KRISTOFFER PETERSSON, MEDICINSK STRÅLNINGSFYSIK, LUND

Relevanta dokument
Innehåll. 1. Bakgrund 2. Grundläggande dosimetri 3. Radiobiologi 4. Radioterapiprocessen 5. Klinisk dosimetri 6. Behandlingsoptimering

Evaluation of Tomodirect for treatment of thoracic and abdominal cases. Sara Talozi

Image quality Technical/physical aspects

7.5 Experiment with a single factor having more than two levels

Vilka ska vi inte operera?

Datasammanställning av KOL-studie

The role of X-ray imaging and musculoskeletal ultrasound in the diagnosis and management of rheumatoid arthritis

CHANGE WITH THE BRAIN IN MIND. Frukostseminarium 11 oktober 2018

Tentamen i matematisk statistik

Is it possible to protect prosthetic reconstructions in patients with a prefabricated intraoral appliance?

Master of science dissertation in medical radiation physics

Sara Skärhem Martin Jansson Dalarna Science Park

Superiority, equivalence och non-inferiority designs. Erika Nyman Carlsson

Resultat av den utökade första planeringsövningen inför RRC september 2005

KOL med primärvårdsperspektiv ERS Björn Ställberg Gagnef vårdcentral

Registerforskning Oktober 2018, Stockholm City Conference Centre. Möjligheter med Artificiell Intelligens inom registerforskningen

Kvalitetssäkring av extern strålterapi

Calculate check digits according to the modulus-11 method

Susanne Albrecht, RC Syd Karlskrona ÖGONDAGAR 2017 Stockholm Waterfront

RÄTT DOS PÅ RÄTT PLATS VARJE GÅNG

Lö sningsfö rslag till tentamen i matematisk statistik Statistik öch kvalitetsteknik 7,5 hp

Kvalitetsarbete I Landstinget i Kalmar län. 24 oktober 2007 Eva Arvidsson

Strålbehandling och radiologi i samverkan

Gradientbaserad Optimering,

Table 1. Body weight, body weight gain, ph, β-ga and population of Bifidobacterium longum during 16 weeks.

WindPRO version feb SHADOW - Main Result. Calculation: inkl Halmstad SWT 2.3. Assumptions for shadow calculations. Shadow receptor-input

Acceleratorer för medicinsk bruk

Tentamen i matematisk statistik

A study of the performance

Utvärdering av IVIG behandling vid post-polio syndrom. Kristian Borg

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 19108:2005/AC:2015

7.3.3 Nonparametric Mann-Whitney test

Lö sningsfö rslag till tentamen i matematisk statistik Statistik öch kvalitetsteknik 7,5 hp

The present situation on the application of ICT in precision agriculture in Sweden

Robust och energieffektiv styrning av tågtrafik

Fatigue Properties in Additive manufactured Titanium & Inconell

Nr 17 Överenskommelse med Thailand om radioamatörverksamhet

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

Mönster. Ulf Cederling Växjö University Slide 1

Klimatförtroendebarometern Så tycker folket 2012

Kerstin Müntzing, Caroline Adestam Minnhagen. total body irradiation, TBI, treatment planning system, TPS, Eclipse

Isolda Purchase - EDI

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA Institutionen för Elektro- och Informationsteknik

Stockholm oktober Somatom User Club Siemens Sverige Alla rättigheter förbehålls. Uppdaterad februari 2014.

FORSKNINGSKOMMUNIKATION OCH PUBLICERINGS- MÖNSTER INOM UTBILDNINGSVETENSKAP

Grafisk teknik IMCDP IMCDP IMCDP. IMCDP(filter) Sasan Gooran (HT 2006) Assumptions:

Statistikens grunder 1 och 2, GN, 15 hp, deltid, kvällskurs

Bridging the gap - state-of-the-art testing research, Explanea, and why you should care

Sialointervention. Diagnostik BILD 1

8.1 General factorial experiments

Gamla tentor (forts) ( x. x ) ) 2 x1

DICOM MPPS/dos- SR Vad gäller?

