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Incertezas
geométricas em
RadioterapiaFísico Lucas Augusto Radicchi
ABFM RT-364
CNEN FT-0317/RA-0081
1994
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Erro de posicionamento (“setup”): desvio entre a posição de
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Erro sistemático: erro que ocorre na mesma direção e de magnitude
similar em cada fração durante o tratamento. Também são chamados de
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Erro randômico: erro que pode ocorrer em diferentes direções e
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Erro grosseiro: erro de posicionamento inaceitável. Geralmente, ocorre no
primeiro dia de tratamento. O departamento deve decidir a magnitude (p.
ex., 1cm) -> deve ser pego pelas barreiras (CQ)
Uma única imagem contém componente sistemática e aleatória ->
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Margem CTV-PTV pode ser modificada de acordo com contribuições
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luminoso.
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(específico para cada serviço e cada sítio anatômico, mas para
serviços em implementação, usar referência de Hurkmans e seção 7
do manual) -> relacionada com margem CTV-PTV e considera método
de imobilização, tolerância de movimento da máquina e movimento
interno de órgão.
Nível de ação: variação a partir da qual uma ação é necessária. Por
exemplo:
1. Solicitação de repetição de imagens (erro randômico)
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3. Modificação imediata da posição de tratamento (erro grosseiro)
-> ~1cm ou 3σ (incerteza aleatória)
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PTV, frequência de imageamento, erro aleatório e estratégia
utilizada para limitar erro de posicionamento durante curso de
tratamento.
Estratégia de correção: regras para processo de avaliação de erros, a partir de um número
de imagens feitas no paciente.
. NAL (No-Action-Level): usado comumente para tratamentos radicais. Usa 3-4 frações para gerar
magnitude do erro sistemático (independente do nível de tolerância). Não define nível de ação para
correções. É sugerido que apenas erros > 2mm ser corrigidos e que erros grosseiros sejam sempre
corrigidos imediatamente.
. eNAL (extended NAL): inclui portal semanal e, se dentro da tolerância, nenhuma ação requerida; se
fora da tolerância, mais imagens requeridas para determinar componente sistemática.
. SAL (Shrinking-Action-Level): usa nível de ação que reduz de acordo com número de frações
imageadas -> evita erro de posicionamento ser corrigido pré-maturamente. A desvantagem é que reinicia
sempre que houver alguma correção, perdendo toda informação.
3 categorias: movimento relacionado a variação de posicionamento do paciente, inter-
fração e intra-fração
a) Relacionado ao posicionamento: usar mesmos acessórios e posicionamento entre
simulação e tratamento
a) Inter-fração: principalmente relacionado a órgãos do sistema digestório ou próximos
(pelve e abdome). Influenciado também por perda de peso e redução do tumor.
- Mitigação: localização diária do alvo ou estudo e definição de margens -> problema
com margens: imagem do alvo durante CT é a posição média do alvo?
c) Intra-fração: principalmente relacionado a órgãos dos sistemas respiratório e cardíaco
ou próximos (tórax e abdome).
- Mitigação: gating e breath-holding ou combinação deles, compressão abdominal e
rastreamento contínua do órgão -> 4DCT
Não há consenso entre a relação da magnitude do movimento do órgão a definição da
margem interna.
Avaliação do médico: OK
Avaliação do médico: 0,5cm IN
r
umincidentequeresultouemumdanoaopaciente”
Avaliação do médico: OK
Avaliação do médico: 0,5cm IN
Avaliação do médico: 0,8cm UP
No simulador: 0,5cm LEFT
Margens em radioterapia
Lucas Augusto Radicchi
Físico Médico da Radioterapia
Hospital de Câncer de Barretos
- Principais fontes de incertezas: delineamento do GTV (limitada resolução de
imagem, interpretação ambígua, ruído - SISTEMÁTICO), definição do CTV,
(SISTEMÁTICO) variação da posição do órgão (SISTEMÁTICO e
RANDÔMICO) e variações de posicionamento (SISTEMÁTICO e
RANDÔMICO)
- Em geral, erros randômicos (execução) são menores que erros sistemáticos
(preparação)
σ=desviopadrãodoERRORANDÔMICO
Σ=desviopadrãodoERROSISTEMÁTICO
M=erromédioglobal(sistemáticodogrupo)
- Erros sistemáticos causam um deslocamento e erros randômicos causam um
borramentonadistribuiçãodedose
- Errorandômicoerespiração->podeserprevisto
Errosistemático->devesertratadoestatisticamente
- Stroom et al -> margem para garantir, na média, cobertura de 99% do volume alvo
com95%dadoseprescritaoumais->2*Σ+0,7*σ
vanHerketal->margemparagarantirque90%dospacientesemuma
população recebe uma dose mínima no CTV de ao menos 95% da dose prescrita -
>2,5*Σ+0,7*σ
r
Cap. 3 do livro Ïmage-Guided and Adpative RT): As fórmulas para
margem CTV-PTV consideram distribuição Gaussiana para
convolução dos erros aleatórios, largura de penumbra na água, SD
de erro sistemático > SD de erro aleatório e planejamento com
distribuiçãodedosemaisoumenosuniforme.NocasodeIGRTpara
pulmão, todas essas suposições não são válidas e essas fórmulas
simples super-estimam as margens requeridas. Baseado em uma
análise feita por Sonke et al (IJROBP, 2009;74:567-574), a margem
que pode ser usada para RT de pulmão hipofracionado pode ser
muito pequena (<1cm), mesmo para amplitudes de movimentos
grandes(2cm).Alarguradepenumbranopulmãoégrande.
