Gonzales , Vanesa E. (2016) Dosimetría in vivo con el uso de OSL nanoDot. / Dosimetry in vivo with OSL nanoDot. Maestría en Física Médica, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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| PDF (Tesis) Español 2598Kb |
Resumen en español
Un programa de garantía de calidad en radioterapia requiere de la implementación de un sistema que permita estimar la dosis impartida al paciente. El estado actual de la tecnología de detectores de radiación permite realizar estas mediciones mediante un procedimiento llamado dosimetría in vivo, en el cual el detector es posicionado sobre la piel del paciente para medir la dosis de entrada del haz. El detector es posicionado con un cap de build up que puede ser de diferentes materiales y formas, tal que provea el espesor necesario para que el volumen sensible del detector se encuentre en una profundidad de equilibrio electrónico, generalmente el máximo de dosis d_max. Mediante la dosimetría in vivo es posible controlar todas las variables geométricas y dosimétricas planificadas para un determinado tratamiento. En caso que las diferencias entre la dosis medida y la calculada superen la tolerancia establecida de ± 5%, se deben tomar las acciones necesarias para determinar las causas de tales discrepancias y tomar las acciones correctivas correspondientes. Este trabajo se centra en el estudio de la dosimetría in vivo mediante el uso de OSLD nanoDot (Opticall Stimulated Luminescense Dosimeter), estos detectores son provistos por Landauer Inc. La caracterización del sistema se realizó en la energía de 6 MV en un acelerador lineal Varian Clinac iX, para lo cual fue necesario el diseño de caps de build up para la medición de dosis de entrada comparando la respuesta del detector con la dosis calculada por el sistema de planificación de tratamiento (TPS-MIRS 5.1) y el sistema de cálculo redundante [D/Ѱ]_rel que utiliza el servicio de radioterapia de la Fundación Escuela de Medicina Nuclear (FUESMEN). Las pruebas de caracterización incluyeron la respuesta de los OSL nanoDot con la dosis acumulada, con la energía, con la profundidad y el tamaño de campo, se determinó el factor de transmisión de cuña y la respuesta al alejarse del eje central del haz, off axis. Se estudió la pérdida de señal con el transcurso de tiempo, fading, y la pérdida de señal por múltiples lecturas, depletion, y cómo realizar el blanqueo óptico. Finalmente se estudió la influencia de los caps de build up en cuanto su atenuación y respuesta al cambiar el ángulo de incidencia de la radiación, siendo el único factor de corrección considerado en los casos de mama. De todas las pruebas se concluye que los OSL nanoDot presentan una respuesta lineal con la dosis en el rango de 30 cGy a 300cGy y no es necesario aplicar un factor de corrección en el rango de energías entre 6 MV y 15 MV ya que el detector responde igual a una cámara de ionización NE2571. Para las pruebas en fantoma y en pacientes se decidió trabajar con el cap de build up semiesférico de poliácido láctico (PLA) y aplicar un factor de corrección F_ANG cuando el ángulo de incidencia de la radiación es distinto a la normal respecto al volumen sensible del detector. Se realizaron mediciones en fantoma CIRS en distintas configuraciones de irradiación. Las diferencias porcentuales obtenidas comparadas con el TPS fueron menores a 2,2% con un desvío estándar de 1,6% y con el sistema de cálculo redundante menores al 4% con un desvío estándar de 2,2%. Las mediciones de dosimetría in vivo se realizaron sobre 11 pacientes, analizando 31 campos de tratamiento. Las pruebas incluyeron planificaciones de pelvis, cabeza, tórax y mama planificadas con la técnica de radioterapia conformada tridimensional (RC3D). En todos los casos analizados se destacó la fácil manipulación y posicionamiento de los detectores sobre la piel del paciente. Para los casos de pelvis, mama y cabeza los promedios de las diferencias porcentuales obtenidos fueron 1,8%, 1,6% y 1,4% respectivamente; mientras que los desvíos estándar fueron 2,8%, 1,9% y 2,1%. De los 31 campos analizados solo fue necesario repetir la medición en 2 casos de pelvis con incidencia lateral, debido a que superaron la tolerancia de ± 5% y todos los parámetros eran correctos; en la segunda medición ingresaron en el intervalo de tolerancia. En función de los resultados es de esperar que alrededor de un 6,5% de las mediciones resulten en falsos positivos obligando a repetir la medición. Las mediciones se realizaron en pacientes tratados con haces de fotones de 6 MV en dos Aceleradores Lineales (AL), Varian Clinac iX y Siemens MD-2, realizando la caracterización del sistema y curva de calibración solo en el AL Varian, lo que demuestra una práctica metodología de uso del sistema de dosimetría in vivo basado en OSL nanoDot. Se concluye que dado a las ventajas adicionales como la posibilidad de relectura, el restablecimiento óptico y la facilidad de uso, los OSL nanoDot con cap de build up apropiado, pueden ser usados para medir la dosis de entrada en cualquier región anatómica del paciente y predecir la dosis administrada. Su implementación para el uso rutinario en dosimetría in vivo en la práctica clínica, en fotones de alta energía, es viable.
