Stereotactic body radiation therapy (SBRT) is a method of treatment that is used in extracranial locations, including the abdominal and thoracic cavities, as well as spinal and paraspinal locations. At the McGill University Health Centre, liver SBRT treatments include gating, which places the treatment beam on a duty cycle controlled by tracking of fiducial markers moving with the patient's breathing cycle. Respiratory gated treatments aim to spare normal tissue, while delivering a dose properly to a moving target. The ExacTrac® system (BrainLAB AG Germany) is an image-guided radiotherapy system consisting of a combination of infra-red (IR) cameras and dual kilovoltage (kV) X-ray tubes. The IR system is used to track patient positioning and respiratory motion, while the kV X-rays are used to determine a positional shift based on internal anatomy or fiducial markers. In order to validate the system's ability to treat under gating conditions, each step of the SBRT process was evaluated quantitatively. Initially the system was tested under ideal static conditions, followed by a study including gated parameters. The uncertainties of the isocenters, positioning algorithm, planning computed tomography (CT) and four dimensional CT (4DCT) scans, gating window size and tumor motion were evaluated for their contributions to the total uncertainty in treatment. The mechanical isocenter and 4DCT were found to be the largest sources of uncertainty. However, for tumors with large internal amplitudes (>2.25 cm) that are treated with large gating windows (>30%) the gating parameters can contribute more than 1.1 ± 1.8 mm. / La radiochirurgie stéréotaxique corporelle (RCSC) est une modalité de traitement utilisée sur les lésions extracraniales, tels que les cavités abdominaux et thoraciques, ainsi que les lésions situées à l'intérieure ou l'extérieure de l'épine dorsale. Au Centre Universitaire de Santé de McGill (CUSM), les traitements de la foie par RCSC se basent sur la synchronisation respiratoire qui permet de contrôler le faisceau de photons à l'aide de marqueurs référencés du cycle respiratoire du patient. L'objectif des traitements par synchronisation respiratoire est de limiter le dommage au tissue normal tout en transmettant la dose appropriée à la cible en mouvement. Le système ExacTrac® (BrainLab AG Allemagne) est un système de radiothérapie guidée par image comprenant une caméra infrarouge (IR) et deux tubes à rayons-x à l'échelle des kilovolts (kV). Le système IR suit le positionnement des patients et le mouvement respiratoire, alors que les rayons-x kV déterminent la variation des positions basées sur l'anatomie interne ou les marqueurs référencés. Afin de valider la capacité d'opération du système sous les conditions de synchronisations respiratoires, chaque étape du RCSC a été évaluée quantitativement. Initialement, le système fut testé sous les conditions statiques idéales, suivi par une étude incluant les paramètres de synchronisations. Les incertitudes de l'isocentre, l'algorithme de positionnement, la planification de la tomodensitométrie (CT) et les balayages par tomodensitométrie à quatre dimensions (4DCT), la période de synchronisation, et le mouvement de la tumeur furent évalués et la contribution de chacun des facteurs à l'erreur totale du traitement déterminée. L'isocentre mécanique et le 4DCT s'avèrent être les sources d'incertitudes majeures. Cependant, pour les tumeurs à large amplitude interne (>2.25 cm) qui sont traitées avec de larges périodes de synchronisations (> 30%), les paramètres de synchronisations peuvent aussi avoir des contributions supérieures à 1.1 ± 1.8 mm.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.106601 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Twork, Gregory |
| Contributors | Horacio J Patrocinio (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Medical Physics Unit) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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