Establecimiento de un umbral de aceptación

para la puesta en servicio de tratamientos de

radioterapia de intensidad modulada,

utilizando dosimetría con películas Gafchromic

Mg. Joseph Simón Primo, Lic. Leopoldo Mazzucco

Junio 2013

CENTRO DE RADIOTERAPIA RIO CUARTO

CORDOBA - ARGENTINA

ESQUEMA GENERAL DE PUESTA EN SERVICIO DE UN

TRATAMIENTO DE IMRT: aspectos Dosimétricos

1) Evaluación de Campos Individuales

2) Evaluación del tratamiento completo

3) Evaluación del tratamiento completo con Dosimetría Fílmica

1) Evaluación de campos individuales

a) Arreglo de diodos Mapcheck Sun Nuclear : compara plano de

dosis teórico vs experimental.

b) Generación de plano de Dosis en DICOM RT Dose:

prof = 50 mm H2O DFDetect= Isocentro,

c) Medir cada filtro efectuando una irradiación vertical en un

único disparo, Condiciones: diodos en el isocentro,

espesor de PMMA equivale a 50 mm de agua total.

d) Se compara el archivo DicomRTdose del protocolo exportado

para él, con la medición experimental .

e) Medir estabilidad del Output del Linac.

f) Determinar aceptación: 95% ppp absoluta 3mm, 3%, TH=10,

Van Dik :NO,

TH Dosis : 0 cGy. En modo absoluto

ESQUEMA GENERAL DE PUESTA EN SERVICIO DE UN

TRATAMIENTO DE IMRT: aspectos Dosimétricos

• Los tratamientos IMRT que administramos se diseñaron con el

planificador de tratamientos BlueFrame IMRT ( Cat3D IMRT ).

•Se usa optimización inversa para modo filtros moduladores.

•Los filtros moduladores sólidos son generados automáticamente por

el planificador una vez finalizada la etapa de optimización inversa.

• El planificador tiene definidos los parámetros propios del material que

es utilizado para la construcción de los moduladores

•Entre el año 2008 y principios del 2012 se efectuaron 230

tratamientos de IMRT en su mayoría casos de cáncer de próstata y

cáncer de cabeza y cuello.

•A 75 de ellos - dosimetría filmica Gafcromic.

•Estos tratamientos antes de ser administrados a los pacientes, fueron

sometidos a controles específicos que conforman una secuencia

estricta de descarte si no pasaran cada una de las evaluaciones de

forma independiente.

Analisis mediante MapCheck, Dosis Absoluta

Campo Teórico exportado por TPS

Medición del Filtro Modulador con Mapcheck

Análisis Teórico vs Experimental

2) Evaluación del Tratamiento completo:

• En un maniquí de PMMA (acrílico) fabricado localmente el

cual puede alojar una cámara PTW 31003 (0.3 cc).

• El maniquí fue tomografiado con ausencia de la cámara

reemplazando su volumen por un inserto del mismo

material.

• Se importa el tratamiento a ser evaluado, aplicando

correccion por densidad.

• En él se administra el tratamiento a ser evaluado, el cual

previamente se configuró usando la tomografía y el sistema

de planificación.

• Se mide la dosis Absoluta total de todos los campos en

condiciones del tratamiento

• Se especifica la dosis experimental en PMMA usando

teoría de cavidad de BG.

• Se compara medición vs planificación

Criterios = 0 – 3 % aceptado ;

3 – 5 % dudoso, revisar, repetir, evaluar ; > 5% rechazar, revisar todo

Aplicación del tratamiento IMRT en el Fantoma sólido

Isodosis cada 2 % entre 100 y 110 %

Isodosis 90, 100, 110 %

Aplicación del tratamiento IMRT en el Fantoma sólido

Elección de la zona de medida de Dosis Absoluta:

• Dibujar un ROI en la posición del volumen activo de la Cámara en el Fantoma

•Elegir un isocentro adecuado de fácil Setup

•Calcular DVH :

•(Dmax –Dmin) < 3 %

•Asignar Dosis = Dmedia (DVH)

Medición de todo el tratamiento

Criterio aceptación:

