Optical surface scanning of breast cancer patients in radiotherapy – an investigation of inter- and intrafractional motion effects

Purpose: The overall purpose of this master thesis was to investigate if the patient positioning could be improved for breast cancer patients with nodal involvement, using the optical scanning system Catalyst during patient setup. Patient motion during treatment and the effect it has on the dose distribution was also investigated. Materials and Methods: Eleven patients positioned according to the Catalyst and 10 patients positioned according to the conventional laser and skin markings based setup (LBS) were enrolled in this study. To evaluate if positioning was improved with the surface based setup (SBS), the setup deviations arising from matching daily verification images to the reference images were acquired for both positioning methods. The setup deviations were then compared between the different methods by studying the distribution of deviations. The systematic and random setup deviations and PTV margin were also determined for both groups. In total, 127 fractions of patients positioned with LBS and 93 fractions of patients positioned with SBS were analysed. To investigate what impact the offline correction strategy used at Skåne University Hospital (SUS) has on the positioning, the data was analysed both with and without the offline corrections applied. The dosimetric effect of patient motion was evaluated for one patient by analysing recorded motion data during beam delivery by the Catalyst system in terms of isocenter shift. All isocenter shifts that occurred when the beam was on were extracted and added to the original patient position to get the total isocenter shift, including both inter- and intrafractional motion. The mean isocenter shift for each fraction was determined and the isocenter position was shifted in the original treatment plan for each fraction in the treatment planning system (TPS). The dose was then re-calculated for each fraction and summed to one plan that was compared to the original dose distribution. Results: The obtained results ind
Förbättrad positionering av bröstcancerpatienter som genomgår strålbehandling Cirka 30 000 kvinnor får diagnosen cancer varje år i Sverige [1]. Av dessa utgör bröstcancer den vanligaste diagnosen med över 9000 fall per år [2]. Cancern kan vara begränsad till endast bröstet, men kan också ha spridit sig till de intilliggande lymfkörtlarna. Behandling av bröstcancer med körtelengagemang inleds vanligtvis med kirurgi och därefter är det vanligt att patienten även får strålbehandling. Syftet med detta är att, med hjälp av strålningen, eliminera de tumörceller som fortfarande kan finnas kvar efter operationen och på så sätt minska risken för att en ny tumör börjar växa. På Skånes Universitetssjukhus i Lund delas strålbehandlingen för bröstcancerpatienter med körtelengagemang upp på 25 fraktioner. Patienten får en lika stor stråldos vid varje behandlingstillfälle. Innan strålbehandlingen påbörjas genomgår patienten datortomografi., som genom röntgenteknik genererar snittbilder av patienten. Vid detta tillfälle positioneras patienten i en fixation som ska användas under alla kommande behandlingstillfällen. Fixationen säkerställer att patienten ligger still och likadant under hela behandlingen. Utifrån datortomografin görs sedan en stråldosplan, i vilken man bestämmer hur strålningen ska ges och med vilka maskininställningar. Vid strålbehandling är det viktigt att endast tumörområdet bestrålas och att den friska vävnaden skonas i så stor utsträckning som möjligt. En viktig del för att uppnå detta utgörs av att patienten ligger korrekt positionerad varje dag vid behandlingen. Det konventionella sättet att positionera patienten inför behandling är att använda sig av ett laserbaserat koordinatsystem som finns inne i behandlingsrummet samt markeringar som ritas på patientens hud vid datortomografin. När laser och hudmarkeringar sammanfaller antar man att patienten är korrekt positionerad. För att verifiera patientens position tas röntgenbilder på patienten innan behandlingen st