Luftfartsavdelningen Sektionen för flygutbildning MANUALER VÄLKOMNA EN KORT SAMMANFATTNING AV INNEHÅLLET I RESPEKTIVE MANUAL

Goals for third cycle studies according to the Higher Education Ordinance of Sweden (Sw. "Högskoleförordningen")

Bilaga 5 till rapport 1 (5)

2. Lära sig beskriva en variabel numeriskt med "proc univariate" 4. Lära sig rita diagram med avseende på en annan variabel

Measuring child participation in immunization registries: two national surveys, 2001

Kvalitetskontroller inom immunhematologi Vad är good enough? Erfarenheter från Sverige

Swedish adaptation of ISO TC 211 Quality principles. Erik Stenborg

1. Compute the following matrix: (2 p) 2. Compute the determinant of the following matrix: (2 p)

Module 6: Integrals and applications

ISTQB Testarens ledstjärna

Metodprov för kontroll av svetsmutterförband Kontrollbestämmelse Method test for inspection of joints of weld nut Inspection specification

EVALUATION OF ADVANCED BIOSTATISTICS COURSE, part I

Anmälan av avsiktsförklaring om samarbete mellan Merck Sharp & Dohme AB (MSD AB) och Stockholms läns landsting

Reflections from the perspective of Head of Research Skåne University Hospital. Professor Ingemar Petersson. Stab forskning och utbildning SUS

Försättsblad tentamen Fakulteten för hälsa och samhälle

Manualstyrd eller individanpassad. Gerhard Andersson, professor Linköpings universitet och Karolinska Inst.

Vad är det med magen? Jens Bäckström Barnläkare Sundsvall

Utfärdad av Compiled by Tjst Dept. Telefon Telephone Datum Date Utg nr Edition No. Dokumentnummer Document No.

PFC and EMI filtering

The Finite Element Method, FHL064

Effekter av införande av agila metoder. Daniel Sundmark Mälardalens högskola

EASA Standardiseringsrapport 2014

Swedish National Data Service

Följer vi SoS riktlinjer inom kranskärlssjukvården? Professor, överläkare Kardiologiska kliniken Universitetssjukhuset Linköping

Vision 2025: Läkemedel i miljön är inte längre ett problem

Strategy for development of car clubs in Gothenburg. Anette Thorén

KORREKTIONSMEDDELANDE OM MEDICINSK UTRUSTNING. VIKTIGT SÄKERHETSMEDDELANDE

Isometries of the plane

Grafisk teknik IMCDP. Sasan Gooran (HT 2006) Assumptions:

balans Serie 7 - The best working position is to be balanced - in the centre of your own gravity! balans 7,45

Grafisk teknik. Sasan Gooran (HT 2006)

Besksöta Solanum dulcamara. Vid eksem

Health Informatics Centre a collaboration between Stockholm County Council and KI

Rastercell. Digital Rastrering. AM & FM Raster. Rastercell. AM & FM Raster. Sasan Gooran (VT 2007) Rastrering. Rastercell. Konventionellt, AM

Från osäkerhet till säkerhet ISO för mätning

Skrivning i ekonometri torsdagen den 8 februari 2007

EMG vid polio; varför det? Tankar från en rehabläkare

Skrivning i ekonometri lördagen den 29 mars 2008

Fade to Green. stegen mot grönare hudvårdsprodukter. Tomas Byström Produktutvecklare. Grönt ljus för Grön kemi?

SVENSK STANDARD SS-EN 13612/AC:2016

Riskbedömningar ICH Q3d. Rolf Arndt / Member HM WP / EDQM QA & RA / Cambrex Karlskoga

Kursplan. FÖ1038 Ledarskap och organisationsbeteende. 7,5 högskolepoäng, Grundnivå 1. Leadership and Organisational Behaviour

CUSTOMER READERSHIP HARRODS MAGAZINE CUSTOMER OVERVIEW. 63% of Harrods Magazine readers are mostly interested in reading about beauty

Oförstörande provning (NDT) i Del M Subpart F/Del 145-organisationer

Hur mår personer som överlevt hjärtstopp?

Här kan du checka in. Check in here with a good conscience

SWETHRO. Gunilla Pihl Karlsson, Per Erik Karlsson, Sofie Hellsten & Cecilia Akselsson* IVL Svenska Miljöinstitutet *Lunds Universitet

Grundämnesföroreningar

Transkript:

13 11 28 A deliverability comparison of equivalent dualarc VMAT plans generated in two different TPSs KRISTOFFER PETERSSON, MEDICINSK STRÅLNINGSFYSIK, LUND Plan quality Pareto fronts 1

13 11 28 Pareto front evaluation Method Better Objective OAR TPS 1 TPS 2 Worse Better Objective Target Worse Area under the plan (AUP) D mean OAR V PTV, <95% 2

