ArcCHECK

Řešení pro QA a dozimetrii v
radioterapii
Ing. Radka Maradová, Ph.D. – ENVINET a.s.
Salih Arican – Sun Nuclear Corporation
ENVINET a.s.
•
Zaměření společnosti
 Komplexní dodávky a služby pro jadernou energetiku – v ČR i v zahraničí
 Služby v oblasti ionizujícího záření
 Výroba a servis detektorů ionizujícího záření
 Výroba plastových scintilačních NaI (Tl) detektorů, servis a opravy






•
spektrometrických tras a Ge detektorů
Laboratorní systémy a technologie
Vývoj a implementace software
Průmyslová automatizace
Informační a komunikační technologie
Strojní výroba
Certifikace podle mezinárodních standardů ISO 9001 a ISO 14001,
www.envinet.cz
Divize přístrojové techniky
•
•
•
Ing. Pavel Matoušek – vedoucí divize přístrojové techniky
e-mail: [email protected]
Zaměření
 Dodávka, servis a instalace nukleární a laboratorní techniky
 Zastoupení výrobců a dodavatelů techniky pro měření a vyhodnocení
radiochemických a radiometrických veličin, elektrochemické aplikace, zpracování
elektrického a optického signálu a pro oblast radiologie
 Systémová podpora a servis v oblastech detekční a radiační techniky, laboratorní
techniky, elektroniky i softwarových aplikací
Ing. Josef Tecl, Ph.D.
Ing. Hana Chaloupková
Ing. Juraj Kravec
Ing. Radka Maradová, Ph.D.
Produkty Sun Nuclear Corporation
Routine QA
– ATLAS, Daily QA 3, CHECKMATE 2
Plan QA
– MapCHECK, MapCHECK 2, MapPHAN, ArcCHECK,
EPIDose, RadCALC, MotionSim
Machine QA
– PROFILER 2, IC PROFILER, TomoDose, SRS Profiler
In-Vivo Dosimetry
– rf-IVD 2, IVD, QED, ISORAD
Dosimetry
– 1D & 3D Scanner, PC Electrometer,
EDGE
Note: All products protected by US & international trademarks
ArcCHECKTM
Výzva v QA pro rotující svazky
•
Moderní technologie spočívají v rotačních
terapiích
 (RapidArc®, VMAT, TomoTherapy®, IMAT)
 IMRT, IGRT
•
Rotující ozařovací svazky vybízí k
specifickému zajištění kvality z pohledu
pacienta
•
Ideálním nástrojem pro QA by byl objemový
detektor, jako je Bang Gel, ale ten není vždy
praktický. SNC vyvinula kombinaci zařízení
MapCHECK a MapPHAN jako užitečné
řešení. Avšak vyvinula také ArcCHECK jako
nejlepší QA řešení.
Budoucnost ve 3D
•
2D plocha s detektory pro IMRT
QA – 2D pole ozářené ze strany
se stává jednorozměrným
 Nastává efekt stínění
 Dokonce i když nedochází ke
stínění, významná část informací
je ztracena
Udělejme plochu s
detektory
“koherentní” se svazkem
•
Dvě na sebe kolmé 2D
plochy detektorů
konstruované pro IMRT
QA
•
Je toto 3D?
Ano!
3D
Geometrie detektoru – souvislá
 ArcCHECK detektory zůstávají koherentní vůči
svazku bez ohledu na úhel gantry
 Izotropní 3D pole je definováno sestavením
detektorů, ne pouze tvarem fantomu okolo detektorů
ArcCHECK
•
Navržen pro spirálovité a obloukové
ozáření
 RapidArc®, TomoTherapy®, VMAT –
uvádění do provozu spirálových
ozařování
 IMRT, IGRT
•
Ideální fantomy mají tvar pacienta
 ArcCHECK napodobuje tvar pacienta
 Pevná vložka je umožňuje zajistit
homogenní hmotu
•
Hmotnost: 16 kg
Tvar detektoru
•
3D tvar ArcCHECKu je unikátní mezi poli detektorů – 1386 diod umístěných do
spirály HeliGrid™
 tato soustava detektorů je předmětem patentového řízení
 Zvýšení vzorkovací rychlosti a snížení překrývání detektorů
z pohledu svazku
 nabízí tři klíčové výhody:
– Maximální hustotu detektorů pro každý úhel svazku
– Minimální stínění detektorů pro jakýkoliv úhel svazku
– Minimální závislost na úhlu při jakémkoliv úhlu svazku
•
•
•
21cm průměr, 21cm délka
1 cm rozestupy, 2.9 cm hloubka (3.3 cm účinná hl.)
