Published February 2002 | Version v1
Journal article

Investigations on uncertainties in patient positioning for prostate treatment with EPID

  • 1. Universitaetsklinik fuer Radioonkologie, Tuebingen (Germany). Abt. Medizinische Physik
  • 2. Universitaetsklinik fuer Radioonkologie, Tuebingen (Germany). Abt. Strahlentherapie

Description

Background: Conformal radiotherapy techniques as used in prostate treatment allow to spare normal tissue by conforming the radiation fields to the shape of the planning target volume (PTV). To be able to fully utilize the advantages of these techniques correct patient positioning is an important prerequisite. This study employing an electronic portal imaging device (EPID) investigated the positioning uncertainties that occur in the pelvic region for different patient positioning devices. Patients and Methods: 15 patients with prostate cancer were irradiated with or without rectal balloon/pelvic mask at a linear accelerator with multileaf collimator (MLC). For each patient multiple portal images were taken from different directions and compared to the digitally reconstructed radiographs (DRRs) of the treatment planning system and to simulation films (Table 1, Figure 1). Results: In spite of different positioning devices, all patients showed comparable total positioning uncertainties of 4.0 mm (lateral), 4.5 mm (cranio-caudal) and 1.7 mm (dorso-ventral). The lateral positioning error was reduced for the pelvic mask patients while the cranio-caudal error increased (Table 2, Figure 2). A systematic and a random component sum up to the total positioning error, and a good estimate of the magnitudes of the two is possible from six to eight portal images (Figure 3). Conclusions: With a small number of portal images it is possible to find out the systematic and random positioning error of a patient. Knowledge of the random error can be used to resize the treatment margin which is clinically relevant since this error differs greatly for different patients (Figure 4). Image analysis with EPID is convenient, yet has some problems. For example, one only gets indirect information on the movement of the ventral rectum wall. The successful operation of positioning devices, although, needs further improvement - especially if one focuses on IMRT. (orig.)

Abstract (German)

Hintergrund: Konformationstechniken, wie sie heutzutage routinemaessig fuer Patienten mit Prostatakarzinom angewandt werden erlauben, durch Adaption der Bestrahlungsfelder an das Planungszielvolumen (PTV) umliegendes Normalgewebe zu schonen. Um die Vorteile dieser Techniken jedoch vollstaendig nutzen zu koennen, ist die korrekte Patientenpositionierung eine wichtige Voraussetzung. In dieser Studie wurde mittels Portal-Imaging (EPID) untersucht, welche Positionierungsgenauigkeiten im Beckenbereich unter Verwendung unterschiedlicher Lagerungshilfen moeglich sind. Patienten und Methode: Fuer die Studie wurden 15 Patienten mit Prostatakarzinom ausgewaehlt, die teils mit, teils ohne Rektumballon bzw. Beckenmaske an einem Linearbeschleuniger mit Viellamellenblenden (MLC) bestrahlt wurden. Von jedem Patienten wurden mehrfach aus orthogonalen Richtungen mittels eines Portal-Imaging-Systems Aufnahmen angefertigt und anschliessend mit den Planungs-DRRs (digitally reconstructed radiographs) sowie den Simulationsaufnahmen verglichen. Ergebnisse: Trotz unterschiedlicher Lagerungshilfen konnten fuer saemtliche Patientengruppen Gesamtpositionierungsungenauigkeiten von durchschnittlich 4,0 mm (lateral), 4,5 mm (kraniokaudal) sowie 1,7 mm (dorsoventral) festgestellt werden. Mit Beckenmaske war der laterale Positionierungsfehler zwar reduziert, gleichzeitig jedoch der kraniokaudale Positionierungsfehler verstaerkt. Der Gesamtpositionierungsfehler teilte sich dabei in einen systematischen und einen statistischen Anteil auf, fuer deren verlaessliche Abschaetzung sechs bis acht EPID-Aufnahmen erforderlich waren. Schlussfolgerungen: Mittels Portal-Imaging ist es moeglich, aus einer geringen Anzahl von Verifikationsaufnahmen fuer jeden Patienten den systematischen und statistischen Positionierungsfehler zu ermitteln. Der erfolgreiche Einsatz von Lagerungshilfen zur Patientenpositionierung erfordert jedoch - insbesondere im Hinblick auf IMRT - eine weitere Optimierung. (orig.)

Additional details

Additional titles

Original title (German)
Untersuchungen zur Positionierungsgenauigkeit bei Prostatakonformationsbestrahlungen mittels Portal-Imaging

Publishing Information

Journal Title
Strahlentherapie und Onkologie
Journal Volume
178
Journal Issue
2
Journal Page Range
p. 84-90
ISSN
0179-7158
CODEN
STONE4