Maestría en Física Médica

URI permanente para esta colección

http://hdl.handle.net/10554/333

Examinar

Mostrando 1 - 40 de 51

Determinación de los valores típicos para estudios diagnósticos en Medicina Nuclear S.A.
(Pontificia Universidad Javeriana) Calderón Royero, Stephany Patricia; Rodríguez Herrera, Wilmar; Sandoval Castillo, Lorena; Abril Fajardo, Andrea Johana; Ramos Correa, Víctor Alfonso; Velasco Jaramillo, Johana Alexandra
En el marco de la protección radiológica es necesario adoptar medidas de prevención en la optimización de la dosis durante las exposiciones médicas a los pacientes para alcanzar el objetivo del diagnóstico. Por lo anterior, la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) recomienda hacer énfasis en la justificación de los exámenes radiológicos, en la optimización de la protección radiológica y en la utilización de los niveles de referencia para diagnóstico (DRL) [2]. Estos DRL indican si en condiciones normales la cantidad de radiación utilizada para un procedimiento específico es inusualmente alta o baja para dicho estudio, considerando que la calidad de la imagen no se vea comprometida. El presente trabajo investigativo se enfocó en establecer los valores típicos para estudios diagnósticos en medicina nuclear de la IPS Medicina Nuclear S.A. en la ciudad de Valledupar, para lo cual se analizaron los estudios diagnósticos que se realizan con más frecuencia en el servicio teniendo en cuenta la actividad por peso y edad. Inicialmente se caracterizó la población por género, luego por estudio tipificado en edad y peso obteniendo rangos para pacientes adultos y pediátricos con relación a la actividad administrada, se obtuvieron los valores típicos del servicio por cada uno de los estudios analizados y se evaluaron los valores atípicos o alejados de la mediana con el fin de optimizar la práctica, seguidamente se realizó comparación con los DRL internacionales encontrando consistencia entre los valores obtenidos, para la técnica SPECT hubo mayor coincidencia en el estudio diagnóstico perfusión miocárdica (Tc99m + MIBI) donde se obtuvo una diferencia máxima del 5% con relación a los DRL reportados por los países internacionales como Irlanda, Reino Unido, Japón y Francia. Para la técnica PET, el estudio comparable fue la tomografía por emisión de positrones (F18+FDG) para la cual hubo una diferencia máxima del 10% en comparación con Francia y Australia. Finalmente se evaluó la optimización de la calidad de imagen con la relación contraste ruido para el estudio gammagrafía ósea corporal total, comparando los valores típicos y atípicos.
Modelo matemático para la predicción del control tumoral en la respuesta inmunitaria modulada con hipertermia
(Pontificia Universidad Javeriana) Barrera León, Andrés Sebastián; De Mendoza Velásquez, Adriana María; Rodríguez Quiñones, Leoncio; Toro, Lenka; Murcia Rodríguez, Edwin; Abril Fajardo, Andrea
Terapias alternativas para el tratamiento del cáncer han ganado considerable interés debido a los desafíos y efectos secundarios asociados con las terapias convencionales, como la radioterapia y la quimioterapia. Además de los efectos adversos de estas terapías, la implementación de esquemas generalizados de tratamiento no tiene en cuenta que la respuesta terapéutica es diferente en cada paciente. En este proyecto se implementó un modelo matemático que describe la interacción de la hipertermia como terapía alternativa, y que permite caracterizar la respuesta inmunitaria en el control del crecimiento tumoral en cada paciente. Para ello, se estudió el efecto que el calor ejerce sobre el sistema inmune y sobre las células cancerosa, y se modeló matemáticamente la interrelación entre estos dos sistemas. Con este fin, se adaptó un modelo depredador-presa tipo Lotka-Volterra, en el cual las condiciones iniciales del paciente y las tasas del modelo pueden cambiar por efectos del calor. Los resultados obtenidos mostraron que la hipertermia puede favorecer el control tumoral, no solo a través de la modificación de las condiciones iniciales, sino mediante la modulación de parámetros clave como tasa a la que las células efectoras se acumulan en la región de localización del tumor (𝜌) , la competencia entre las células tumorales por recursos limitados como nutrientes o espacio (𝛽) y la tasa de inactivación de células inmunitarias en la interacción con las tumorales ('). Estos resultados demuestran una vez más que la hipertermia es una alternativa prometedora que puede usarse para potenciar la respuesta inmunitaria de cada paciente y la efectividad de otros tratamientos.
Desarrollo de un algoritmo para la evaluación de densidad mamaria
(Pontificia Universidad Javeriana) Gómez Muñoz, Silvia María; Ramos Correa, Víctor Alfonso; Catellanos, María Esperanza; Carolina, Viloria Barragán; García Sánchez, Lady Astrid
El objetivo de este trabajo es determinar la densidad mamaria utilizando un algoritmo basado en los histogramas de intensidad de imágenes mamográficas 2D sin procesar. Este proyecto proporciona una herramienta para extraer y cuantificar las características de los tejidos mamarios mediante el establecimiento de umbrales de intensidad. La metodología se fundamenta en un algoritmo que evalúa estas imágenes, ofreciendo una solución para aquellos interesados en explorar y comprender mejor las propiedades del tejido mamario. El algoritmo propuesto permite una segmentación detallada del tejido denso. Los resultados obtenidos para la estimación de la densidad mamaria se generaron mediante el procesamiento de cada imagen de prueba utilizando un código en Python, siguiendo una metodología que se basa en la interpretación del histograma de cada imagen, que refleja la distribución de las intensidades en escala de grises. A partir de esta información, se definieron umbrales para separar los diferentes tipos de tejido presentes en la mama como el tejido graso y el fibroglandular. Posteriormente, se segmentan estos tejidos para obtener las áreas de los píxeles de cada uno. Seguido del cálculo del espesor del tejido fibroglandular para determinar el volumen de este tejido, y conociendo el espesor de compresión de la mama, se puede obtener el volumen de tejido graso. Con la razón entre el volumen del tejido glandular y el volumen total se estimó la densidad mamaria. Al obtener la densidad mamaria a partir de imágenes en formato RAW, los resultados se compararon con los valores proporcionados por el software del mamógrafo Siemens. Este formato presenta imágenes con poco contraste y valores de intensidad muy cercanos entre sí, lo que dificulta la diferenciación clara entre los distintos tipos de tejido. La falta de contraste puede haber influido en la precisión de la segmentación del algoritmo, generando valores atípicos en comparación con los resultados del software de referencia. Estos factores subrayan la necesidad de continuar trabajando en la automatización del algoritmo, mejorando su capacidad para ajustar los umbrales y optimizar la interpretación de imágenes de bajo contraste, como las RAW. Para abordar estos valores atípicos, se incluyó una interfaz interactiva con botones que permite ajustar los umbrales de segmentación de manera dinámica, proporcionando una forma intuitiva de explorar y ajustar los parámetros según las características individuales del tejido. Existen el mercado software para la estimación de la densidad mamaria, pero debido a sus altos costos, no todos los centros de salud pueden acceder a ellos. Este trabajo ofrece una herramienta accesible proporcionando una opción viable para estimar el tejido mamario sin la necesidad de software costosos. Además, la metodología tiene un gran potencial para continuar su desarrollo y, en el futuro, podría automatizarse por completo, ofreciendo una alternativa gratuita y eficiente.
Estimación del riesgo de reacciones tisulares y de cáncer radioinducido, asociado a dosis absorbidas en órganos de pacientes con recurrentes exámenes de tomografía computarizada de cráneo
(Pontificia Universidad Javeriana) Alejo Martinez, Harley; Castellanos López, María Esperanza; Salazar Hurtado, Edison de Jesús; Poveda Bolaños, Jairo Fernando; Abril Fajardo, Andrea Johana; Kodlulovich Renha, Simone
Por su condición clínica, algunos pacientes pueden necesitar someterse a exámenes de tomografía computarizada (CT, por sus siglas en inglés) de cráneo de forma recurrente en un corto período de tiempo, lo que incrementa los riesgos de exposición a la radiación, tanto de tipo estocástico como de reacciones tisulares. El objetivo de esta investigación fue determinar el riesgo de reacciones tisulares en el cristalino y de cáncer en pacientes a los que se les realizaron exámenes de CT de cráneo, simples o con contraste, de manera recurrente en un período de un año, en una institución prestadora de servicios de salud de alta complejidad. Se realizó una búsqueda retrospectiva en 5051 exámenes de CT de cráneo adquiridos entre el 1 de junio de 2021 y el 1 de junio de 2022. Los parámetros radiológicos y las magnitudes dosimétricas registradas en cada uno de los estudios se extrajeron del reporte estructurado de dosis (SR) de cada paciente. Para la estimación de las dosis absorbidas en órganos se usaron los softwares VirtualDose (VD) y el del Instituto Nacional de Cáncer de los Estados Unidos (NCICT), los cuales están validados y disponibles comercialmente o para investigación. En total, se encontraron 152 pacientes con tres o más estudios de cráneo, lo que corresponde al 3.5% del total de los pacientes atendidos. El paciente con mayor número de estudios recurrentes en el período analizado alcanzó catorce CT de cráneo. Las condiciones clínicas por las que se ordenaron los estudios radiológicos estuvieron principalmente asociadas a enfermedades cerebrovasculares con el 38.8%, traumatismos de cabeza con el 38.2% y enfermedades neoplásicas malignas con el 13.2%. Los servicios que más pacientes derivaron a estudios de CT de cráneo fueron UCI Adultos, Urgencias y Hospitalización, contribuyendo con el 43.9%, 35% y 16.6%, respectivamente. Se estudió la relación entre la dosis absorbida en órganos y el indicador de dosis CTDIvol, discriminado para pacientes adultos y pediátricos, y por género. En este caso, se encontró una relación lineal en cada uno de los órganos expuestos en el campo de radiación primario. En lo relacionado con el riesgo de reacciones tisulares, ningún paciente superó el umbral de dosis (500 mGy) para opacidades o cataratas en el cristalino. Las dosis acumuladas más altas para una paciente con catorce estudios acumulados fueron en el cristalino de 353.7 mGy; en cerebro de 349.5 mGy; en tiroides de 284.0 mGy; en glándulas salivales de 427.2 mGy; en región extratorácica de 550.2 mGy; en mucosa oral de 525.4 mGy; en cavidad oral de 299.1 mGy y en glándula pituitaria de 303.2 mGy. Finalmente, se calculó el exceso de riesgo relativo (ERR) de incidencia de cáncer en cerebro, tiroides y cavidad oral a partir de las dosis absorbidas por órgano. Para esto, se aplicaron los modelos de riesgo de los Efectos Biológicos de la Radiación Ionizante (BEIR) VII. Se encontró que el ERR más alto de cáncer de cerebro fue de 0.101 para un paciente masculino de 56 años que recibió una dosis absorbida en el cerebro de 231.2 mGy en siete estudios; los ERR más altos de cáncer de tiroides y de cavidad oral fueron de 2.67 y 0.18 respectivamente, que corresponden a una dosis de 284 mGy en tiroides y 239.1 mGy en cavidad oral en una paciente pediátrica de 2 años con trece estudios acumulados de CT de cráneo. Esta investigación evidenció que el riesgo de cáncer en cada órgano está influenciado por la edad de exposición y por la dosis absorbida. Se observó que los pacientes más jóvenes y aquellos que recibieron dosis más altas de radiación presentaron un mayor exceso de riesgo relativo a desarrollar cáncer en los órganos analizados
Simulación de un búnker de radioterapia y obtención de dosis en el paciente debido a la dispersión producida en las paredes e introducción a la obtención de mapas de dosis
(Pontificia Universidad Javeriana) García Silva, Juan Sebastián; Rodríguez Herrera, Wilmar; Castellanos, Maria Esperanza; Zutta, Julían Mateo; Arciniegas, Mauricio Andres
Se realizaron múltiples simulaciones Monte Carlo utilizando Geant4, donde para cada una de ellas se simularon historias de fotones. Mediante el uso de Geant4 se construyó el bunker de radioterapia del Hospital Universitario San Ignacio para el acelerador Elekta Axesse, donde las barreras tenían una composición equivalente al concreto Portland. Se envió un haz de radiación de 6MV en 4 orientaciones de haz que inciden sobre una esfera ICRU ubicada en el isocentro. Esto con el fin de determinar la contribución de la radiación dispersa en los fantomas que actuaban como paciente y piel del paciente. Además, se creó otra esfera ICRU que se ubicó a 2 metros de la esfera que simula el paciente, para determinar cuál sería la dosis que recibiría otra persona situada en esta ubicación. Se realizó una última simulación en la que se crearon dos cubos con composición equivalente al aire, que actuaban como voxels, y se colocaron también a 2 metros de la esfera que representaba al paciente. El objetivo era determinar la incertidumbre asociada a la dosis determinada en voxels de cierto tamaño. Siendo una etapa preliminar en el estudio de factibilidad para la elaboración de mapas de dosis. Los resultados obtenidos revelaron que la contribución al total recibida por el paciente y debida la dispersión de la radiación en las paredes es del 0,011%, y en la piel es del 0,025%. Aunque estas cifras son bajas, es la primera vez que se reliza una cuantificación de este valor. Además, se determinó que la dosis que una persona podría recibir en el interior del búnker durante un tratamiento es del 0,475% de la dosis que recibe el paciente. Si bien esta situación es poco probable debido a las medidas de seguridad actuales en los centros de radioterapia, proporciona información valiosa para mejorar los protocolos de seguridad y prepararse para situaciones excepcionales. Finalmente, se determinó que la incertidumbre estadística que se puede alcanzar en la determinación de la dosis para un vóxel de 20 cm en cada lado es del 0,36%, y para un vóxel de 50 cm en cada lado resultó ser del 0,12%, lo cual representa un panorama alentador para la obtención de mapas de dosis mediante Geant4.
