Evaluación de incertidumbres en la técnica de Radioterapia Guiada por Superficie para tratamientos de radiocirugía estereotáctica craneal

Amaya Ríos, Estefanía

Evaluación de incertidumbres en la técnica de Radioterapia Guiada por Superficie para tratamientos de radiocirugía estereotáctica craneal

dc.contributor.advisor	Castellanos López, María Esperanza
dc.contributor.advisor	Rodríguez Hernández, Andrea Paola
dc.contributor.author	Amaya Ríos, Estefanía
dc.contributor.evaluator	Rodríguez Herrera, Wilmar
dc.contributor.evaluator	Estrada Molina, Amilcar
dc.contributor.evaluator	Marín Jimenez, Alejandro
dc.coverage.city	Bogotá (Colombia)	spa
dc.coverage.department	Cundinamarca (Colombia)	spa
dc.coverage.region	Bogotá, D.C. (Bogotá, Colombia)	spa
dc.coverage.spatial	Colombia	spa
dc.date.accessioned	2023-10-13T19:26:20Z
dc.date.available	2023-10-13T19:26:20Z
dc.date.created	2023-09-08
dc.description.abstract	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.	spa
dc.description.abstractenglish	The complexity of radiotherapy procedures and new techniques, along with the reduction of irradiation margins and an increase in dose per fraction, makes it necessary to implement technologies that reduce uncertainties in patient positioning. Image-guided radiotherapy is one of the positioning control techniques most commonly used to validate the treatment target's location before dose delivery. There are other innovative techniques, such as surface-guided radiotherapy, which is based on 3D reconstruction and monitoring of the patient's surface using an optical camera system. The aim of this study was to evaluate two systems that utilize different operating principles for verifying patient positioning in cranial stereotactic radiosurgery. Commissioning of the surface-guided radiotherapy technique was performed by conducting tests that assessed the functioning, connectivity, communication, accuracy, precision, and range of the Varian Identify system. Some of these tests were performed simultaneously with the cone-beam computed tomography system integrated into the linear accelerator's gantry, to analyze and compare the responses of these two systems. A robotic six-degree-of-freedom couch was used to introduce known shifts to an anthropomorphic head phantom, enabling the evaluation of displacements detected by both imaging systems. The commissioning of the Identify system was successfully carried out and demonstrated that the system can detect sub-millimeter shifts within a useful area for stereotactic radiosurgery of at least 22 mm, 34 mm, and 32 mm in the vertical, longitudinal, and lateral directions, respectively. Both systems exhibited good accuracy, with the largest difference from the reference value being 0.5 ± 0.07 mm and 0.3 ± 0.03 degrees for the Identify system, and 0.3 ± 0.06 mm and 0.4 ± 0.1 degrees for the other system. Likewise, the typical deviation of detected inter-fraction displacements was less than 0.05 mm and 0.11 degrees, which falls within the established tolerance values for stereotactic radiosurgery. The analysis of variance test demonstrated that the motion detection of both systems is comparable to the couch's reference values. Based on the above and the results of the "end-to-end" test, where all evaluated variables in this study were combined in a single procedure, a workflow for the use of these two imaging systems in stereotactic radiosurgery was established, ensuring patient and target volume positioning, as well as continuous monitoring of inter- and intra-fraction surface movements.	spa
dc.description.degreelevel	Maestría	spa
dc.description.degreename	Magíster en Física Médica	spa
dc.format	PDF	spa
dc.format.mimetype	application/pdf	spa
dc.identifier.instname	instname:Pontificia Universidad Javeriana	spa
dc.identifier.reponame	reponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javeriana	spa
dc.identifier.repourl	repourl:https://repository.javeriana.edu.co	spa
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10554/65553
dc.language.iso	spa	spa
dc.publisher	Pontificia Universidad Javeriana	spa
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias	spa
dc.publisher.program	Maestría en Física Médica	spa
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2	spa
dc.rights.licence	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional	*
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dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/	*
dc.subject	Radiocirugía estereotáctica, radioterapia guiada por superficie, radioterapia guiada por imágenes, comisionamiento	spa
dc.subject.armarc	Maestría en física médica - Tesis y disertaciones académicas	spa
dc.subject.keyword	Stereotactic Radiosurgery, Surface-Guided Radiotherapy, Image-Guided Radiotherapy, Commissioning	spa
dc.title	Evaluación de incertidumbres en la técnica de Radioterapia Guiada por Superficie para tratamientos de radiocirugía estereotáctica craneal	spa
dc.title.english	Assessment of uncertainties in the Surface-Guided Radiotherapy technique for stereotactic cranial radiosurgery.	spa
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.driver	info:eu-repo/semantics/masterThesis
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría	spa