Collaboration UMC St Radboud - RISO André Minken Collaboration UMC St Radboud - RISO

Highlights Approach project team Report/conclusions project team Time frame CPAC Indications and number(s) of patients

Advantages proton therapy Proton dose distribution is highly conformal Integral dose reduces by a factor of 2 to 3 No exit dose Sharp penumbra (until ±17cm)‏ Protons are direct ionizing ‏ 3

initiatives in: Groningen, Maastricht, West-Nederland

Proton Therapy Center – MD Anderson CC, Houston PTC-H 3 Rotating Gantries 1 Fixed Port 1 Eye Port 1 Experimental Port Pencil Beam Scanning Port Passive Scattering Ports Experimental Port Accelerator System Hitachi, Ltd. M. Bues (MDACC)‏ Large Field Fixed Eye Port

Single room solution

initiatives in: Groningen, Maastricht, West-Nederland

initiatives in: Groningen, Maastricht, West-Nederland Protons in Eastern part of the Netherlands

Contact CPAC RISO 2008 RISO internal discussion Possibilities and pitfalls State of the art proton therapy

”RISO will not succeed on its own…” Internal meeting RISO 2008 ”RISO will not succeed on its own…” Collaboration with academic partner in the Eastern part of the Netherlands Second step: extension to other participants Contact with UMC St.Radboud (june 2009): installation of project team

Proton treatment in East of the Netherlands Project team Proton treatment in East of the Netherlands Paul Bouma,RTO RISO, o.a. Head and neck oncology Jan Bussink, RTO UMCN, o.a. Pulmonary oncology Geert Jansssens, RTO UMCN, o.a. Pediatric oncology Hans Kaanders, RTO UMCN Karin Muller, RTO RISO, o.a. GE oncology   Henk Huizenga, head Med Phys UMCN Martina Kunze-Busch. Med Phys UMCN Martijn Kusters, Med Phys resident UMCN André Minken, head Med Phys RISO René Monshouwer, Med Phys UMCN Rik Westendorp, Med Phys RISO

Agenda project team Juli 3, 2009, Nijmegen Agenda: kick-off meeting Huizenga, Monshouwer en Minken discussion on subjects and timeframe September 28, 2009, Deventer, guest dr. M. Engelsman, head of medical physics Francis H. Burr protoncentrum in Boston. Introduction (dr. A. Minken)‏ Radiotherapy planning of protons, (dr. M. Engelsman)‏ Dosimetrical aspects of protonplanning (dr. H. Huizenga)‏ Indications (K. Muller)‏

December 4, 2009 Nijmegen Agenda: Background protonaccelerators (dr. M. Kusters)‏ Concept Dielectric Wall Accelerator (dr. R. Monshouwer)‏ Overview of national timeframe (dr P. Bouma)‏ Boston visit, highlights (dr G. Janssens)‏ Februari 12, 2010 protoncourse Leiden All aspects of “conventional” protonfacilities Februari 17, 2010 visit CPAC Deventer Prof. R. Mackie, S. Guse en G. Oliveira DWA-protonaccelerator: technical steps Product development: timeframe

Report: UMC St. Radboud - RISO in april 2010   June 2010, Nijmegen, Regional meeting September 2010, Nijmegen, National meeting

Conclusions report Feasible, critical evaluation of resources, comparison with photon techniques Collaboration State of the art Indications Number of patients Scientific input: universities Nijmegen and Twente

State of the art techniques Comparison with IMRT not 3D-CRT Pretreatment imaging on high level Set up and fixation Imaging on treatment machine IMPT (active scanning)‏ Learn from experienced users Patching around OARs Movement compensation Fixations Treatment planning techniques 16

Comparison with IMRT not 3D-CRT Proton therapy, a small step ahead? Source: Anthony J. Lomax et al. Radiotherapy and Oncology 51 (1999) 257-271

Target delineation Pretreatment imaging on high level Steenbakkers et al. Radiother Oncol. 2005; 77:182-90 Upstream / downstream / field combination PProtons: Reduced proximal and zero distal dose T 18

IMPT (active scanning)‏ Passive scattering Spot scanning

CPAC timeframe fixed beam 120-150 MeV (2013)‏ +3 years gantry based systeem 200 MeV

“Signalement Gezondheidsraad” Proton treatment Indications Standard Potential Model based Reduction of second malignancies Standaardindicaties, zoals de zojuist genoemde oogmelanomen, schedelbasistumoren en kindertumoren. Potentiele indicaties, waarbij door dosisescalatie een betere tumorcontrole gegeven kan worden. Onderverdeeld in een groep waarin er nu geen ERT mogelijk is en een groep waarbij er RCT nodig zijn. PAB gaat hier zometeen veel verder op in. Op modellen gebaseerde indicaties, waarbij het gaat om de bijwerkingen te verminderen 21

Signalement Proton treatment Potential indications Als er nu onvoldoende klinisch bewijs is en RCT niet de meeste geschikte methode is om het nut aan te tonen, hoe dan te werk? Definieren van groepen die baat zouden kunnen hebben bij protonen Deze indicaties in de klinische praktijk te evalueren POO: vergelijken met historische controles 22

Region: Eastern part of the Netherlands Number of patients Region: Eastern part of the Netherlands patient population: 16% of the Netherlands Start with Fixed-beam 120-150 MeV End situation rotating 200 MeV beam

Number of Patients 120 – 150 MeV 200 MeV RCT’s Standard 57 Potential 8 10 187 Model based 284 655 Second malignancies 101 117 450 839 1016

Conclusions CPAC offers a potential chance for proton therapy in the eastern part of the Netherlands at reasonable costs Collaboration RISO & UMC St. Radboud MST ARTI Isala klinieken Scientific input universities Nijmegen and Twente

In het tijdschrift Medische oncologie stond een artikel over protonentherpaie wat afsloot met de opmerking dat er nu een goedkopere versneller in aantocht was met maar 1 gantry die geschikt is voor relatief dunbevolkte gebieden. Een mooie introduktie voor ons beleidsplan. 26

Tumormovement 10 D C B A Setup Error move ment C B A Setup Error move ment Isodoses: 50%, 80%, 95% en 100% Courtesy of M. Engelsman

Spread-Out Bragg Peak (SOBP)‏ (poor rich man’s IMRT)‏ Raw Bragg Peak (RBP)‏ Spread-Out Bragg Peak (SOBP)‏ (poor rich man’s IMRT)‏ 5 mm Dose Dose 20 MeV = 0.5 cm 100 MeV = 9 cm 200 MeV = 30 cm Depth Depth 29 29

Photon versus Proton + Less dose + Skin sparing 30 30

4 groepen indicaties Standaard indicaties Potentiële indicaties Rapport GR 4 groepen indicaties Standaard indicaties Potentiële indicaties Op modellen-gebaseerde indicaties Verkleining van het risico op secundaire tumoren