Herramienta computacional para la cuantificación de la imagen del simulador físico en mamografía
(Pontificia Universidad Javeriana) Conde Cuchillo, Milton Esteban; Daza Moreno, José Agustín; Abril Fajardo, Andrea Johana; Ramos Correa, Víctor Alfonso; Bustacara Medina, Cesar Julio; Blanco Pacheco, Claudia Aracely
El cáncer de mama es una de las patologías que más afectan a las mujeres colombianas, siendo este tipo de cáncer el único que tiene un método diagnóstico y de tamizaje especifico. La mamografía es un examen de imágenes diagnósticas que utiliza radiaciones ionizantes para obtener una representación del estado de la mama pos-detección del cáncer como tal; sin embargo, este examen puede realizarse con procesos preventivos, realizando un examen anualmente para determinar posibles elementos desencadenantes de patología cancerígenas en la mama. Este tipo de exámenes presenta similitud con las generalidades en los exámenes que utilizan radiaciones ionizantes, pero debido a las características especiales de la mama, debe realizarse con una técnica específica, por lo que para su realización es necesario de un equipo específico, este es el mamógrafo. Como todo equipo de radiaciones ionizantes, para garantizar la calidad de las imágenes y su utilidad para su fin, debe ser sometido a controles de calidad regularmente, siendo una de las pruebas el control de calidad de imagen, realizado con el uso de un simulador físico en la que se pretende identificar los objetos de prueba presentes en el simulador físico, consistiendo la prueba en puntuar cada grupo de objetos de prueba dependiendo de lo que se aprecie en las imágenes obtenidas, este procedimiento se realiza cualitativamente Este trabajo pretende desarrollar un algoritmo que determine cuantitativamente la puntuación de los objetos de prueba, para lo cual utiliza las técnicas de filtrado y segmentación para distinguir elementos en la imagen, con los cuales se procede a identificar si corresponden a los objetos de prueba, y que puntuación se deba entregar de acuerdo a sus características físicas.
Aproximación a la cuantificación del daño en el ADN a bajas dosisy su asociación con el riesgo de efectos estocástico
(Pontificia Universidad Javeriana) Quintero Velásquez, Laura; Aristizabal Pachón, Andrés Felipe; Abril Fajardo, Andrea Johana; Plazas de Pinzón, María Cristina; Leyva Royas, José Alfonso; Marín Jiménez, Alejandro; De Mendoza Velásquez, Adriana María
Los efectos de la radiación ionizante en los sistemas biológicos están bien caracterizados para dosis superiores a 100 mGy. Para dosis inferiores, se ha adoptado un modelo de riesgo conocido como el modelo lineal sin umbral. Este modelo se considera una alternativa conservadora que tiene como objetivo reducir la aparición de efectos secundarios debidos a la exposición a bajas dosis de radiación ionizante. Esta adopción se debe, en parte, a la limitada disponibilidad de datos en estas exposiciones (≤ 100 mGy). Este estudio busca aproximarse a la cuantificación daño inducido en el ADN mediante la exposición a dosis de radiación en el rango de 50 a 150 mGy, utilizando electrones con energías de 30, 100 y 500 keV; y contrastar dichos resultados con reportes de efectos en estudios retrospectivos. Este daño se rastrea mediante la cuantificación de especies reactivas de oxígeno y roturas simples y dobles en la cadena de ADN inducidas por radiación, empleando simulaciones mecanicistas llevadas a cabo con Geant4-DNA. De acuerdo con los resultados obtenidos, se observa un aumento significativo en la producción de agentes oxidantes en relación con el número de lesiones diarias generadas en el núcleo celular. Por otro lado, se observa una predominancia en la generación de rupturas simples respecto a las rupturas dobles. En consecuencia, es posible establecer una correlación entre los resultados anteriores y la posible aparición de enfermedades no cancerosas. Enfermedades que se encuentran relacionadas con otros factores como el estilo de vida y la interacción de complejas respuestas genéticas, inmunológicas y epigenéticas.
Evaluación de calidad dosimétrica de planes de tratamiento de radiocirugía intracraneal de dosis única
(Pontificia Universidad Javeriana) López Díaz, Diego Mario; Abril Fajardo, Andrea Johana; Castellanos López, Maria Esperanza; Hervias Jara, Marianela
Para los tratamientos de radiocirugía estereotáctica (SRS) intracraneales de única dosis se requiere establecer las recomendaciones adecuadas para la planeación del tratamien- to. También es necesario garantizar la precisión del isocentro de radiación y el isocentro mecánico, así como establecer un margen CTV-PTV para tener una mejor exactitud en la entrega de la dosis. Este trabajo muestra la elaboración, análisis y comparación de planes de tratamientos de SRS intracraneales de única dosis bajo las recomendaciones de los reportes ICRU 83 y 91. Se determinaron los valores de la incertidumbre del isocentro mediante una prueba de precisión del asistente de movimiento del XVI y se calculó un margen para la delimitación del PTV que se espera pueda ser usado para garantizar la exactitud en la entrega de la dosis en los tratamientos de SRS intracraneales de única dosis. Se encontró que en los planes de entrega de dosis homogénea, bajo los parámetros del ICRU 83, hay una relación entre el tamaño y la ubicación de la lesión y los parámetros de evaluación, lo que no sucede en los planes hechos bajo las recomendaciones del reporte ICRU 91. En los planes con las recomendaciones de ICRU 83 no se encontró una conformación adecuada de la dosis al volumen tratado. Para los planes de ICRU 91 no se encuentra una relación entre el tamaño y la cobertura, lo que permitiría mejorarla usando técnicas de planeación más elaboradas. Se encontró que los planes con entrega de dosis heterogénea que tienen alto gradiente (ICRU 91) afectan un volumen más grande de los órganos en riesgo (cerebro y tallo) comparado con el volumen afectado por los planes hechos con las recomendaciones del ICRU 83. Adicionalmente, teniendo en cuenta los valores de las incertidumbres del isocentro, deter- minadas mediante la prueba planteada por Elekta, la distorsión geométrica de las IRM y las variaciones en el posicionamiento del paciente se determinaron los errores sistemáticos y aleatorios, se estableció que los valores del margen CTV-PTV son de 1,042 mm para el eje x, 0,201 mm para el eje y y 2,234 mm para el eje z.
Determinación de curvas de atenuación y valores de TVL en barreras secundarias para radiación dispersa en paciente en haces de 6 MV y 10 MV
(Pontificia Universidad Javeriana) Galvis León, Hernán Dario; Rodríguez Herrera, Wilmar; Castellanos Lopez, Maria Esperanza; Rivera Diaz, Nataly; Arciniegas Alvarez, Mauricio Andrés
En este estudio, se examinaron y generaron valores de TVL utilizando herramientas computacionales de vanguardia, como Geant4. Esta herramienta nos permitió simular el envío de haces de radiación de 6MV y 10 MV para interactuar con un maniquí denominado “esfera ICRU”, que posee propiedades similares a las del tejido humano. Durante la interacción entre los haces de radiación y la esfera, se generaron espectros dispersos que se recopilaron mediante la simulación en función del ángulo para ser enviados a una barrera de concreto Portland de densidad 2.2 g/cm³. Luego, se llevó a cabo un estudio de la transmisión de estos espectros a través de barreras de diferentes grosores de concreto Portland. Se cambió la longitud de la barrera hasta alcanzar un grosor máximo de 100 cm. La cuantificación de esta transmisión se realizó utilizando el maniquí MIRD para medir la dosis depositada en cada simulación, teniendo en cuenta el grosor de la barrera y el ángulo de dispersión. Más adelante se procedió a representar gráficamente los datos de simulación en función de las variables de grosor y porcentaje de transmisión y mediante un ajuste de los datos simulados fue posible cuantificar y obtener los valores de TVL en dispersión en paciente.
Evaluación de incertidumbres en la técnica de Radioterapia Guiada por Superficie para tratamientos de radiocirugía estereotáctica craneal
(Pontificia Universidad Javeriana) Amaya Ríos, Estefanía; Castellanos López, María Esperanza; Rodríguez Hernández, Andrea Paola; Rodríguez Herrera, Wilmar; Estrada Molina, Amilcar; Marín Jimenez, Alejandro
La complejidad de los procedimientos y nuevas técnicas de radioterapia, así como la reducción de márgenes de irradiación y aumento de dosis por fracción, hacen que sea necesaria la implementación de tecnologías que reduzcan las incertidumbres en el posicionamiento del paciente. La radioterapia guiada por imagen es una de las técnicas de control de posicionamiento que más se utiliza para validar la ubicación del blanco de tratamiento antes de la entrega de la dosis. Existen otras técnicas novedosas como la radioterapia guiada por superficie que se basa en la reconstrucción 3D y monitorización de la superficie del paciente por medio de un sistema de cámaras ópticas. El objetivo de este trabajo fue evaluar dos sistemas que utilizan principios de funcionamiento diferentes en la verificación del posicionamiento del paciente en radiocirugía estereotáxica craneal. Se realizó el comisionamiento de la técnica de radioterapia guiada por superficie por medio de la realización de pruebas que evaluaron el funcionamiento, conectividad, comunicación, exactitud, precisión y alcance del sistema Identify de Varian. Algunas de estas pruebas se realizaron simultáneamente con el sistema de tomografía computarizada de haz cónico que se encuentra integrado al gantry del acelerador lineal, con el fin de analizar y comparar las respuestas de estos dos equipos. Se utilizó la camilla robótica de seis grados de libertad para realizar desplazamientos conocidos a un maniquí antropomórfico de cabeza para poder evaluar los desplazamientos detectados por los dos sistemas de imágenes. El comisionamiento del Identify se llevó a cabo satisfactoriamente y mostró que el sistema permite detectar desplazamientos a nivel submilimétrico de un área útil para radiocirugía estereotáctica de mínimo 22, 34 y 32 cm en dirección vertical, longitudinal y lateral, respectivamente. Ambos sistemas presentaron buena exactitud siendo la diferencia más grande respecto al valor de referencia de 0.5±0.07 mm y 0.3±0.03° para el Identify y 0.3±0.06 mm y 0.4±0.1° para el otro sistema. Igualmente, la desviación típica de los desplazamientos detectados interfracción fueron menores a 0.05 mm y 0.11° lo cual se encuentra dentro de los valores de tolerancia establecidos para radiocirugía estereotáctica. La prueba de análisis de varianza demostró que la detección de los movimientos de ambos sistemas son comparables con los valores de referencia de la camilla. A partir de lo anterior y de los resultados de la prueba ''end-to-end" en donde se reunieron en un mismo procedimiento todas las variables evaluadas en este estudio, se pudo establecer un flujo de uso de estos dos sistemas de imagen para radiocirugía estereotáctica que asegura el posicionamiento del paciente y del volumen de interés y la monitorización continua de los movimientos inter e intrafracción de la superficie del paciente.
