1.127 1.111 1.101 6 6.5 1.138 1.113 1.095 1.085 6.5 7 1.116 1.095 1.081 1.072 7 7.5 1.098 1.080 1.068 1.061 7.5? 8 1.083 1.067 1.

21 Oberoende dosberäkningar (IDC) IMRT Depth 5x5 cm 2 10x10 cm 2 15x15 cm 2 20x20 cm 2 Depth ???

22 Oberoende dosberäkningar (IDC) Modellering, steg 1: Energifluens per MU Treatment head M Multisource-modellering av energifluensfördelning (Ψ) A Ψ ( x;a) Ψd( x;a) + Ψe( x;a) + Ψc( x;a) = M(A) M + M + M (A) d e c 1 OF air ( x;a) Ψ ( x;a) Ψ ( xref ;A ref ) = M(A) M(A ) ref Ψ /Μ d Patient/ phantom x D/Ψ 2 Målsättning: Minimera mängden input för modellen, i syfte att förenkla för användaren, utan att ge avkall på beräkningsnoggrannheten.

23 Oberoende dosberäkningar (IDC) Modellering, källintegrering genom MLC (a) (b) (c)

24 Oberoende dosberäkningar (IDC) Modellering, steg 2: Dos per energifluens Treatment head M 1 A Foton-pencil-kernel (p/ρ) karakteriserad av ett strålkvalitetsindex (TPR 20,10 ) OF total D( x, d;a)/ M(A) ( x, d;a) = = D( x, d ;A )/ M(A ) M (A ) ref = ref ref ref ref I J ( i, j) out, i Ψ i, j;a p rdqi,, 2π rdr J i= 1 j= 1 r in, i x r M (A) I J out, i Ψ i, j;aref p rd,, QI 2π rdr J i= 1 j= 1 r r in, i ρ ρ ( ref i, j) x ref d Patient/ phantom x Ψ /Μ D/Ψ 2 Sampling och integrering över koncentriska cirklar runt beräkningspunkten r i r out,i r in,i x Sector j Field aperture A

25 Oberoende dosberäkningar (IDC) Klinisk programvara EqualDose* (CE- och FDA-godkänd) För mer info, se *Jag deklarerar härmed ett (blygsamt) ekonomiskt intresse i EqualDose.

26 Statistiskt verktyg Datainsamling Clinic Calculations and measured data Local database Clinics Global Central database Web server Hur ska man hantera små avvikelser mellan TPS och IDC? Kan de lära oss någonting?

27 Statistiskt verktyg Dataanalys Clinic Local database Global data Local data Global Central database Web server

28 Statistiskt verktyg Datapresentation Varje datafiltrering resulterar i en lokal fördelning och ett motsvarande set av fördelningar (en för varje ansluten klinik) i den globala databasen. δ Noggranhet δ δ δ δ δ δ s δ δ δ s δ Precision δ

29 Statistiskt verktyg Strålfältsdata Filtrerade strålfältsdata extraheras från den globala databasen och visas tillsammans med lokala mätningar för jämförelse och analys. Frequency Global data Local data TPR 20/10 för Elekta, 6 MV-strålar TPR20/10

30 Statistiskt verktyg Strålfältsdata Filtrerade strålfältsdata extraheras från den globala databasen och visas tillsammans med lokala mätningar för jämförelse och analys. 104 Relative dose (%) Dosprofiler för Siemens, 6 MV-strålar

31 Statistiskt verktyg Tidsserieanalys Warning Varför utfärdades en varning? Förändrade kliniska rutiner? Modifierade strålfältsdata i TPS eller IDC-verktyget? Ny programversion av TPS eller IDC-verktyget?

32 ESTROs årliga doskurs Dose and Monitor Unit Calculations for High-Energy Photon Beams April 1998, Santorini (Grekland) Dose Modelling and Verification for External Beam Radiotherapy Mars 2010, Sevilla (Spanien) Nästa chans: mars 2011, Aten (Grekland) Svenska inslag i lärarkollegiet: Hans Svensson, CD ( ) Jörgen Olofsson (1998- ) Mikael Karlsson (2000) Anders Ahnesjö (2000- ) Tommy Knöös, CD (2008- )

33 Än en gång; Tack!

Relevanta dokument

Fördelar med protoner jämfört med konv. strålbehandling Olle Mattsson Förbundsdirektör Kommunalförbundet Avancerad strålbehandling

Fördelar med protoner jämfört med konv. strålbehandling Olle Mattsson Förbundsdirektör Kommunalförbundet Avancerad strålbehandling Strålbehandling av cancer Målområdet är tumörcellernas kromosomer och