Das Cyberknife M6 Sonja Angelmann

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Das Cyberknife – Geschichte, Technik, Praxis uns Ausblick!
Was ist ein «Cyberknife»?
Das Cyberknife M6
Sonja Angelmann, Klinik für Radio-Onkologie, Inselspital Bern
Paul – Henry Mackeprang, Abteilung für Medizinische Strahlenphysik, Inselspital Bern
• Cyber
• Knife
Was ist das Cyberknife?
Das Cyberknife
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• Was ist Stereotaxie / SRS / SRT / SBRT / rRS?
• Geschichte
• Technik
• Praxis
• Fallbeispiele aus Inselspital
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Das Cyberknife
• Geschichte
• Technik
• Praxis
στερεός stereós „hart, starr“ und
τάξις táxis „Anordnung, Einrichtung“
-Koordinatensystem fixiert zum Patienten
-Geometrische Berechnung des Eingriffsorts
-Radiochirurgie ab 1958
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• SRS = Stereotactic RadioSurgery
(dt. = Stereotaktische Einzeitbestrahlung)
• Invasiver Rahmen für die Koordination,
bis ca. 2008, limitiert auf den Kopf
Zuerst mit Protonen!
Chung, HAT 2008: Introduction to Radiosurgery , Elekta AB, Stokholm, Sweden / Solberg TD 2012:
Lozano AM 2009: History of stereotactic neurosurgery in the nordic countries
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Adler JR Jr. 2013: The future of robotics in radiosurgery
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• Das erste System für die rahmenlose (frameless) SRS =
2008 Novalis TX
• 1. Mal = techn. Möglichkeit nicht nur die Koordinaten
einzustellen, sondern diese zusätzlich mit Bildgebung zu
kontrollieren und mit 6D-Couch zu korrigieren
• Bsp. aus unserer Klinik (2010)
• Implantation des Rahmens in Neurochirurgie (am Morgen)
• Im Verlauf des Tages MRI, Planungs-CT, Planung der RT
und Bestrahlung am Abend (Behandlungszeit = 1h + + )
Einstellung der Koordinaten
Implantation
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• Das erste System für die rahmenlose
(frameless) SRS ermöglicht
Fraktionierung der Stereotaxie = SRT
(Stereotactic Radiation Therapy)
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?
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• Stereotactic Body Radiation Therapy (SBRT)
• Anwendung des Stereotaxie-Konzepts auf den ganzen
Körper
• Rahmen nicht tauglich -> Immobilisation Bodyfix
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Systeme für die stereotaktische Bestrahlung
• robotic RadioSurgery = robotergestützte Stereotaxie
am Cyberknife
• Elekta Gammaknife
• Elekta Versa HD
• Accuray Cyberknife
• Accuray TomoTherapy
• BrainLab Vero
• BrainLab/Varian Novalis TX
• Varian Truebeam TX
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Das Cyberknife
Das Cyberknife
• Geschichte
• Technik
• Praxis
• Geschichte
• Technik
• Praxis
• Fallbespiele aus Inselspital
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John R. Adler 2009: Accuray, Inc.: A Neurosurgical Business Case Study
Geschichte - Die Idee
Geschichte - Algorithmen
• Extrakranielle Stereotaxie
• Bildgeführte Lagerung und
Therapie
• Algorithmen für die Bewegungsplanung und Bildführung benötigt
• Entwickelt vom Stanford dept. of computer science
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Dr. Ian Cowley: Cyberknife – 6D Robotic
Radiosurgery
Schweikard A 1992: Wegbestimmung in der stereotaktischen Bestrahlungschirurgie
Schweikard A 1994: Treatment planning for a radiosurgical system with general kinematics / Planning for Image-Guided Radiosurgery
/ Robotic Radiosurgery with beams of adaptable shapes
Schweikard A 1998: Planning for camera-guided robotic radiosurgery
Schweikard A 2000: Robotic Motion Compensation for respiratory movement during radiosurgery
Schweikard A 2002: Fiducial-Less Compensation of breathing motion in lung cancer radiosurgery
Hilbig M 2002: Design of an inverse planning system for radiotherapy using linear optimization
Schweikard A 2004: Respiration tracking in radiosurgery
Schlaefer A 2004: Beam placement for robotic radiosurgery
Schlaefer A 2005: Feasibility of four-dimensioneal conformal planning for robotic radiosurgery
Schlaefer A 2007: Interactive multi-criteria inverse planning for robotic radiosurgery
Schlaefer A 2008: Stepwise multi-criteria optimization for robotic radiosurgery
J. R. Adler treating his first patient 1994
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Geschichte - Das erste Cyberknife
Geschichte - Cyberknife M6
• 1995 in Stanford
• Bern: Zweites Cyberknife in der Schweiz