Propuesta de un procedimiento para la aceptación de un linac pre-configurado y un haz fff modelado de fábrica.
(Pontificia Universidad Javeriana) Sánchez Manzano, María Paula; Marín Jiménez, Alejandro; Catellanos Lopez, María Esperanza; Rodríguez Hernandez, Andrea Paola
En la actualidad, algunas instituciones optan por financiar y adquirir aceleradores lineales de uso clínico pre-configurados, junto con modelos de haces pre-establecidos. Esta elección tiene como objetivo llevar a los servicios de radioterapia a un estado operativo mucho más rápido, en comparación con el proceso de puesta en marcha tradicional. Este trabajo propone un lineamiento para las pruebas de aceptación para el cliente (CAT), teniendo en cuenta campos entre 0.5x0.5 cm2 hasta 4x4 cm2 para un LINAC Elekta, junto con el modelado de un haz de fotones de energía nominal de 6 MV sin filtro aplanador (FFF) bajo el sistema Accelerate Go Live (AGL). La adquisición de datos se realizó en el sistema de dosimetría MP3-M de PTW, utilizando los detectores PTW: farmer 30013, semiflex 31010, pinpoint 31016 y diodo E 60012. Para la comparación entre los parámetros dosimétricos medidos y calculados se utilizó el software Monaco Comissioning Utility (MCU) con criterios gamma de 1%/1mm en los análisis en modo relativo para curvas PDD y perfiles. Se realizó en análisis en modo absoluto con criterios gamma de 2%/2mm para curvas PDD en tamaños de campo entre 2x2 cm2 y 40x40 cm2. La verificación de planes de tratamientos de pacientes se realizó usando películas radiocrómicas junto con el software SNC Patient con criterios gamma 5 %/2mm y 5 %/1mm. Se encontró una buena correlación entre los datos medidos y los declarados por el fabricante en las pruebas establecidas en el CAT (Por sus siglas en inglés Customer Acceptance Test). Al evaluar los tamaños de campo entre 0.5x0.5 cm2 y 2x2 cm2 se encontró un buen ajuste entre curvas PDD y perfiles medidos con el modelado del haz de 6 MV FFF por análisis gamma con criterios 1%/1mm. La menor tasa de paso gamma fue del 94.80% para el caso de las curvas PDD en el tamaño de campo de 1.5x1.5 cm2. La coincidencia de los perfiles transversales fue superior al 95%. La mayor desviación de los factores de salida (OF) fue del 0.26% para el campo de 2x2 cm2. Para los planes de tratamiento evaluados con criterios de 5%/1mm la menor tasa de paso gamma es del 89.40% y para 5%/2mm es 98.00%. Cada institución, utilizando sus recursos disponibles, debe garantizar la confianza del modelado suministrado por el fabricante en campos pequeños y cumplir con el grado de ajuste requerido por los físicos médicos cualificados. Sin embargo, se debe tener en cuenta las limitaciones, ya que la validación del modelo podría verse afectado por posibles errores en las mediciones experimentales y por la aleatoriedad del cálculo en el sistema de planificación del tratamiento (TPS).
Efecto de la renovación tecnológica en la dosis de radiación y en la calidad de las imágenes de tomografía computarizada
(Pontificia Universidad Javeriana) Morales Rojas, Alejandra; Ramos Correa, Victor Alfonso; López Castellanos, María Esperanza; Abril Fajardo, Andrea Johana; Díaz Londoño, Gloria María; Salazar Hurtado, Edison de Jesús
Tanto la dosis de radiación como la calidad en la imagen en TC están fuertemente influenciadas por factores como el tipo de examen, tamaño del paciente, zona anatómica a explorar y tecnología con la que se cuenta. Por ende, es de gran importancia y es un reto para radiólogos y físicos médicos entablar una relación adecuada entre la calidad de la imagen y la menor exposición de radiación posible en el paciente. A pesar de que el CTDI y el DLP son las magnitudes asociadas a la dosis con las que se establecen los DRL, esas magnitudes dosimétricas son independientes del tamaño del paciente, razón por la cual la AAPM introduce el parámetro SSDE que aún no es utilizado como indicador de dosis, pero sirve como una fuente adicional de información. El objetivo principal de este trabajo es evaluar a partir de las magnitudes de CTDI, DLP y SSDE la reducción de dosis recibida por los pacientes sometidos a exámenes de TC de cráneo, tórax de alta resolución, tórax con contraste, urotac y abdomen total, asociada a la actualización de tecnología en el Hospital Universitario San Ignacio (adquisición de un nuevo TC), incluyendo análisis comparativo de la calidad de la imagen usando métricas como ruido, resolución espacial y de contraste medidas sobre el simulador catphan. Se desarrollaron dos códigos en Python. Con el primero se recolectó la información correspondiente al voltaje, la corriente promedio (para el caso de modulación) y tiempo de exposición, y con el segundo se realizó delimitación de la estructura para calcular el diámetro equivalente en agua (Dw) y posteriormente el SSDE. Se encontró que para cráneo el CTDIvol disminuyó y presentó una diferencia porcentual del 29%, para tórax con contraste de 82.4%, urotac de 83.9% y para abdomen total de 73.1%. Para el DLP en cráneo se obtuvo una diferencia porcentual de 38.3%, para tórax de alta resolución de 85.3%, tórax con contraste de 69.6%, urotac de 75.4% y para abdomen total de 64.8%; para SSDE la diferencia porcentual fue de 27.7% para cráneo, 86.7% para tórax de alta resolución, 81.6% para tórax con contraste, 83.1% para urotac y 74.3% para abdomen total. En lo que respecta a la calidad de imagen, se pudo evidenciar que si existen variaciones entre los valores obtenidos de la evaluación de las métricas entre las imágenes obtenidas por el Aquilion 64 y el Aquilion Prime SP pero teniendo en cuenta que no se ha tenido una retroalimentación por parte de los radiólogos o una tasa de rechazo de las imágenes que indiquen deficiencias, se infiere que la calidad de la imagen para los estudios analizados, realizados con el nuevo tomógrafo es de calidad similar a las obtenidas con el anterior, cumpliendo con el objetivo diagnóstico pero con dosis de radiación al paciente mucho más bajas.
Modelo matemático para predecir el resultado terapéutico de hipertermia y radiaciones ionizantes aplicadas con nanopartículas de oro en colonias celulares (supervivencia celular - in vitro) y tumores (control tumoral - in vivo)
(Pontificia Universidad Javeriana) Muñoz Ordoñez, Anni gyssel; De Mendoza Velasquez, Adriana María; Leyva Rojas, José Alfonso; Fierro Herreño, César Aurelio
La radioterapia puede destruir células tumorales eficientemente, sin embargo, las dosis necesarias empleadas pueden infligir daños colaterales graves a los tejidos sanos circundantes. Recientes estudios han demostrado el beneficioso efecto de las nanopartículas de oro (AuNPs) en el tratamiento de la hipertermia (HT) y/o radioterapia (RT) como una opción para mejorar los resultados terapéuticos individual o simultáneamente, reduciendo así las dosis de radiación necesarias. Describir matemáticamente el efecto sinérgico de la termorradioterapia simultánea con AuNPs, es esencial no sólo para mejorar la comprensión de los mecanismos subyacentes, si no durante la planificación de los tratamientos. El propósito del presente trabajo es contribuir a tal fin. Para eso, se desarrolló una función de reparación enzimática, la cual se introdujo en la tasa de acumulación de daño subletal del modelo de Jung. De esta manera, la tasa de daño adquiere dependencia temporal debido a la activación de los mecanismos de reparación celular. Esto nos permite describir situaciones en las cuales la reparación pueda afectar los resultados terapéuticos, tales como el transcurso de tiempo entre aplicaciones sucesivas, o el desarrollo de tolerancia a la terapia. Se tomaron datos reportados en la literatura, para validar las ecuaciones planteadas y se reprodujeron (o predijeron) curvas supervivencia celular (o de control tumoral), en tejido neoplásico sometido a HT de precisión y/o Radioterapia aplicada con nanopartículas de oro.
Implementación del TG 198 para el control de calidad del colimador multiláminas
(Pontificia Universidad Javeriana) Leon Martinez, Eliana Martina; Marin Jimenez, Alejandro; Rodriguez Herrera, Wilmar; Burbano, Johnny; Castellanos Lopez, Maria Esperanza
El colimador multiláminas (MLC) es uno de los componentes del acelerador lineal con mayor impacto en la administración de los tratamientos, por tal motivo la evaluación de desempeño del mismo es indispensable. Existen recomendaciones internacionales de pruebas rutinarias para el control de calidad del MLC; sin embargo, debido a la creciente carga de tratamientos la disponibilidad del equipo para ejecutarlas es limitada, lo que conlleva a realizar esfuerzos para optimizar el proceso de control de calidad promoviendo la facilidad, rapidez y eficiencia. Este trabajo implementa el reporte TG 198 de la Asociación Americana de Físicos Médicos como guía para proponer un protocolo de pruebas de control calidad con campos estáticos para un colimador multiláminas (MLCi2), usado en tratamientos de radioterapia de intensidad modulada, mediante del dispositivo de imágenes portales y un software desarrollado para la evaluación de la imagen. El protocolo propuesto adoptó satisfactoriamente siete de las diez pruebas recomendadas por la AAPM para el MLC, incluye a la rutina institucional una prueba de comprobación de la alineación gantry - EPID. Los resultados indican que las pautas aplicadas en las etapas adquisición de imágenes y evaluación de las pruebas para el MLC reducen los tiempos de ejecución en comparación a la media de los lapsos reportados en el TG 198, alrededor de 23%.
Comisionamiento del sistema Compass para verificación del cálculo de planes de tratamiento de radioterapia por intensidad modulada con haces filtrados y sin filtro aplanador
(Pontificia Universidad Javeriana) Calderón Colmenares, Fabian Santiago; Castellanos López, Maria Esperanza; Vásquez Mejía, Jaider; Rodriguez Herrera, Wilmar; Marín Jimenez, Alejandro; Medina Pinzon, Luis Carlos
En este trabajo se realizó el comisionamiento del sistema Compass que permite una verificación redundante de las distribuciones de dosis obtenidas en planes de tratamiento de radioterapia. El comisionamiento se realizó modelando el haz de 6MV del LINAC TrueBeam STx que permite utilizar haces con filtro aplanador (FF) y sin filtro aplanador (FFF) en los tratamientos de pacientes. La primera etapa consistió en realizar una comparación de las curvas de PDD y de los perfiles del haz adquiridas experimentalmente en el ´ultimo comisionamiento del LINAC con las curvas calculadas por el sistema Compass tanto para haces FF como para haces FFF. Para poder generar el modelo se importaron los datos físicos de la máquina y se realizo un modelado del haz con las herramientas disponibles del software; se encontró que el ajuste para ambos haces es adecuado teniendo en cuenta las recomendaciones del TRS 430. La segunda etapa consistió en la comparación de distribuciones de dosis para un solo haz incidiendo sobre un maniquí homogéneo. Se encontró que todas las tasas de paso γ evaluadas superan el 90 % para todos los criterios; también se encontró que ninguna región en el maniquí homogéneo supera el 3 % de diferencia relativa de dosis y las máximas desviaciones se encuentran en tamaños de campo pequeños. Posteriormente se evaluó el desempeño de la técnica VMAT con las recomendaciones del TG 119 para ambos modelos del haz. Se encontró entre otros resultados que para haces FF el promedio de la tasa de paso γ para los criterios evaluados fue de 99,9 %, lo cual genera un limite de confianza local de 99,4 % de tasa de aceptación. Para los haces FFF se encontró que existen estructuras que llegan a un 4 % de desviación de la dosis de referencia del TPS primario. Finalmente se realizó el estudio en un caso real de una planeación de tratamiento de tórax donde se obtuvo que la médula espinal tiene una diferencia de dosis de 21 % si se evalúa la dosis recibida por el 50 % del volumen (D50) para los haces FF con un comportamiento similar para los haces FFF obteniendo un 19 % de desviación. También se encontró que el cálculo de distribuciones de los dos haces tienden a subestimar la dosis calculada por el TPS primario y que para los haces FFF la tolerancia en la exactitud de la dosis es superada en el 83 % de las estructuras de interés. Futuros trabajos deben ser realizados para entender y mejorar estos resultados.
