Tratamiento volumétrico

AVANCES EN TÉCNICAS DE
TRATAMIENTO CON
RADIACIONES IONIZANTES
Pedro Galán Montenegro
UGC Radiofísica Hospitalaria
Hospital Regional Universitario
Málaga. España
[email protected]
www.carloshaya.net/radiofisica
IMRT
SBRT
IGRT
FSRT
IGBT
SBRT
SRS
RTHC
HDR
CRT
PBRT
BNCT
FNRT
ART
RABT
DGBT
IMPT
4DCRT
DWA
IMAT
VERO
SlidingWindows
RapidArc
DART
TrueBeam
Tracking
TomoTherapy
Gating
VMAT
CBCT
Step&Shoot
CyberKnife
Adaptada
Volumen
biológico
nanotecnología
2000’s
Robotizada
Protones
iones
1960’s
Aceleradores
Braquiterapia
1910’s
“semillas”
1980’s
planificadores
cuñas dinámicas
automatización
HDR
1990’s
planificadores 3D
IMRT
....
Hadrones (1946)
1930’s
braquiterapia
1895
1896
tratamiento
Viena, Chicago
1er
2010’s
IGRT-4D
IMPT
1970’s
carga diferida
1920’s
cálculos dosis
“profunda”
Radio
1950’s
Co
Avances Tecnológicos
Control informático
Robótica
Multilámina
Alta tasa en aceleradores y control de tasa
Sistemas de imágenes: TC, PET, RMN
Sistema de fijación y centrado. Mesa 6D.
Sistemas de cálculo: algoritmos 3D, …
Fuentes radiactivas de alta tasa
Dosímetros (dosimetría en tiempo real)
Sistemas de registro y verificación
Ciclotrones para partículas pesadas: protones
Nanotecnología
Técnicas avanzadas
IMRT
(Intensity-Modulated RT)
-Evolución de la Radioterapia Conformada 3D (3D-CRT)
- Múltiples haces con modificación de
la fluencia de fotones en cada incidencia
-Modulación de la dosis impartida por los haces
- Adaptación de la distribución de dosis al volumen definido
Técnicas avanzadas
IMRT
Avances
- Gradientes de dosis mayores
- Mejor conformación para los gradientes
-Distribuciones de dosis heterogéneas
- Estrategias de tratamiento más complejas
Técnicas avanzadas
IMRT
Técnicas diferentes
- Colimador Multilámina para modulación
de intensidad (MIMIC)(Multileaf Intensity Modulating Collimator)
- Colimador Multilámina
 Estática
 Dinámica
 Arcoterapia Dinámica y volumétrica
- Tomoterapia
- Robotizada
IGRT
IGBT
Técnicas avanzadas
(Image-guided RT)
Aplicación de Radioterapia bajo control de imagen de
localización y en relación con la de simulación virtual y
de dosimetría clínica
- Posición del paciente
- Posición del volumen a tratar
Objetivo: Hacer coincidir la imagen de la
dosimetría clínica con la de tratamiento
IGRT
IGBT
Técnicas avanzadas
Proceso
-Imagen del paciente y simulación virtual
-Colocación del paciente en tratamiento
-Adquisición de imagen
-Reconstrucción volumétrica
-Comparación con imagen de dosimetría clínica y de registro
-Posicionamiento del paciente
IGRT
IGBT
Técnicas avanzadas
Resultados
-Medida de las desviaciones en el posicionamiento
-Registro y corrección de los movimientos de los órganos blancos en internos
-Detección de la evolución del volumen blanco durante el tratamiento
-Disminución margen posicionamiento
-Disminución margen interno
4D-RT
Técnicas avanzadas
- Control sobre movimientos internos
- Sincronización con mecanismos de control respiratorio
- Sincronización con movimiento de órganos internos
- Reduce márgenes en el PTV
Incertidumbres
 Limitaciones en el registro de imágenes
 Correlación entre señal y movimiento del volumen
 Tiempo de respuesta del sistema de seguimiento
P.R. Poulsen et al. A method of dose reconstruction for moving targets compatible with dynamic
treatments. Med Phys 39, 6237 (2012)
Tomoterapia
 Irradiación helicoidal
 Diferentes conformaciones desde 1cmx1cm
hasta 4cmx40cm
 Longitud de tratamiento 120cm
 Incorpora sistema de control por imagen
(IMRT e IGRT simultánea)
Equipos
Tomoterapia
Equipos
Aspectos diferenciales
 Conformación compleja
 Sistema de colimación rápido y flexible
 Ergonomía del sistema
 Cambio en el concepto de dosimetría física y dosimetría clínica
 Sistema de planificación específico
 Sistemas de verificación y control de calidad antes y durante el
tratamiento
CyberKnife
Equipos
 Haz estrecho
 Múltiples direcciones
 Distribución totalmente inhomogénea
 Incorpora sistema de control por imagen y de movimiento de órganos
(IMRT, IGRT y 4D simultánea)
RapidArc
 Tratamiento volumétrico
(IMRT, IGRT y 4D simultánea)
Equipos y Técnicas
TrueBeam
 Tratamiento volumétrico
 Alta tasa de dosis
(IMRT, IGRT y 4D simultánea)
Equipos y Técnicas
VERO
Equipos y Técnicas
 Tratamiento volumétrico
 Robotizado
(IMRT, IGRT y 4D simultánea)
T. Depuydt et al. Geometric accuracy of a novel gimbals based radiation therapy tumor tracking system.
Radiotherapy and Oncology 98 365-372 (2011)
Técnicas avanzadas
PBRT
y perspectivas
- Tratamientos con protones
- Mecanismos de interacción
- Sistemas de cálculo de dosis
Futuro
 Haces de intensidad modulada
 Equipos de menores dimensiones (DWA)
Técnicas avanzadas
ART
y perspectivas
- Control sobre el volumen y modificaciones del mismo
- Personalización y adaptación PTV
- Imagen funcional y molecular
- Volumen blanco biológico
Técnicas avanzadas
ART
y perspectivas
Futuro
 Equipos híbridos (AL-RMN)
Imagen por espectroscopia RMN
Nanotecnología (At211,I125)
M.S. Strano. Biomedical materials: Nanoscale radiosurgery. Nature materials 9 467-468 (2010)
KB Hartman et al 211AtCl@US-tube Nanocapsules: new concept in Radiotherapeutic-Agent Design.
Small 3(9),1496-1499 (2007)
Incertidumbres y retos
 Dosimetría física y clínica
 Control de posición del paciente
 Sistema de planificación específico
 Volumen irradiado a bajas dosis
 Respuesta biológica
 Sistemas de verificación y control de calidad
 Equipos y técnicas alejadas de condiciones de referencia
Formación
Conocimiento de la física y la tecnología
Desarrollo de nuevas técnicas de dosimetría física, clínica y de
control de calidad