0 – 3 % aceptado

3 – 5 % dudoso, revisar, repetir, evaluar

> 5% rechazar, revisar todo

Dosimetría absoluta todo el

tratamiento en Fantoma

multipropósito con cámara

PTW- 31003 , 0.3cc

DPMMA = MQNdairSpmma/airPq

Hasta aquí :

•la comparación de las distribuciones de dosis entregadas por los

campos modulados individuales están en concordancia con las

distribuciones esperadas calculadas por el planificador de tratamientos en

PMMA

•Además que en una evaluación del tratamiento completo con

cámara de ionización, en un fantoma , se está entregando la dosis

planeada con una incerteza menor al 3%.

•Para dar completitud a las evaluaciones necesitamos comprobar que

en el tratamiento completo se logra las distribuciones de dosis

esperadas.

Dosimetría por películas

Fabricación de un Fantoma para

dosimetría por películas Gafchromic

Corte axial de la TAC de FACOR tratamiento importado a ser evaluado

Corte Coronal de la TAC de FACOR tratamiento importado a ser evaluado

• Se administra el tratamiento con valores de cabezal, colimador, pedestal y unidades monitoras planeadas. Terminada la irradiación las películas son retiradas, rotuladas y almacenadas en un sobre oscuro.

•Ningún parámetro de la planificación a evaluar se modificó, de modo que el estudio fuera representativo del tratamiento en el paciente, salvo la especificación del material del maniquí (densidad electrónica)

•La distribución de dosis se normalizo a la dosis máxima en superficie y se calculó las unidades monitor necesarias por campo modulado para entregar una dosis de 200 cGy a 300 cGy al 100%. El algoritmo de cálculo de la evaluación es el mismo que para paciente: pencil beam de 4 mm x 4 mm.

•En maniquí la posición del isocentro se eligió arbitrariamente, de modo que las isodosis de interés del 100% ó 90 % aproximadamente queden en el centro del maniquí, todo el ensamble (maniquí mas película)

•La asignación de dosis en las películas irradiadas se logró mediante

la confección de una película de calibración, con la cual se obtuvo la

relación de densidad óptica frente a dosis absorbida

Asignación de dosis absorbida en las películas gafchromic

irradiadas

•Para este proceso se diseño un filtro modulador especial, este filtro

modulador genera un patrón de 8 zonas cuadradas de fluencia

modulada, el tamaño de cada zona es tal que puede contener el

volumen activo de una cámara de ionización PTW 31003, si se coloca

la misma en un maniquí en el plano de isocentro.

•Para conocer las dosis que entrega las 8 zonas se llevo la puesta en

servicio del filtro patrón, para lo cual se fabricó una plancha de PMMA

con 8 perforaciones capaces de alojar la cámara de ionización de 0,3

cm3 y colectar la carga generada y así establecer la dosi absorbida

•Se posiciono una película gafchromic a la misma profundidad en

PMMA en isocentro, se irradio de 1 solo disparo las mismas unidades

monitor que para la cámara de ionización, registrando así las 8 zonas

de densidad correspondientes a las dosis absorbidas medidas con

cámara de ionización

Puesta en Servicio del Filtro Patrón

Dosimetría por Filmes

Filtro Patrón y Película de Calibración

Película de Calibración generada con el filtro patrón.

El filtro patrón permite generar 8 zonas de distintos valores de densidad óptica, con la calibración del filtro se conocen los valores de dosis que entrega cada región, con lo cual se realiza el ajuste de dosis densidad óptica. Con un solo disparo del acelerador obtenemos 8 puntos para el ajuste contra los 8 disparos y cambio de película en el método de ajuste por campos abiertos, reduciendo así el tiempo de evaluación.

Comparación Dosimetría Matriz diodos vs Film Gafcromic , Doselab

Etapa inicial: evaluación fílmica de filtros individuales

Evaluación de todo el tratamiento con películas Gafchromic

Placas EBT Gafcromic en fantoma de PMMA tratamiento completo

EBT2

EBT3

Análisis con DoseLab

RESULTADOS

3% DD – 3 mm en DTA y con un umbral inferior del 10%, ppp promedio = 97,6% ± 2,4%. ( Eval. Local, Dosis Absoluta )

Campos modulados individuales

Dosimetría Absoluta Moduladores Individuales

cámara

orplanificadcámara

D

DD

Diferencia promedio = 1.40% ± 0.95%.

