Dosimetría en vivo en radioterapia empleando un dispositivo electrónico de imagen portal (epid)
- Autores: Jaime Martínez Ortega
- Directores de la Tesis: Rocío Sánchez Montero (dir. tes.), Luis Núñez Martín (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Alcalá ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Sánchez-Doblado (presid.), Pablo Luis López Espí (secret.), Francisco Clemente Gutiérrez (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones por la Universidad de Alcalá
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
- español
La radioterapia es una técnica de tratamiento que requiere exigentes controles de calidad. La radiación más utilizada consiste en fotones de rayos X de alta energía generados por un acelerador lineal de electrones.
La verificación pretratamiento es un procedimiento habitual en tratamientos de gran complejidad, como, por ejemplo, en los de intensidad modulada (IMRT, Intensity Modulated Radiation Therapy). La dosimetría ¿in vivo¿, en cambio, consiste en el registro de dosis con el paciente ya en la mesa de tratamiento. Por otro lado, los aceleradores de última generación incluyen distintos dispositivos de imagen para visualizar que el paciente está en la posición que se ha previsto en la simulación del tratamiento. Uno de estos dispositivos es el dispositivo electrónico de imagen portal (EPID, Electronic Portal Imaging Device), el cual ha sido utilizado por muchos autores con fines dosimétricos, tanto pretratamiento como para dosimetría ¿in vivo¿.
El objetivo de este trabajo es doble: por un lado, mejorar un método de dosimetría portal pretratamiento ya desarrollado previamente y, por otro lado, desarrollar un procedimiento de dosimetría portal de tránsito, aplicable a dosimetría portal ¿in vivo¿, y que aporta información bidimensional en forma de dosis absoluta.
Primeramente, se presenta un método de dosimetría pretratamiento basado en EPID partiendo de las imágenes de tomografía computarizada (TC) tomadas de un EPID y su utilización posterior como maniquí de control de calidad sin modificar el modelado del planificador. Se introdujeron las correcciones dosimétricas necesarias para poder obtener valores de dosis absoluta en un plano. De este modo, se verifica la transmisión de datos, el cálculo dosimétrico y el modelado del planificador. Posteriormente, se desarrolló un procedimiento de dosimetría de tránsito. Siguiendo esta metodología y, a partir de los datos obtenidos de las imágenes TC, se simuló la presencia del EPID superponiendo estructuras de diferentes densidades a las imágenes TC de un maniquí antropomórfico. Para ello, se introdujeron diversas correcciones al cálculo del planificador, necesarias por la variación del espectro energético producida al interponer un maniquí entre el acelerador y el EPID. Estas correcciones se obtuvieron mediante medidas experimentales.
Por medio del índice gamma, se evaluó la calidad de ambos métodos, obteniéndose valores del orden del 98 % para ¿ (3 %, 3 mm) en dosimetría pretratamiento para tratamientos de IMRT dinámica. Los resultados fueron contrastados frente a las medidas proporcionadas por una matriz de cámaras de ionización, obteniéndose resultados similares. Sin embargo, en dosimetría de tránsito, se puede establecer el porcentaje del 95 % para ¿ (5 %, 3 mm) como valor por debajo del cual se debe investigar el origen de las discrepancias.
Al aplicarse a dosimetría ¿in vivo¿ (con paciente real), y a la vista de los resultados obtenidos, este método constituye un sistema complementario de control de calidad. A través de la dosimetría ¿in vivo¿ se puede detectar una incorrecta administración del tratamiento debida a factores que no se tienen en consideración en la dosimetría clínica, tales como la presencia de elementos ausentes en la simulación o la selección de un inmovilizador erróneo.
Son necesarias investigaciones futuras para mejorar la precisión, automatizar la recogida de datos de la dosimetría ¿in vivo¿ e incorporarlas a la documentación clínica del paciente para su evaluación retrospectiva, y en especial los resultados en tratamientos de lesiones sometidas a movimiento respiratorio, así como en aceleradores sin filtro aplanador.
- English
Radiotherapy is a medical treatment, which employs ionizing radiation to destroy cells, usually malignant cells. High X-rays generated by linear accelerators (linacs) is the most common type of radiation in radiotherapy. The outcome of a radiation treatment depends, mostly, on the accuracy in radiation dose deliver to the target. Thus, thorough quality controls are needed.
We designate pre-treatment verification to the dosimetric verifications, which are performed before the patient treatment to ensure the calculated dose corresponds to the delivered dose.
In-vivo dosimetry, however, consists of real-time record of patient dose. Traditionally, it has been performed placing one detector radiation on the skin of the patient, at beam entrance, and another one at the exit of the beam. The dose was estimated from these two measurements.
Last generation linacs are equipped with several image devices, which allow to check the correct position of the patient on the treatment couch. This position has been fixed during the simulation process. One of these image devices is the Electronic Portal Imaging Device (EPID).
In the last years, EPID has been employed with dosimetric purposes by several authors, both for pre-treatment and for in-vivo dosimetry. The EPID allows obtaining bi-dimensional dosimetric information, consisting of simultaneous dose readings in several points.
In this work, an in-vivo EPID dosimetry method is presented. This method could be easily implemented in every institution, as if complex calculation tools are not necessary. For this purpose, a portal dosimetry method developed at Hospital Universitario Puerta de Hierro Majadahonda is taken as a starting point. This method is based on the calculation of the dose using the computerized tomography (CT) images of the EPID as a quality assurance phantom. The pre-treatment quality control can be improved, reducing the time spent in the treatment unit and the time needed for evaluating the data. Additionally, the need to perform an additional measurement with an ionization chamber in a phantom is eliminated, provided that periodic quality control of the EPID calibration is performed.
This method has also been adapted to transit dosimetry, introducing the necessary corrections derived from the presence of the phantom between the linac and the EPID, as well as those due to structures of different density inside the patient.
- español