• >200 Maschinen weltweit
• Neues Design
• Neuer Roboter
• Erstmals mit Multi-Leaf-Kollimator
Accuray, Inc: Cyberknife M6 brochure, www.accuray.com
John R. Adler 2009: Accuray, Inc.: A Neurosurgical Business Case Study
http://speckdesign.com/projects/view/cyberknife_robotic_radiosurgery_system/work
Dr. Ian Cowley: Cyberknife – 6D Robotic Radiosurgery
http://www.npl.co.uk/upload/pdf/20081201_rsug_cowley_1.pdf
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Das Cyberknife
Das Cyberknife
• Geschichte
• Technik
• Praxis
• Geschichte
• Technik
• Praxis
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Technik - Systembestandteile
Technik - Bestandteile im RT-Raum
•
•
•
•
Linac (ca 300kg)
Kuka Roboterarm (=Manipulator)
RoboCouch
Röntgenröhren mit
flatpanel-Detektoren
• Kollimator-Wechselstation
(Kollimatoren, Iris und MLC)
Accuray M6 technical brochure www.accuray.com
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http://speckdesign.com/projects/view/cyberknife_robotic_radiosurgery_system/work
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Technik – Installation in Bern
November 2013
Januar 2014
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Januar 2014
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Januar 2014
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Januar 2014
Februar 2014
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Februar 2014
Februar 2014
Februar 2014
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Technik - Strahltechnik
• Straight waveguide X-band Flattening Filter Free Linac
• 6MV
• 1000 MU/min. ±10%
• Ursprünglich entwickelt für die Materialprüfung von
Wasserleitungen in AKW
19. Mai 2014
R. Schonberg 2001: The history of the portable linear accelerator
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Technik - Kollimator
Technik - Kollimator
• Cyberknife M6 FIM
• Cyberknife M6 FIM
– Fixe runde Kollimatoren mit 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 20, 25, 30,
35, 40, 50 und 60mm Feldgrösse
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– Iris-Kollimator mit variablem Konus
– MLC mit 2x41 leafs für
10x11cm Feldgrösse
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Technik - Planungssystem
Das Cyberknife
• Multiplan
• Geschichte
• Technik
• Praxis
– Planungs-CT
• Bestrahlungsplanung
–Contouring der Risikoorgane sowie PTV
–ggf. Definierung von Tracking-Optionen
–Dosisberechnung
– Andere Untersuchungen
• Einlesen von MRI, PET, 3D-Angio (ggf. 4D-CT)
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Das Cyberknife
Praxis - Anwendungsbereich
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• Geschichte
• Technik
• Praxis
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Praxis - Lagerung
Praxis - Behandlungszeiten
Keine spezielle Lagerung
- 3-Punkt-Maske
• Etwa 80-200 einzelne Beams von festen Positionen
werden abgestrahlt, dazwischen Rö-Kontrolle
• Setup: ca. 10-30min, früher: 30-90min. Strahlzeit
• mit MLC ca. 25min. Strahlzeit
• <1mm Gesamtabweichung (inkl. Patient)
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Das Cyberknife
Das Cyberknife
• Geschichte
• Technik
• Praxis
• Geschichte
• Technik
• Praxis
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Fallbeispiele aus Inselspital - solide Hirnmetastase
Fallbeispiele - AVM (Arterio-Venöse-Malformation)
• =Fehlbildung der Blutgefässe
im Gehirn
• Grösstes Risiko = Hirnblutung,
da innerhalb vom AVM =
Blutfluss erhöht, Gefässwände
gedehnt + dünner -> anfälliger
für Rupturen
• Zusätzlich zur RT erfolgt Embolisation – Katheter wird z. B.
Von der Leistenarterie bis ins Gehirn geführt –
unterständiger Rö-Kontrolle wird «Klebstoff» mit PlatinSpiralen eingespritzt -> Verkleben der Gefässe
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Fallbeispiele aus Inselspital - Hypophysenadenom
Fallbeispiele aus Inselspital - Hypophysenadenom
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Fallbeispiele aus Inselspital - 10 Hirnmetastasen
Ansicht: ap
schräg
seitlich
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Fallbeispiele aus Inselspital – Vergleich Iris/MLC-Plan
• IRIS
– 166 Beams
– 41 min RT-Zeit
– ca. 18’000 MU`s
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• MLC
– 88 Beams
– 30 min RT-Zeit
– ca. 13’000 MU`s
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Für Eure Aufmerksamkeit
ich danke!
Fragen Ihr habt?
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Das Cyberknife M6 Sonja Angelmann

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