13 11 28 Area under the plan (AUP) AUP i = Δ iy D mean OAR Δ ix V PTV, <95% Area under the plan (AUP) AUP i = Δ iy D mean OAR Δ ix V PTV, <95% 3

13 11 28 Area under the plans (AUPs) AUPs = AUP i =.. Δ ny Δ 2y Δ 1y D mean OAR Δ 1x Δ 2x V PTV, <95% Δ nx D mean Parotis dx (Gy) D mean Parotis dx (Gy) D mean Parotis dx (Gy) Pareto fronts H&N 1 in 45 0.0 1.0 2.0 3.0 H&N 2 in 70 H&N 3 in 65 60 55 50 45 D mean Parotis dx (Gy) D mean Parotis dx (Gy) D mean Parotis dx (Gy) H&N 1 in 45 0.0 1.0 2.0 3.0 H&N 2 in 70 H&N 3 in 65 60 55 50 45 AUPs Wilcoxon Wilcoxon H&N 1 76.1 89.2 p=0.36 144 1 p=0.04 H&N 2 69.0 128 p<0.01 199 191 p=0.84 H&N 3 169 177 p=0.88 226 213 p=0.88 4

13 11 28 Pareto fronts D mean Parotis dx (Gy) D mean Parotis dx (Gy) D mean Parotis dx (Gy) H&N 1 in 45 0.0 1.0 2.0 3.0 H&N 2 in 70 H&N 3 in 65 60 55 50 45 D mean Parotis dx (Gy) D mean Parotis dx (Gy) D mean Parotis dx (Gy) H&N 1 in 45 0.0 1.0 2.0 3.0 H&N 2 in 70 H&N 3 in 65 60 55 50 45 Pareto fronts Abdomen 1 in Abdomen 1 in 5 5 0 0 5.0 5.0 Abdomen 2 in Abdomen 2 in AUPs Wilcoxon Wilcoxon Abdomen 1 77.1 45.6 p=0.44 118 71.8 p<0.01 Abdomen 2 46.0 80.9 p=0.05 83.7 87.4 p=0.84 Abdomen 3 6 261 p=0.38 4 260 p=0.21 0.0 2.0 4.0 6.0 Abdomen 3 in 0.0 2.0 4.0 6.0 0.0 2.0 4.0 6.0 Abdomen 3 in 0.0 2.0 4.0 6.0 5

13 11 28 Pareto fronts 5 Abdomen 1 in 0 5.0 Abdomen 2 in 5 Abdomen 1 in 0 5.0 Abdomen 2 in 0.0 2.0 4.0 6.0 Abdomen 3 in 0.0 2.0 4.0 6.0 0.0 2.0 4.0 6.0 Abdomen 3 in 0.0 2.0 4.0 6.0 D mean Hemisphere dx(gy) Intracranial 1 in 0.0 0.5 1.0 1.5 Intracranial 2 in Pareto fronts D mean Hemisphere dx(gy) Intracranial 1 in 0.0 0.5 1.0 1.5 Intracranial 2 in Intracranial 1 Intracranial 2 Intracranial 3 AUPs Wilcoxon Wilcoxon.7 14.3 p=0.21.3 18.8 p=0.26 16.4 4 p<0.01 164 114 p<0.01.0 78.1 p<0.01 123 142 p=0.71 D mean Cochlea dx (Gy) D mean Hippocampus sin(gy) 5 0 0.0 1.0 2.0 3.0 Intracranial 3 in D mean Cochlea dx (Gy) D mean Hippocampus sin(gy) 5 0 0.0 1.0 2.0 3.0 Intracranial 3 in 6

13 11 28 Pareto fronts D mean Hemisphere dx(gy) Intracranial 1 in 0.0 0.5 1.0 1.5 Intracranial 2 in D mean Hemisphere dx(gy) Intracranial 1 in 0.0 0.5 1.0 1.5 Intracranial 2 in D mean Cochlea dx (Gy) D mean Hippocampus sin(gy) 5 0 0.0 1.0 2.0 3.0 Intracranial 3 in D mean Cochlea dx (Gy) D mean Hippocampus sin(gy) 5 0 0.0 1.0 2.0 3.0 Intracranial 3 in 38 36 34 Pelvis 1 in 32 44 Pelvis 2 in 43 42 41 39 42 Pelvis 3 in 38 36 34 32 Pareto fronts 38 36 34 Pelvis 1 in 32 44 Pelvis 2 in 43 42 41 39 42 Pelvis 3 in 38 36 34 32 AUPs Wilcoxon Wilcoxon Pelvis 1 78.3 70.8 p=0.41 67.8 63.2 p=0.47 Pelvis 2 21.3 37.9 p=0.02 26.6.2 p=0.04 Pelvis 3 37.0 68.2 p=0.03 85.4 65.2 P<0.01 7

