De THALES 3D SCANNER van LAP is speciaal ontworpen voor acceptatie, inbedrijfstelling en kwaliteitsborging van beeldgeleide lineaire versnellers van het boortype, zoals Varians populaire Halcyon-machine
Na 30 jaar regelrechte dominantie op het gebied van radiotherapie, worden conventionele systemen voor bundelafgifte met C-arm nu vergezeld door machines van het boortype die meer op een CT- of MR-scanner lijken. Aanvankelijk gedreven door de opkomst van MR-geleide radiotherapie, die alleen kan worden gerealiseerd met een ringvormig ontwerp, hebben beeldgeleide radiotherapiemachines met dezelfde geometrie in de kliniek de voorkeur gekregen vanwege hun snelheid, eenvoud en verbeterd comfort voor de patiënt. Early adopters van Varian's Ijsvogel systeem heeft zelfs een gerapporteerd 70% reductie in energieverbruik vergeleken met een eerdere installatie van het meer traditionele TrueBeam-radiotherapieapparaat van de leverancier.
Maar de meer beperkte geometrie van een ringvormig ontwerp vereist een andere benadering van kwaliteitsborging. Neem bijvoorbeeld het waterfantoom dat door medisch natuurkundigen wordt gebruikt om nauwkeurige dosimetriemetingen vast te leggen bij de inbedrijfstelling van een nieuw radiotherapiesysteem, of voor periodieke controles van het stralingsbundelprofiel gedurende de levensduur van de machine. “Medisch natuurkundigen willen onafhankelijke QA- en verificatie-instrumenten om te bevestigen dat het radiotherapiesysteem naar behoren werkt”, zegt Thierry Mertens, business development manager voor de gezondheidszorg bij RONDE, een bedrijf dat gespecialiseerd is in lasersystemen en radiotherapie QA. “Een waterfantoom levert rigoureuze bundelgegevens en bundelmodelvisualisaties om te verifiëren dat het systeem de juiste dosis aan de patiënt aflevert.”
Hoewel waterfantomen die oorspronkelijk voor conventionele linacs zijn ontworpen, kunnen worden gebruikt met ringvormige systemen, zegt Mertens dat hun grote omvang en gewicht onnodige complicaties toevoegen aan de meetworkflow. Om te beginnen moet er extra op worden gelet dat het fantoom niet in botsing komt met de zijkanten van de machine wanneer het de opening in beweegt, terwijl aanvullende correcties moeten worden aangebracht om het gewicht van de watertank op de bank te compenseren.
In tegenstelling, de THALES 3D-SCANNER is vanaf het begin ontworpen om boring-achtige machines zoals de Halcyon te valideren, evenals Varian's nieuwe AI-compatibele Ethos adaptief radiotherapiesysteem. Voor de medisch fysicus betekent dat een grotere workflow-efficiëntie: het compacte systeem werkt naadloos samen met de kleinere 3D-volumes van deze machines, met extra geleidingsplaten waardoor verschillende soorten detectoren in het apparaat kunnen worden ingebouwd. Het gemotoriseerde fantoom biedt een geautomatiseerde opstelling die minder dan 15 minuten duurt, evenals vooraf gedefinieerde meetreeksen om het medisch-fysische team te helpen hun testroutines sneller te voltooien. Er wordt ook speciale software geleverd voor het verzamelen en analyseren van de gegevens, met een doorlopend upgradeprogramma om de functionaliteit te verbeteren als reactie op feedback van klanten.
“LAP heeft het ontwerp zorgvuldig overwogen om het apparaat zo gebruiksvriendelijk mogelijk te maken”, zegt Thierry Gevaert, professor aan de Vrije Universiteit Brussel en plaatsvervangend hoofd van de afdeling radiotherapie bij UZ Brussel (UZB) in België. “We gebruiken een paar keer per jaar een waterfantoom en met dit systeem is het niet nodig om het meetproces elke keer opnieuw te leren. Veel van de stappen zijn geautomatiseerd, zodat we geen tijd hoeven te verspillen aan het vinden van de juiste positie van de kamer voordat we met de metingen beginnen.”
De THALES 3D SCANNER is de tweede versie van het waterfantoom van het bedrijf, waarbij de eerste versie speciaal is ontworpen voor het in bedrijf stellen en testen van een nieuwe generatie MR-geleide lineaire versnellers, zoals de MRIdiaans MR-geleid systeem van ViewRay. Uitgebracht in 2021, de THALES 3D MR-SCANNER voldoet volledig aan de uitdagende eisen van de MR-linac-omgeving, waarbij alle systeemcomponenten zijn gemaakt van niet-ferromagnetische materialen die zijn gecertificeerd voor gebruik binnen het magnetische veld van 0.35 T van de MRI-scanner. “De THALES 3D MR SCANNER biedt een gouden standaard dosisnauwkeurigheidscontrole voor MR-geleide radiotherapiesystemen”, aldus Mertens. “Het past perfect bij de inbedrijfstelling van het straalmodel van het MRIdian-systeem.”
