V 83 Automatisiertes Framework zur Darstellung intrakranieller Gefäßstrukturen
FS 31 Pre-treatement patient specific QA for brachytherapy using a commercial ionisation chamber array chamber array
M. Gainey1,2,3, I. Sachpazidis1,2,3, M. Kollefrath1,2,3, D. Baltas1,2,3
1Universitätsklinikum Freiburg, Medizinische Physik, Freiburg i. Br., Deutschland
2Deutsches Konsortium für Translationale Krebsforschung (DKTK), Partnerstandort Freiburg, Freiburg i. Br., Deutschland
3Universität Freiburg, Medizinische Fakultät, Freiburg i. Br., Deutschland
Introduction
As brachytherapy treatment planning becomes more sophisticated with modern applicators, advanced imaging techniques, inverse planning and model based dose calculation algorithms, so too must its QA procedures. Analogue to external beam radiotherapy we have developed a measurement based method to verify brachytherapy plans using a commercial ionisation chamber array.
Materials & Methods
The dwell time distribution of selected patient plans (PP) was automatically transferred to a virtual base plan to generate a modified QA plan (MQA). The resulting dose distribution of the MQA was calculated (RD) in Oncentra Brachy 4.3. The MQA plan file (RP) was exported to a microSelectron v3 afterloader. MQA plans were measured using 1.3mm steel needles within a PMMA jig placed above a SRS1000 array. Cross calibration of the array was performed using a plan comprising a single dwell position. RD and measured dose distributions were compared using Verisoft 7.0 software.
Results
Evaluation of plans has shown that 1.5mm/1.5% local gamma criteria is robust for clinical use. The technique is reproducible, 1.9% maximum deviation following renewed set-up, sensitive to systematic shifts of dwell positions and dwell time distribution, as well as exchange of transfer tubes (Figure 2).
Conclusion
Automated generation of MQA plans from PP has made the technique viable: verification requires approximately 30 minutes additional physics time per plan, including measurement set-up and pre-irradiation of the array. The measurement set-up is mechanically robust with a positional uncertainty of 0.2mm. Moreover the system clock and source strength recalculation of the treatment console computer are implicitly verified by repeated measurements. This technique is part of a more general concept for array based brachytherapy QA.
151 Appendix 1
Fig. 1: PP (left panel), dose calculation of MQA (middle panel), measurement set-up (right panel) Appendix 2
Fig. 2: Transfer tube exchange: dose distribution (left), statistical analysis (upper right), gamma distribution (lower right)
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FS 32 Elektromagnetisches Tracking
C. Bert1
1UK Erlangen, Erlangen, Deutschland
Einleitung
Elektromagnetisches Tracking (EMT) wird seit Jahren in etlichen Bereichen der Medizin zur Navigation eingesetzt, da ohne Sichtkontakt die Position und Orientierung eines Sensors bestimmt werden kann.
Seit Kurzem steht EMT auch in Kombination mit einem Afterloader zur Verfügung. Der Sensor ist dann auf einem zusätzlichen Antrieb des Afterloaders verbaut, um ihn -analog zur Quelle- in Katheter einzufahren. Am UK Erlangen wurden die Einsatzmöglichkeiten eines EMT-Afterloader-Prototypen in der interstitiellen Brachytherapie (iBT) der Brust untersucht (siehe Literatur). Neben einer Einführung in die Thematik werden die unterschiedlichen Einsatzbereiche im Rahmen des Vortrags beleuchtet.
Material & Methoden
EMT kann in der iBT zur Detektion von Planungs- und Applikationsfehlern, zur Erfassung von Veränderungen des Implantats im Verlauf der fraktionierten Behandlung und zur Rekonstruktion der Katheter verwendet werden. Im Rahmen einer Studie wurden bereits >70 Patienten bei nominell jeder Behandlungsfraktion mit einem EMT-System gemessen, davon >40 mit dem Hybridgerät. Der Schwerpunkt lag anfangs auf der Machbarkeit, die insbesondere auch die Kompensation der Atembewegung einschloss, und auf der Detektierbarkeit von Fehlern, insbesondere Verschiebungen und Vertauschungen von Kathetern, aber auch Fehlern im Zusammenhang mit der Bestrahlungsplanung.
Ergebnisse
EMT kann problemlos in den klinischen Alltag der iBT integriert werden. Pro Fraktion benötigte die EMT-Messung 6-10 Minuten. Über den Verlauf der fraktionierten Therapie und über alle Patienten gemittelt, ergaben sich Abweichungen zwischen den EMT-basierten Haltepositionen und den äquivalenten Positionen aus der CT-basierten Bestrahlungsplanung von 2,19 mm. In Phantommessungen konnte gezeigt werden, dass Planungsfehler (falscher Offset, falsche Indexerlänger, tip/end Vertauschungen und partielle Vertauschungen von Kathetern) zu 100%
detektiert werden konnten. Diese Rate gilt auch für Vertauschungen von Kathetern vor der Applikation; Verschiebungen >1,1 mm konnten zu 97% korrekt entdeckt werden.