13 11 28 Pareto fronts 38 36 34 Pelvis 1 in 32 44 Pelvis 2 in 43 42 41 39 42 Pelvis 3 in 38 36 34 32 38 36 34 32 Pelvis 1 in 5.0 6.0 44 Pelvis 2 in 43 42 41 39 42 Pelvis 3 in 38 36 34 32 Plan quality Conclusions: Significant difference in plan quality In fronts superior for: 1 Intracranial fronts superior for: 1 H&N, 1 Abdomen, 1 Intracranial, 2 Pelvis In fronts superior for: 1 H&N 1 Abdomen, 1 Intracranial, 1 Pelvis fronts superior for: 1 Pelvis 8

13 11 28 Inledning Bakgrund RaySearch Laboratories SharePlan TM Automatisk konvertering av tomoterapi dosplaner step and shoot IMRT planer (levereras på vanlig linac). Välfungerande men begränsat användningsområde. Inledning Bakgrund RaySearch Laboratories Modul för Fallback planning Vidareutveckling av SharePlan funktionen Automatisk konvertering av alla typer av dosplaner alla modaliteter som finns tillgängliga på en vanlig linac. 3D conformal radiation therapy (CRT) Step and shoot IMRT Sliding window IMRT VMAT 9

13 11 28 Syfte Kontrollera levererbarheten automatiskt genererade backupplaner skapade i. Dual arc VMAT planer Jämfört med motsvarande planer som skapats i. Kontrollera # MU i planerna Jämfört med motsvarande planer som skapats i. Kontrollera mot levererbarhet Korrelation?

13 11 28 Metodik 2 st planer skapas i 6MV Dual arc VMAT Pareto optimala 1 Pareto front per patientfall 12 Patient fall 3 H&N 3 hjärntumörer 3 buktumörer 3 tumörer i bäckenet Automatiskt genererade backup planer skapas i Baseras på planer 3 backup planer per plan Olika Target vs. OAR viktfaktorer 00:1, 0:1, :1 Samma inställningar/restriktioner Ex: Kollimatorvinkel: gantry kontrollpunktseparation: 2 Beräkningsgrid: 2.5 x 2.5 x 2.5 mm 3 Etc. 1 backup plan per plan sparas Bäst plankvalité Metodik 4 planer (2 +2 ) Levererade med en TrueBeam linac (Varian) Mätta med Delta 4 system (ScandiDos AB) 11

13 11 28 ΔD m δ y Γ(r m,r c ) D c, r c δ(r m,r c ) Δd m r c r c -r m D m, r m x Metodik Gamma analys Krav: Dosdifferens 3% DTA 2 mm Tröskelvärde % Kliniskt acceptabel plan: 95 % godkända mätpunkter Statistisk metod: Wilcoxon signed rank test 12

13 11 28 Resultat Gamma analys Andel godkända mätpunkter Signifikant högre för planer jmf. Wilcoxon, (p<0.001) 93.0% 0%, 98.6% 0% 66/2 > 7/2 < Enbart 3 planer < 95%, ej kliniskt acceptabla. # MU i planerna Signifikant fler MU i planer jmf. motsvarande plan Wilcoxon, (p<0.001) I medel: 29% # MU korrelerar med grad av levererbarhet (andel godkända mätpunkter) Pearson product moment correlation method r = 0.77 p<0.001 Korrelation mellan # MU och grad av levererbarhet Andel godkända mätpunkter[%] 0 99 98 97 96 95 94 93 92 0 500 00 00 00 MU Pearson korrelation r= 0.77 p< 0.001 13

13 11 28 Två patientfall med lägre värden Andel godkända mätpunkter[%] 0 99 98 97 96 95 94 93 r = 0.79 p< 0.001 Abdomen 2 Abdomen 2 92 500 600 700 800 900 00 MU Andel godkända mätpunkter [%] 0 99 98 97 96 95 94 93 92 r = 0.89 p< 0.001 H&N 2 H&N 2 0 500 00 00 00 MU Arc 1 av 2 Arc 1 av 2 14

