Porovnání metod pro ověření plánu pro karcinom prostaty technikou IMRT

Michaela HEMBEROVÁ

Bachelor's thesis

Comparison of treatment plan verification methods using IMRT prostate carcinom Irradiation plans

Abstract:

V současné době je na Onkologickém oddělení Nemocnice České Budějovice a.s. ověřování ozařovacích plánů prováděno měřením pomocí 2D pole detektorů Seven29 pro pole přepočítána do roviny v deskovém fantomu a portálovou dozimetrií. Do budoucna je cílem ověřování ozařovacích plánu pomocí 2D pole detektorů Seven29 pro pole v reálných souřadnicích ve fantomu Octavius fy PTW Freiburg a zavedení do běžné praxe. Pro svou bakalářskou práci jsem si vybrala soubor 30 pacientů s nádorem prostaty léčený zevní radioterapií technikou IMRT. Karcinom prostaty je nejčastějším nádorovým onemocněním mužské populace v ČR. Nejvíce postihuje muže ve věku mezi 50 až 70 lety a jejich incidence stále narůstá. IMRT je v současnosti nejužívanější ozařovací technikou pro karcinomu prostaty, která umožní eskalaci dávky do cílového objemu při současném šetření okolní zdravé tkáně a tím dosažení výrazně lepších léčebných výsledků. Ve své práci jsem se zaměřila na porovnání metod pro ověřování ozařovacích plánů pro karcinom prostaty léčené zevní radioterapií s použitím ozařovací techniky IMRT. Plánování, měření a vyhodnocování výsledků jsem vykonávala na radioterapeutickém oddělení Nemocnice České Budějovice a.s. První část práce obecně pojednává o nádorech prostaty. Popsaná je anatomie prostaty, incidence nádorů prostaty, etiologie a patogeneze, klinický obraz a TNM klasifikace karcinomu prostaty. Je podán přehled používaných diagnostických i terapeutických metod, popsána IMRT ozařovací technika a ověřování ozařovacího plánu, které je nezbytnou součástí pokročilých ozařovacích technik. V druhé části jsem se zaměřila na vytváření verifikačních plánů, jejich ozáření ve fantomu OCTAVIUS 4D a sběr dat z měření. Vytvořila jsem verifikační plány pro 30 náhodně vybraných pacientů s nádorem prostaty, kteří podstoupili terapii ozařovací technikou IMRT. Verifikační plány byly vytvořené plánovacím systémem Eclipse a připraveny pro použití k měření ve fantomu na lineárním urychlovači TrueBeam. K měření byla použita sestava fantomu OCTAVIUS 4D, která se bezdrátově propojila s lineárním urychlovačem. S využitím systému Aria od firmy Varian Medical Systems bylo možné získat data vybraných pacientů a nahrát vytvořené verifikační plány k ozáření. Pro měření bylo nutné provést celý proces dodání terapeutické dávky pacientovi. Naměřená data se přenášela do softwaru Verisoft a ukládala do souboru v příslušném adresáři. Měření probíhalo ve dvou fázích, pro OCTAVIUS 4D v rovině a pro OCTAVIUS 4D v rotaci. Naměřená data byla dále zpracována a vyhodnocena programem Verisoft a ukládaná do připravené tabulky v programu Microsoft Excel. Cílem této práce bylo porovnat odchylky z měření pomocí 2D pole detektorů přepočítaná do roviny a z měření s použitím fantomu OCTAVIUS fy PTW Freiburg v rovině a v rotaci, a porovnat je mezi sebou. Předpokládalo se, že největší odchylky mezi vypočtenou a naměřenou hodnotou budou pro ověřování ozařovacích plánů s použitím fantomu OCTAVIUS v reálných souřadnicích (v rotaci). Z výsledků vyplývá, že byla potvrzena hypotéza. Menší shoda je z měření s použitím fantomu OCTAVIUS v reálných souřadnicích (v rotaci). Procentuální vyjádření shody se pohybuje v obou případech mezi 90% až 100%. Tyto hodnoty jsou stále přijatelné pro praxi. Předpokládá se, že tyto odchylky jsou způsobené dopadem svazku záření na zakřivený povrch, nepřesnostmi CT řezů. Výpočet je složitější než u rovné plochy fantomu, šikmý odraz záření atd. A však zakřiveným povrchem fantomu a pohybem fantomu proti svazku záření (urychlovači) jsme se přiblížily k reálným klinickým podmínkám.

