Hilbert Blank

Patient position reproducibility in fractionated stereotactically guided conformal radiotherapy using the BrainLab mask system.

Purpose: Dedicated mask systems nowadays allow the use of stereotactic radiotherapy in fractionated regimes, therefore combining the advantages of high precision radiotherapy with the biological benefit of fractionation. Therefore the knowledge of institution specific isocenter accuracy is essential for decision-making about margins to be allowed to form the planning target volume. Patients and Methods: Measurements of isocenter deviations during fractionated treatments were performed in 33 patients using the simulator Simulix-xy (Oldelft) in connection with the BrainLab® angiographic localizer-box as well as port-films. In both cases repeated images were overlaid by use of anatomical landmarks with a methodical accuracy in the order of 0.5 mm. Results: Both methods yield random isocenter deviations of less then 2 mm (standard deviation) in all three directions and no significant systematic deviations. These values are in the order of the accuracy of the method, obtained by comparison of two independent investigators, as well as they are comparable with the literature. Conclusions: The accuracy of less than 2 mm indicates safety margins of 3–4 mm as sufficient for clinical routine to cover the target in 95.5% of all set-ups (2 SD).Ziel: Spezielle Maskensysteme erlauben heutzutage die Anwendung der stereotaktischen Strahlentherapie in fraktionierten Regimes und damit die Kombination der Vorteile der Hochpräzisionsbestrahlung mit dem biologischen Nutzen der Fraktionierung. Deshalb ist die Kenntnis der institutsspezifischen Genauigkeit der Isozentrumseinstellung eine notwendige Voraussetzung für die Entscheidung über die erforderlichen Sicherheitsabstände. Patienten und Methode: Die Messung der Isozentrumsgenauigkeit erfolgte bei 33 Patienten sowohl durch Simulatorkontrollen in Verbindung mit der BrainLab®-Localizer-Box oder durch Verifikation mit Portfilmen. In beiden Fällen wurden die Filme anhand anatomischer Lankdmarken mit einer methodischen Sicherheit von unter 0,5 mm überlagert. Ergebnisse: Beide Methoden zeigten zufällige Isozentrumsabweichungen von weniger als 2 mm (Standardabweichung) in allen drei Raumebenen (Abbildung 1, Tabelle 2) und keine signifikanten systematischen Abweichungen. Damit liegen die Ergebnisse im Bereich der methodischen Genauigkeit, wie durch den Vergleich der Befunde zweier unabhängiger Untersucher gezeigt wird (Tabelle 1), und sind mit Literaturdaten gut vergleichbar. Schlussfolgerung: Die Genauigkeit von unter 2 mm zeigt, dass ein Sicherheitsabstand von 3–4 mm für die klinische Routine ausreichend ist, um bei 95,5% der Einstellung die sichere Erfassung des Targets zu garantieren.

Filmless evaluation of the mechanical accuracy of the isocenter in stereotactic radiotherapy.

Background and Purpose:The Winston-Lutz test verifies the mechanical accuracy of the isocenter in stereotactic radiotherapy. A lead ball inside a small beam is exposed to film applying different combinations of the gantry angle and the table angle. The increasing replacement of films by digital images requires alternative imaging methods. The suitability of two different electronic portal imaging systems and of a system based on digital luminescence radiography was investigated.Material and Methods:The imaging systems included the portal imaging devices BEAMVIEW PLUS® and OPTIVUE®1000 (both Siemens Medical Solutions, Erlangen, Germany) and the luminescence system KODAK ACR 2000 RT (Eastman Kodak Comp., Rochester, NY, USA). 6-MV photons from the linear accelerators PRIMUS® and ONCOR® (both Siemens Medical Solutions) were applied. First, only the small beam covering the lead ball was exposed. Second, an additional bigger open beam part in a certain distance to the small beam was applied.Results:For all three investigated imaging systems, which are using preprocessing imaging software, only for the beam arrangement with additional open beam parts, the lead ball could be detected inside the small beam. Only for the application of a dosimetric software tool to the luminescence system, the metal ball inside the small beam became visible without an additional open beam part.Conclusion:Applying the proposed beam arrangements, the Winston-Lutz test can be done by digital and filmless imaging systems, thereby saving time as well.Hintergrund und Ziel:Der Winston-Lutz-Test verifiziert die mechanische Genauigkeit des Isozentrums in der stereotaktischen Strahlentherapie. Abbildungen einer Bleikugel innerhalb eines kleinen Bestrahlungsfeldes erfolgen für verschiedene Gantry- und Tischwinkelkombinationen auf Film. Die zunehmende Abkehr von der Filmanwendung erfordert den Einsatz alternativer bildgebender Verfahren für diesen Test. Die Eignung zweier verschiedener elektronischer Portal-Imaging-Systeme und eines Systems der digitalen Lumineszenzradiographie wurde untersucht.Material und Methodik:Als bildgebende Systeme wurden die Portal-Imaging-Systeme BEAMVIEW PLUS® und OPTIVUE®1000 (beide Siemens Medical Solutions, Erlangen) und das Lumineszenzsystem KODAK ACR 2000 RT (Eastman Kodak Comp., Rochester, NY, USA) eingesetzt. Die Bestrahlung erfolgte mit 6-MV-Photonen an den Linearbeschleunigern PRIMUS® und ONCOR® (beide Siemens Medical Solutions). Die Belichtungen für die untersuchten Systeme erfolgten zum einen nur mit dem sehr kleinen Feld, das die abzubildende Metallkugel enthält. Zum anderen wurden in räumlicher Trennung zu diesem kleinen Feld zusätzliche und deutlich größere Feldanteile aufbelichtet.Ergebnisse:Für die drei untersuchten bildgebenden Systeme und die Bildsoftware mit unbeeinflussbarer Vorbearbeitung war nur bei den Feldanordnungen mit zusätzlichen offenen Feldbereichen eine Detektion der Kugel innerhalb des umgebenden kleinen Feldes möglich. Allein eine Dosimetriesoftware für das System der Lumineszenzradiographie erlaubte die Erkennung der Kugel innerhalb des kleinen Feldes ohne zusätzliche offene Feldteile.Schlussfolgerung:Die vorgeschlagenen Feldanordnungen erlauben die Durchführung des Winston-Lutz-Tests mit digitalen, filmlosen Bildsystemen. Damit kann der Test auch in kürzerer Zeit durchgeführt werden.

