Curso de actualización:
Implementación de la SBRT en la
práctica clínicaPonente: Pedro Fernández Letón
Servicio de Radiofísica y Protección Radiológica
Hospital Universitario HM Sanchinarro. Madrid.
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RECOMENDACIONES DE LA SOCIEDAD ESPAÑOLA DE FÍSICA
MÉDICA (SEFM) SOBRE IMPLEMENTACIÓN Y USO CLÍNICO DE
RADIOTERAPIA ESTEREOTÁXICA EXTRACRANEAL (SBRT).
Grupo de trabajo de SBRT de la Sociedad Española de Física Médica
Pedro Fernández Letón1, Carmen Baños Capilla2, José Bea Gilabert2, José Miguel Delgado Rodríguez3, Rodolfo De Blas Piñol4, Jaime Martínez Ortega5, Juan María Pérez Moreno6, Rocio Simón de Blas7.
1 Servicio de Radiofísica y Protección Radiológica. Hospital Universitario HM Sanchinarro. Madrid.
2 Servicio de Radiofísica. Hospital Vithas Virgen del Consuelo. Valencia.
3 Servicio de Radiofísica y Protección Radiológica. Hospital Universitario 12 de Octubre. Madrid.
4 Servicio de Radiofísica. Institut Català d´Oncologia. Bellvitge. Barcelona.
5 Servicio de Radiofísica y Protección Radiológica. Hospital Universitario Puerta de Hierro. Majadahonda. Madrid.
6 Servicio de Radiofísica y Protección Radiológica. Hospital Universitario HM Puerta del Sur. Móstoles. Madrid.
7 Servicio de Física Médica y Protección Radiológica. Hospital Ruber Internacional. Madrid.2
CONCEPTOS
EQUIPAMIENTO BÁSICO RECOMENDADO
ADQUISICIÓN DE DATOS ANATÓMICOS
MODALIDADES Y REGISTRO DE IMAGEN
CONTROL INTERFRACCIÓN E INTRAFRACCIÓN EN
ACELERADORES
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La principal característica de los tratamientos de SBRT
es que se realizan de forma hipofraccionada con dosis
absorbidas por sesión elevadas.
Número de sesiones: entre 1 y 5, aunque existen otros
protocolos que amplían el número de sesiones hasta 7.
Dosis por encima de 7 Gy, tiene un efecto ablativo
sobre el tumor, al potenciar diferentes mecanismos de
destrucción tumoral.
Conceptos
4
Esquemas de tratamiento de SBRT con más de una sesión,
mas frecuentes:
50 Gy en 5 sesiones (α/β de 10 ; BED = 100 Gy)
60 Gy en 5 sesiones (α/β de 10 ; BED = 132 Gy)
60 Gy en 3 sesiones (α/β de 10 ; BED = 180 Gy)
Características de los tratamientos de SBRT, con más de una
sesión, es que la BED del tratamiento sea igual o mayor que
100 Gy para un α/β de 10.
Conceptos
5
Necesidad de irradiar el menor volumen de tejido sano para
conseguir que los efectos secundarios sean pequeños o nulos.
Estrategia de tratamiento: márgenes pequeños entre GTV y el
PTV (orden de milímetros).
Los márgenes función de la patología a tratar, de los sistemas
de inmovilización y del sistema IGRT.
Conceptos
Márgenes entre GTV y PTV
6
Pulmón, hígado o metástasis ganglionares: diámetro igual o
menor que 3 cm.
RTOG 0915 sobre pacientes inoperables cáncer de pulmón con
volúmenes mayores de 64 cm3 (4 cm x 4 cm x 4 cm).
Volúmenes mayores:
Metástasis vertebrales únicas.
Próstata.
Conceptos
Tamaño de las lesiones tratadas
7
Técnica de radioterapia que imparte altas dosis absorbidas por fracción
en pocas fracciones de tratamiento, que en todas las sesiones utiliza la
verificación por imagen y que exige gran exactitud en todas las fases
del proceso de la irradiación incluyendo el control del movimiento en
lesiones móviles.
Otra definición ASTRO
Técnica de alta precisión, que permite administrar, en un número
limitado de fracciones (en general entre 1 y 5) dosis absorbidas muy
altas, con efecto biológico ablativo altamente citotóxico y dosis
absorbidas mínimas sobre los tejidos sanos circundantes.
Definición de SBRT
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EQUIPAMIENTO BÁSICO RECOMENDADO
Se deberá disponer de un equipamiento mínimo que garantice unos estándares
básicos de calidad para poder administrar este tipo de tratamientos.