Modelado de un haz de fotones de uso clínico mediante métodos Monte Carlo aplicado a un acelerador VARIAN IX de 6 MV
(Pontificia Universidad Javeriana) Torres Gutiérrez, Javier Alejandro; Rodríguez Herrera, Wilmar; Vásquez, Jaider; Trujillo Bastidas, Cristian David; Zutta Villate, Julián Mateo; Estrada, Amilcar
Por medio de simulaciones con métodos Monte Carlo y algoritmos de cálculo suministrados por el software BEAMnrc se logró modelar en primera instancia la geometría del cabezal de un LINAC VARIAN IX con energía de 6 MV. Se definieron a partir de los datos reportados por el fabricante componentes como, blanco, colimador primario, ventana de vacío, filtro aplanador, cámaras de ionización, espejo, mandíbulas y retícula de salida del cabezal. Para la simulación se utilizaron librerías disponibles en BEAMnrc para modelar cada parte del cabezal del LINAC. Adicionalmente, la herramienta DOSXYZnrc permitió el diseño e implementación de un fantoma de agua para la medición de los datos de curvas de dosis en profundidad (PDD) y perfiles de haz. Se logró con esto adquirir un espacio de fase que permitió obtener curvas de dosis en profundidad y perfiles de haz para campos de 6x6 cm.^2, 10x10 cm.^2 y 20x20 cm.^2, que coinciden con las condiciones experimentales. Al evaluar los datos simulados mediante el índice de aceptación TRS 430, estos mostraron un porcentaje de diferencia mucho menor al 2% bajo criterio de dosis y menor a 2 mm en zonas de penumbra para el criterio de espacio, cumpliendo con los parámetros de aceptación en más del 96% de los puntos evaluados. Los resultados obtenidos son de gran utilidad ya que una vez validados los valores simulados el software se convierte en una poderosa herramienta de predicción de futuras mediciones relacionadas a los controles de calidad, permitiendo así un apoyo conceptual para la mejora de los servicios prestados en el centro de radioterapia que haga uso del acelerador estudiado.
Determinación de coeficientes de dispersión en paciente y curvas de atenuación de dosis para haces de acelerador de 4 y 6 MV
(Pontificia Universidad Javeriana) Páez López, Julián Orlando; Rodriguez Herrera, Wilmar; Agulles Pedros, Luis; Castellanos López, Maria Esperanza
En el contexto de diseño de áreas controladas para haces de menos de 10 MV se produjeron curvas de atenuación en concreto y coeficientes de dispersión en paciente con valores de incertidumbre inferiores al 1%, mediante el uso de Geant4. Herramienta que nos permitió evaluar diferentes configuraciones geométricas, teniendo como parámetros de estudio los espectros del haz utilizados, las composiciones y densidades de los materiales usados y las dimensiones de los diferentes elementos físicos involucrados (barreras, volúmenes detectores, etc.). Los resultados encontrados se dividen en dos líneas. Por un lado, desde el análisis de la atenuación del haz en concreto se obtuvieron, en primer lugar, curvas de atenuación para haces de 4 y 6 MV entre los cuales se tenían espectros de aceleradores como el Varian Clinac 21EX, Siemens, entre otros. Se verificó la tendencia que mostraba los datos encontrados y se comparó con resultados usados en la actualidad que aluden a valores de TVL fijos, o que diferencian un primer TVL y un TVL de equilibrio, encontrando que, como era de esperarse, los valores hasta ahora usados son conservativos susceptibles a ser mejorados. Un resultado adicional nos muestra claramente la dependencia entre los valores de atenuación y la densidad del material atenuador que corresponde con una relación de tipo lineal. Este resultado se considera de gran valor por proveernos una herramienta generalizadora valiosa a la hora de producir el valor de TVL para distintas densidades. Finalmente, se evaluaron tres diferentes composiciones de concreto dentro de las cuales estaba el concreto Portland donde se hizo evidente la relación entre la capacidad de atenuación con el número atómico efectivo de un material. Una segunda línea de análisis se realizó a través de los coeficientes de dispersión en paciente. Desde este enfoque de análisis fue posible llevar a cabo la validación de las simulaciones hechas en este trabajo, por medio de la reproducción de los coeficientes de dispersión en paciente utilizados en la actualidad (publicados en el reporte 47 del OIEA y en el reporte 151 del NCRP) con la diferencia que en este trabajo logramos reportar las incertidumbres asociadas a cada valor. En segundo lugar, se propuso una geometría de cálculo más simple para estos coeficientes y que consideramos aborda de manera adecuada el problema de estudio, implicando con ello la obtención de incertidumbres mucho más pequeñas (menores al 1 %) sin que los resultados hallados difieran considerablemente de los utilizados en la actualidad. Finalmente, se logró calcular y reportar coeficientes de dispersión en paciente para una mayor cantidad de ángulos a los que se cuenta en la actualidad (esto gracias a que se redujo la incertidumbre de los mismos) y a partir de ellos se determinó que se ajustan de manera adecuada a una curva de tipo exponencial que nos proporciona una herramienta poderosa de generalización en caso de requerir en la práctica valores para ángulos no reportados.
Estudio de la exactitud del tratamiento de hipofraccionamiento en próstata mediante la ecuación de Van Herk
(Pontificia Universidad Javeriana) Duarte Camacho, Francy Karina; Muñoz Bravo, Jorge Emilio; Garzón Obando, Oscar Gabriel; Castellanos López, María Esperanza
En la radioterapia se debe administrar la dosis al paciente asegurando que el Volumen blanco clínico (CTV) reciba la dosis prescrita, por esto es necesario identificar, calcular y minimizar los errores presentes en la secuencia de tratamiento de radioterapia pues estos influyen en la exactitud de la entrega del tratamiento y en el margen CTV. El propósito de este trabajo fue evaluar la exactitud en la entrega de la dosis de los tratamientos hipofraccionados para el cáncer de próstata teniendo en cuenta los errores geométricos de configuración del paciente y delineación del volumen blanco, que contribuyen al componente sistemático y aleatorio del error, para por medio de la aplicación de la ecuación de Van Herk determinar el margen al CTV. La exactitud de los tratamientos de CA de próstata se puede dar cuantificando los errores sistemáticos y aleatorios que llevan a una elección objetiva del margen del CTV al volumen blanco de planeación (PTV), por medio de la ecuación de Van Herk, involucrando la influencia que tienen los errores de configuración del paciente y delineación del Volumen blanco, permitiendo que se tenga un PTV adecuado para no subdosificar el CTV y no infradosificar los órganos a riesgo como el recto y la vejiga. Se analizaron 35 pacientes con CA de próstata del Centro Javeriano de Oncología tratados con radioterapia externa hipofraccionada con fiducias intraprostáticas, en técnica VMAT. En diferentes sesiones de la administración de la dosis se realizó una tomografía con el sistema de imágenes volumétricas (XVI), como la herramienta de radioterapia guiada por imágenes. Para el cálculo del error sistemático y aleatorio de configuración se compararon las imágenes de referencia obtenidas de la CT de simulación con las imágenes de tomografía computarizada de haz cónico (CBCT) adquiridas en cada sesión del tratamiento, para cada paciente. Para el error sistemático de delineación del CTV, se realizó la comparación de las delineaciones de los volúmenes clínicos hechas de forma independiente por dos radioncólogos, esto para encontrar la variabilidad interobservador. Al calcular los errores sistemáticos y aleatorios, se determinó por medio de la ecuación de Van Herk un margen al CTV de: +x =0,53 cm, -x = 0,63 cm, +y = 0,61 cm, -y=0,70 cm, +z=0,73 cm y -z=0,55 cm cuando se tiene en cuenta un volumen de únicamente la próstata, y un margen de +x=0,56 cm, -x=0,67 cm, +y=0,74 cm, -y=0,76 cm, +z=0,70 cm y -z=0,64 cm cuando se tiene el volumen de próstata más vesículas seminales, que garantiza en los tratamientos de CA de próstata que el 90% de los pacientes recibiera al menos el 95% de la dosis prescrita al CTV. Encontrando que en el 100% de los resultados el error sistemático de configuración del pacientes es menor que el error sistemático de delineación, teniendo este con mayor contribución al componente sistemático del error. Basados en el error aleatorio de configuración se proponen niveles de tolerancia de: σ_X= 0,19 cm, σ_Y= 0,21 cm y σ_Z= 0,29 cm para la revisión online, establecer pasos y pautas de la verificación geométrica en la comparación de las imágenes de referencia y de tratamiento.
Análisis 3DVH en radioterapia externa con imágenes de simulación que presentan artificios
(Pontificia Universidad Javeriana) Hurtado Bernal, Daniel Leonardo; Muñoz Bravo, Jorge Emilio; Plazas De Pinzón, Maria Cristina; Abril Fajardo, Andrea Johana; Orejuela Mosquera, Diego Mauricio
En el ámbito de radioterapia de haz externo algunos pacientes presentan artificios en su simulación virtual, la cual es empleada para el cálculo de la dosis prescrita utilizando técnicas de tratamiento como arcoterapia perdiendo exactitud dosimétrica durante la administración de la dosis. Se emplearon los insertos metálicos de Al, Ti, acero inoxidable y bronce posicionados en el simulador físico CIRS de tórax simulados en el tomógrafo Asteion, el cálculo de la dosis es realizado en el sistema de planeación de tratamientos Monaco para los casos del TG-119; para próstata y forma en C fácil, en situaciones de artefacto más artificio, artificio y de artificio con densidad electrónica forzada para realizar la verificación de la dosis entregada por el acelerador lineal Synergy en el simulador físico ArcCHECK. Con los softwares SNC Patient y 3DVH se utilizó la función gamma global y la función gamma estructural en el criterio 3 %/3mm y TH=10 %, respectivamente, sobre el volumen blanco y los órganos a riesgo (OARs) de cada situación, donde también se evaluó la diferencia del volumen en V110%, V107%, V95% y V50% para el PTV y en 4 puntos VD% de los OARs en el DVH de Monaco y en el DVH del software 3DVH. La función gamma global de cada plan fue igual o mayor al 95% de coincidencia pero esta puede enmascarar fallos en la entrega de la dosis planificada por estructuras, como la sobredosificación en las estructuras objetivo (CTV y PTV) dando una función gamma estructural inferior al 80% y en los OARs en algunas ocasiones subdosificación con una función gamma superior al 90 %. La coincidencia en el análisis de 3DVH depende de la densidad del artefacto y de los artificio generados en la ubicación del blanco y de los OARs, se presentó una variación máxima en la exactitud dosimétrica en objetivos de optimización del tratamiento del orden de 13.9%(acero inoxidable) para artefacto, 5.8% (Ti) para artificio y DER Forzado 2.8% (acero inoxidable); en los OARs se presentó una diferencia máxima de -3.5% (bronce) para artefacto, 2.5% (bronce) para artificio y DER Forzado 2.7% (acero inoxidable). En conclusión, la presencia de materiales metálicos en las simulaciones virtuales puede generar variaciones en la exactitud dosimétrica del orden de un 5 %. Para disminuir esta variación se debe asignar valores de DER en relación a cada tipo de tejido observable.