Portal Verification Using the KODAK ACR 2000 RT Storage Phosphor Plate System and EC® Films

Background and Purpose:The suitability of the storage phosphor plate system ACR 2000 RT (Eastman Kodak Corp., Rochester, MN, USA), that is destined for portal verification as well as for portal simulation imaging in radiotherapy, had to be proven by the comparison with a highly sensitive verification film.Material and Methods:The comparison included portal verification images of different regions (head and neck, thorax, abdomen, and pelvis) irradiated with 6- and 15-MV photons and electrons. Each portal verification image was done at the storage screen and the EC® film as well, using the EC-L® cassettes (both: Eastman Kodak Corp., Rochester, MN, USA) for both systems. The soft-tissue and bony contrast and the brightness were evaluated and compared in a ranking of the two compared images. Different phantoms were irradiated to investigate the high- and low-contrast resolution. To account for quality assurance application, the short-time exposure of the unpacked and irradiated storage screen by green and red room lasers was also investigated.Results:In general, the quality of the processed ACR images was slightly higher than that of the films, mostly due to cases of an insufficient exposure to the film. The storage screen was able to verify electron portals even for low electron energies with only minor photon contamination. The laser lines were sharply and clearly visible on the ACR images.Conclusion:The ACR system may replace the film without any noticeable decrease in image quality thereby reducing processing time and saving the costs of films and avoiding incorrect exposures.Hintergrund und Ziel:Die Eignung des Speicherfoliensystems ACR 2000 RT (Eastman Kodak Corp., Rochester, MN, USA), das sowohl für die Feldverifikation als auch für die Therapiesimulation bestimmt ist, sollte durch den Vergleich mit einem hochempfindlichen Verifikationsfilm untersucht werden.Material und Methodik:Der Vergleich beinhaltete Verifikationsaufnahmen verschiedener Körperregionen (Kopf-Hals-Region, Thorax, Abdomen und Becken), die mit 6- und 15-MV-Photonenstrahlung und Elektronen angefertigt wurden. Jedes Feld wurde sowohl mittels Speicherfolie als auch mit dem EC®-Film abgebildet, wobei stets die EC®-L-Kassette (beide: Eastman Kodak Corp., Rochester, MN, USA) eingesetzt wurde. Der Weichteilkontrast und die Darstellung knöcherner Strukturen sowie die Bildhelligkeit wurden bewertet und in einem Ranking der zwei Bilder verglichen. Verschiedene Phantome wurden abgebildet, um die Hoch- und Niedrigkontrastauflösung zu ermitteln. Für Qualitätssicherungsaufgaben wurde die Kurzzeitbelichtung der bestrahlten, unverpackten Folie mit grünen und roten Raumlasern untersucht.Ergebnisse:Insgesamt wurde die Abbildungsqualität der bearbeiteten ACR-Aufnahmen geringfügig besser bewertet als die der Filme, was meist in einer nicht optimalen Filmbelichtung begründet war. Die Speicherfolie konnte Elektronenportale selbst bei niedrigen Elektronenenergien mit nur geringer Photonenkontamination abbilden. Die Laserlinien wurden scharf und klar erkennbar auf den ACR-Aufnahmen sichtbar.Schlussfolgerung:Das ACR-System kann den Verifikationsfilm ohne wesentliche Qualitätseinbußen ablösen und damit zugleich Arbeitszeit und Filmkosten sparen sowie Fehlbelichtungen vermeiden.