De THALES 3D MR SCANNER is al door verschillende radiotherapiecentra over de hele wereld gebruikt om de inbedrijfstelling en acceptatie van het MRIdian-systeem te ondersteunen. Bij het UZB kreeg het medisch-fysisch team bijvoorbeeld slechts vijf weken de tijd om de inbedrijfstellings- en acceptatieprotocollen, evenals de machine- en patiëntspecifieke QA, af te ronden voordat de machine werd ingezet in de radiotherapie-oncologiekliniek. “Met slechts anderhalve dag training konden we het fantoom zelf opzetten en alle metingen uitvoeren”, zegt Gevaert. “De software is heel intuïtief en we konden binnen een week alle benodigde gegevens verzamelen.”
Toen het satellietcentrum van UZB, ASZ Aalst, een Halcyon-machine aanschafte, wilde Gevaert graag zien of de THALES 3D MR SCANNER kon worden gebruikt om de door de leverancier aangeleverde straalparameters te controleren. Omdat hij niet zo vaak wordt gebruikt, is een waterfantoom een grote investering voor slechts één machine”, aldus Gevaert. “We wilden kijken of we onze MR-versie van het THALES-systeem konden vertalen naar de Halcyon, aangezien beide machines dezelfde geometrie hebben.”
Zowel de MRidian van Viewray als de Halcyon van Varian worden vooraf in gebruik genomen, waarbij alle bundelgegevens al in het planningssysteem zijn geladen, maar Gevaert zegt dat het nog steeds belangrijk is voor medisch fysici om te verifiëren dat de gegevens correct zijn. “We wilden een waterfantoom gebruiken voor de Halcyon, omdat we geloven dat dit de gouden standaard is voor het verzamelen en opnieuw meten van straalgegevens”, zegt hij.
In samenwerking met de ingenieurs van LAP ontdekte Gevaert dat het eenvoudig was om de MR-versie van het fantoom op te zetten voor samenwerking met de beeldgestuurde Halcyon. Er was slechts één nieuwe aanpassing nodig om het apparaat waterpas te zetten, omdat het gewicht van het water er anders voor zorgde dat het fantoom doorzakte als het op de bank werd geplaatst. “We waren een van de eersten die de MR-versie met de Halcyon gebruikten, dus we moesten controleren of de metingen nog steeds nauwkeurig zouden zijn”, aldus Gevaert. “We vonden een goede overeenkomst met de data die we van het bedrijf kregen.”
Ondertussen biedt de nieuw uitgebrachte THALES 3D SCANNER dezelfde functionaliteit en prestaties als het MR-apparaat, met als enige grote verschil dat de MR-specifieke mogelijkheden zijn weggelaten om een meer betaalbare oplossing te produceren voor behandelcentra die van plan zijn om installeer een of meer beeldgeleide boormachines. Varian heeft het fantoom gecertificeerd als volledig compatibel met zowel zijn Halcyon- als Ethos-machines, en het apparaat deelt dezelfde wettelijke goedkeuringen in de VS en Europa als de originele MR-compatibele versie.
Beide versies van het fantoom worden geleverd met een jaarlijks onderhoudsbezoek, een doorlopend programma van software- en hardware-updates en een configureerbare meerjarige garantie. “We weten dat we de nieuwe kinderen in de buurt zijn. Ons moderne fantoomontwerp is vormgegeven door klinische fysici en we blijven hun feedback gebruiken om ons upgradeprogramma te informeren”, zegt Mertens. “We zullen het product blijven verbeteren door middel van nieuwe, op software gebaseerde mogelijkheden.”
Zo werkt Gevaert momenteel samen met LAP aan nieuwe functionaliteit die het mogelijk maakt om nieuwe dosimetriemetingen te benchmarken met eerdere metingen of een referentiedataset. "Dat zal ons in staat stellen om metingen die op verschillende tijdstippen zijn gedaan rechtstreeks te vergelijken", zei hij. “In het ideale geval willen we alles in één stuk software ingebouwd hebben, om te voorkomen dat de gegevens naar een andere tool moeten worden geëxporteerd.”
Mertens en zijn collega's bij LAP evalueren het THALES-waterfantoom ook voor andere boorversnellers, zoals Elekta's MR-geleide Unity en Accuray's Radixact-systemen. “De stem van de gebruiker van klinische radiotherapie is van fundamenteel belang voor het verzamelen van onze eisen en voor het begrijpen hoe het apparaat in een klinische context wordt gebruikt”, voegt Mertens toe.
Houd er rekening mee dat LAP en THALES handelsmerken zijn van LAP. Benamingen van andere bedrijven en producten worden alleen gebruikt om de toepassing van onze producten te beschrijven.