Zusammenfassung
EMT in Kombination mit einem entsprechend vorbereiteten Afterloader stellt eine interessante und funktionierende Kombination dar, um Fehler zu detektieren, die in der Planung oder Applikation einer iBT der Brust auftreten. Abweichungen im Implantat gegenüber der Situation zur Bestrahlungsplanung können ebenfalls detektiert werden, so dass prinzipiell adaptive Bestrahlungskonzepte denkbar sind.
Literatur
[1] Kallis et al. Impact of inter- and intra-observer variabilities of catheter reconstruction on multi-catheter interstitial brachytherapy of breast cancer patients. Radiother Oncol. 2019 135:25-32.
[2] Kallis et al. Introduction of a hybrid treatment delivery system used for quality assurance in multi-catheter interstitial brachytherapy. Phys Med Biol. 2018 63(9):095008.
[3] Schulz et al. Thin-Plate Spline basierte Registrierung von CT Aufnahmen für die adaptive Planung in der interstitiellen multi-katheter HDR Brachytherapie; DGMP 2019
[4] Abu-Hossin et al. Einsatz eines elektromagnetischen Trackingsystems in der interstitiellen multi-katheter HDR-Brachytherapie des Mammakarzinoms, DGMP 2019
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FS 33 Brachytherapie QA/Dosimetrie/Empfehlungen
F. A. Siebert1
1UKSH, Klinik für Strahlentherapie, Campus Kiel, Medizinische Physik, Kiel, Deutschland
Fragestellung
Europäische Standards zur Qualitätssicherung in der Brachytherapie zu schaffen.
Methodik
Die GEC-ESTRO BRAPHYQS Core Group ist eine internationale Expertengruppe aus Medizinphysikern, die die Entwicklung der Brachytherapie, insbesondere in Bezug auf Qualitätssicherung, vorantreibt und Europäische (ESTRO) Empfehlungen verfasst. Unterstützt wird diese durch das weitreichende BRAPHYQS Network. BRAPHYQS-Projekte sind in sogenannten Working Packages (WPs) organisiert und werden regelmäßig in Peer-Review Journals publiziert. Einige WPs werden in Kooperation mit der AAPM durchgeführt und schließlich als gemeinsame Empfehlungen der GEC-ESTRO/AAPM publiziert.
Ergebnis
Eines der wichtigen BRAPHYQS Projekte (WP18) konnte 2019 abgeschlossen werden und wurde von Calatayud et al. in Radiother Oncol veröffentlicht: “GEC-ESTRO ACROP recommendations on calibration and traceability of LE-LDR photon-emitting brachytherapy sources at the hospital level”. In dieser Empfehlung wird beschrieben, wie Medizinphysiker LDR Seeds dosimetrisch überprüfen können und welche Schlussfolgerungen aus den Messergebnissen zu ziehen sind.
WP12 umfasst die Qualitätssicherung von Ultraschallgeräten in der Brachytherapie. Diese Empfehlungen befinden sich zurzeit im Review-Prozess. In dem Report werden u.a. Prüfungen der Ultraschall-Bildgebung (z.B. Eindringtiefe, Kontrastauflösung, Längenmessungen), die Kalibrierung von Templates, die Überprüfung von der Bildkorrelation bei biplanaren Ultraschallsonden sowie die Konstanzprüfung von Ultraschall-Steppern beschrieben. Zudem wird eine Übersicht mit Prüfhäufigkeiten und Toleranzen zu den Konstanzprüfungen vorgestellt.
Über die Anwendung von Bildregistrierungen in der gynäkologischen Brachytherapie wird derzeit ein Review-Artikel fertiggestellt. Insbesondere wird dabei auf die Verwendung von rigider und elastischer Bildregistrierung eingegangen.
Weitere WPs, die sich in Bearbeitung befinden sind WP20 (Kommissionierung und Qualitätskontrolle von Bestrahlungsplanungssystemen in der Brachytherapie), sowie WP21, in dem die Kalibrierung von HDR-Strahlern durch Medizinphysiker in der Klinik beschrieben wird.
Schlussfolgerung
Die von der BRAPHYQS Arbeitsgruppe erarbeitete GEC-ESTRO-Empfehlungen helfen dem Anwender, Qualitätssicherung in der Brachytherapie durchzuführen und somit eine hohe und flächendeckende Qualität bei der Anwendung der Brachytherapie zu gewährleisten.
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