Portal verification using the KODAK ACR 2000 RT storage phosphor plate system and EC® films : A semiquantitative comparison

Background and Purpose:The suitability of the storage phosphor plate system ACR 2000 RT (Eastman Kodak Corp., Rochester, MN, USA), that is destined for portal verification as well as for portal simulation imaging in radiotherapy, had to be proven by the comparison with a highly sensitive verification film.Material and Methods:The comparison included portal verification images of different regions (head and neck, thorax, abdomen, and pelvis) irradiated with 6- and 15-MV photons and electrons. Each portal verification image was done at the storage screen and the EC® film as well, using the EC-L® cassettes (both: Eastman Kodak Corp., Rochester, MN, USA) for both systems. The soft-tissue and bony contrast and the brightness were evaluated and compared in a ranking of the two compared images. Different phantoms were irradiated to investigate the high- and low-contrast resolution. To account for quality assurance application, the short-time exposure of the unpacked and irradiated storage screen by green and red room lasers was also investigated.Results:In general, the quality of the processed ACR images was slightly higher than that of the films, mostly due to cases of an insufficient exposure to the film. The storage screen was able to verify electron portals even for low electron energies with only minor photon contamination. The laser lines were sharply and clearly visible on the ACR images.Conclusion:The ACR system may replace the film without any noticeable decrease in image quality thereby reducing processing time and saving the costs of films and avoiding incorrect exposures.Hintergrund und Ziel:Die Eignung des Speicherfoliensystems ACR 2000 RT (Eastman Kodak Corp., Rochester, MN, USA), das sowohl für die Feldverifikation als auch für die Therapiesimulation bestimmt ist, sollte durch den Vergleich mit einem hochempfindlichen Verifikationsfilm untersucht werden.Material und Methodik:Der Vergleich beinhaltete Verifikationsaufnahmen verschiedener Körperregionen (Kopf-Hals-Region, Thorax, Abdomen und Becken), die mit 6- und 15-MV-Photonenstrahlung und Elektronen angefertigt wurden. Jedes Feld wurde sowohl mittels Speicherfolie als auch mit dem EC®-Film abgebildet, wobei stets die EC®-L-Kassette (beide: Eastman Kodak Corp., Rochester, MN, USA) eingesetzt wurde. Der Weichteilkontrast und die Darstellung knöcherner Strukturen sowie die Bildhelligkeit wurden bewertet und in einem Ranking der zwei Bilder verglichen. Verschiedene Phantome wurden abgebildet, um die Hoch- und Niedrigkontrastauflösung zu ermitteln. Für Qualitätssicherungsaufgaben wurde die Kurzzeitbelichtung der bestrahlten, unverpackten Folie mit grünen und roten Raumlasern untersucht.Ergebnisse:Insgesamt wurde die Abbildungsqualität der bearbeiteten ACR-Aufnahmen geringfügig besser bewertet als die der Filme, was meist in einer nicht optimalen Filmbelichtung begründet war. Die Speicherfolie konnte Elektronenportale selbst bei niedrigen Elektronenenergien mit nur geringer Photonenkontamination abbilden. Die Laserlinien wurden scharf und klar erkennbar auf den ACR-Aufnahmen sichtbar.Schlussfolgerung:Das ACR-System kann den Verifikationsfilm ohne wesentliche Qualitätseinbußen ablösen und damit zugleich Arbeitszeit und Filmkosten sparen sowie Fehlbelichtungen vermeiden.

Time for standardization of SBRT planning through large scale clinical data and guideline-based approaches

Christos Moustakis1,2 · Oliver Blanck3,4 · Fatemeh Ebrahimi1,5 · Mark ka heng Chan3 · Iris Ernst2 · Thomas Krieger6 · Marciana-Nona Duma7 · Markus Oechsner7 · Ute Ganswindt8 · Christian Heinz8 · Horst Alheit9 · Hilbert Blank9 · Ursula Nestle10 · Rolf Wiehle10 · Christine Kornhuber11 · Christian Ostheimer11 · Cordula Petersen12 · Gerhard Pollul13 · Wolfgang Baus14 · Georg Altenstein14 · Eric Beckers15 · Katrin Jurianz15 · Florian Sterzing16 · Matthias Kretschmer17 · Heinrich Seegenschmiedt18 · Torsten Maass18 · Stefan Droege19 · Ulrich Wolf20 · Juergen Schoeffler21 · Uwe Haverkamp1,2 · Hans Eich1,2 · Matthias Guckenberger22