TC Simuladores
Sistemas de inmovilización
Equipos de medida de las radiaciones
Sistemas de planificación
Equipos de irradiación: aceleradores lineales
de electrones9
EQUIPAMIENTO BÁSICO RECOMENDADO.
UNIDADES DE TRATAMIENTO.
ACELERADORES CONVENCIONALES EN C
SISTEMAS ROBOTIZADOS (Cyberknife)
SISTEMAS EN ANILLO TOMOTERAPIA
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UNIDADES DE TRATAMIENTO
ES IMPRESCINDIBLE
Que las unidades de tratamiento dispongan de un sistema de
imagen volumétrica.
ACELERADORES EN C
CBCT (kVCT o MVCT)
TOMOTERAPIA
MVCT Energía nominal de 3,5 MV
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NOVALIS DE BRAINLABCyberknife Accuracy)
ES IMPRESCINDIBLEQue las unidades de tratamiento dispongan de un sistema de imagen volumétrica.Sistemas estereoscópicos (kV) de RX con dos flat panel y dos tubos de RX.
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ACELERADORES LINEALES DE ELECTRONES CONVENCIONALES.
MLCEs imprescindible:
En SBRT que el ancho de la lamina del MLC sea de 5 mm y
recomendable de 3 mm, para en lesiones con diámetros
inferiores a 2 cm.
Se pueden alcanzar distribuciones similares mediante la
técnica de rotación de colimador, tanto en técnicas de
IMRT como en técnicas 3D.
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ACELERADORES LINEALES DE ELECTRONES CONVENCIONALES.
Precisión del posicionamiento del isocentro
ES IMPRESCINDIBLE:
Que el elipsoide que define el isocentro de
radiación tenga un radio máximo de 1 mm,
siendo recomendable valores menores a 1 mm.
Que la diferencia entre el isocentro definido
por el sistema de imagen y el centro del
elipsoide que define el isocentro de radiación
sea inferior a 1mm, siendo recomendable que
ambos difieran en menos de 1 mm.14
ACELERADORES LINEALES DE ELECTRONES CONVENCIONALES.
Tasa de dosis
Dosis por sesión hasta 20 Gy.
Tasas de dosis elevadas para que los tratamientos sean mas cortos
y la probabilidad de movimiento del paciente durante la
irradiación sea menor.
Es IMPRESCINDIBLE el uso de tasas superiores a 500 UM/min,
siendo recomendable emplear la tasa máxima disponible.
Es RECOMENDABLE disponer de haces de fotones sin filtro, ya que
la tasa de dosis aumenta de forma significativa y, por tanto, su uso
permitirá disminuir los tiempos de tratamiento, siempre que los
demás condicionantes del tratamiento lo permitan.
Haces sin filtro (Flattening Filter-Free (FFF) Tasas: 1200 cGy/min
(6 MV) y 2400 cGy/min (10 MV).
STMED-SC
EL CAMINO DE LOS FOTONESEL CAMINO DE LOS FOTONES
MORDAZAS
INTERIORES
Y
EXTERIORES
ESPEJO CÁMARA DE
IONIZACIÓN
CERÁMICA
COLIMADOR
PRIMARIO
BLANCO (TARGET)
FILTROS
NIVELADORES
HAZ COLIMADO
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ACELERADORES LINEALES DE ELECTRONES
CONVENCIONALES. MESA DE TRATAMIENTO
Es IMPRESCINDIBLE que la mesa de tratamiento se pueda mover de forma
automática y remota para aplicar las correcciones posicionales
determinadas mediante el sistema de IGRT y que realice los movimientos
con una resolución de 1 mm para los desplazamientos longitudinales.
Tablero radiotrasparente a la radiación (atenuación uniforme 5%).
Sistemas de inmovilización indexados a la mesa también radiotrasparente.
Es RECOMENDABLE
Mesas con seis grados de libertad (longitudinales como rotacionales).
Que la resolución sea de décimas de mm para los desplazamientos
longitudinales y decimas de grado para los rotacionales.
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ADQUISICIÓN DE DATOS ANATÓMICOS.
MODALIDADES Y REGISTRO DE IMAGEN EN SBRT
TC SIMULADORES única modalidad válida para
cálculo
Imprescindible disponer:
Tablero plano
Láseres externos
Sistemas de indexación igual a las de
las unidades de tratamiento17
TC SIMULADORES
Protocolos de TC específicos para SBRT
Lesiones pequeñas (en algunas ocasiones menores de 2 cm) .
Emplear cortes cada 2 mm o menores si es posible.
Dimensiones longitudinal del TC (órganos de riesgos completos), cortes de
TC 10 a 15 cm por encima del PTV, por si se utilizan haces no coplanares.