13 11 28 Arc 1 av 2 Arc 1 av 2 Diskussion Plankvalité Plankvalité har kontrollerats Pareto front utvärdering Jämförbar mellan systemen Signifikant skillnad för 5/12 fall front bättre för: 1 H&N 1 Buktumör 1 hjärntumör 1 tumör i bäckenet front bättre för : 1 tumör i bäckenet

13 11 28 Slutsats Signifikant högre levererbarhet för planer vs. planer. Antal MU signifikant högre för planer vs. planer (29% i medel). OBS! Enbart 3/4 planer var ej kliniskt acceptabla(< 95%) Antalet MU i en plan korrelerade signifikant med dess grad av levererbarhet. Manus Differences in plan quality for available treatment techniques: VMAT, IMRT (SW and SS), 3DCRT (non coplanar) Evaluation methods Objective value, CGA Approach standard plans created in TomoTherapy planning system the 12 cases Plans with the highest plan quality clinically available: Field width: 1.05 cm Pitch: 0.172 Modulation factor: 5 Backup plans created and evaluated in 16

13 11 28 1.00E+01 1.00E+00 1.00E 01 1.00E 02 1.00E 03 1.00E 04 Objective values Optimized # iterations 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 3DCRT SS IMRT SW IMRT Dual Arc 1.00E+01 1.00E+00 1.00E 01 1.00E 02 1.00E 03 1.00E 04 After Backup generation 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 3DCRT SS IMRT SW IMRT Dual Arc After optimization (approximate dose): No significant difference between techniques directly after Backup gen. If # iterations is optimized: VMAT quality improves significantly VMAT significantly superior to other techniques SS IMRT significantly superior to 3DCRT 1.00E+01 1.00E+00 1.00E 01 1.00E 02 1.00E 03 1.00E 04 Optimized # iterations 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 3DCRT SS IMRT SW IMRT Dual Arc 1.00E+01 1.00E+00 1.00E 01 1.00E 02 1.00E 03 1.00E 04 After Backup generation 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 3DCRT SS IMRT SW IMRT Dual Arc After final dose: SS IMRT significantly superior to SW IMRT If # iterations is optimized: VMAT quality improves significantly VMAT significantly superior to other techniques Objective values After optimization (approximate dose): If Reduce OAR is used: Plan quality improves significantly for all available techniques SS IMRT significantly superior to VMAT 1.00E+01 1.00E+00 1.00E 01 1.00E 02 1.00E 03 1.00E 04 Direkt efter Backup skapandet 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 1.00E+01 1.00E+00 1.00E 01 1.00E 02 1.00E 03 1.00E 04 Reduce OAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 After final dose: If Reduce OAR is used: No significant improvement No significant difference between techniques 1.00E+01 1.00E+00 1.00E 01 1.00E 02 1.00E 03 3DCRT SS IMRT SW IMRT Dual Arc Direkt efter Backup skapandet 1.00E+01 1.00E+00 1.00E 01 1.00E 02 1.00E 03 3DCRT SS IMRT Dual Arc Reduce OAR 1.00E 04 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 1.00E 04 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 3DCRT SS IMRT SW IMRT Dual Arc 3DCRT SS IMRT Dual Arc 17

13 11 28 CGA Method Inspired by VGA Visual Grading Analysis Determine image quality (Radiology) Dual arc VMAT plans, 7 beam SS IMRT, 7 beam 3DCRT (non coplanar) plans Demonstrated for ROs (individually) Plans side by side Mimic ordinary clinical rounds Dose distributions DVHs ROI data Clinical assessment Identify clinical relevant differences between plans CGA Method ROs grade plans and motivate their opinion A B C D E SS IMRT/3DCRT plan considerably better than the VMAT plan SS IMRT/3DCRT plan somewhat better than the VMAT plan SS IMRT/3DCRT plan as good as the VMAT plan VMAT plan somewhat better than the SS IMRT/3DCRT plan VMAT plan considerably better than the SS IMRT/3DCRT plan 18

13 11 28 CGA Results (so far!) 1.00E+01 Optimized # iterations 1.00E+00 1.00E 01 1.00E 02 1.00E 03 1.00E 04 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 3DCRT SS IMRT Dual Arc CGA Results (so far!) Hot spots are not penalized enough in the optimization Problem for complex cases Problem for IMRT techniques 19

13 11 28