Implementierung und erste klinische Erfahrungen mit
dem Halcyon Linearbeschleuniger.
Zimmermann M.1, Sabatino M.1, Heyden S.1, Giro C.1, Bischoff R.1, Kretschmer M.1
1Radiologische Allianz, Hamburg, Germany
Methoden
▪ Das Halcyon-System (Fa. Varian, Palo Alto, USA) in der
Version 2.0 ist ein kompaktes, auf einer Ring-Gantry
montiertes Linearbeschleunigersystem mit
Bildgebungskomponenten. Eine CT-ähnliche Öffnung mit
einem Durchmesser von 100cm ermöglicht Rotations-
geschwindigkeiten von bis zu vier Umdrehungen pro
Minute.
▪ Die Kollimierung des ausgleichsfilterlosen (FFF) 6MV
Behandlungsstrahls als IMRT- oder VMAT-Behandlung,
erfolgt durch einen Dual-Layer MLC (28x28cm²) mit einer
virtuellen Leafbreite von 5mm, der durch ein permanent
im Strahlengang befindliches EPID visualisiert wird.
Zwingend jeder Fraktion vorgeschaltet ist IGRT, entweder
als kV-CBCT mit iterativer Bildrekonstruktion oder
orthogonale 2D-MV-Aufnahmen.
▪ Wir berichten erstmals über Implementierung und 10-
monatige klinische Erfahrungen mit dem Halcyon-
System in der Version 2.0.
▪ Die Umlaufzeit pro Fraktion und Patient (Transfer
Umkleide/Halcyon, Lagerung, IGRT, Behandlung, Transfer
Halcyon/Umkleide) sowie elementare Planparameter
wurden durch ARIA-Datenbankanalyse ermittelt.
Vergleiche von ausgewählten VMAT Plan- und IGRT-
Parametern erfolgten gegen einen TrueBeam-
Linearbeschleuniger. Die Qualitätssicherung von VMAT
und IMRT-Plänen erfolgt regelhaft mit Portaldosimetrie
(PD) und für die ersten 50 Patienten zusätzlich durch
Octavius 4D-Phantom- sowie Absolutdosis Messungen.
▪ Die Installation (Abb. 1) betrug 3 Wochen und beinhaltet
neben Abnahmen und TÜV-Prüfungen auch die
Validierung des in ARIA fest implementierten Beam-
Modells (Abb. 1). 56% von insgesamt 110 untersuchten
PTV wurden mit 2,39% mit 3 und 9% mit 4 Feldern
erfasst. Das mittlere PTV-Volumen betrug
751cm³±597cm³ bei einer max. craniocaudalen
Ausdehnung von 33cm. Die erreichbaren VMAT-
Planqualitäten basierend auf 6MV FFF und virtueller 5mm
Leafbreite waren mit TrueBeam-Plänen (5mm Leafbreite,
6MV FF) vergleichbar.
▪ Die lokalen -Passraten von 132 IMRT- und VMAT-
Feldern betrugen 95,7%±2,1% für Octavius 4D
(3%/3mm), 100%±0,1% für PD (3%/3mm) und
99,7%±0,4% für PD (2%/2mm) (Abb. 4 u. 5).
▪ Die mittlere Umlaufzeit von 7589 Fraktionen betrug
06:53min±02:13min (Abb. 2). Dosisreduzierte CBCT im
Beckenbereich stellten sich in einem Field of View (FoV)
von 50cm kontrastreich und rauscharm dar und waren mit
insgesamt 39s (Akquisition, Fusion und Adaptierung) um
60% schneller als TrueBeam CBCT-Prozeduren (Abb.6).
➢ Mit dem Halcyon-System kann eine deutlich
verkürzte Umlaufzeit der Patienten erreicht werden.
➢ Herstellerunabhängige Dosismessungen belegen
eine hohe Reproduzierbarkeit der berechneten IMRT-
und VMAT-Pläne.
➢ Feldgröße und Energie wirken sich nicht limitierend
auf die Bestrahlungsplanung aus.
➢ Die schnelle Verfügbarkeit von iterativ rekonstruierten
CBCT im Beckenbereich mit großen FoV kann als
Basis für zukünftige Adaptionsstrategien von
interfraktionellen anatomischen Veränderungen
dienen.
Ergebnisse
Schlussfolgerung
Fragestellung
Abb.2: Boxplot der Umlaufzeit. Diese ist definiert als
Zeitraum zwischen dem Verlassen der
Umkleidekabine und dem Wiedereintritt nach
Behandlung am Halcyon in die Umkleidekabine. Der
Mittelwert von 7589 Fraktionen beträgt 6:53min.
Abb.6: Einfluss verschiedener CBCT-Protokolle mit
und ohne interative Bildrekonstruktion (iCBCT) für
eine Patienten mit Prostata Ca. Links das Planungs-
CT. Alle Bildstudien haben die gleiche Fensterung.
Dr. Matthias Kretschmer
Radiologische Allianz Hamburg
https://www.radiologische-allianz.de/medizinphysik/
Abb.4: Messaufbau des Octavius 4D Phantoms über
die Halcyon-Rückseite (links). Das Inklinometers wird
dazu auf dem Festkörpermodulator angebracht
(Mitte). Rechts, ein typischer -Plot bei Verwendung
der Portaldosimetrie.Abb.1: Einbringung des aus zwei Hauptkomponenten
bestehenden Halcyon-System durch die seitliche
Eingangstür zur Strahlentherapie. Die Installation
erfolgte samstags, das erste „beam on“ am Dienstag.
Abb.3: Analyse des Patientenkollektivs am Halcyon.
Im Zeitraum August 2018 - Mai 2019 wurden n=361
Patienten behandelt. Dargestellt werden Häufigkeiten
> 4.
Abb.5: Boxplots von -Passraten der
Qualitätssicherung von 132 IMRT und VMAT-
Behandlungsfeldern. In blau die Hersteller
unabhängigen Messungen mit Ocativus 4D-Phantom.
Orange und grau, die Ergebnisse der
Portaldosimetrie.
2%(local)2mm
Halcyon - CBCT pelvis 2.0
Acquisition/Fusion 49s
125kV, 21.5 mGy CTDI
Halcyon - iCBCT pelvis 2.0
Acquisition/Fusion 57s
125kV, 21.5 mGy CTDI
Siemens Definition AS Open -
pelvis/spine 2.0 I31f, 120kV,
8.4 mGy CTDI
Halcyon - iCBCT pelvis (fast)
2.0 Acquisition/Fusion 38s
125kV, 11.8 mGy CTDI
C02 (Zunge); 4
C53 (Cervix uteri); 4 C67 (Harnblase); 4
C78 (Atmung- und Verdauung); 4C81 (Hodgkin-Lymphom); 4
C83 (Nicht follikuläres
Lymphom); 4
C90 (Plasmozytom); 4
C77 (Lymphknoten); 6
C15 (Ösophagus); 8
C21 (Analkanal); 9
C20 (Rektum); 19
C34 (Lunge); 27
C50 (Mamma); 52
C61 (Prostata); 73
C79 (Sekundäre
bösartige Nb.); 86