Simulación en Geant4 para el cálculo de blindajes en instalaciones de radioterapia con aceleradores de menos de 10 MV
(Pontificia Universidad Javeriana) Cano Hincapié, Luis Daniel; Rodríguez Herrera, Wilmar
En el presente trabajo se buscó validar el uso de Geant4 para simular la transmisión y atenuación de la radiación y comparar los resultados de simulaciones con la metodología de cálculo de barreras propuesta por los reportes actuales para una instalación de radioterapia de menos de 10MV. De acuerdo a lo obtenido en los experimentos del 54Mn en Geant4 se concluye que esta es una herramienta confiable para simular la atenuación de radiación ionizante. Los resultados de la simulación del concreto con los grosores de TVL deportados en la literatura incluyen el factor de reducción esperado. Los resultados de la simulación del bunker indican limitaciones en la capacidad de predicción de los cálculos teóricos propuestos por el NCRP al elegir un haz de tamaño de 10 cm x 10 cm y una sobre-estimación del grosor de barrera para los objetivos de diseño.
Exactitud dosimétrica en tratamiento de radiocirugía mediante arcoterapia dinámica conformada y arcoterapia volumétrica modulada
(Pontificia Universidad Javeriana) Limas Montaña, Andrés Felipe; Muñoz Bravo, Jorge Emilio; Castellanos López, María Esperanza; Mendoza Oliveros, Isaías; Paz Lozada, Juan Carlos
La radiocirugía de dosis única es una opción terapéutica en el tratamiento de lesiones intracraneales (SRS), estas pueden ser administradas con un acelerador lineal Axesse mediante las técnicas arcoterapia dinámica conformada (DCA) y arcoterapia volumétrica modulada (VMAT) realizadas con el TPS Monaco. Con un análisis retrospectivo de 100 pacientes de SRS se define 5 tamaños de volumen entre [0.7-8.7] cc donde se realizan planeaciones de dosis única en DCA variando o no la tasa de dosis y en VMAT cambiando el mínimo tamaño y número de segmentos (MTS y FS respectivamente), los planes de tratamiento fueron calculados con una incertidumbre estadística del 1% y tamaño de voxel de 0.2 cm. Los diferentes planes fueron comparados cuantitativamente en el TPS en términos de número de unidades monitor (UM), número de segmentos planeados y de índices dosimétricos como el de conformidad (IC), homogeneidad (IH), gradiente (IG) y de heterogeneidad (HI). Se realiza la evaluación dosimétrica pre-tratamiento de cada plan utilizando una cámara de ionización pipoint dentro del cavity plug del ArcCHECK para medir dosis a punto y la función gamma-3D en criterio 5%/2mm con TH=50% en modo normal, en doble densidad se utilizó el ArcCHECK para DCA con tasa de dosis variable. Se propone también una verificación utilizando un sistema dosimétrico con película radiocrómica PRC-EBT3 y escáner Epson 10000XL donde se evaluó la distribución de dosis mediante la función gamma-2D con criterios de evaluación 5%/2mm, 5%/1mm, 4%/1mm y 3%/1mm con TH=50%. La técnica VMAT con MTS=1 y FS=M presenta la mejor relación de índices dosimétricos, la técnica DCA tiene menor cantidad de UM lo que representa menor tiempo de tratamiento y es mejor con tasa de dosis variable. Las dosis a punto es un método de control de calidad viable para SRS y mostró diferencias con el TPS dentro del rango ±2% para las diferentes planeaciones realizadas con VMAT y DCA independientes del tamaño del volumen. La tasa de aprobación de la función gamma-3D en el ArcCHECK es viable para volúmenes mayores de 8.7cc. La coincidencia gamma-2D al utilizar el criterio de evaluación para PRC fue mejor en VMAT que en DCA pero no hay diferencias significativas según los parámetros de estudio independiente del tamaño del volumen, en la técnica DCA los mejores resultados se obtuvieron con tasa de dosis variable.
Diseño de un software en Geant4 de estimación de dosis en cabeza debida a tratamientos con un sistema Leksell Gamma knife
(Pontificia Universidad Javeriana) Duarte Benavides, Nicolás David; Rodriguez Herrera, Wilmar; Hahn, Marc Benjamin; Agulles Pedros, Luis; Garzon Obando, Oscar Gabriel
La radiocirugía estereotáctica es una técnica muy utilizada en el contexto de la radioterapia, es de gran utilidad en el tratamiento de tumores cerebrales, esto debido a la complejidad que representa el realizar una cirugía abierta en tumores intracerebrales, uno de los equipos utilizados para llevar a cabo esta técnica, es el equipo Leksell Gamma Knife. En el presente trabajo se realizó una herramienta complementaria al cálculo de dosis en la planeación de tratamientos del equipo Leksell Gamma knife, utilizando un software de libre acceso y gran versatilidad como lo es Geant4. En este trabajo se realizó la construcción geométrica del casco colimador con el respectivo posicionamiento de las fuentes de $^{60}$Co, así como la implementación del fantoma MIRD en la simulación. Se presentarán los desafíos encontrados, las soluciones propuestas y los parámetros dosimétricos que permitieron evaluar la pertinencia y potencialidad del software como una herramientas complementaria a los sistemas de tratamiento de la actualidad.
Dosis efectiva en pacientes adultos en tomografía computarizada
(Pontificia Universidad Javeriana) Aguirre Hurtado, Carlos Alfonso; Castellanos López, María Esperanza; Ramos Correa, Víctor Alfonso; Daza Moreno, Jose Agustín; Zutta Villate, Julián Mateo
En este trabajo se abordó la cuantificación de la dosis de radiación que reciben los pacientes en estudios de tomografía computarizada (TC). Se realizaron estudios dosimétricos en tres equipos de TC de diferente tecnología para verificar los índices de dosis reportados, determinar los valores típicos como niveles de referencia para diagnóstico en estudios de cabeza y tórax, y establecer la dosis efectiva de acuerdo con protocolos y recomendaciones de la AAPM. Para verificar los índices de dosis en tomografía computarizada (CTDI) se usó un medidor de radiación Radcal AccuGold con una cámara de ionización tipo lápiz de 100 mm, se construyeron dos maniquís acrílicos huecos de 16 y 32 cm de diámetro para ser llenados con agua para determinar el CTDI100, y el CTDIw en estudios de cabeza y tórax. El CTDIw se determinó en tomógrafos de 2, 16 y 32 cortes, encontrando que los valores obtenidos para cabeza (CTDIw-16) difieren en -4.59%, -4.89% y 6.27% de los valores reportados en los equipos. Para tórax (CDTIw-32) las diferencias fueron -0.06%, 1.81% y 5.75% respectivamente. Los valores típicos en estudios de cabeza y tórax se determinaron para una muestra de mínima de 20 pacientes en cada unidad de TC a partir de los parámetros de adquisición de la imagen, de las medidas anatómicas del paciente y de los índices de dosis reportados. Se tuvo en cuenta el factor CTDIw determinado en cada TC para cada tipo de estudio y los factores de atenuación del soporte de cabeza y de la camilla. Los valores típicos determinados fueron el índice de dosis volumétrico en tomografía (CTDIvol), el producto dosis longitud (DLP), la dosis estimada por tamaño especifico (SSDE) y la dosis efectiva (E). Los valores típicos CTDIvol estimados con los valores reportados directamente por los tomógrafos de 2, 16 y 32 cortes, presentan diferencias de -6.73%, -7.46% y 4.12% para el CTDIvol-16 (cabeza) y -6.95%, -3.04% y -2.04% para el CTDIvol-32 (tórax), respecto a los valores típicos determinados en este estudio aplicando los factores de corrección (FCDTI, Fcamilla, Fsoporte cabeza). Finalmente, se elaboró un instrumento de referencia inicial para que los servicios de TC determinen sus niveles típicos de dosis y se acerquen al conocimiento y aplicación de las diferentes magnitudes dosimétricas usadas en TC y analicen la necesidad de aplicar técnicas de reducción de dosis.
Estudio de dosis en imagen cardíaca de medicina nuclear a través de gel polimérico e IRM
(Pontificia Universidad Javeriana) Gómez Villegas, Sharon Leandra; Abril Fajardo, Andrea Johana; Ezquerra Cuccarese, Victor; Núñez Peláez, Natalia; Bustacara Medina, Cesar Julio
La dosimetría en gel ha sido una alternativa para medir las distribuciones tridimensionales-3D de la dosis absorbida en radioterapia (Back, s.f.), esto gracias a la posibilidad de evidenciar cambios en la polimerización a través de la variación en el tiempo de relajación spin-spin (T2) en función de la dosis. El presente trabajo propone el uso del gel como una herramienta para medir la dosis asociada a un procedimiento estándar de imágenes cardíacas de medicina nuclear evaluando los cambios en T2 a través de IRM. Esto representa un reto desde la calibración del gel a dosis bajas, sin embargo asegura independencia en su medición.
Caracterización de las propiedades físico-químicas más relevantes en la respuesta t2-dosis para gel dosimétrico en el rango de baja dosis
(Pontificia Universidad Javeriana) Mateus Ortigoza, Camilo Andrés; Abril Fajardo, Andrea; Infante Luna, Esperanza del Pilar; Sierra Ávila, Cesar Augusto; Pabón Rosas, Germán Alexander
En este trabajo se hace uso de simulaciones Monte Carlo para entender el comportamiento del proceso de polimerización radio-inducido en los geles dosimétricos PGD a bajas dosis. Se analiza el comportamiento de la dosis absorbida en materiales como el BANG-2 y se estudia como afecta variar parámetros de fabricación del gel como la densidad o el espesor. Para esto se realizaron las simulaciones mediante GEANT-4, y se usaron las librerias convencionales para simular la irradiación de un cubo de gel, como también la librería especializada en microdosimetría GEANT4-DNA para analizar la generación de los radicales libres. Los resultados obtenidos permiten proponer parámetros de fabricación del gel con los que se puede optimizar la dosis absorbida, mejorando así la sensibilidad del gel, como también tener una mayor localización de los radicales libres radioinducidos.
