Techniek in de radiotherapie

Inhoudsopgave

1. Voorwerk

2. 1. Inleiding in de radiotherapie

   M. E. Mast

   Samenvatting

   De ontdekking van de röntgen- en gammastraling leidde tot de ontwikkeling van de radiotherapie. Om straling effectief en verantwoord te kunnen toepassen als therapie bij kanker, werd steeds meer kennis vergaard over de benodigde bestralingsdoses en de tolerantie van omliggend weefsel. Zo werd de dosimetrie ontwikkeld en kwam steeds meer apparatuur beschikbaar om aan de eisen te voldoen. De ontwikkeling van computerhardware en -software heeft grote invloed gehad op de toepassing van radiotherapie. Radiotherapie wordt uitgevoerd via uitwendige bestraling of inwendige bestraling (brachytherapie). De behandeling van de patiënt wordt uitgevoerd door een multidisciplinair radiotherapieteam. Daarbij worden verschillende stappen gevolgd, van het informeren van de patiënt, het bepalen van de juiste positionering tot het maken van een bestralingsplan en het uitvoeren daarvan. Kwaliteitszorg heeft daarbij voortdurend de aandacht.

3. 2. Positioneren en hulpmiddelen ten behoeve van de bestraling

   A. M. Bahnerth, R. J. Veenstra

   Samenvatting

   In de radiotherapie wordt gestreefd naar een zo hoog mogelijke stralingsdosis in het te behandelen doelgebied. Om bijwerkingen van straling tot een minimum te beperken, moet een zo laag mogelijke stralingsdosis in gezond weefsel worden afgegeven. Daartoe dient een patiënt altijd in één en dezelfde positie bestraald te worden. Een juiste, goed te reproduceren houding van de patiënt moet van tevoren zorgvuldig worden bepaald, zodat deze tijdens de gehele bestralingsserie is vol te houden. Om dit te bereiken worden diverse hulpmiddelen aangewend. In dit hoofdstuk wordt het maken van fixatiemaskers beschreven en komen het gebruik van diverse hulpmiddelen, de vervaardiging van individuele veldafdekkingen, intraorale hulpmiddelen en opbouwmaterialen aan de orde. Ten slotte is er aandacht voor hygiëne en veiligheid bij het werken in een moulagekamer.

4. 3. Beeldvormende technieken ter voorbereiding op de bestralingsbehandeling

   J. J. Bluemink

   Samenvatting

   Het bepalen van het doelgebied en kritieke organen is een noodzakelijke stap in de voorbereiding van het maken van het bestralingsplan. De bepaling vindt plaats op basis van de beeldvormende technieken CT, MR en PET. Voor elk van deze technieken gelden bepaalde radiotherapiespecifieke eisen aan de apparatuur. Deze hebben voornamelijk te maken met het gebruik van de bestralingshulpmiddelen en het belang van geometrisch accurate beelden voor de intekening. Soms wordt een combinatie van beeldvormende technieken gebruikt. Daarbij is van belang dat de beelden goed op elkaar gelegd (geregistreerd) worden, zodat de informatie van de beelden gecombineerd kan worden bij het intekenen van het doelgebied en kritieke organen. Intekeningen kunnen handmatig, semiautomatisch of volledig automatisch gegenereerd worden. De intekeningen van de doelvolumes en de kritieke organen vormen samen de structure set. Daarnaast is de dichtheidsinformatie van de verschillende weefsels nodig voordat gestart kan worden met het maken van het bestralingsplan.

5. 4. Treatmentplanning

   A. A. Froma, E. T. Gerbers, M. H. M. Vermeulen, H. Westendorp

   Samenvatting

   In dit hoofdstuk worden eenvoudige bestralingstechnieken met één en twee megavoltfotonenbundels beschreven. Ook komen verschillende bestralingstechnieken aan bod, zoals 3D-conformatietherapie (3D-CRT), IMRT (Intensity Modulated Radiotherapy) en VMAT (Volumetric Modulated Arc Therapy). Daarnaast worden bestralingstechnieken met één bestralingsveld (op een focus-huidafstand (FHA) van 100 cm) en met twee opponerende velden (planparallelle bestraling) beschreven. Voor een goede begripsvorming van een isodosenverdeling en het te geven aantal monitoreenheden (ME) worden twee bestralingen, 1 op een FHA van 100 cm en 1 waarbij de FHA > 100 cm is, uitvoerig besproken. Ten slotte wordt de methode van aansluitende bestralingsvelden kort toegelicht.