- Fórmulas consideram corpo rígido, mas incertezas geométricas de
deformação e mudança anatômica pode ser significativa em estudos
usando4D->fórmulasconsiderandoissoaindanãoresolvido.
-Comaumentodaprecisão,umaestimativadeincertezasresiduaisé
importante. Por exemplo extensões extracapsulars de c6ancer de
próstatasãorotineiramenteignoradasquandodefinindooalvoemRT
-> boa taxas de controle provavelmente devido a “franja"de dose na
margem de CTV-PTV e além. Reduzindo cada vez as margens,
essa “franja” de dose fora talvez não alcance essa zona de
extravasamento. Portanto, margem residual sempre estará presente,
devidodefiniçãodoalvo,mesmoparaIGRTperfeito.
- Margens menores que 5mm não são reais para quase todas
aplicações ao menos que o tumor sejam completamente definido
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Incertezas geométricas, margens e igrt - Radioterapia

  • 1. Incertezas geométricas em RadioterapiaFísico Lucas Augusto Radicchi ABFM RT-364 CNEN FT-0317/RA-0081
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  • 12. Erro de posicionamento (“setup”): desvio entre a posição de tratamento planejada e de tratamento (inclui componente randômica e sistemática) Erro sistemático: erro que ocorre na mesma direção e de magnitude similar em cada fração durante o tratamento. Também são chamados de “erros de preparação de tratamento”. Por exemplo: erro de delineamento, posição e forma do alvo, transferência de imagens e erro de posicionamento do paciente. Erro randômico: erro que pode ocorrer em diferentes direções e magnitudes em cada fração durante o tratamento. Também são chamados de “erros de execução de tratamento”. Por exemplo: erro de posicionamento do paciente, posição e forma do alvo e erros intra- frações. Influenciados por imobilização, paciente e protocolos do departamento. Erro grosseiro: erro de posicionamento inaceitável. Geralmente, ocorre no primeiro dia de tratamento. O departamento deve decidir a magnitude (p. ex., 1cm) -> deve ser pego pelas barreiras (CQ)
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  • 15. Uma única imagem contém componente sistemática e aleatória -> adquirir mais de uma imagem para distinguir entre componentes -> deve ser feita análise conjunta, não analisar imagens isoladamente de um dia para outro. Margem CTV-PTV pode ser modificada de acordo com contribuições de erros que são corrigidas durante curso de tratamento. - Erro de transferência e de posicionamento: anatomia óssea e off-line Idem + erro de posição e formato do alvo: alvo e off-line - Erro de transferência e de posicionamento: anatomia óssea e on-line Idem + erros aleatórios e sistemáticos de posição e formato do alvo: alvo e on-line Erro grosseiro pode ser identificado por (em ordem de preferência): 1) Primeiro dia de tratamento na máquina, 2) Primeiro dia de verificação na máquina, 3) Usar CT/simulador para verificação no primeiro dia (usar imagens na máquina também), 4) onde imagens não visualizadas adequadamente (elétrons ou campos em vértice), usar campo luminoso.
  • 16. Nível de tolerância: variação observada aceitável para uma medida (específico para cada serviço e cada sítio anatômico, mas para serviços em implementação, usar referência de Hurkmans e seção 7 do manual) -> relacionada com margem CTV-PTV e considera método de imobilização, tolerância de movimento da máquina e movimento interno de órgão. Nível de ação: variação a partir da qual uma ação é necessária. Por exemplo: 1. Solicitação de repetição de imagens (erro randômico) 2. Reavaliação do erro sistemático (no simulador) 3. Modificação imediata da posição de tratamento (erro grosseiro) -> ~1cm ou 3σ (incerteza aleatória) A magnitude no nível de ação está relacionada com margem CTV- PTV, frequência de imageamento, erro aleatório e estratégia utilizada para limitar erro de posicionamento durante curso de tratamento.
