Contrôles qualité en

stéréotaxie

I Buchheit **

Radiothérapie en conditions stéréotaxiques, Cours nationaux de radiothérapie

09 au 11 mars 2017, Centre Prouvé, Nancy

** Unité de Radiophysique médicale, département de radiothérapie

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RT stéréotaxique

Prescription

Doses fortes, peu de séances

Contraintes OAR

Dosimétrie

Mini-faisceaux (petits faisceaux) Gradients élevés

Petits volumes

Positionnement des volumes

Marges faibles

Précision d’ordre millimétrique ± tracking de la cible

Ensemble de conditions qui s’ajoutent nécessairement

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La radiothérapie en conditions stéréotaxiques

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Parcours du patient : de l’imagerie au traitement

La radiothérapie en conditions stéréotaxiques

Radiothérapie stéréotaxique :

Processus global identique pour toutes les techniques

Outils/systèmes/machines différents

De plus en plus, système guidé par l’imagerie

Précision :

Liée à tous les éléments du processus / système constitué par l’ensemble

des matériels choisis

Doit être compatible avec les traitements réalisés

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Plan

Contrôle qualité doit permettre de garantir en

radiothérapie stéréotaxique :

La précision géométrique ** :

Machine de traitement

Systèmes associés : imagerie

La précision dosimétrique **

Les contrôles de la chaine de traitement : tests E2E

** Quel que soit le type de machine de traitement utilisée

Pré-requis : les CQ scanner, IRM, TPS (algorithmes de calcul), table et

accélérateur pour RTH standard sont réalisés

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Contrôles qualité géométriques

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Contrôles géométriques

Précision du tir du faisceau

Accélérateur : test Winston & Lutz

Bille de tungstène 5mm, champ 6 mm permet de mesurer le

mouvement de l’isocentre lors des rotations (bras, table, colli,

anneau Vero)

Quotidien

Tolérance : < 1mm

Ces résultats impactent les marges CTV-> PTV,

il doit y avoir cohérence

Photos V Dedieu

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Contrôles géométriques

Précision du tir du faisceau

Cyberknife : test AQA

Quotidien

Tolérance : 1mm

Analyse de la concentricité des

2 ombres

Permet de mettre en évidence

une dérive du réglage du robot

Irradiation par 2

faisceaux orthogonaux

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Contrôles géométriques

Précision du positionnement des lames des MLC

Positionnement des lames a un impact sur le dose d’autant plus

important que le champ est petit (dose et zone traitée)

Positionnement des mâchoires / lames

Accélérateur standard : Si champ lames 6x6 mm, mâchoires 5x5mm

au lieu de 6x6 mm => impact 9% sur la dose (G Brunet)

Positionnement de lames système IRIS CK M6

delta de 0,2 mm = delta de 2 % sur le FOC pour le 7,5 mm (A Rignon)

Quotidien

Tolérance : < 1mm

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IMRT/RA => CQ :

Test de la fente glissante : film Gafchromic EBT3

vérification de la distribution de dose délivrée => gamma

index

Exemple Cyberknife

A Rignon, Centre de radiothérapie Clairval, Marseille,SFPM Nancy, Juin 2017

Contrôles géométriques

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Fuite inter/intra lames : film Gafchromic EBT3

Exemple Cyberknife

A Rignon, Centre de radiothérapie Clairval, Marseille,SFPM Nancy, Juin 2017

Contrôles géométriques

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Contrôles géométriques

Précision des tables 6D

Table 6D = 3 translations, 3 rotations

Test avec fantôme anthropomorphique Positionnement du fantôme avec décalages connus

Détermination des écarts de positionnement par le système

Vérification et comparaison aux valeurs attendus

Application des corrections à la table

Nouvelle acquisition et détermination des écarts de positionnements => revenus

à zéro

Quotidien

Tolérance : < 1mm

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Imageurs :

Imageurs embarqués : projection, CBCT, MVCT

Imageurs dans la salle de traitement

Contrôle qualité image : suivi des performances

initiales

Contrôle qualité rapport SFPM n°29 : Objectif

Matériel

Méthode

Tolérance

Périodicité

Ex : CQ distorsion, uniformité, résolution

Contrôles géométriques

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Contrôle quotidien : Contrôle isocentre RX

Principe idem à la radiothérapie standard

Mais tolérance plus petite : 1mm versus 1,5 mm

Contrôles géométriques

Photo C Jenny

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Contrôles géométriques

Alignement des faisceaux KV au centre d’images

mécanique (= référence Cyberknife)

Pige « Isopost », bille Isocrystal

Tolérance : 1mm

Exemple Cyberknife

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Contrôles géométriques

Alignement du système d’alignement à l’isocentre

machine

Etalonnage de l’isocentre Exactrac à l’isocentre de la machine

Alignement entre système RX et système Exactrac

Tolérance : <1mm

Photos V Dedieu

Système Exatrac, Brainlab

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Imagerie Gammaknife : Gamma Knife ICON est une amélioration du

Gamma Knife Perfexion par l’ajout d’un CBCT stéréotaxique.