Dosimetría Absoluta con Cámara, todo el tratamiento

Promedio = 93,8% ± 7,1% (3%DD – 3 mm DTA) en modo relativo,.

Promedio = 98,0% ± 3,5% (5%DD - 3 mm DTA) en modo absoluto.

Dosimetría por películas Gafchromic todo el tratamiento

75 casos de los 230

Evaluation criterio for film based intensity modulated radiation

therapy quality assurance Muhammad Naeen Anjun William Parker Rusell Ruo Muhamma Afzal

physica medica (2010) 26, 38-43

Porcentaje de evaluaciones

3% - 3 mm 4% - 4 mm 5% - 3 mm 4% - 3 mm

CPR4 Naeen M. CPR4 Naeen M. CPR4 Naeen M. CPR4 Naeen M.

promedio 90.81 93.1 96.90 97.5 98.04 97.9 95.76 96.4

desv estand 9.13 6.28 4.95 7.52 3.52 3.42 5.46 4.7

ppp>= 99% 9.3 11.8 52.0 37.3 63.9 41.2 33.3 21.6

ppp>= 95% 43.2 36.3 79.7 78.4 88.7 78.4 74.6 58.8

ppp>= 90% 72.6 66.7 90.4 95.1 95.7 96.1 87.1 87.3

ppp>= 85% 79.2 87.3 95.8 100 98.6 100 91.3 98

ppp>= 80% 85.9 95.1 97.2 100 98.5 100 97.1 100

ppp>= 75% 91.5 100 100.0 100 100.0 100 100.0 100

Comparación de Resultados con un trabajo similar

“Evaluation criterio for film based intensity modulated radiation therapy quality assurance “, Muhammad

Naeen Anjun, William Parker Rusell Ruo Ruo Muhamma Afzal, Physica Medica ( 2010 , 26, 38-43 )

En el reporte TaskGroup 119 de la AAPM :

……. Dosimetría mediante películas de tratamientos completos en el

que participaron 7 centros.

•límites de confianza (LC) propuesto por Venselaar et al

y modificado por Palta et al.(16)

LC = Si la diferencia entre lo medido y lo esperado está dentro de un

razonable límite de confianza entonces - el resultado puede

considerarse aceptable.

LC = |100% -promedio ppp | + 1,96 DS

Así basado en una distribución normal, se espera que el 95% de

evaluaciones se encuentren dentro de los límites de confianza.

PPP (prom) 98,04 % 3.52% LC = |100% - 93.8 % | + 1,96 * 3.52 = 8.85

ENTONCES :

Aplicando el criterio 5% - 3 mm

esperamos que el ppp gamma index será del 91,15% o mayor. ( en el 95% de los

casos).

Límite de Confianza ----- Límite de acción

CONCLUSIÓN

*Para nuestra experiencia local estableceremos un índice de

confianza que nos ayudara a valorar las aceptaciones de los tratamientos

de IMRT.

* La comparación de los resultados experimentales con los valores

esperados calculados por el planificador de tratamientos, de las

mediciones de los campos individuales modulados con la matriz de diodos

Mapcheck, y los valores de dosis con cámara de ionización en maniquí,

aseguran que la IMRT implementada logra lo que se planifica dentro de los

niveles de tolerancia establecidos y ampliamente usados en las referencias.

*De todo lo expuesto, vemos que no es posible determinar un criterio

único y general para la aceptación de un tratamiento de IMRT mediante

películas Gafchromic, ello dependerá de la técnica desarrollada, y de las

facilidades para las evaluaciones: tipo de software y sus limitaciones, tipo

de maniquí, si es modo relativo o absoluto etc.

*Finalmente se comprende que el rol de las películas (como se ha planteado

en este trabajo), es completar la verificación dosimétrica de un tratamiento,

permitiendo una evaluación bidimensional de la dosis absorbida, dando

completitud al proceso de control de calidad de un tratamiento de IMRT.

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