Je měřena jak vstupní tak výstupní dávka
 Účinné zdvojení hustoty detektorů v měřicím poli
•
•
•
Střed 10x10 cm obsahuje přibližně 221 detektorů – stejně jako MapCHECK 2
Vstupní a výstupní dávka může korelovat s úhlem gantry
Nedochází k vzájemnému stínění detektorů
Hustota detektorů
Je hustota detektorů ArcCHECKu dostatečná pro rotační dozimetrii?
•
•
•
Rozmístění detektorů je 10 mm na fyzické úrovní detektorů
Avšak skutečná hustota je menší díky vstupní a výstupní lokaci díky
uspořádání HeliGrid
Nejméně jeden publikovaný článek* potvrzuje, že MapCHECK s
rozmístěním detektorů 7 mm a 14 mm, je tak účinné jako film pro
detekci chyb v pozicích MLC pro IMRT QA
Použití
•
Rychlé QA plánu
 kombinované a v reálném čase probíhající
měření
 hledá chybné mechanismy (e.g. TPS,
Linac, MLC)
•
Schopný měřit
 úhel gantry
 koncová pozice listů
 dávku
•
QA zařízení, zobrazování, nastavení
4D Dosimetrie
•
Časově synchronizovaná analýza ArcCHECK měří v intervalu 50ms
 Ukládá všechna naměřená data jako funkci času –
4. rozměr = čas; 50ms obnovovací frekvence
 Korelace času s naměřeným 3D daty z ArcCHECKu
odpovídá 4D dosimetrickému systému
Tři klíčové výhody při použití 4D systému:
1 Detekuje chyby v dodávce záření
jako funkci svazku, úhlu a řídíciho
bodu v reálném čase
2 Optimalizuje léčebný plán nebo
počet řídících bodů
3 Ověřuje úhel gantry podle vstupní a
výstupní dávky sledovaného paprsku
2D vs. ArcCHECK
•
Co vidíte s 2D polem
•
Co vidíte s ArcCHECKem
ArcCHECK Snadná instalace
Jako všechna řešení Sun Nuclear, efektivita základní složkou designu
ArcCHECKu:
•
Jediný kabel – přenos dat i napájení
 Zajišťuje přenos dat i napájení jediným připojením.
•
Integrovaná elektronika
 ArcCHECK ji obsahuje uvnitř, žádná elektronika se neinstaluje samostatně
 Není třeba žádný samostatný fantom jako u 2D polí
•
Je lehký (16kg)
 ArcCHECK je snadno přenosný pro denní použití
bez potřeby vozíku
Kalibrace pole
•
Sun Nuclear SunPoint™ diody jsou velmi stabilní
 Uživatelé kalibrují občas, obvykle jednou za tři roky
•
ArcCHECK používá patentovanou metodu Wide Field Calibration
(WFC) method
 Podobně jako v ostatních zařízeních Sun Nuclear
 Rychlá a účinná
•
Kalibrační metoda společnosti Sun Nuclear nabízí v klinické praxi od
roku 1995 několik klíčových výhod:
 Přístroj není potřeba posílat do továrny pro re-kalibraci
 Uživatel může nezávisle ověřovat přesnost kalibrace
 Kalibrace nevyžaduje ploché pole
 Kalibrační soubory nejsou závislé na Linacu
 Přístroj nevyžaduje rozmontování
Kalibrace dávky
•
Absolutní kalibrace dávky ArcCHECKu je podobná ověřené
metodě používané u MapCHECKu
 ArcCHECK je v poloze s osou shodnou s SAD s použitím koronární a
sagitální laser
 Je dodáno 200 MU svazkem o poli 10x10cm
 Známá dávka v místě detektoru (90 cm SDD) je vepsána pro výpčet
korekce absolutní dávky, která je pak aplikována na diodové detektory
ArcCHECKu
 Tento proces zabere přibližně jednu minutu před vlastním QA obloukového
ozáření
ArcCHECK Software
•
Rozhraní ArcCHECKu je nyní v nové
verzi softwaru MapCHECK
 ArcCHECK QA plány jsou ve třech
rozměrech
– Léčebný plán vytvořen a schválen v
TPS (Treatment Plannig Software)
– Plán převeden na fantom a přepočítán
– RT Plan a RT Dose jsou exportovány
do SW ArcCHECK pomocí DICOM RT
file transfer
– Dávka je porovnávána SW ArcCHECK
a ArcCHECK software pak extrahuje
3D dávku odpovídající umístění
detectoru, a udělá porovnání
 Všechny soubory dat z AC jsou v
otevřeném formátu pro jejich snadný
export, včetně prvotních dat
Externí plánování svazku
Head First-Supine; 6X; VARIAN 2100CD