6. 5. Bouw en werking lineaire versneller

   P. M. A. van Haaren, J. van Wingerden

   Samenvatting

   De lineaire versneller (linac) is veruit de meest gebruikte bron van straling in de radiotherapie. In dit hoofdstuk worden de technische opbouw en de werking van de lineaire versneller besproken. Aan de orde komen het opwekken van de versnelspanning middels Thyratron en magnetron, het versnellen van elektronen in de versnelbuis, het afbuigen van de elektronenbundel richting het ‘target’ (trefplaatje). Tevens wordt de bundelvorming door middel van collimatorblokken en de multileafcollimator (MLC) besproken. Evenals bij de andere apparatuur en processtappen is ook de kwaliteitsbewaking een belangrijk onderwerp. Een lineaire versneller produceert een fotonen- of een elektronenbundel. Een aantal aspecten van de fotonen- en elektronenbundels zal besproken worden.

7. 6. Bundeleigenschappen

   P. M. A. van Haaren, J. van Wingerden

   Samenvatting

   De lineaire versneller (linac) is veruit de meest gebruikte bron van straling in de radiotherapie. Een lineaire versneller produceert een fotonen- of een elektronenbundel. In dit hoofdstuk wordt een aantal aspecten van de fotonen- en elektronenbundels besproken.

8. 7. Cone-beam-CT voor positieverificatie en adaptieve radiotherapie

   M. L. P. Dirkx, S. Quint

   Samenvatting

   In dit hoofdstuk worden de mogelijkheden en klinische toepassingen van beeldgestuurde radiotherapie (Image-guided radiotherapy – IGRT) op basis van kV-beeldvorming, en in het bijzonder cone-beam-CT (CBCT), beschreven. Dit hoofdstuk zal inzicht geven in de wijze waarop de beelden tot stand komen; artefacten die zichtbaar kunnen zijn in de beelden en de oorzaak hiervan; het onderscheid tussen systematische en random positioneringsfouten en het effect daarvan op planningsmarges; verkleining van positioneringsfouten door gebruik van online positioneringsprotocollen en voorbeelden van klinische toepassingen van CBCT. Ook wordt beschreven hoe CBCT kan worden ingezet voor online en offline adaptieve bestralingen. Tot slot zullen de mogelijkheden van Surface-guided radiation therapy (SGRT) worden besproken als aanvulling op IGRT en online adaptieve radiotherapie.

9. 8. Specifieke bestralingsapparatuur

   B. van Asselen, O. Bohoudi, E. B. van Dieren, M. Y. G. van den Elzen-Peeters, M. Huge, C. C. A. Huibregtse Bimmel-Nagel, J. B. van de Kamer, M. T. W. Milder, M. A. Palacios, M. H. W. Peeters, A. L. Petoukhova, M. E. P. Philippens, A. E. Smit, E. G. C. Troost

   Samenvatting

   Paragraaf 8.1 beschrijft de systeemconfiguratie, de basale werking en de functionaliteit van hardware en software van een ringbased versneller waarbij online adaptieve bestralingen worden uitgevoerd. In par. 8.2 wordt de werkwijze van intraoperatieve elektronenradiotherapie (IOERT) besproken. Paragraaf 8.3 beschrijft protonentherapie, waarbij met behulp van hoogenergetische partikels uitwendig wordt bestraald. Met de in par. 8.4 besproken MRI-versneller kan tijdens de bestraling de tumor goed zichtbaar gemaakt worden, ook hier worden online adaptieve bestralingen uitgevoerd. Paragraaf 8.5 bespreekt orthovoltapparatuur. Deze apparaten worden gebruikt voor oppervlakkige tumoren, maar ook voor niet-maligne aandoeningen en palliatie. In par. 8.6 komt de CyberKnife aan de orde, een robotische, stereotactische versneller, waarbij de bestraling plaatsvindt door middel van niet-coplanaire bundels. Paragraaf 8.7 bespreekt de Gamma Knife, die specifiek is ontwikkeld voor aandoeningen in de hersenen, zoals benigne of maligne tumoren, vasculaire aandoeningen en functionele aandoeningen.