  • 17. Estratégia de correção: regras para processo de avaliação de erros, a partir de um número de imagens feitas no paciente. . NAL (No-Action-Level): usado comumente para tratamentos radicais. Usa 3-4 frações para gerar magnitude do erro sistemático (independente do nível de tolerância). Não define nível de ação para correções. É sugerido que apenas erros > 2mm ser corrigidos e que erros grosseiros sejam sempre corrigidos imediatamente. . eNAL (extended NAL): inclui portal semanal e, se dentro da tolerância, nenhuma ação requerida; se fora da tolerância, mais imagens requeridas para determinar componente sistemática. . SAL (Shrinking-Action-Level): usa nível de ação que reduz de acordo com número de frações imageadas -> evita erro de posicionamento ser corrigido pré-maturamente. A desvantagem é que reinicia sempre que houver alguma correção, perdendo toda informação.
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  • 21. 3 categorias: movimento relacionado a variação de posicionamento do paciente, inter- fração e intra-fração a) Relacionado ao posicionamento: usar mesmos acessórios e posicionamento entre simulação e tratamento a) Inter-fração: principalmente relacionado a órgãos do sistema digestório ou próximos (pelve e abdome). Influenciado também por perda de peso e redução do tumor. - Mitigação: localização diária do alvo ou estudo e definição de margens -> problema com margens: imagem do alvo durante CT é a posição média do alvo? c) Intra-fração: principalmente relacionado a órgãos dos sistemas respiratório e cardíaco ou próximos (tórax e abdome). - Mitigação: gating e breath-holding ou combinação deles, compressão abdominal e rastreamento contínua do órgão -> 4DCT Não há consenso entre a relação da magnitude do movimento do órgão a definição da margem interna.
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  • 31. Margens em radioterapia Lucas Augusto Radicchi Físico Médico da Radioterapia Hospital de Câncer de Barretos
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  • 47. - Principais fontes de incertezas: delineamento do GTV (limitada resolução de imagem, interpretação ambígua, ruído - SISTEMÁTICO), definição do CTV, (SISTEMÁTICO) variação da posição do órgão (SISTEMÁTICO e RANDÔMICO) e variações de posicionamento (SISTEMÁTICO e RANDÔMICO) - Em geral, erros randômicos (execução) são menores que erros sistemáticos (preparação) σ=desviopadrãodoERRORANDÔMICO Σ=desviopadrãodoERROSISTEMÁTICO M=erromédioglobal(sistemáticodogrupo) - Erros sistemáticos causam um deslocamento e erros randômicos causam um borramentonadistribuiçãodedose - Errorandômicoerespiração->podeserprevisto Errosistemático->devesertratadoestatisticamente - Stroom et al -> margem para garantir, na média, cobertura de 99% do volume alvo com95%dadoseprescritaoumais->2*Σ+0,7*σ vanHerketal->margemparagarantirque90%dospacientesemuma população recebe uma dose mínima no CTV de ao menos 95% da dose prescrita - >2,5*Σ+0,7*σ
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  • 49. Cap. 3 do livro Ïmage-Guided and Adpative RT): As fórmulas para margem CTV-PTV consideram distribuição Gaussiana para convolução dos erros aleatórios, largura de penumbra na água, SD de erro sistemático > SD de erro aleatório e planejamento com distribuiçãodedosemaisoumenosuniforme.NocasodeIGRTpara pulmão, todas essas suposições não são válidas e essas fórmulas simples super-estimam as margens requeridas. Baseado em uma análise feita por Sonke et al (IJROBP, 2009;74:567-574), a margem que pode ser usada para RT de pulmão hipofracionado pode ser muito pequena (<1cm), mesmo para amplitudes de movimentos grandes(2cm).Alarguradepenumbranopulmãoégrande. - Fórmulas consideram corpo rígido, mas incertezas geométricas de deformação e mudança anatômica pode ser significativa em estudos usando4D->fórmulasconsiderandoissoaindanãoresolvido. -Comaumentodaprecisão,umaestimativadeincertezasresiduaisé importante. Por exemplo extensões extracapsulars de c6ancer de próstatasãorotineiramenteignoradasquandodefinindooalvoemRT -> boa taxas de controle provavelmente devido a “franja"de dose na margem de CTV-PTV e além. Reduzindo cada vez as margens, essa “franja” de dose fora talvez não alcance essa zona de extravasamento. Portanto, margem residual sempre estará presente, devidodefiniçãodoalvo,mesmoparaIGRTperfeito. - Margens menores que 5mm não são reais para quase todas aplicações ao menos que o tumor sejam completamente definido semambiguidade.
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  • 52. IGRT Lucas Augusto Radicchi Físico Médico da Radioterapia Hospital de Câncer de Barretos
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Notas do Editor

  1. ----- Meeting Notes (07/08/14 13:45) ----- vdfdf