•
V listopadu 2010
•
Nejdokonalejší dostupný nástroj pro 3D analýzu dávky pro pacienta a
DVH
 Využívá existující měření
 Žádný sekundární výpočet dávky
 Analýza 3D dávky a DVH na základě geometrie pacienta, nikoliv fantomu
TomoTherapy Machine UZ Brussels – BE
Gamma: 3%/3mm; Pass-Rate: 99.2 %
ELEKTA VMAT / RIF Leeuwarden / NL
Energy: 10MV; ELEKTA – VMAT
Plan: Prostate, Collapsed Cone (CC) Pass-rate: 97.7%
VARIAN RapidArc Inselspital Bern-Switzerland
Arc-1: Pass-Rate: 98%; Gamma: 3mm/3%
Royal Marsden Fulham Road – London/UK
60° Dynamic Wedge
Gamma: 3mm/3%; Pass-Rate: 96.1%
Cavity Plug (volitelný)
•
ArcCHECK má středovou dutinu, kterou lze uzpůsobit pro
měření isocentrických dávek
 Je li dutina prázdná, ArcCHECK váží pouze 16 kg, což umožňuje velmi
snadný transport a nastavování
 Může být použita pro umístění různých odlišných detektorů a vložek
 Flexibilita ve vkládaných detektorech
– Měření dávky v různých bodech uvnitř dutiny
– Heterogenní vložky pro výpočet dávky a zobrazení QA
 Prázdná dutina testuje “TPS inhomogeneity planning“
Dozimetrie a radiometrie
Thermo Scientific
• Aktivní dozimetrie – elektronické dozimetry
EPD
• Pasivní dozimetrie – Harshaw TLD
• Ruční a přenosné měřicí přístroje
• Monitorování prostředí
• Monitorování kontaminace
– osob, předmětů
ENVINET a.s. Divize přístrojové techniky
Děkuji za pozornost 
Otázky?
e-mail: [email protected]
FAQ: ArcCHECK Cavity
Q: Proč má ArcCHECK dutínu?
A:
 QA na plánovací a ozařovací systém
– Všechny plánovací systémy by měly být schopny vytvořit plán pro AC bez
vložky – jako vytváření plánu který zahrnuje plíce jako jeden z orgánů
 Snadný transport díky nízké hmotností
 Flexibilita ve vkládaných detektorech
– Měření dávky v různých bodech uvnitř dutiny
– Heterogenní vložky pro výpočet dávky a zobrazení QA
High Dose vs. Low Dose
•
Měří AC dávku v oblasti nízkých nebo vysokých dávek? V obou
oblastech!
North Staffs Hospital (NHS) , Stoke-UK
Eclipse Plan: IMRT, 6MV Head First Supine
Pass-Rate: 98.4%; Gamma: 3mm/3%
BrainLAB Novalis MCH – Den Haag
6MV; BrainLAB PencilBeam.X,
Kernel Resolution: 1.5mm Pass-rate: 98.7%
FAQ: Isocenter Dose
Q: Je nutné měřit dávku ve středu?
A:
•
•
•
•
ArcCHECK měří vstupní a výstupní dávku, ve dvou účinných
hloubkách pro každý úhedl
Měření kolem dokola identickým způsobem pro každý úhel je
mnohem přesnější, než měření složené z jednotlivých bodových
měření
Chyby patrné ve středu budou viditelné také v měření kolem
dokola, ale ve větším detailu
Pro ty, kteří by chtěli měřit v bodě isocentra, SNC nabízí „cavity
plug“ s možností vložení různých detektorů.
Target Dose Discussion
•
The target is in the patient and the dose is not measured in the patient.
•
Here’s what the physicists have been doing until now:
The yellow dot is a point
at the depth of 5 cm. The
beam from the plan is
applied to the phantom
and dose to a plane is
calculated.
Target Dose Discussion
The dose to a plane drawn through the yellow dot is said to be
representative of the “target dose”
Target Dose Discussion
If we draw a plane at the depth of 5 cm for every beam, red lines are
where the dose is measured once the beams are on the phantom
(dose this remind us of anything?)
Target Dose Discussion
Therefore, this geometry must be representative of the “target dose” in
addition to its other benefits.
FAQ: Shadowing Effect
Q: Dochází k vzájemnému stínění detektorů v ArcCHECKu?
A:
•
The detectors are arranged on a HeliGrid™ to reduce detector overlap
from a BEV effectively eliminating shadowing effects.