imrt-vmat- 3dcr

1. Objetivo
Problema hallado
Marco Te´orico
Ejecuci´on de la propuesta
Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del
TPS para IMRT, VMAT y 3D-CRT
Cristian Camilo Castellanos Jerez
Universidad Nacional de Colombia
Maestr´ıa en F´ısica M´edica
22 de febrero de 2016
Cristian Camilo Castellanos Jerez Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del TPS para IMRT, V

2. Objetivo
Problema hallado
Marco Te´orico
Ejecuci´on de la propuesta
¿Qu´e se busca?
El objetivo de este trabajo es evaluar la precisi´on del c´alculo de dosis
y hallar las posibles fuentes de error por un sistema de planeaci´on
de tratamiento (TPS) comercial llamado Eclipse en su versi´on 11.0,
para t´ecnicas de tratamiento conformal 3D, Arcotherapy e IMRT.
Cristian Camilo Castellanos Jerez Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del TPS para IMRT, V

3. Objetivo
Problema hallado
Marco Te´orico
Ejecuci´on de la propuesta
Problema hallado
La literatura dada por Varian informa que hay inhomogeneidades en
la entrega de la dosis, con un error cercano al 3 % si se compara lo
que dice el TPS que entrega con lo que se mide. Pero por calculos
que se han realizado en la Fundaci´on Santa Fe, se ha encontrado
que dichos errores pueden ascender a m´as del 10 % si se evalua
angularmente.
Cristian Camilo Castellanos Jerez Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del TPS para IMRT, V

4. Objetivo
Problema hallado
Marco Te´orico
Ejecuci´on de la propuesta
¿En qu´e ayudar´ıa?
En resaltar y revelar las verdaderas limitaciones del TPS en
cuanto a la precisi´on de entrega de dosis.
Poder entender mejor los canceres secundarios inducidos por
los tratamientos de radioterapia con dosis mal estimadas
(SPM∼ 20 %)1.
Encontrar un factor de correcci´on, para modificar la dosis que
prescriba el m´edico radioterapeuta, con el fin de dar lo que se
espera realmente dar.
A conocer mejor la dosis entregada a pacientes en estado de
embarazo, con dispositivos electr´onicos (m´ax. 2 Gy a
marcapasos) y a pacientes pedi´atricos2.
Cristian Camilo Castellanos Jerez Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del TPS para IMRT, V

5. Objetivo
Problema hallado
Marco Te´orico
Ejecuci´on de la propuesta
SPM: Second Primary Malignancy
Los casos de SPM dependen primordialmente de:
Distribuci´on de dosis entregada
Tama˜no de volumen irradiado
Dosis
Tasa de dosis
La mayoria de los c´anceres inducidos estan en la region
”Beam-bordering”(2.5 - 5 cm fuera del volumen irradiado)1.
Cristian Camilo Castellanos Jerez Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del TPS para IMRT, V

6. Objetivo
Problema hallado
Marco Te´orico
Ejecuci´on de la propuesta
Radioterapia Conformal 3D
IMRT
VMAT
Radioterapia Conformal 3D
Es un tipo de t´ecnica en radioterapia en la cual se analiza tridimen-
sionalmente la lesi´on y los ´organos circundantes sanos y mediante
colimadores, cu˜nas y/o multilaminas se le intenta de dar al haz la
forma de dicha lesi´on.
Cristian Camilo Castellanos Jerez Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del TPS para IMRT, V

7. Objetivo
Problema hallado
Marco Te´orico
Ejecuci´on de la propuesta
Radioterapia Conformal 3D
IMRT
VMAT
IMRT:Radioterapia de Intensidad Modulada
La radioterapia de intensidad modulada permite la incidencia de
campos de radiaci´on no uniformes en el volumen tumoral y, mediante
un sistema de colimadores y multilaminas lograr darle forma al haz
final con la forma volum´etrica de la lesi´on.
Cristian Camilo Castellanos Jerez Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del TPS para IMRT, V

8. Objetivo
Problema hallado
Marco Te´orico
Ejecuci´on de la propuesta
Radioterapia Conformal 3D
IMRT
VMAT
VMAT: Arcoterapia Volum´etrica Modulada
VMAT es la ´ultima generaci´on de arcoterapia din´amica, una tec-
nolog´ıa con la que se consigue una mejor conformidad de la dosis,
acortar significativamente los tiempos de tratamiento, mejorar el
confort del paciente, disminuir el riesgo de movimiento durante el
tratamiento y reducir la dosis en los ´organos de riesgo.
Cristian Camilo Castellanos Jerez Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del TPS para IMRT, V

