Using Volumetric-modulated Arc Therapy and Cone-beam Computed Tomography Image Guidance with Six Degrees of Freedom in Patient Positioning for the Radiation Therapy of Patients with Bladder Cancer

Thumbnail Image

Files

urn100485.pdf (2.74 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2011

Department

Elektroniikan laitos

Major/Subject

Sovellettu elektroniikka

Mcode

S-66

Degree programme

Language

en

Pages

[7] + 63

Series

Abstract

Virtsarakkosyöpää sairastavien potilaiden sädehoito on haasteellista erityisesti virtsarakon tilavuuden ja muodon vaihtelun vuoksi. Kuvantaohjatun adaptiivisen menetelmän avulla on pystytty kohdistamaan sädehoito tarkasti virtsarakkoon, mutta menetelmän käyttäminen vaatii kuitenkin erityisiä ominaisuuksia sädehoitolaitteelta. Tämän työn tavoitteena oli varmistaa Helsingin yliopistollisen keskussairaalan (HYKS) uuden Elekta Axesse sädehoitolaitteen toiminta kliinisessä ympäristössä ja tutkia sädehoitolaitteen erityisominaisuuksien; intensiteettimuokatun kaarihoidon, kartiokeilatietokonetomografian ja kuusiulotteisen potilasasettelun, etuja virtsa-rakkosyöpää sairastavien potilaiden sädehoidossa. Hoitojen toteuttamiseksi oli tavoitteena esitellä annossuunnittelun, suunnitelmien laadunvarmistamisen, potilaan kuvantamisen ja potilasasettelun sisältämä sädehoito-ohje. Sädehoitolaitteen toiminnan varmistamiseksi kehitettiin testikohteita, joista matriisi-ilmaisimen ympärille kehitettyä systeemiä käytettiin annosjakaumien laadun-varmistukseen ja kliinisesti yhteensopivaa testikohdetta kuvantamisen ja potilasasettelun tarkkuuden selvittämiseen. Intensiteettimuokattujen kaarihoito-suunnitelmien kehittämiseen käytettiin Monaco hoidonsuunnittelujärjestelmää. Tämän työn tuloksena laskettujen ja toteutuneiden intensiteettimuokattujen kaarihoitosuunnitelmien välinen vastaavuus osoitettiin olevan 3 %:n ja 3 mm:n sisällä 95 %:ssa mittauspisteistä. Kuvauslaitteen ja potilasasettelun toiminta varmistettiin 0,1 cm:n ja 0,1°:n tarkkuudella. Laitteeseen luotiin erityisesti virtsarakkosyöpää sairastavien potilaiden kuvantamiseen sopivia asetuksia. Hoidonsuunnittelu-järjestelmään lisättiin kaarihoitosuunnitelmapohja, joka on myös osa virtarakkosyöpää sairastavien potilaiden hoitamiseksi kehitettyä sädehoito-ohjetta. Ohjeen perusteella hoidettiin viisi potilasta HYKS:ssa kevään 2011 aikana. Tämän työn perusteella voidaan todeta, että Elekta Axesse sädehoitolaite mahdollistaa virtsarakkosyöpää sairastavien potilaiden hoitamisen erittäin luotettavasti ja tarkasti.

The radiation therapy of bladder cancer patients is challenging especially because of the changing volume and shape of the bladder. With the on-line adaptive method, it is possible to aim the treatment accurately to the bladder, but the use of the method demands special features from the treatment unit. The goal of this Master's Thesis was to assure the functionality of the new linear accelerator Elekta Axesse in Helsinki University Central Hospital (HUCH) and to investigate the prospective benefits of the features; volumetric-modulated arc therapy (VMAT), cone-beam computed tomography (CBCT) and six degrees of freedom, for the treatment of patients with bladder cancer. Furthermore, it was a goal to introduce comprehensive instructions for the treatment process, including strategies for treatment planning, plan verification, CBCT imaging and patient positioning. In order to assure the functionality of the treatment unit, phantoms were developed. The one constructed around the matrix detector was used for the VMAT plan verification process, and the internal organ phantom was generated in order to investigate the CBCT imaging and the accuracy of patient positioning. The VMAT treatment plans were created using the treatment planning system Monaco. As a result of the Thesis, the equivalence between the calculated and delivered VMAT treatment plans was shown to be in 3 % and 3 mm scales with 95 % of point doses. The accuracy and functionality of the CBCT system were shown to work in 0.1 cm and 0.1° scales. In addition, new presets were created especially for imaging bladder cancer patients with the CBCT. Into the treatment planning system was attached the VMAT treatment plan template which is also a part of the created instructions for the complete radiation therapy process of patients with bladder cancer. Using the instructions, five patients with bladder cancer were treated during the spring 2011. As a conclusion of the Thesis, the Elekta Axesse linear accelerator makes it possible to treat the bladder cancer patients very reliably and accurately with radiation therapy.

Description

Supervisor

Sepponen, Raimo

Thesis advisor

Tenhunen, Mikko

Keywords

radiation therapy, volumetric-modulated arc therapy, cone-beam computed tomography, six degrees of freedom and on-line adaptive method, kartiokeilatietokonetomografia ja kuusiulotteinen potilasasettelu, kuvantaohjattu adaptiivinen menetelmä, intensiteettimuokattu kaarihoito, sädehoito

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201207022699

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC