Sliding-Window-IMRT-Planung unter Verwendung von Multileaf-Kollimatoren mit unterschiedlicher Breite

Die Konvertierung von intensitätsmodulierten Bestrahlungsplänen auf Geräten mit unterschiedlicher Multileaf-Kollimatoren-Breite und unterschiedlichem Tischdesign kann nicht ohne qualitative Einbußen durchgeführt werden. Die Wahrscheinlichkeit, dass das Planungs- und Bestrahlungszielvolumen durch die Multileaf-Kollimatoren abgedeckt bzw. die angrenzenden Risikoorgane nicht ausreichend geschont werden können, ist gegeben. Folgende Seiten bieten einen Einblick in eine Masterthesis, die im Rahmen des Abschlusses des MedTech-Studiums an der FH Wiener Neustadt zu diesem Thema erstellt wurde. Ziel dieser Masterthesis „Treatment Planning Aspects for Sliding Window Intensity Modulated Radiation Therapy using Multileaf Collimators with Different Leaf Width“ war, Unterschiede der Konvertierung von intensitätsmodulierten HNO- und Prostata-Bestrahlungsplänen, speziell für das Landeskrankenhaus Wiener Neustadt, Abteilung Strahlentherapie und Radioonkologie, aufzuzeigen. Betreuer dieser in Englisch verfassten Arbeit war Univ.-Doz. DI Dr. Dietmar Georg, Leiter der Abteilung für Medizinische Strahlenphysik an der Universitätsklinik für Strahlentherapie, Medizinische Universität Wien / AKH Wien.

Abstract

At the department of radiooncology at the LK Wiener Neustadt two different linear accelerators are in use for the clinical treatment routine. The main differences are the leaf width of 5 versus 10 mm, the couch design and material, carbon fiber plate versus ETR Couch where the plate has an iron bar and a tennis racket. Converting an IMRT plan with 5 mm MLC into a plan with 10 mm MLC width, the MLC positions are different due to the broader leaf width, and the conversion cannot be done without loss of quality. There is a high possibility to block out the PTV or sparing the organs at risk too less. The objective of this master thesis is to evaluate the problem in case studies of ENT and prostate IMRT plans. The goal should be to define guidelines for converting a 5 mm MLC IMRT plan into one with 10 mm MLC width. Treatment plan and dose evaluations are done by taken into account the dose volumes histogram, dose distribution and homogeneity, coverage of the PTV, and sparing of the organs at risk.

Kernaussagen

• Obwohl für jeden Patient beide IMRT-Pläne gleiche Einstrahlwinkel, Feldgrößen und Dosis-Volumen-Constraints aufweisen, konnte ein geringfügiger Unterschied bei der Auswertung der Planungs- und Verifikationsergebnisse festgestellt werden.

• Aufgrund der Tatsache, dass verschiedene Leafbreiten verwendet werden, kommt es immer zu einem Verlust in der Qualität bezug nehmend auf die PTV-Umschließung, Schonung der Risikoorgane und kritischen Strukturen nahe dem PTV.

• Das Problem bei Konvertierung eines Sliding-Window-IMRT-Plans für unterschiedliche Geräte mit anderer Leafbreite ist, dass der breitere MLC aufgrund von technischen Gegebenheiten eine geringere Distanz fahren kann als der schmälere MLC.

• Um eine gute Plankonvertierung zu ermöglichen und annähernd die gleiche Therapieplanqualität betreffend Dosisverteilung und Homogenität, Zielvolumenumschließung und Schonung der Risikoorgane zu erreichen, muss ein zusätzlicher Planungsschritt eingeschoben werden.

• Weitere Gründe für den Qualitätsverlust und die unterschiedlichen Planungs- und Verifikationsergebnisse sind Tischdesign und Material.

• Literatur

• 1 Fuchs J. Treatment Planning Aspects for Sliding Window Intensity Modulated Radiation Therapy using Multileaf Collimators with Different Leaf Width. Masterarbeit am LK Wiener Neustadt. Department of Radiooncology s.l. 2010;
• 2 Marks LB, Yorke ED, Jackson A. Use of normal tissue complication probability models in the clinic. I J Radiation Oncology – Biology – Physics 2010; 76: 15-183
• 3 International Commission on Radiation Units & Measurements. . Prescribing, recording, and reporting photon-beam intensity-modulated radiation therapy (IMRT). ICRU Report No. 83.. Oxford: ICRU; 2010 10.
• 4 International Commission on Radiation Units & Measurements. . Prescribing, recording, and reporting photon beam therapy. ICRU Report No. 50. Oxford: ICRU; 1993
• 5 Dobbs J, Barrett A, Ash D. Practical radiotherapy planning. 4. Aufl. London: Hodder Education; 2009
• 2 Low DA. Evaluation of the gamma dose distribution comparison method. Medical Physics 2003; 30: 10