A Dorenlot, La Timone Marseille, SFPM Nancy, Juin 2017

Contrôles géométriques

Exemple Gammaknife

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Alignement du système d’imagerie aux coordonnées

Leksell

A chaque voxel correspond une coordonnée de Leksell, identique à

celle de la machine

Vérification que les coordonnées des voxels obtenus avec le CBCT

sont les mêmes que celles du Gamma Knife

Acquisitions de plusieurs objets dont

les coordonnées physiques sont

connues et comparaison avec à celles

données par le système.

1 an de mesures :

A Dorenlot, La Timone Marseille, SFPM Nancy, Juin 2017

Contrôles géométriques

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Caméra stéréoscopique du Gamma Knife ICON (HDMM,

High Definition Motion Management)

monitoring du patient pendant trt : mesures en temps réel de l’écart

relative dans les 3 dimensions entre 2 jeux de marqueurs fixes et un

marqueur positionné sur le nez du patient

Stoppe le traitement si le marqueur patient dépasse la tolérance (pas

d’adaptation du traitement)

A Dorenlot, La Timone Marseille, SFPM Nancy, Juin 2017

Contrôles géométriques

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Tracking : pas de contrôle « géométrique » de la bonne

gestion du mouvement, mais contrôle E2E

Contrôles géométriques

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Contrôles qualité dosimétriques

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Contrôles dosimétriques

Contrôles quotidiens :

Si chambres moniteurs non scellées, vérification du

débit de dose et correction intégrée des UM

délivrées

Si chambre moniteurs scellées : variations faibles,

vérifications peuvent être espacées

Contrôles mensuels :

Stabilité en énergie (rendement en profondeur)

Stabilité du faisceau (profils de dose)

AAPM TG 135 : variations des courbes doivent être inférieures à

1% sinon « re-commissioning »

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Contrôles dosimétriques

Difficulté++ mesure de faisceau « FFF » et étroit

Attention au positionnement de la cuve / faisceau

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Axe

faisceau

Profils : Faisceau plus « aplati » = courbes faussées

Axe

cuve

OK

NON OK

Profil mesuré

hors axe

Profil mesuré sur axe

Rdt mesuré sur axe

Rendement : décroissance exagérée

Rdt mesuré

hors axe

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Difficulté de définir le bon Facteur d’Ouverture du

Collimateur pour les petits faisceaux (< 1cm)

Détermination à la mise en route

Faire les mesures avec différents types de détecteurs

Contrôles dosimétriques

Groupe de travail IRSN/SFPM/SFRO, 2008

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Contrôle des la dose des plans de traitement des

patients

Processus similaire à CQ RCMI : appliquer le plan de traitement

sur l’image d’un fantôme (faisceaux et UM pour une séance de

traitement)

Utilisation de fantômes de géométrie simple

Pour tous les patients ? MLC / IRIS (CK) : oui

Collimateurs ronds : non (mais autres contrôles du positionnement du système

porte collimateur)

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Contrôles dosimétriques

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Contrôle de plans de traitement

Contrôle de la dose des plans patients

Superposition des faisceaux sur un fantôme

Calcul de la dose dans le fantôme

Irradiation avec le plan de traitement (même faisceaux, même

UM)

Estimation des écarts Dmesurée / Dcalculée (<=+/-5%)

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Contrôle du calcul des distributions de dose

Algorithmes

Mesure par films

Calcul du Gamma Index (3%-3mm)

Contrôles dosimétriques

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CQ externe :

Procédure indispensable pour garantir la qualité d’utilisation

d’un matériel/technique

Obligatoire en France pour les traitements standards mais

aucune obligation pour les techniques spéciales/innovantes

EQUAL ESTRO propose une procédure d’audit externe pour

les faisceaux du Cyberknife. Procédure validée avec précision de +/-5% et 2 mm

Ajout d’une mesure de référence en faisceau unique

Aujourd’hui : Pas de contrôle pour mini-faisceaux

pour accél standards. Mais à venir.