Evaluación de seguridad del procedimiento de radiocirugía con el método de matriz de riesgo
(Pontificia Universidad Javeriana) Rubiano Franco, Simón Alejandro; Jorge Emilio, Muñoz Bravo; Mauricio Andrés, Arciniegas Álvarez; Diana Carolina, Herrera Muñoz; Jose Esau, Garavito; Wilmar, Rodríguez Herrera
La OIEA con su publicación TecDoc-1685/S “Aplicación del método de análisis de matriz de riesgo a la radioterapia” busca determinar el perfil de riesgo de radioterapia mediante el estudio del nivel de riesgo de una lista de sucesos potenciales, los cuales son eventos iniciadores asociados a cada etapa de la práctica. Para el desarrollo del análisis del riesgo de la evaluación de seguridad es necesario conocer los criterios de asignación de la frecuencia de ocurrencia, probabilidad de fallo de las barreras y consecuencia de cada evento iniciador por medio de las diferentes com binaciones que determinan los niveles del riesgo. Los sucesos iniciadores (SI) con niveles de riesgo alto o muy alto deben pasar por una segunda revisión donde se determine el riesgo real de la práctica. Para la evaluación del análisis de riesgo en teleterapia se utilizó la herramienta informática llamada Sistema de Evaluación del Riesgo en Radioterapia (SEVRRA) desarrollado por el foro iberoamericano de organismos reguladores radioló gicos y nucleares. Se realiza la evaluación de seguridad para las técnicas de radiocirugía de dosis única (SRS) y dosis fraccionada (SBRT) en el acelerador Axesse mediante una búsqueda de eventos iniciadores específicos a estas prácticas, reportados a partir de recomendaciones o accidentes ocurridos que pueden suceder en las diferentes etapas y se realizó la evaluación de seguridad adicionando elementos a SEVRRA. Además se diseñó una hoja de cálculo con el método de matriz de riesgo para identificar barreras di rectas y reductores de frecuencia y consecuencia para disminuir el riesgo de las técnicas. Utilizando SEVRRA se analizaron 148 eventos iniciadores, y se excluyeron 26 SI, de los cuales 0 tuvieron riesgo muy alto, 1 tuvo riesgo alto y 86 presentaron riesgo medio principalmente en la etapa de administración de la dosis. Se modificaron 15 eventos iniciadores de SEVRRA aplicables para SRS y SBRT. En la literatura se encontraron 36 SI tomados de publicaciones de la AAPM, OIEA y SEFM; 20 SI aplicaron para SRS y 16 para SBRT con consecuencias al paciente. Para SRS se obtuvieron 93 SI, el resultado del riesgo fue de: 0 % muy alto, 1 % alto, 54 % medio y 45 % bajo. Para SBRT se obtuvieron 101 SI de los cuales el 0 % fueron de riesgo muy alto, 1 % riesgo alto, 55 % riesgo medio y 44 % riesgo bajo. Utilizando SEVRRA y la hoja de cálculo, se encontró que SEVRRA en ocasiones asigna un nivel diferente a las barreras, reductores de frecuencia y consecuencia que no corresponde con el método del TecDoc-1685/S. Se recomendaron algunas barreras de seguridad, reductores de frecuencia y consecuencia que disminuyen el riesgo para los eventos iniciadores que generaban un nivel de riesgo alto y medio. La evaluación de seguridad permitió al Centro Javeriano de Oncología conocer el nivel de riesgo de sus prácticas en teleterapia y de esta manera tener en cuenta posibles barreras para disminuir el riesgo. Existen algunos eventos iniciadores que al comparar su nivel de riesgo entre SEVRRA y la hoja de cálculo no coinciden debido a que la robustez asignada para algunas barreras por el software es más alta que la definida en el TecDoc-1685/S.
Estudio de los cambios ínter e intrafracción en radioterapia hipofraccionada guiada por imágenes en cáncer de próstata
(Pontificia Universidad Javeriana) Hernández Buitrago, Kattia Alejandra; Castellanos López, María Esperanza; Vasquez Mejía, Jaider; de Mendoza Velasquez, Adriana María; González Motta, Alejandro; Medina, Luis Carlos
En este estudio se analizó el impacto de los cambios interfracción e intrafracción en los volúmenes blanco y órganos en riesgo, los efectos sobre la distribución de dosis, y cambios en los parámetros de registros recomendados durante el tratamiento de radioterapia hipofraccionada guiada por imágenes para cáncer de próstata. Se tomó una muestra de los pacientes que fueron tratados con el protocolo de hipofraccionamiento moderado implementado en el Centro de Control del Cáncer adaptado partir del estudio CHHip (Conventional or Hypofractionated High Dose Intensity Modulated Radiotherapy for Prostate Cancer) que establece un fraccionamiento de 60 Gy en 20 sesiones durante 4 semanas (3Gy/Fx). Los pacientes fueron tratados con haz de 6MV, en modalidad RapidArc y el procedimiento fue guiado por imágenes de tomografía de haz cónico (CBCT), e imágenes planares para el seguimiento de la posición de marcas fiduciales implantadas. El estudio se realizó con 36 pacientes, este grupo fue elegido de 83 pacientes bajo unos criterios de selección: contar con mínimo 18/20 CBCT durante su tratamiento (90 %), tener imágenes durante y/o al finalizar la sesión de tratamiento y no presentar inconvenientes en el recálculo de dosis. Para ellos, se realizó el corregistro de las imágenes de TC de simulación y los CBCT de las sesiones de tratamiento, se hizo contorneo de las estructuras de interés en los CBCT, se calculó la distribución de dosis para todas las sesiones y se extrajeron los datos requeridos para el análisis de los cambios ínter e intrafracción. Los parámetros de registro para el estudio dosimétrico de los volúmenes blanco y los órganos en riesgo fueron tomados de los objetivos planteados en el protocolo, evaluando valores de dosis establecidos para cada estructura como el D98 % (dosis al 98 % del volumen) y el cubrimiento de los volúmenes por la dosis prescrita. Adicionalmente, se analizaron, los desplazamientos del volumen blanco a partir de la observación de las marcas fiduciales y estructuras anatómicas vecinas y el cambio en los volúmenes de los órganos en riesgo evaluados (recto y vejiga). Resultados: Los márgenes calculados, basados en la ecuación de Van Herk [59] para lograr el objetivo de que el 90 % de los pacientes reciba el 95 % de la dosis, sin uso de IGRT fueron: 4.89 mm en dirección AP, 6.40 en dirección SI y 2.37 en dirección LR; con IGRT diaria fueron 3.22 mm en dirección AP, 3.28 en dirección SI y 1.52 mm en dirección LR, es decir que los márgenes implementados en el protocolo son pequeños de acuerdo a los desplazamientos que se presentaron en los pacientes de la muestra. La diferencia entre las dosis planificadas y administradas para el CTV1 y CTV2, no fueron superiores al 5 %. Para el CTV3, los parámetros V60Gy y V63Gy si tuvieron una variación superior al 5 % entre la planeación y la administración. Se evidencio que la variación del volumen de los OAR afecta el cumplimiento de los objetivos dosimétricos.
Análisis dosimétrico de paciente específico considerando movimiento respiratorio en cáncer de pulmón
(Pontificia Universidad Javeriana) Castillo Díaz, Guillermo andres; Marin Jimenez, Alejandro; Castellanos López, María Esperanza; Pabón Rosas, German Alexander; Orejuela Mosquera, Diego Mauricio
En la actualidad, los simuladores físicos usados en la mayoría de los centros de radioterapia en Colombia no consideran incertidumbres por cambio de medio y movimiento de los tumores en las medidas de control de calidad de paciente específico. Por el contrario, estos consideran realizar los controles en medios homogéneos y condiciones estáticas. Al no tener en cuenta dichas variables se genera un sesgo, específicamente en casos de alta heterogeneidad y movimiento causando un error dosimétrico que llega a ser sistemático. En este trabajo se presenta el análisis dosimétrico retrospectivo llevado a cabo en el proceso de control de calidad de paciente específico en casos de radiocirugía de pacientes con cáncer de pulmón tratados en los años (2017-2019) del Centro Javeriano de Oncología del Hospital Universitario San Ignacio (CJO-HUSI). En el mismo, se realizó una cuantificación de la diferencia dosimétrica a partir del cálculo y la medición de la dosis absorbida con dos sistemas de detección (cámara de ionización y película radiocrómica), se usó el inserto de cavidad (densidad homogénea) del simulador físico ArcCHECK (de ahora en adelante simulador Cavity-plug) para condiciones estáticas y el simulador físico CIRS 002FLC heterogéneo en condiciones estáticas-dinámicas. Para hacer medidas dinámicas con este último, se diseñó un sistema electromecánico que permitió simular el movimiento asociado a la respiración con las amplitudes y frecuencias relacionadas con el movimiento pulmonar de un paciente tipo para evaluar su efecto en la distribución de la dosis. Con esto se buscó establecer valores de tendencia en los tratamientos de radiocirugía de pulmón dado el análisis de las diferencias dosimétricas a un número representativo de pacientes, para evaluar el control de calidad de paciente específico en el CJO-HUSI. Como conclusión, el incorporar el movimiento en los SPQA y analizarlo con el sistema de detección película radiocrómica (PRC) hizo que se presente un aumento en la diferencia dosimétrica debido a los efectos físicos (heterogeneidad de la dosis y efecto interacción) y demás variables que deben ser consideradas (parámetros de planeación, protocolos, etc.). Además, se determinó que es necesario realizar correcciones en las mediciones con cámara de ionización y el simulador heterogéneo debido a la determinación de dosis absoluta en medios de baja densidad. Por último, la PRC permitió obtener mayor información de la dosis depositada en una región de interés, sin embargo, es necesario considerar la realización de un proceso cuantificado (en el CJO-HUSI) que permita complementar la información obtenida en este trabajo. El uso del simulador heterogéneo dinámico responde a una recomendación internacional y permite evaluar los SPQA en condiciones más reales de tratamiento.
Estudio de la viabilidad de las imágenes de CBCT para planeación de tratamientos
(Pontificia Universidad Javeriana) Cañas Varón, David Leonardo; Marín Jiménez, Alejandro; Kodlulovich Renha, Simone; Bustacara Medina, César Julio; Agulles Pedrós, Luis
El objetivo fue comisionar el sistema XVI como un sistema de adquisición de imágenes apto para tratamiento para lo cual se desarrolló una metodología que permitió adquirir imágenes en el sistema XVI de los aceleradores del Centro Javeriano de Oncología CJO-HUSI para realizar planes de tratamientos sobre ellas de manera segura y confiable, como se realizan actualmente con los CTs convencionales. La adquisición de imágenes Cone Beam Computed Tomography (CBCT por sus siglas en ingles), dentro del servicio, se hace de manera rutinaria, lo que permite conseguir los volúmenes de tratamiento en 3D. Esta condición a su vez conlleva a detectar en tiempo real la regresión o progresión de tumores macroscópicos, o las diferenciaciones por cambios en el peso del paciente y por supuesto cambios en el posicionamiento. Haciendo uso de dos maniquís (CIRS y CATPhan) se adquirió imágenes con el sistema XVI, y en el CT convencional, se inició un proceso para medir las curvas de DE-UH, las cuales se cargaron en el sistema de planeación de tratamiento del HUSI-CJO. En este sistema se implementaron diferentes planes de tratamiento, con estos se compararon las unidades monitor (UM) y la dosis para las imágenes de CBCT y CT convencional. Posterior a ello se procedió a validar los planes de tratamiento para uso clínico haciendo el análisis gamma y dosis a punto. De esta forma se promueve que la evaluación imagenológica de parte clínica desencadena en adaptaciones de los volúmenes, evitando la re-simulación y permite que la radioterapia adaptativa sea un proceso que tenga mayor fluidez e integre eficientemente los procesos, evitando una nueva dosis adicional de radiación para la adquisición de imágenes de planificación y cálculo de la dosis.
Aspectos físicos, dosimétricos y radiobiológicos para la implementación en clínica de haces FFF de un acelerador lineal
(Pontificia Universidad Javeriana) Cuarán Ordoñez, Felipe Arnoldo; Castellanos López, Maria Esperanza; Mora, Patricia; Medina, Luis Carlos; Rodríguez Herrera, Wilmar
Actualmente, para los tratamientos en radioterapia con técnicas IMRT, VMAT, SRS y SBRT, se percibe un cambio de paradigma en aspectos dosimétricos: una transición que parte desde la caracterización de los haces convencionales con filtro aplanador (haces FF) hasta la definición de nuevas metodologías para la caracterización de haces sin filtro aplanador (haces FFF). Sin embargo, la comunidad científica de radioterapia ha encontrado que los haces FFF son adecuados para las modalidades de radiocirugía y de radioterapia por intensidad modulada. En este trabajo se hace una revisión de las características de diseño y seguridad de los aceleradores con haces FFF y de la problemática de caracterización dosimétrica de esos haces, así como de las recomendaciones que la comunidad internacional ha producido sobre el tema. En particular analizamos la necesidad de hacer dosimetría de campos pequeños con la metodología del TRS 483 en procedimientos de radiocirugía estereotáctica con aceleradores que usan haces FFF con campos pequeños cercanos al eje del haz, zona en la cual el haz es aproximadamente plano, de tal manera que el filtro aplanador en principio no sería necesario. Se analizan los aspectos de radiobiología que están siendo investigados por la comunidad científica sobre la aplicación clínica de dichos haces y se hace una revisión de la experiencia de grupos de investigación reconocidos en la aplicación en pacientes de haces FFF, analizando su potencial y posibles ventajas clínicas. En particular, se analizan casos de planes de tratamiento para cáncer de laringe, mamario y pulmonar (en tumores centrales y periféricos, en contacto con la reja costal), en los cuales algunos centros de investigación están usando haces FFF hemibloqueados creando así cuñas efectivas. Se revisan, también, los resultados de investigaciones sobre el tema del tiempo de encendido del haz, que varía de 25 s para un haz FF hasta 11s en un haz FFF, lo cual aumenta la viabilidad y eficacia de los tratamientos para los que la precisión en la administración de la dosis depende de la respiración. Usando haces FFF, los efectos del movimiento relativo del paciente y/o del volumen blanco durante la irradiación se reducen, de tal manera que se logra mejor reproducibilidad, y una administración de la dosis más precisa.