10. 9. Brachytherapie

    M. S. Laman, M. A. Moerland, B. R. Pieters

    Samenvatting

    Brachytherapie is een vorm van inwendige bestraling, waarbij radioactieve bronnen met applicatoren direct in of dicht tegen het tumorweefsel geplaatst worden. Kenmerkend zijn een hoge dosis in de tumor en een relatief lage dosis in omliggende organen door de steile dosisgradiënt. De radioactieve bronnen kunnen verschillende dosistempi hebben, wat mede bepaalt of de bronnen permanent of tijdelijk in de patiënt geïmplanteerd worden. Andere kenmerken die bepalen of een bron geschikt is voor brachytherapie zijn de halveringstijd, het soort en de energie van de uitgezonden straling en de specifieke activiteit. Brachytherapie wordt onder andere toegepast bij gynaecologische en urologische tumoren, tumoren uitgaande van de tractus digestivus, vestibulum nasi, lip en huid. Voor reconstructie van de applicator en dosisplanning wordt Ultrasound, CT of MRI gebruikt. Om de kwaliteit van de brachytherapiebehandeling te garanderen, worden de nauwkeurigheid van de dosisafgifte, de werking van de afterloaders, de applicatoren en het planningssysteem regelmatig getest.

11. 10. Dosimetrie

    J. M. J. Hermans, J. Weterings

    Samenvatting

    Dit hoofdstuk gaat over dosimetrie, de praktische uitvoering van het meetproces dat plaatsvindt in de radiotherapie. De meting betreft meestal de registratie van de hoeveelheid lading gevormd bij het ionisatieproces. Besproken wordt welke apparatuur men nodig heeft voor dosimetrie, zoals meetkamers, elektrometers en fantomen voor dosimetrie, evenals de voor- en nadelen van bepaalde meetapparatuur. Ook patiëntspecifieke dosimetrie en de apparatuur hiervoor komen aan bod. Een aparte paragraaf gaat in op het berekenen van de absolute dosimetrie. Vervolgens worden de meetprocessen voor tele- en brachytherapie beschreven. Tot slot worden de acquisitie (‘verzamelen’) en administratie van de meetgegevens behandeld. De uitvoering in de praktijk kan licht verschillen van de hier beschreven processen.

12. 11. Kwaliteitsborging, kwaliteitscontroles en veiligheid

    J. B. van de Kamer

    Samenvatting

    Kwaliteit is een van de belangrijkste doelstellingen in de gezondheidszorg, naast de veiligheid (safety), die in alle gevallen gewaarborgd moet zijn. Het medische handelen moet voldoen aan de algemeen aanvaarde kwaliteitsnormen (state of the art); in het geval van de radiotherapie door te garanderen dat de uiteindelijke dosisverdeling in de patiënt binnen aanvaardbare limieten ligt. Deze uiteindelijke dosis zal afwijken van de geplande dosis door toevallige en systematische afwijkingen. In dit hoofdstuk worden zowel de organisatorische als de technische aspecten van een kwaliteitssysteem besproken. Belangrijk hierbij zijn de nationale en internationale normen. Om vast te stellen of een instituut aan deze normen voldoet en wat er verbeterd kan worden, zijn er kwaliteitsaudits, zowel op organisatorisch als technisch (o.a. dosimetrisch) vlak. De aandachtsgebieden hierbij zijn de integrale kwaliteitsborging, de kwaliteitscontrole van de verschillende technische systemen in de zorgketen en de uiteindelijke controle van de behandeling bij de individuele patiënt (patiëntspecifieke QA).

13. 12. Automatisering en digitalisering

    T. S. Felkers, C. W. Hurkmans

    Samenvatting

    Informatie- en communicatietechnologie (ICT) heeft een prominente rol tijdens het radiotherapieproces. Er is sprake van een grote afhankelijkheid van digitale informatie en informatiesystemen. In dit hoofdstuk wordt het gehele radiotherapieproces doorlopen met de daarbij behorende informatiestromen. De informatie wordt in diverse applicaties gebruikt en geregistreerd. Er zijn informatiestandaarden om informatie van een applicatie naar een andere applicatie te sturen. Zo hoeft informatie idealiter maar eenmaal vastgelegd te worden. Het gebruik van informatie in het directe zorgproces is primair gebruik. De data worden opnieuw gebruikt voor andere doeleinden: facturatie, kwaliteitszorg, stuurinformatie, onderzoek en scholing. Dit is secundair gebruik. Beide soorten gebruik stellen andere eisen aan de beschikbaarheid, integriteit en vertrouwelijkheid van de informatie. Om aan deze eisen op het gebied van privacy en security te voldoen, zijn technische en/of organisatorische maatregelen noodzakelijk.

14. Nawerk