9. Objetivo
Problema hallado
Marco Te´orico
Ejecuci´on de la propuesta
¿C´omo se har´ıa?
Usando un Phantom antropomorfico (Alderson Radiation Therapy
Phantom) y detectores TLD (LiF TLD-100), se evaluar´an tratamien-
tos reales con cada una de las t´ecnicas, usando energ´ıa del acelerador
Varian iX Clinac de 6 MeV y se comparar´a con las dosis calculadas
por el sistema TPS, para distintas distancias SPD, diversos ´angulos
y tama˜nos de campo. Se evaluar´a la dosis entregada al tumor y a
los ´organos a riesgo.
Se realizar´an mediciones con c´amaras de ´ıonizaci´on y con pel´ıculas
radiocr´omicas para observar el comportamiento del haz en ellos.
Cristian Camilo Castellanos Jerez Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del TPS para IMRT, V

10. Objetivo
Problema hallado
Marco Te´orico
Ejecuci´on de la propuesta
Alderson Phantom
Cristian Camilo Castellanos Jerez Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del TPS para IMRT, V

11. Objetivo
Problema hallado
Marco Te´orico
Ejecuci´on de la propuesta
Posibles causas2
Durante la radiaci´on el paciente puede recibir radiaci´on que ha sido
mal calculada o no calculada debido a:
1. Head leakage
2. Collimator scatter
3. Internal patient scatter
4. Penumbra
Tambi´en puede haber errores en el algoritmo AAA (Analytical
Anisotropic Algorithm) en el que esta basado el Eclipse v.11 en la
configuraci´on de su parte angular.
Cristian Camilo Castellanos Jerez Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del TPS para IMRT, V

12. Objetivo
Problema hallado
Marco Te´orico
Ejecuci´on de la propuesta
Medida de la dosis periferica
Seg´un la metodolog´ıa descrita por Kase et al.3 y Kry et al.4 la
dosis total T por fuera de la regi´on prescrita en los tratamientos se
puede calcular:
T = L + C + P
donde L es la dosis de radiaci´on de fuga (leakage), C la aportada
por la dispersi´on del colimador y P la del paciente.
Cristian Camilo Castellanos Jerez Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del TPS para IMRT, V

13. Objetivo
Problema hallado
Marco Te´orico
Ejecuci´on de la propuesta
Calculo de la dosis1
Con la lectura de los TLD-100 y teniendo en cuenta los siguientes
factores:
CD,W Factor de calibraci´on de los dos´ımetros (calibrados con
Co-60).
kE Factor de correcci´on por la respuesta del TLD a otra
energ´ıa.
kN,R Factor de correcci´on por el espectro observado fuera del
campo de tratamiento.
M Se˜nal bruta obtenida por el TLD por unida de masa.
kL Factor de correcci´on lineal.
kF Factor de correcci´on por ruido.
D = M × CD,W × kE × kL × kF × kN,R
Cristian Camilo Castellanos Jerez Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del TPS para IMRT, V

14. Objetivo
Problema hallado
Marco Te´orico
Ejecuci´on de la propuesta
Bibliograf´ıa
1. Tubiana M. Can we reduce the incidence of second primary
malignancies occurring after radiotherapy? A critical review.
Radiother Oncol. 2009;91(1):4–15.
2. Jessie Y. Huang, David S. Followill, Xin A. Wang, Stephen F.
Kry, Accuracy and sources of error of out-of field dose
calculations by a commercial treatment planning system for
intensity-modulated radiation therapy treatments, Journal of
Applied Clinical Medical Physics , Vol. 14 , No. 2 , 2013
3. Kase KR, Svensson GK, Wolbarst AB, Marks MA.
Measurements of dose from secondary radiation outside a
treatment field. Int J Radiat Oncol Biol Phys.
1983;9(8):1177–83.
4. Kry SF, Vassiliev ON, Mohan R. Out-of-field photon dose
following removal of the flattening filter from a medical
accelerator. Phys Med Biol. 2010;55(8):2155–66.
Cristian Camilo Castellanos Jerez Precisi´on del Calculo de la Dosis por parte del TPS para IMRT, V