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 MazzuccoJunio 2013

CENTRO DE RADIOTERAPIA RIO CUARTOCORDOBA - 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 Dosimet ría Fílmica

1) Evaluación de campos individualesa) 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 localmen te el cual puede alojar una cámara PTW 31003 (0.3 cc). • El maniquí fue tomografiado con ausencia de la cámar a 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 planificaciónCriterios = 0 – 3 % aceptado ;

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

Aplicación del tratamiento IMRT en el Fantoma sólid o

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 gafc hromicirradiadas

•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 rel ativo,.Promedio = 98,0% ± 3,5% (5%DD - 3 mm DTA) en modo abs oluto.

Dosimetría por películas Gafchromic todo el tratami ento

75 casos de los 230

Evaluation criterio for film based intensity modulated radiation therapy quality assuranceMuhammad Naeen Anjun William Parker Rusell Ruo Muhamma Afzalphysica 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 r adiation 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 co mpletos 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 esp erado 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 qu e el 95% de evaluaciones se encuentren dentro de los límites d e 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 ma yor. ( en el 95% de los casos).

Límite de Confianza ----- Límite de acción

CONCLUSIÓN*Para nuestra experiencia local estableceremos un í ndice 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 tratami entos, de las mediciones de los campos individuales modulados con la matriz de diodos Mapcheck, y los valores de dosis con cámara de ioni zación en maniquí, aseguran que la IMRT implementada logra lo que se p lanifica dentro de los niveles de tolerancia establecidos y ampliamente us ados en las referencias.

*De todo lo expuesto, vemos que no es posible deter minar un criterio único y general para la aceptación de un tratamient o 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 película s (como se ha planteado en este trabajo), es completar la verificación dosi métrica de un tratamiento, permitiendo una evaluación bidimensional de la dosi s absorbida, dando completitud al proceso de control de calidad de un tratamiento de IMRT.

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