RPC propose un protocole de CQ externe

(http://rpc.mdanderson.org)

Contrôle de qualité dosimétrique externe

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Contrôle de qualité dosimétrique externe

Fantôme :

Cube en plastique pouvant contenir 4 TLD et 3 films

Fantôme Tête dédié aux CQ internes End-to-End

Détecteurs : TLD + films

Protocole :

PTV(TLD) = Union(TLD 1 à 3 + marge 6 mm) : Dmax = 4Gy

(prescription sur isodose 80%)

PRV(OAR) = TLD4 + marge 4 mm

film1

film2

film3

Equal Estro Cyberknife

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Contrôles de la chaine de traitement

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Contrôle de la chaine de traitement

Contrôle de la chaine de traitement : Test de bout-en-

bout (End-to-End)

Objectif : tester tous les éléments de la chaîne de traitement par

un contrôle simulant un plan de traitement réaliste, vérifier la

précision géométrique et/ou dosimétrique du « système

complet » (machine, outils de positionnement/suivi associé)

Avec la(les) technique(s) de calcul, de positionnement, de

recalage utilisée(s) pour les patients

Contrôles par film, chambre d’ionisation

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Contrôle de la chaine de traitement

Test de bout-en-bout (End-to-End)

Test précision géométrique du positionnement de

l’isocentre de traitement

Exemple : Accélérateur standard,

cadre stéréotaxique

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Stéréotactic Dose

vérification Phantom

Contrôle de la chaine de traitement

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Contrôle de la chaine de traitement

Contrôle mensuel E2E : vérification du

repositionnement et de la délivrance de traitements

simples par type de techniques

Tracking sur cibles fixes :

6D-skull (crâne)

Fiduciaires

X Sight Spine (vertèbres)

Films EBT3

Films EBT3

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Contrôle de la chaine de traitement

Contrôle mensuel E2E

Tracking sur cibles mobiles :

Synchrony (fiduciaires)

Films EBT3

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Contrôle de la chaine de traitement

Contrôle mensuel E2E

Tracking sur cibles mobiles :

X Sight Lung (sans fiduciaire)

CIRS 18023 Films EBT3

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Contrôle de la chaine de traitement

Contrôle mensuel E2E

Suivi de la cible interne corrélée à la respiration, mesurée par

marqueurs externes

CIRS 18023

Vidéos ICL

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Contrôle de la chaine de traitement

Contrôle mensuel E2E

Logiciel d’analyse fourni par Accuray

Tolérances :

Cibles fixes : 1mm

Cibles mobiles : 1,5mm

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E Jaegle, Institut Sainte

Catherine, Avignon,SFPM

Nancy, Juin 2017

Impression

3D à partir

du scanner

dosi

Insertion gel

polymère

vinyl-

pirrolidone

Sous irradiation :

Polymérisation

diminution de la

mobilité des molécules

d’eau => diminution du

temps de relaxation T2

spin-spin

IRM

Contrôle de la chaine de traitement

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Fantôme Lucy 3D

Contrôle du recalage CT / IRM

Dose absolue + dose relative

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Conclusion

Radiothérapie stéréotaxique hypofractionnée Moyens / techniques pour positionner le patient

Moyens / techniques de gestion du mouvement tumoral

Moyens / techniques pour délivrer la dose

Contrôle qualité en stéréotaxie :

Doit permettre de garantir la précision dosimétrique et géométrique compatible

avec la pratique de la radiothérapie stéréotaxique (doses élevées dans des

régions de gradients élevés)

Se questionner sur chaque élément/système/outil utilisé dans son processus

(séance unique / fractionnée). La précision doit être cohérente tout au long du

processus, de l’ordre du mm. La précision globale sera celle de l’élément le

moins bon.

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Conclusion

CQ indispensable : Evaluation initiale et périodiquement

(maintien des performances)

Consommateur de ressources :

matérielles : outils adaptés aux techniques utilisées

humaines

Programme de contrôle qualité basé sur : Adaptation dès que possible du référentiel ANSM de radiothérapie. Pas de

réglementation pour traitements stéréotaxiques

Recommandations du constructeur

Rapport AAPM n°135 2011 : Quality assurance for robotic radiosurgery

Rapport AAPM n°101 2010 : Stereotactic body radiation therapy

Rapport SFPM : à venir

Merci de votre attention