ACELERADOR LINEAR DIGITAL · Tempo curto de aquecimento ... A qualidade do feixe é controlada por uma câmara dividida em 7 seções, cada uma monitora uma parte do campo de radiação

Programa Nacional de Formação

em Radioterapia

ACELERADOR LINEAR DIGITAL

Helder Alexandre Nogueira

Especialista de Produto

Elekta Medical Systems

Mestrado Profissional em Física Médica

Origem da Elekta

Professor Lars Leksell: fundador da Elekta y professor do departamento de Neurociencias no Karolinska University Hospital (Estocolmo, Suécia)

Desde 1949 desenvolveu métodosrevolucionários de cirurgia estereotáxica e radiocirurgia no cerebro

A Elekta foi fundada como uma empresa de Pesquisa e Desenvolvimento em 1972, baseadanas inovacões do Prof. Dr. Lars Leksell

Em 1997, a Elekta adquiriu o negócio de Radioterapia da Philips

Módulo I


Módulo I

1997

• Radioterapiade Philips

2005

• IMPAC Medical Systems

• Medical Intelligence

2007

• 3D Line

2008

• CMS

2010

• ResonantMedical

2011

• Nucletron

2006

• Beijing Medical Equipment Institute (BMEI)

1972Fundaçãoda Elekta

Origem da Elekta


7th Geração de Controle Digital

Acelerador linear digital – Geração do feixeMódulo I


O acelerador linear digital produz, monitora e conforma de forma precisa o feixe de radiação para o alvo planejado.


Módulo IAcelerador linear digital – Geração do feixe

De forma sincronizada o “canhão de elétrons” libera elétrons e a magnetron envia ondas de radiofrequência para acelerar estes elétrons



30% menos consumo de energia do que sistema com klystron

O Magnetron controle a intensidade e frequência das ondas de radiofrequência, determinando a energia dos raios-X que serão produzidos



O feixe de raios-X é criado quando os elétrons atingem e interagem com o alvo de tungstênio .



Potência de pico - 5MW (megawatt)

Baixa temperatura de operação

Não necessita sistema especial de dispersão de calor

Não gera radiação ionizante

Tempo curto de aquecimento (6 minutos)

Totalmente desligada quando o Linac não está em uso

Mais de 7 anos de vida útil

Acelerador linear digital – Geração do feixe Módulo I


O acelerador linear digital utiliza um canhão de elétrons tipo diodo.

Os elétrons são produzidos ao aquecer o filamento de tungstênio (dentro do catodo) e são injetados no guia de ondas.

A quantidade de elétrons é controlada pela temperatura no filamento

Eles são acelerador no guia de ondas em direção ao alvo



O guia de ondas contém uma sequência de células de cobre

Pequenas aberturas circulares entre as células permitem que os elétrons viagem pelo guia de ondas e ajudam a focalizar o feixe

Todo o ambiente é mantido sob vácuo para evitar que os elétrons sejam freados por outras partículas



O caminho do feixe de elétrons é controlado por dois conjuntos de bobinas que cercam o guia de ondas.

Dois conjuntos de “bobinas focalizadoras” ajudam a definir o feixe de elétrons para que seja extremamente fino ao atingir o alvo.

O sistema é resfriado continuamente por água.



Ao deixar o guia de ondas, os elétrons entram no tubo que os redireciona para o alvo.



Três pares de bobinas fazem a curvatura do feixe de elétrons.

Esse processo posiciona o feixe e também focaliza com diâmetro de 1 mm.

Este sistema tem “comportamento acromático”, ou seja, é possível focalizar elétrons de diferentes energias no mesmo ponto.



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O formato desse sistema permite reduzir o tamanho do equipamento e a garantir um isocentro baixo, importante para o posicionamento do paciente.

Módulo I


Acelerador linear digital – Geração do feixe

Mais fácil para posicionamento e alinhamento do paciente

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Módulo I


Acelerador linear digital – Geração do feixe

Cabeçote maior

Exemplo: Técnica de mama com suporte de braço.



Os elétrons de alta energia atingem um pequeno alvo de tungstênio onde são gerados os fótons (raios-X).

Os fótons de alta energia saem do alvo em direções diversas. O colimador primário só permite a passagem dos fótons que viajam na direção de saída do feixe, criando o feixe em foramto de cone.

O colimador primário absorve os fótons espalhados que estão em outras direções.



O colimador primário é responsável por definir o tamanho máximo do feixe clínico



Nesta etapa os fótons não são uniformemente distribuidos no campo, então utilizamos um “filtro achatador”.

Este filtro absorve mais fótons no centro do campo.



Os fótons passam pela câmara de ionização, para medida de dose e monitoramento da qualidade do feixe.

A dose é medida e controlada simultaneamente em duas câmaras de ionização independentes.

A primeira é o dosímetro primário, ela finaliza o feixe quando a dose necessária foi entregue.

A segunda atua como back up e para o feixe se a primeira falhar.



O acelerador linear precisa reproduzir os feixes modelados no sistema de planejamento.

A qualidade do feixe é controlada por uma câmara dividida em 7 seções, cada uma monitora uma parte do campo de radiação.



Nos equipamentos modernos existe um colimador secundário no formato de Multilâminas (MLC) que consegue reproduzir a forma do alvo a ser tratado.



Um único sistema de computadorizado controla o acelerador linear digital e o colimador MLC, eliminando o risco de erros de entrega de dose devido a atrasos de comunicação egarantindo sincronização entre a dose entregue e aposição das lâminas.

Todos os sistemas de direcionamento e foco tem controle digital.