Dosimetría de campos pequeños de fotones en el contexto de tratamiento de radiocirugía estereotáctica intracraneal (SRS)
(Pontificia Universidad Javeriana) Ardila Martínez, Iván Darío; Muñoz Bravo, Jorge Emilio; Castellanos, Maria Esperanza; Ospina Ramírez, Olga Lucía
En 2017, el Organismo Internacional de Energía Atómica (IAEA por su sigla en inglés ) y la Asociación Americana de Físicos en Medicina (AAPM por su sigla en inglés) publicó la Serie de informes técnicos-483 (TRS por su sigla en inglés) para la dosimetría de pequeños campos estáticos, en este trabajo se busca poder aplicar las recomendaciones del TRS-483 y determinar si tenemos exactitud dosimétrica para tratamientos de Radiocirugía estereotáctica (SRS por su sigla en inglés) incluyendo la evaluación del mínimo tamaño de segmento (MWS por su sigla en inglés). La adquisición de datos del código de práctica (CoP) se realiza en el tanque automático MP3-M empleando el montaje y condiciones requeridas, utilizando los detectores PTW: semiflex-31010, pinpoint-31016 y diodo E-60017, La verificación de planes de tratamientos específicos para pacientes se realizó usando el arreglo de diodos ArcCHECK con criterios gamma 5 %/2mm y 5 %/1mm, al variar el MTS en (0.5 y 1.6) cm. Al comparar los factores de campo (Output Factor) con las correcciones establecidas en el TRS-483 y los factores de campo calculados en el sistemas de planeación de tratamiento, resulta para tres aceleradores estudiados: Axesse: 1.1 % para 0.8 × 0.8cm y 3.5 % para 4.0 × 4.0cm, Synergy: 0.812 % en 1.0x1.0cm y 4.1 % 4.0 × 4.0cm y Precise: 33.4 % en 1.0 × 1.0cm y 0.4 % para 4.0 × 4.0cm. Para los planes de tratamiento SRS de dosis única, las tasas de aprobación del índice gamma de 5 %/1mm con la dosis a punto son: r = 0.038 (p = 0.963) para el MTS=0.5cm, r = 0.232 (p = 0.768) para el MTS = 1.6cm y en criterio gamma 5 %/2mm son: r = 0.030 (p = 0.970) para el MTS = 0.5cm y r = 0.344 (p = 0.656) para el MTS=1.6cm. Por lo cual, se establecen límites de confianza promedio en el índice gamma 5 %/2mm de 95.6 % y en 5 %/1mm de 90.7 % con MTS=0.5cm. El acelerador Axesse está comisionado para realizar tratamientos de campos pequeños, los aceleradores Synergy y Precise garantizan la exactitud dosimétrica cuando se realizan factores de campo mayores 1.5cm y 2.0cm, respectivamente. Para garantizar la exactitud en procedimientos de SRS se recomienda la optimización con MTS= 0.5cm para volúmenes pequeños. Palabras clave: Campos pequeños, radiocirugía estereotáctica, mínimo tamaño de segmento, índice gamma, límite de confianza.
Estudio de detectores tipo película radiocrómica EBT3 y diodos de Silicio para dosimetría in vivo en irradiación corporal total
(Pontificia Universidad Javeriana) Fajardo Velasco, Martha Liliana; Muñoz Bravo, Jorge Emilio; Mendez Pinzón, Henry Alberto; Garzón Obando, Oscar Gabriel
En la técnica radioterapia de irradiación corporal total (TBI) de dosis única se debe garantizar 10% de la dosis prescrita. Para dosimetría in vivo (DIV) se estudian tres sistemas de detección dos de ellos basados en diodos y otro basado en películas EBT-3 con el objetivo de determinar el sistema que proporcione mayores ventajas y que permita garantizar la exactitud de la entrega de la dosis. A los sistemas de diodos se le realizaron pruebas de aceptación y factores de corrección recomendadas por la AAPM (Task Group) TG-62 reporte 87 y al sistema óptico-película se le realizaron pruebas de verificación y la curva sensitométrica recomendadas por la AAPM TG-55, en DFS=100 cm y en condiciones de TBI (3.8 m). Se evalúa la exactitud de los sistemas DIV en dos montajes con simuladores físicos en condición de TBI. Las medidas se realizan simultáneamente en 4 puntos de interés. Se calibraron los diodos a 100 cGy a la profundidad de 16.1 cm en: DFS=100 cm con 155 UM y TBI (363.9 cm) con 1699 UM. Se obtuvo las curvas sensitométricas en DFS=100 cm (R^{2}=0.9995) y en TBI (R^{2}=0.9974). La interpretación de la dosis se debe realizar con una corrección por el efecto posterior de los diodos y las películas, K_{ep}=1.42 y K_{ep}=1.03, respectivamente. Para la predicción de la dosis en los diodos se utilizaron los siguientes factores de corrección: espesor del paciente (K_{e}=0.870-1) entre (3.2-16.1) cm, dosis de salida (K_{p}=1.620-1) entre (3.2-12.8) y temperatura (K_{T}=1-0.872) entre (21-40) ᵒC. Los valores de la dosis para los diodos en el simulador físico fueron: D1(184.7 cGy), D2(177.3 cGy), D3(170.6 cGy) y D4(163.8 cGy) con (0.4-6.8)% de predicción de la dosis. En las películas, las dosis respectivas fueron: P1(190.7 cGy), P2(182.2 cGy), P3(232.5 cGy) y P4(229.5 cGy). Se caracterizó dosimétricamente dos sistemas de diodos y película EBT-3 en dosis absorbida, para la DIV en TBI del CJO-HUSI. Se realizará la DIV con un sistema de diodos debido a que proporciona mayores ventajas y se pueden utilizar las películas como sistema redundante de la medida. Palabras claves: Diodos de Silicio, Películas radiocrómicas EBT3, Dosis absorbida, dosimetría in vivo, TBI.
Auditoria dosimétrica en radiocirugía esterotáctica (SRS) : preparación para el programa de certificación Novalis
(Pontificia Universidad Javeriana) Arias Salgado, Juan David; Castellanos López, María Esperanza; Paz Lozada, Juan Carlos; Pontificia Universidad Javeriana; Caprile, Paola; Cabal Arango, Gonzalo Alfonso; Abril Fajardo, Andrea Johana
Los tratamientos de radiocirugía estereotáctica (SRS) difieren de los convencionales, debido a las altas dosis de radiación administradas, haciendo los tiempos de recuperación que presentan tanto las células cancerosas como el tejido normal completamente diferentes. Los procedimientos de SRS son, por naturaleza, ablativos y pueden implicar un número más alto de complicaciones. Como consecuencia, los requerimientos de calidad de las técnicas de SRS son altos y se recomienda someterse a procesos de evaluación o auditoría como por ejemplo la certificación Novalis de BrainLab [7]. El presente trabajo tuvo como objetivo diseñar en la Fundación Valle del Lili (FVL) protocolos y procedimientos de aseguramiento y control de calidad dosimétricos, con miras a la participación de la institución en el programa de certificación Novalis. Para el comisionamiento del algoritmo de cálculo de dosis utilizado por el sistema de planeación (TPS, Elements), se utilizó un diodo microdiamante, una cámara semiflex 3D y se aplicó el Reporte Técnico Serie No. 483 de la OIEA para dosimetría de campos pequeños. Para realizar las pruebas de aceptación del TPS se usaron películas radiocrómicas EBT3, para las cuales se determinó la curva de calibración y se compararon los resultados de perfiles y factores de campo obtenidos con el diodo microdiamante para campos de 5x5 mm2 y 10x10-40x40 mm2. Además, se realizaron las pruebas “end-to-end” exigidas para la certificación Novalis, como parte del proceso de aceptación y puesta en servicio del acelerador para SRS. Posteriormente, se realizó el comisionamiento del EPID como sistema de dosimetría portal para la realización de control de calidad paciente especifico de los planes de tratamiento. Las comparaciones de datos de base y planes de SRC usando el EPID y las películas radiocrómicas, arrojaron resultados de gamma 2D con criterio de aceptación (2mm, 2%) para SRS iguales o superiores al 95%. Con los métodos utilizados se establecieron los procedimientos de control de calidad dosimétricos en SRS de la FVL, basados en guías y estándares internacionales.
Recomendaciones para la implementación de la técnica de radiocirugía estereotáctica intracraneal en centros de radioterapia
(Pontificia Universidad Javeriana) Gómez Calderón, Jaime Alfonso; Marín Jiménez, Alejandro; Plazas De Pinzón, Maria Cristina; Paz Lozada, Juan Carlos; Abril Fajardo, Andrea Johana
La radiocirugía estereotáctica intracraneal (SRS), es una técnica de radioterapia basada en la administración de dosis ablativas de radiación. Emplea altos gradientes, focalizados sobre un volumen blanco. La aplicación de esta técnica requiere precisión en cada una de las etapas que intervienen en el proceso de implementación y desarrollo del tratamiento. Basado en la información obtenida de un sondeo general, el 30 % de los centros de radioterapia en Colombia ofrecen SRS. Sin embargo, menos del 5 % cumplen con al menos un 90 % de los requerimientos mínimos para la práctica de radiocirugía estereotáctica, que según publicaciones recientes son indispensables para asegurar el cumplimiento total de los objetivos del tratamiento. Esto demuestra que hay una falencia en la implementación de esta técnica a nivel nacional, ó carencia en el establecimiento de protocolos por parte de las secretarias de salud, que garanticen que los centros de RT cumplan con los requisitos óptimos para el desarrollo de este tipo de procedimientos. A nivel internacional se han publicado recomendaciones acordes a los requerimientos necesarios para establecer SRS de manera apropiada y segura. Por lo tanto, este trabajo compila la información pertinente que sirva como una guía de referencia y permita evaluar los criterios mínimos para la implementación óptima de la técnica de radiocirugía intracraneal en un servicio de radioterapia, considerando el panorama nacional actual.
Análisis probabilístico de seguridad para el irradiador de 60Co, para calibración de equipos detectores a nivel de terapia, a ser instalado en el Laboratorio Secundario de Calibración Dosimétrica del Servicio Geológico Colombiano
(Pontificia Universidad Javeriana) Ramírez González, Juan Guillermo; Castellanos Lopez, Maria Esperanza; Garavito Castellanos, Jose Esau; Rodriguez Herrera, Wilmar; Leyva Rojas, Jose Alfonso; Puerta Ortiz, Jorge Anselmo
Se aplicó la metodología Análisis Probabilístico de Seguridad para la cuantificación del riesgo radiológico asociado a la operación del irradiador del fabricante Hopewell Designs modelo G 100 en el Laboratorio Secundario de Calibración Dosimétrica del Servicio Geológico Colombiano. El irradiador cuenta con una fuente radiactiva de 60Co con actividad nominal de 185 TBq considerada como una fuente extremadamente peligrosa para las personas según el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA, 2009, p.32). El análisis contempló la identificación de los sucesos iniciadores mediante la metodología de diagramas lógicos maestros, la determinación de las secuencias accidentales y su frecuencia mediante arboles de fallo y la estimación de la magnitud de la consecuencia de cada secuencia accidental en función de la probabilidad de causar la muerte de un individuo asociada al escenario de exposición planteado. El riesgo cuantificado de muerte inducida por radiación fue de 1,6 x 10-5 por año, cuyo valor es inferior a la restricción establecida en 1,44 x 10-4 por año. Finalmente, se encontró que las disposiciones de protección y seguridad más críticas son las relacionadas con la capacitación acerca del significado de las señales de advertencia del inicio de las secuencias de último hombre afuera (LMO por su sigla en inglés) y de inicio de irradiación, seguidas por las señales de advertencia de las secuencias mencionadas.
