Intrafraction variations in linac-based image-guided radiosurgery of intracranial lesions

PurposeThis study investigated image-guided patient positioning during frameless, mask-based, single-fraction stereotactic radiosurgery of intracranial lesions and intrafractional translational and rotational variations in patient positions.Patients and methodsA non-invasive head and neck thermoplastic mask was used for immobilization. The Exactrac/Novalis Body system (BrainLAB AG, Germany) was used for kV X-ray imaging guided positioning. Intrafraction displacement data, obtained by imaging after each new table position, were evaluated.ResultsThere were 269 radiosurgery treatments performed on 190 patients and a total of 967 setups within different angles. The first measured error after each table rotation (mean 2.6) was evaluated (698 measurements). Intrafraction translational errors were (1 standard deviation [SD]) on average 0.8, 0.8, and 0.7 mm for the left–right, superior–inferior, and anterior–posterior directions, respectively, with a mean 3D-vector of 1.0 mm (SD 0.9 mm) and a range from –5 mm to +5 mm. On average, 12%, 3%, and 1% of the translational deviations exceeded 1, 2, and 3 mm, respectively, in the three directions.ConclusionThe range of intrafraction patient motion in frameless image-guided stereotactic radiosurgery is often not fully mapped by pre- and post-treatment imaging. In the current study, intrafraction motion was assessed by performing measurements at several time points during the course of stereotactic radiosurgery. It was determined that 12% of the intrafraction values in the three dimensions are above 1 mm, the usual safety margin applied in stereotactic radiosurgery.

RésuméObjectif de l’étudeCette étude concernait le positionnement du patient pendant la radiochirurgie stéréotaxique guidée par imagerie pour lésions intracrâniennes et des variations pendant les fractions, translationnelles et rotationnelles dans la position du patient.Patients et méthodePour l’immobilisation de la tête et la nuque du patient, un masque thermoplastique non invasif a été employé. Nous avons utilisé le système Exactrac équipant un Novalis de BrainLab pour le positionnement guidé par image. Les données de déplacement pendant la fraction, tirées d’images après tous les changements de position, ont été évaluées.RésultatsAu total, 269 traitements ont été effectués sur 190 patients, soit 967 configurations avec des angles différents. La première erreur après chaque rotation de table (valeur moyenne de 2,6) a été évaluée par 698 mesures. Le taux d’erreur moyen pour la translation pendant la fraction (1 écart-type) était respectivement de 0,8, 0,8 et 0,7 mm pour les directions gauche–droite, supérieure–inférieure et antérieure–postérieure, avec un vecteur tridimensionnel en moyenne de 1,0 mm (écart-type de 0,9 mm), allant de –5 mm jusqu’à +5 mm. En moyenne, 12 %, 3 % et 1 % de l’écart translationnel ont dépassé 1, 2 et 3 mm, dans les trois directions.ConclusionLa gamme de mouvement pendant la fraction du patient en radiochirurgie stéréotaxique n’est souvent pas complètement documentée par image avant et après le traitement. Dans cette étude, le mouvement pendant la fraction a été évalué par des mesures à plusieurs moments au cours de la radiochirurgie stéréotaxique. Il s’est avéré que 12 % des valeurs pendant la fraction dans les trois directions étaient de plus de 1 mm, ce qui correspond à la marge de sécurité habituellement appliquée en radiochirurgie stéréotaxique.