In radiation therapy an uncertainty in the delivered dose always exists because anatomic changes are unpredictable and patient specific. Image guided radiation therapy (IGRT) relies on imaging in the treatment room to monitor the tumour and surrounding tissue to ensure their prescribed position in the radiation beam. The goal of this thesis was to determine the dosimetric impact on the misaligned radiation therapy target for three cancer sites due to common setup errors; organ motion, tumour tissue deformation, changes in body habitus, and treatment planning errors. For this purpose, a novel 3D ultrasound system (Restitu, Resonant Medical, Inc.) was used to acquire a reference image of the target in the computed tomography simulation room at the time of treatment planning, to acquire daily images in the treatment room at the time of treatment delivery, and to compare the daily images to the reference image. The measured differences in position and volume between daily and reference geometries were incorporated into Monte Carlo (MC) dose calculations. The EGSnrc (National Research Council, Canada) family of codes was used to model Varian linear accelerators and patient specific beam parameters, as well as to estimate the dose to the target and organs at risk under several different scenarios. After validating the necessity of MC dose calculations in the pelvic region, the impact of interfraction prostate motion, and subsequent patient realignment under the treatment beams, on the delivered dose was investigated. For 32 patients it is demonstrated that using 3D conformal radiation therapy techniques and a 7 mm margin, the prescribed dose to the prostate, rectum, and bladder is recovered within 0.5% of that planned when patient setup is corrected for prostate motion, despite the beams interacting with a new external surface and internal tissue boundaries. In collaboration with the manufacturer, the ultrasound system was adapted from transabdominal imaging to n / Des incertitudes dans la dose délivrée aux patients existent toujours car les changements anatomiques sont imprévisibles et spécifiques à chaque patient. La radiothérapie guidée par l'image (IGRT) dépend de l'imagerie en ligne afin de suivre la tumeur et les tissus sains adjacents, et s'assure que leur positions, par rapport au faisceau de radiation, est telle que planifiés. L'objectif de cette thèse a été de déterminer l'impact dosimétrique du désalignement de la cible par rapport au faisceau de radiation du aux erreurs d'installation, aux mouvement des organes, à la déformation de la tumeur, aux changements de l'habitus du corps et aux erreurs dans la planification du traitement. À cette fin, un nouveau système ultrason 3D (Restitu, Resonant Medical, Inc.) a été utilisé pour acquérir des images référence de la cible dans la salle de simulation tomodensitométrique au moment de la planification du traitement, et ensuite pour acquérir des images quotidiennes de la cible au moment du traitement. Les images quotidiennes ont été comparées à l'image de référence et les différences de position et volume ont été incorporées dans des calculs de dose Monte Carlo. La famille de logiciels EGSNRC (National Research Council, Canada) a été utilisée pour modéliser des accélérateurs linéaires Varian et des paramètres spécifiques à chaque patient ainsi que pour estimer la dose à la cible et aux organes à risque. Premièrement, les calculs de dose Monte Carlo, longs mais précis, ont été validés pour la région homogène du pelvis. Ensuite, l'influence du mouvement de la prostate inter fractions et du réalignement du patient sur la distribution de dose délivrée a été investiguée. Pour 32 patients nous avons démontré que l'utilisation des techniques conformes 3D combinée à une marge de 7 mm autour de la cible se traduit par une différence de moins de 0.5% entre la dose délivrée et la dose planifiée pour la prostate,$
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.95017 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Fraser, Danielle |
| Contributors | Frans Verhaegen (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 | Doctor of Philosophy (Department of Physics) |
| 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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