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TC SIMULADORES:
RECOMENDACIONES
Diámetro del anillo del gantry de 80 cm o
mayor. Especialmente en SBRT de pulmón e
hígado
TC 4D en lesiones en movimiento,
independientemente del sistema de control
respiratorio, para cuantificar la amplitud de
movimiento de la lesión.
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Recomendables otros sistemas de imagen
Tomografía por emisión de positrones (PET-TC)
Localizaciones: metástasis hepáticas, ganglionares y en
algunos tumores pulmonares especialmente en recidivas y
tumores centrales.
Tableros planos
Mismos sistemas de inmovilización que el TC de
simulación.
Dificultad en localizaciones de tórax y abdomen por los
brazos del paciente.
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Recomendables otros sistemas de imagen
Resonancia Magnética (RM)
Localizaciones: vertebras, hígado y próstata
Reproducir la posición de simulación del paciente: soporte
plano horizontal sobre la camilla, más inmovilizadores si
es posible.
Es imprescindible caracterizar y evaluar la precisión e
incertidumbre de las RM que se van a emplear (por
ejemplo, conocer la distorsión geométrica).
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TC-ultrasonidosRegistro de imagenes
CT & Clarity ContourCT & Clarity
CT Clarity
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Sistemas de inmovilización y guías
Se inmovilizaran con los mismos sistemas
que en la radioterapia convencional.
Colchones de vacío.
Cunas alfa cradel
Sistemas de inmovilización de tórax,
abdomen y pelvis en conjunción con los de
rodillas y pies
Indexación de la mesa para evitar grados de
libertad de movimiento
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Lesiones móviles
Es imprescindible utilizar un sistema de control respiratorio en lesiones ubicadas en pulmón y abdomen superior.
Es recomendable optimizar los sistemas de control respiratorio empleados para lesiones móviles, para que el margen de GTV a PTV no supere ampliamente los 5 mm, y que permanezca siempre por debajo de 1 cm.
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CompresoresDisminuyen el movimiento respiratorio
Disminución movimiento del GTV en consecuencia
disminución del PTV.
Reproductibilidad de la compresión entre el TC de
simulación y las sesiones de tratamiento, es por ello que
deben de disponer de escalas.
Cada centro deberá verificar la reproductibilidad de su
sistema.
TC NORMAL
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Residual
Movement
(ITV)
Adquisición TC
Evaluación de la respiración
Sin compresión
Tres métodos son posibles:
1. Técnica con tiempo de adquisición largo (4 segundos) (Slow CT scan) adquisición durante
todo el ciclo respiratorio.
El volumen del tumor es la convolución del volumen real a lo largo de todo el ciclo
respiratorio.
Ventaja GTV muy realista a la hora de planificar el tratamiento
Desventaja es que es un volumen mayor y la imagen puede estar difuminada
2. Técnica manteniendo la respiración en las fases de inhalación y exhalación (Breath-hold
CT).
TC en las fases extremas del ciclo
TC con respiración libre
Determinándose del GTV en los 3 TC la unión del estos tres volúmenes nos daría un
estimación del volumen total.26
Sistemas para evaluación de la respiración en radioterapia.
Sin compresión
3.0 TC 4D
La adquisición de las imágenes se realiza correlacionada con una
señal respiratoria externa, la imagen se reconstruye utilizando
dicha señal.
Obtención instantánea del GTV en cada una de las fases del ciclo
respiratorio
Determinar el GTV, en función del tipo de técnica de irradiación
(gating o no)
Sistemas visuales que
mediante la colocación de un
objeto sobre la superficie del
abdomen y una cámara
determinar el ciclo
respiratorio global. 27
Correlacionar el movimiento unidimensional del ciclo
respiratorio con el movimiento tridimensional real del tumor.
La prospectiva, donde el TC usa la señal del ciclo respiratorio para sincronizar la respiración con la adquisición de las imágenes, adquiriendo imágenes únicamente dentro de un intervalo de respiración determinado obteniéndose un conjunto volumétrico de datos.
La retrospectiva, donde se adquieren imágenes para al menos un ciclo respiratorio completo para cada posición de la mesa del TC, y a continuación se procesan de tal forma que sólo las adquiridas en un determinado intervalo del ciclo respiratorio considerado óptimo para tratamiento son utilizadas
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Colocación de
Marcador Interno
Desplazamientos longitudinales : 2 o mas
semillas o 1 hilo.