Abstract:

Tento závěr je potvrzen porovnáním získaných výsledků s měřením stejným detektorem v rovinném fantomu RW3. Ověřování ozařovacích plánů je nezbytnou součástí verifikace. I přes tyto drobné odchylky je metoda měření pomoci fantomu OCTAVIUS použitelná a lze ji zavést do běžné praxe Klíčová slova: karcinom prostaty, verifikační plány, 2D pole Seven29, portálová dozimetrie, OCTAVIUS 4D

Abstract:

In the current time the verification of irradiation plans is beeing done by 2D detectors Seven29 for the spans counted into flat surface in a board phantom and by portal dosimetry at oncology department of Nemocnice České Budějovice a.s. For the future there is a target of leading the verification of irradiation plans by 2D detectors Seven29 for fields in real coordinates in phantom Octavius by company PTW Freiburg and its leading into common praxis. I have chosen 30 patients with the tumor of prostate gland cured by outer radiotherapy by IMRT technology for my bachelor theses. The cancer of prostate gland in the most common tumor deseas among men population in the Czech Republic. Men between 50 and 70 years are the most affected and their incidence is still growing. IMRT has been the most commonly used radiation technique for prostate tumor, which allows the escalation of dose into the target extent, while the outer health tissue is kept intact. That leads to markedly distinctive therapeutic results. I have focused on the comparison of methods for verification of radiation plans for prostate cancer cured by outer radiotherapy with the use of radiation technique IMRT in my theses. I did the planning, measuring and evaluation of results at radiotherapeutic department of Nemocnice České Budějovice a.s. The first part of my theses discusses the tumor of prostate gland. There is a description of anathomy of prostate gland, the incidence of prostate cancer, etiology and patogenesis, clinical picture and TNM clasification of prostate cancer. There is a listing of used diagnostical and therapeutical methods, description of IMRT radiation technique and verification of radiation plans, which is an indispensable part of advanced radiation techniques. I have focused on creating of verification plans, their irradiation in phantom OCTAVIUS 4D and collecting data from measuring in the second part. I have created verification plans for 30 randomly chosen patients with prostate cancer, who undertook therapy by irradiation technique IMRT. Verification plans were created by planning system Eclipse. A set of phantom OCTAVIUS 4D, which was cordlessly connected with linear accelerator, was used for measuring. It was possible to gain data of chosen patients and record created verification plans for radiation with the use of Aria system by Varian Medical systems company. It was important to make the whole process of provision the patient with therapeutical dose for measuring. Detected data was transfered into Verisoft software and saved in a file in appropriate directory. The measuring was in two phases for OCTAVIUS 4D in flat surface and for OCTAVIUS 4D in rotation. Measured data was further processed and evaluated by Verisoft programme and saved in prepared chart in programme Microsoft Excel. The target of this work was to compare deviations of measuring with the use of 2D field detectors recounted for flat surface and of measuring with the use of phantom OCTAVIUS of PTW Freiburg company for flat surface and in rotation, and compare them. It was assumed that the biggest deviations between calculated and measured figure will be for verification of radiation plans with the use of phantom OCTAVIUS in real coordinates (in rotation). It emerges the confirmation of previous hypothesis from the results. A minor conformity comes from the measuring with the use of phantom OCTAVIUS in real coordinates (in rotation). Proportional expression of correspondence moves in both cases between 90% and 100%. These figures are still acceptable for practice. It is supposed that these deviations are caused by incidence of radiation beam on curved surface, by inaccuracies of CT sections. The calculation is more difficult than for flat surface of phantom because of angular reflexion of radiation. However, we have come closer to real clinical conditions with the use of a curved surface of phantom and the movement of phantom.

Keywords

Klíčová slova, karcinom prostaty, verifikační plány, 2D pole Seven29, portálová dozimetrie, OCTAVIUS 4D

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 8. 2016

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Petr Berkovský

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Health and Social Studies

Bachelor programme / field:
Specialization in Health Service / Radiological Assistant