Resumen en inglés
A quality assurance program in radiotherapy requires the implementation of a system to estimate the dose given to the patient. The current technology of the radiation detector allows these measurements to be made by a procedure called in vivo dosimetry, in which the detector is positioned on the skin of the patient to measure the dose of the beam input. The detector is positioned with a build-up cap that can be of different materials and shapes, so as to provide the thickness necessary for the sensitive volume of the detector to be in an electronic equilibrium depth, generally the maximum dose d_max. Through in vivo dosimetry it is possible to control all the planned geometric and dosimetric variables for a given treatment. If the differences between the measured and the calculated doses exceed the tolerance established of ± 5%, necessary actions must be taken to determine the causes of such discrepancies and to take the corresponding corrective actions. This thesis focuses on the study of in vivo dosimetry with OSLD nanoDot (Opticall Stimulated Luminescense Dosimeter). These detectors are provided by Landauer Inc. The characterization of the system was performed in a 6 MV energy in a linear accelerator Varian Clinac iX, for which it was necessary the design of build-up caps for the measurement of input doses by comparing the detector response with the dose calculated by the treatment planning system (TPS-MIRS 5.1) and the redundant calculation system [D/Ѱ]_rel used by the radiotherapy service of the Fundación Escuela de Medicina Nuclear (FUESMEN). Characterization tests included the nanoDot OSLD response with cumulative dose, with energy, depth and the field size; the wedge transmission factor and the response by moving away from the central axis of the beam, off axis, were determined. It was studied signal loss over time, fading, and signal loss by multiple readings, depletion, and how to perform optical bleaching. Finally, the influence of the build up caps was studied in terms of their attenuation and response when changing the angle of incidence of the radiation, being the only correction factor considered in cases of breast cancer. From all the tests, it is concluded that the nanoDot OSLDs present a linear response with the dose in the range of 30 cGy to 300 cGy and it is not necessary to apply a correction factor in the range of energies between 6 MV and 15 MV since the detector responds equal to a camera of ionization NE2571. For the phantom and patient tests, it was decided to work with the semi-spherical lactic acid cap (PLA) applying a correction factor F_ANG when the angle of incidence of the radiation is different from normal with respect to the sensitive volume of the detector. CIRS phantom measurements were performed in different irradiation configurations. The percentage differences obtained compared to the TPS were lower than 2.2% with a standard deviation of 1.6% and with the redundant calculation system less than 4% with a standard deviation of 2.2%. In vivo dosimetry measurements were performed on 11 patients, analyzing 31 treatment fields. Tests included pelvic, head, thorax and breast planifications, planned using the RC3D three-dimensional conformal radiotherapy technique. In all cases analyzed the easy manipulation and positioning of the detectors on the patient's skin was detected. In pelvic, breast and head cases, the mean percentage difference was 1.8%, 1.6% and 1.4% respectively; while standard deviations were of 2.8%, 1.9% and 2.1%. From the 31 fields analyzed, it was only necessary to repeat the measurement in 2 cases of pelvis with lateral incidence because they exceeded the tolerance of ± 5% and all parameters were correct; in the second measurement, they entered the tolerance interval. Given the results obtained, it can be expected that around 6.5% of the measurements will result in false positives forcing the measurement to be repeated. Measurements were performed on patients treated with 6 MV photon beams on two Linear Accelerators (LA), Varian Clinac iX and Siemens MD-2, demonstrating a practical methodology of using the dosimetry system in vivo based on nanoDot OSL. It is concluded that given the additional advantages such as re-read, optical restoration and ease of use, nanoDot OSLDs with appropriate build-up cap can be used to measure the input dose in any anatomical region of the patient and predict the dose administered. Its implementation for routine use in in vivo dosimetry in clinical practice, in high energy photons, is feasible.
| Tipo de objeto: | Tesis (Maestría en Física Médica) |
|---|---|
| Palabras Clave: | Dosimetry; Dosimetría; Radiation detectors; Detectores de radiaciones;[NanoDot; Cup build up; Dosimetría in vivo; Optical stimulated luminescense dosimeter; OSLD] |
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| Materias: | Medicina > Radioterapia |
| Divisiones: | FUESMEN |
| Código ID: | 601 |
| Depositado Por: | Tamara Cárcamo |
| Depositado En: | 28 Abr 2017 18:09 |
| Última Modificación: | 09 May 2017 10:20 |
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