Rotaciones: semillas 3 o 4 fiduciales o hilos 2
VISICOIL
Semillas de oro
Marcadores fiduciales internos
Aconsejable esperar
aproximadamente una
semana para la realización
del TC de planificación
para que los marcadores
fiduciales se encuentren en
su posición definitiva.29
Tipos de controles interfracción e intrafracción
ACELERADORES EN C TOMOTERAPIA CYBERKNIFE
Sistema IGRT CBCT IMÁGENES
ESTEREOSCÓPICAS
FLUOROSCOPIA
(kV o MV)
MVCT IMÁGENES
ESTEREOSCÓPICAS
Interfracción Inicio tratamiento Inicio tratamiento Inicio tratamiento Inicio tratamiento Inicio tratamiento
Intrafracción Fin tratamiento
Mitad tratamiento
Durante
tratamiento
Durante
tratamiento
Durante
tratamiento
Fin tratamiento Durante
tratamiento
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Sistema de registro de imágenes con software integrado
Inicio del tratamiento-interfracción. Procedimiento de corrección
Correcciones 3D o 6D
Los valores de los
desplazamientos resolución
décimas de mm y decimas de
grado para los desplazamientos
longitudinales y rotacionales
respectivamente.
La resolución espacial será 1 mm
en el caso de TC de kilovoltaje y
2 mm en TC de megavoltaje
31
Control intrafracción
ES IMPRESCINDIBLE, inicio en la implementación de la técnica, evaluar el
movimiento intrafracción para todos los pacientes a fin de determinar su
cuantía en función del tiempo de tratamiento, localización y sistemas de
inmovilización utilizados.
ES RECOMENDABLE implementar algún procedimiento de control
intrafracción mediante imagen, que asegure la constancia del correcto
posicionamiento del paciente a lo largo de cada sesión de tratamiento.
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Control intrafracción simultanea a la irradiación
Imágenes estereoscópicas CBCT
VERSA HD
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Control intrafracción 4D mediante US
Clarity
Ultrasonidos
Localizado en el perine
Localización mediante infrarrojos
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Dispositivos de imagen guiada externos al acelerador
Ultrasonidos (ecografía)
Detectores superficie
Emisores de radiofrecuencia
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Movimiento respiratorio
ACELERADORES EN C TOMOTERAPIA CYBERKNIFE
CBCT IMÁGENES
ESTEREOSCÓPICAS
FLUOROSCOPIA
(kV o MV)
MVCT IMÁGENES
ESTEREOSCÓPICAS
Compresión abdominal Compresión abdominal Compresión
abdominal
ABC (Active Breathing
Coordinator)
DIBH(Deep Inspiration Breath
Hold)
Gating sin marcadores
internos
Gating con
marcadores
internos
Gating con marcadores
internos
Tracking con o sin
marcadores
internos36
4D CBCT
Fluoroscopia, adquisición de imágenes
ortogonales permite evaluar el movimiento
del GTV se encuentra dentro de los
márgenes del PTV
Imágenes en movimiento
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Monitorización de la respiración del paciente.
Gating sin marcador interno, solo señal externa
No invasivos, ciclo respiratorio del paciente
sea regular, de amplitud estable y parecida al
ciclo que se registró en la simulación, por lo que
es fundamental el entrenamiento previo del
paciente. puede generarse
La señal respiratoria por cámara de infrarrojos.
Control mediante escopia de megavoltaje o
kilovoltaje, visualización de la lesión dentro del
campo de tratamiento, por lo que la presencia
de clips quirúrgicos o marcadores internos
permitirán visualizar que la lesión está incluida
en el campo de tratamiento. No vale para IMRT
+
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ABC (Active Breathing Coordinator)
• Irradiación a un volumen conocido• Entrenamiento• Inspiración moderada 70-75% of
max. • Tiempo: breath hold time >10s• Cuestión: ¿cuanto tiempo puede
tolerar el paciente esta situación?
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Monitorización de la respiración del paciente. Gating señal externa relacionado con marcador interno
Irradiación únicamente durante una
fase de todo el ciclo respiratorio
del paciente.
El ciclo respiratorio se determina
monitorizando la respiración del
paciente mediante el uso de una
señal externa
Reducción del margen de GTV a ITV.
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Gestión del movimiento intrafracción
Control respiratorio :
Sistemas de basados en Imágenes estereoscópicas de
Rayos X junto con infrarrojos
Cyberknife y EXACTRAC BRAINLAB
Obtención de conjuntos de 2 radiografías
esteroscopicas durante la irradiación.
El número función de la duración del tratamiento
Registro y modificación de la posición del paciente
si se exceden las tolerancias permitidas.
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Gating. Sistema de infrarrojos permite registrar el ciclo respiratorio
Estrella de referencia
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Gating
Niveles de referencia
Visicoil
2 RX en limite superior
2 RX en Gating
Reference Level
(GRL)
2 RX en limite
superior
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SBRT- GATING
ÁREA DE IRRADIACIÓN
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