Todas as posições mecânicas são automaticamente selecionadas no console de controle.



Sem potenciometros para ajustes.

Leitura em tempo real de mais de 4000 parâmetros.

Ferramentas de calibração e diagnóstico

Informação gráfica para serviços

Arquivos de log dinâmicos

Calibração automática



Módulo I

• Suporte com intervenção on-line

• Alertas e notificações

Redução de downtime



Gantry montado sobre 4 rodízios facilita o balanceamento

Precisão do isocentro < 1mm de raio


Módulo IAcelerador linear digital – Mecânica

Sistema Portal IviewGT

Imagem únicas ou múltiplas 2D MV e fluoroscopia

Aquisição antes, durante e depois do tratamento

Suporta as técnicas de tratamento mais avançadas

Cálculo automático do deslocamento

Revisão de dados e análise de tendência


Módulo IAcelerador linear digital – IGRT MV

Sistema CBCT XVI

Imagem 2D exposição única ou em sequência

Imagem 3D

Aquisição durante o tratamento

Fov máximo de 50x26 cm

Permite o movimento automático da mesa

Exatidão de tratamento melhor do que 1 mm


Módulo IAcelerador linear digital – IGRT kV


Módulo IAcelerador linear digital – IGRT kV

Imagem durante o tratamento com correção para o espalhamento MV

Acelerador linear digital – IGRT kVMódulo I




Symmetry Registration

IGRT 4D sem uso de equipamentos externos

Sem necessidade de controle forçado de respiração



Não é apenas um CBCT 4D

Solução “on line”

Verificação do tratamento com correlação com o

movimento dos órgãos internos

A dose planejada é entregue na região onde o volume

alvo permanece na maior parte do tempo



Com o registro do Symmetry é possível realizar:

Redução de margens

Compensação do movimento do tumor

A imagem 4D é usada diretamente na correlação com

a posição planejada

A ferramenta alerta o usuário caso algum órgão de

risco possa ser afetado por alta dose após o

deslocamento.



“Critical Structure Avoidance”

Targe

t

Critical structure



Symmetry

Gating

Tempo

(minutos

)

Mais eficiente



Tempo (minutos)

0 5 10 15 20

Symmetry

Gating

Probabilidade de movimento do

paciente



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Agility

MLCi2

APEX


Módulo IAcelerador linear digital – Colimador MLC

Image courtesy of Christopher Walker, Head of Radiotherapy Physics

The James Cook University Hospital, Middlesbrough, UK

• Agility

• MLC integrado ao cabeçote

• Capacidade de tratar múltiplos volumes

• Campo 40 cm x 40 cm

• 160 lâminas

• Lâminas de 5 mm

• Lâminas de alta velocidade

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Acelerador linear digital – Colimador MLCMódulo I





Agility™ MLCi2Varian HD MLC 120

Average transmission through leaf bank

<0.5% 1.5% intraleaf <2% *

Peak transmission through leaf bank

<0.5% 2.1% intraleaf <3% *




Image courtesy of Vivian Cosgrove, Ph.D., (2012) Head of Radiotherapy Physics at St. James’s Institute of

Oncology, Leeds Teaching Hospitals NHS Trust, UK. Adapted from Huq et al. PMB 49 (2002) M159-70



Bexiga

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• MLCi2

• MLC integrado ao cabeçote

• Capacidade de tratar múltiplos volumes

• Campo 40 cm x 40 cm

• 80 lâminas

• Lâminas de 10 mm

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Metastase cerebral



MLCi2 AgilityIMRT VMAT IMRT VMAT

Homogeinity index 1.08 1.06 1.08 1.05

GI Low (5-10 Gy) 2.65 2.8 2.65 2.79

GI High (10-18 Gy) 3.18 3.26 3.23 3.23

Beam time 11:37 min 8:44 min 9:49 min 8:32 min

UM 3350 3240 3501 3333

Metastase cerebral



SBRT de pulmão



MLCi2 Agility

Prescripción del PTV 60 Gy 60 Gy

Homogeneity index 1.09 1.09

Average dose, left lung 8.25 Gy 8.13 Gy

Average dose, right lung 1.80 Gy 2.2 Gy

Average dose, heart 0.18 Gy 0.17 Gy

Number of sessions 5 5

Beam time 230 sec 215 sec

MU 2014 1997

Number of arcs 1 Rotation 1 Rotation

SBRT de pulmão



VMAT de próstata



MLCi2 Agility

Prescripció en el PTV mean 60 Gy mean 60 Gy


Average dose, rectum 35.8 Gy 35.6 Gy

Average dose, bladder 42.3 Gy 41.7 Gy



MU 789 762

Number of arcs 2 Rotations 2 Rotations

VMAT de próstata



VMAT de Cabeça e Pescoço



MLCi2 Agility

Prescripción en el PTV 54 Gy 54 Gy


Average dose, parotids 29.79 Gy 28.86 Gy

Max dose, cord 44.33 Gy 42.40 Gy

Average dose, lips 27.99 Gy 28.01 Gy

Average dose, brainstem 28.32 Gy 26.94 Gy



MU 635 633

Number of arcs 2 Rotations 2 Rotations

VMAT de Cabeça e Pescoço



Modelo de gráfico


Módulo I

Helder Nogueira

Especialista de Produto

[email protected]


mailto:[email protected]

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ACELERADOR LINEAR DIGITAL · Tempo curto de aquecimento ... A qualidade do feixe é controlada por uma câmara dividida em 7 seções, cada uma monitora uma parte do campo de radiação