Estudio comparativo : optimización biológica y optimización física para VMAT en Monaco
(Pontificia Universidad Javeriana) Sandoval Navia, Claudia Juliana; Castellanos López, Maria Esperanza; Molina Durán, Flavia; Torres, Luis Felipe; Orejuela, Diego Mauricio; Mora Arias, Claudia Patricia
A pesar de que los sistemas de planeación de tratamiento actuales tienen la capacidad de aplicar optimización biológica, sus funciones de costo no siempre son completamente comprendidas por los usuarios, limitando la implementación adecuada de dicha optimización. En este trabajo, se buscó obtener un mayor entendimiento de cómo la optimización biológica es llevada a cabo en Monaco 5.1, aplicarla con el fin de obtener el mejor plan posible y comparar estos resultados con aquellos obtenidos con optimización física para casos de próstata y cabeza y cuello en VMAT. Se realizó una exploración a profundidad de las funciones de costo biológicas de Monaco, particularmente de la influencia de los distintos parámetros de las funciones en la cobertura del PTV y la preservación de los OAR. También se evaluó la necesidad de incluir funciones de costo físicas adicionales a los planes biológicos. Los planes de tratamiento fueron evaluados con análisis de los histogramas dosis-volumen y con el cálculo de las TCP y NTCP empleando métodos de reducción de DVH. Tanto en los casos de próstata como en cabeza y cuello, se obtuvo planes de tratamiento de alta calidad empleando la optimización biológica, en combinación con algunas funciones de costo físicas, que se encontraron necesarias para darle forma al DVH y limitar los puntos de alta dosis en los blancos y en los OAR. Se encontró que el uso de funciones de costo biológicas facilita el moldeado de la curva de DVH, evitando el uso de múltiples funciones físicas para obtener el mismo resultado. En contraste con la optimización física, la optimización biológica proveyó mejor preservación de los OAR, sin sacrificar la conformalidad y la homogeneidad de los planes. Así, la optimización biológica demostró ser un método eficiente de planeación de tratamiento, con la ventaja de estar asociada con los conceptos radiobiológicos necesarios para la evaluación de los planes VMAT. Al aplicar estas funciones en combinación con las funciones de costo físicas, se alcanzó planes de alta calidad para casos de próstata y cabeza y cuello.
Algoritmo preliminar de cálculo de flujo y dosis de neutrones para terapia por captura neutrónica mediante la implementación del método de lattice Boltzmann
(Pontificia Universidad Javeriana) Luna Muñoz, Kevin Alexis; Leyva Rojas, Jose Alfonso; Sarta Fuentes, Jose Antonio; Galindo, Edgar; Tapia, Luis; Pabón, Germán
Introducción: Desde el año 2015, el grupo de investigación de Biofísica & Bioquímica Estructural y el programa de maestría en Física Médica de la Pontificia Universidad Javeriana (PUJ), han adelantado proyectos de investigación en el área de Terapia de Captura Neutrónica (NCT), en cooperación con el Organismo Interacional de Energía Atómica (IAEA). Entre los principales objetivos del grupo de investigación, se destaca el estudio del problema de transporte neutrónico mediante la implementación de nuevas técnicas y métodos numéricos de solución de la ecuación de transporte de Boltzmann. En este aspecto y en concordancia con los excelentes resultados que ha mostrado la aplicación del método de lattice Boltzmann (LBM en diferentes áreas de la ciencia, en el presente trabajo se emplea este método de cálculo determinístico, como técnica de solución alternativa de la ecuación de transporte unidimensional y dependiente del tiempo de distribuciones neutrónicas monoenergéticas en un medio homogéneo y semi-infinito con dispersión isotrópica. Materiales y métodos: La ecuación de lattice Boltzmann de transporte neutrónico dependiente del tiempo, es determinada a partir de la discretización de la ecuación general de transporte neutrónico en el espacio de fase, donde los procesos de colisión y propagación en cada instante de tiempo, son especificados mediante el cálculo del tiempo de relajación y la función de distribución de equilibrio local, sugeridos por la aproximación de Bhatnagar, Gross y Krook (BGK). El modelo de transporte neutrónico de lattice Boltzmann-BGK para un medio homogéneo y semi-infinito con dispersión isotrópica, es implementado en un algoritmo de cálculo desarrollado en C++ y Phyton. El código computacional está diseñado para calcular el flujo neutrónico y la dosis absorbida en diferentes medios, caracterizados por valores definidos de secciones eficaces macroscópicas de interacción. Resultados: Los resultados de simulación indican que el método de lattice Boltzmann puede ser aplicado efectivamente en el estudio del problema de transporte neutrónico unidimensional, dando lugar a una descripción consistente de los procesos de interacción de distribuciones neutrónicas con la materia. Conclusiones: La técnica determinística propuesta constituye una poderosa alternativa de solución de la ecuación de transporte de Boltzmann, requerida para la caracterización de distribuciones neutrónicas y otras radiaciones ionizantes en medios de geometrías específicas. Esta metodología puede ser considerada como una técnica numérica alternativa para el tratamiento del problema de transporte en diferentes campos de aplicación.
Valores típicos de dosis concomitante en tratamientos de radioterapia de cáncer de próstata y seno
(Pontificia Universidad Javeriana) Papamija Montenegro, Fausto Aejandro; Muñoz Bravo, Jorge Emilio; Castellanos López, Maria Esperanza; Ospina Ramirez, Olga Lucia; Garzón Obando, Oscar Gabriel Garzón
Introducción: La IGRT utiliza imágenes 2D o 3D durante la administración del tratamiento, estos procedimientos de imagen se realizan para su reproducibilidad y disminuir las incertidumbres. La dosis concomitante administrada de las imágenes puede resultar en una dosis excesiva, se busca resaltar la importancia de determinar los valores típicos de dosis junto con la optimización de la calidad de la imagen y protección radiológica al paciente. La ICRP en el reporte No.135 no especifica valores numéricos o detalles de implementación, por lo cual proponemos un método para establecer los valores típicos a partir de la determinación del DLP en CT, D en iView y CTDIvol en XVI. Materiales y Métodos: Se comparan las recomendaciones de control de calidad (CC) para los sistemas de imágenes (SI) de radioterapia (CT, SI a bordo del Linac XVI y iView) propuestas por AAPM-TG142, IAEA-HH-No.16, ESTRO y SEFM, realizando pruebas de seguridad, mecánicas, de imagen y dosimétricas, donde se realiza el proceso de optimización entre la calidad de la imagen y dosis a los protocolos de adquisición. Se realiza la estadística de la dosis concomitante desde la simulación hasta la reproducibilidad del tratamiento (CT+iView o CT+XVI) para 30 pacientes por patología y los valores típicos son establecidos a partir de la mediana de los valores obtenidos. Resultados: Se crea el programa de CC permitiendo mejorar la exactitud de los tratamientos y de la adquisición de imagen, por ejemplo: corrección de registro, curva de calibración DERvsUH a diferentes kV, optimización de los parámetros gain y frame en iView, y colimación, filtro, ángulo de gantry y kV en XVI. Conclusiones: - Se determina la magnitud de los valores típicos de dosis en los tratamientos de radioterapia, siendo no mayor a 0.5% de la dosis de prescripción. - Se establece el programa de CC para el SI institucional y se define los protocolos óptimos de adquisición de las imágenes.
Evaluación preliminar de la aceleración de D en un generador de neutrones D-D compacto de alto flujo
(Pontificia Universidad Javeriana) Cifuentes Parada, Jorge Alberto; Sarta Fuentes, José Antonio; Leyva Rojas, José Alfonso; Rodríguez, Hernán; Herreño, Cesar; Pabón, Germán
Hemos estado trabajando en el desarrollo de una fuente de neutrones adecuada para la aplicación en NCT. En este documento nos centramos en la construcción de aceleradores de iones que permiten la implementación de una fuente de neutrones compacta. Métodos y materiales Con el propósito de establecer el diseño de base para un generador compacto de neutrones GCN para aplicaciones TNC, la aceleración de la columna de iones es de gran importancia. Hemos revisado la literatura especializada y nos hemos centrado principalmente en los diferentes tipos de fuentes de iones, sistemas de extracción, aceleración y también en los objetivos utilizados para el CNG. Después de elegir la geometría para la columna de aceleración, resolvimos la ecuación de Laplace para esta geometría específica utilizando métodos numéricos y obtuvimos las superficies equipotenciales y las trayectorias de los iones. También hemos validado experimentalmente este conjunto particular de electrodos. Finalmente, hemos estimado el flujo de neutrones en función de la tensión de aceleración de la columna y su corriente de iones para un objetivo determinado. Resultados Teniendo en cuenta las dosis absorbidas necesarias para un tumor, los parámetros de diseño elegidos en el presente estudio para un GCN correspondieron a: una fuente de iones elegida de RF que genera un haz de D + deuterio monoatómico. El sistema de aceleración lineal de 100 kV consta de tres regiones: una de extracción, una de aceleración y otra de supresión. Con una tensión de extracción variable de 0-10 kV, una tensión de aceleración de 100 kV y una supresión de 10 kV, para una corriente de deuterones de 1500 mA, generando neutrones con una fluencia de 1x1010 n/cm2, un flujo de 1x109 n/scm2 con una densidad de corriente 10 mA/cm2 y 100 mA/cm2. Conclusiones En este trabajo presentamos el diseño de la base preliminar de la aceleración de la columna de iones de un GCN utilizado en NCT. También presentamos un estimado de la producción de neutrones en este GCN.
Evaluación de dosis al público derivadas del uso de radiofármacos en estudios diagnósticos y terapias en medicina nuclear
(Pontificia Universidad Javeriana) Pérez Velásquez, Amer Jesús; Camacho García, Gloria Milena; Marín Jiménez, Alejandro; Abril Fajardo, Andrea; Castellanos López, María Esperanza
El presente trabajo es un estudio observacional, prospectivo y retrospectivo realizado en tres servicios de medicina nuclear, que tuvo como fin determinar la dosis efectiva que puede recibir un miembro del público debido al contacto con pacientes que han sido sometidos a un estudio diagnóstico o terapia en medicina nuclear. Para este estudio se calcularon las dosis efectivas impartidas por los pacientes a partir de la medida de tasa de dosis H*(10) a 0.1, 0.5 y 1m de distancia paciente, haciendo uso de un detector Geiger Müller modelo 14C y del empleo de modelos establecidos en protocolos internacionales de dosimetría externa (ICRP119). Las dosis se determinaron para circunstancias específicas en el momento de realización de los diferentes estudios (como tiempos de espera, distancias, ubicación del paciente etc.) dentro y fuera del servicio de medicina nuclear. Los resultados obtenidos mostraron que existen contextos en los que determinados miembros del público podrían recibir dosis injustificadas en la que se superaría la dosis público, si no se tienen en cuenta recomendaciones específicas. De igual forma, en escenarios como el del cardiólogo, se pudo constatar que el límite de dosis no es superado, a pesar de la presencia del mismo durante la realización de estudios de perfusión miocárdica. En los casos anteriores, se hacen recomendaciones para la optimización de la protección radiológica buscando siempre la reducción de dosis. En el caso de pacientes sometidos a terapias con I-131 se encontró que las dosis efectivas totales recibidas por el familiar, son mucho mayores cuando el contacto se da con paciente tratados para hipertiroidismo que para cáncer de Tiroides; esto se debe en gran medida a la diferencia entre los tiempos efectivos de eliminación, siendo mayor para el caso del hipertiroidismo. Los cálculos mostraron que en la interacción tipo familiar con pacientes sometidos a tratamiento con I-131, no se sobrepasa el valor establecido por el ICRP de 5 mSv/año (para familiares que asisten a pacientes administrados con radiofármacos).

Examinar

Envíos recientes