Diseño de un fantoma compatible con imágenes para verificaciones en braquiterapia de alta tasa de dosis tridimencional. / Imaging compatible phantom design for verifications in theree dimension.

Dropsi, Sofía S. (2018) Diseño de un fantoma compatible con imágenes para verificaciones en braquiterapia de alta tasa de dosis tridimencional. / Imaging compatible phantom design for verifications in theree dimension. Maestría en Física Médica, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.

[img]
Vista previa
PDF (Tesis)
Español
2410Kb

Resumen en español

La braquiterapia de alta tasa de dosis (high dose rate, HDR) constituye el tratamiento de cabecera para el cáncer de cérvix uterino. Los avances en tecnología de imágenes han hecho posible la transición desde tratamientos convencionales basados en imágenes planares a un enfoque más preciso utilizando imágenes tridimensionales, conformando la Braquiterapia 3D. La puesta en marcha de esta técnica requiere de un control de calidad previo a su implementación que asegure que el tratamiento prescripto sea entregado adecuadamente. El presente trabajo tiene por objetivo el diseño y construcción de un fantoma que permita reproducir un tratamiento de Braquiterapia 3D basado en imágenes de Tomografía Computada (TC), para comparar valores de dosis obtenidos experimentalmente en puntos de interés clínico con aquellos calculados por el software de planificación de braquiterapia BrachyVision®. El fantoma diseñado se construyó a partir de bloques de poliestireno y de un bloque construido con gel de agarosa en una concentración del 3% en peso, en donde fueron insertados los aplicadores ginecológicos. El control de calidad consistió en realizar mediciones dosimétricas sobre el fantoma utilizando una cámara de ionización Farmer PTW® modelo 30013, TLD 700 LiF:Mg,Ti y films Gafchromics EBT"2. Para poder llevar a cabo las mediciones con la cámara dedal, fue necesario obtener experimentalmente el factor de calibración de dosis absorbida en agua 𝑁_𝐷𝑤,𝑄 de la cámara cilíndrica para la energía del 192"Ir, siguiendo formalismos dados por la IAEA-TECDOC-1274 y la Sociedad Alemana de Física Medica (Deutsche gesellschaft fuer medizinische physik, DGMP). Los sitios de medición sobre el fantoma fueron seleccionados en base a puntos de relevancia clínica y a aquellos establecidos por el reporte No. 32 de la Comisión Internacional de Unidades de Radiación y Mediciones (International Comission on Radiation Units, ICRU). Los análisis realizados permitieron concluir que el factor de calibración 𝑁𝐷𝑤,𝑄 hallado tiene la precisión adecuada, pudiendo ser usado como método de verificación para la puesta en marcha de braquiterapia 3D. En cuanto al diseño del fantoma cumplió con los requisitos de diseño, incluyendo material y forma del mismo, para simular un tratamiento de cáncer de cuello de útero. Además, el fantoma permitió una adecuada inserción para los dosímetros utilizados.

Resumen en inglés

High-dose rate (HDR) brachytherapy is the main treatment for uterine cervix cancer. Advances in imaging technology allowed the transition from conventional treatments based on planar images to a more precise approach using three-dimensional images, constituting the 3D Brachytherapy. The implementation of this technique requires a quality control prior to its implementation to ensure that the prescribed treatment is delivered properly. The objective of this work is to design and construct a phantom that allows reproducing a 3D Brachytherapy treatment based on Computed Tomography (CT) images, to compare dose values obtained experimentally in points of clinical interest with those calculated by the brachytherapy planning software BrachyVision®. The designed phantom was constructed with polystyrene blocks and a block made of agarose gel with a mass concentration of 3%, where Gynecological applicators were inserted. The quality control consisted on dosimetric measurements on the phantom using a Farmer PTW ionization chamber model 30013, TLD 700 LiF: Mg, Ti and Gafchromics EBT2 films. In order to make the measurements with the cylindrical chamber, it was necessary to experimentally obtain the absorbed dose in water calibration factor of the cylindrical chamber for the energy of the 192Ir, following formalisms given by the IAEA-TECDOC-1274 and the German Medical Physics Society (Deutsche gesellschaft fuer medizinische physik, DGMP). The measurement sites on the phantom were selected based on points of clinical relevance and those established by report No. 38 of the International Commission on Radiation Units and Measurements (ICRU). The carried out analyzes allow us to conclude that the found calibration factor has the adequate precision and can be used as a verification method for 3D brachytherapy start-up. Regarding the phantom design, it meets the requirements in terms of material to simulate a cervical cancer treatment; at the same time it allowed an adequate insertion of the used dosimeters.

Tipo de objeto:Tesis (Maestría en Física Médica)
Palabras Clave:Brachytherapy; Braquiterapía; Ionization chambers; Cámaras de ionización; [Phantom; Fantoma; Calibration factor; Factor de calibración]
Referencias:[1] Alvarado Pérez N., Castillo Rauda P., Ochoa Perez K. La braquiterapia de alta tasa de dosis como nueva técnica en el tratamiento de pacientes diagnosticadas con cáncer cérvicouterino, en el hospital médico quirúrgico y oncológico del instituto salvadoreño del seguro social de febrero a julio del 2017. Tesis (Licenciatura en radiología e imágenes). El Salvador, Universidad de El Salvador, Facultad de medicina, Escuela de tecnología medica, 2018. 133 p [2] Andrássy M., Niatsetski Y., Pérez-Calatayud J. Co-60 frente a Ir-192 en braquiterapia de alta tasa de dosis: comparación científica y técnica. Medical Physics, 13, 125 – 130, 2012. [3] Argoty Eraso O. Comparación de dosimetría clínica en braquiterapia HDR convencional y 3D para cáncer de cuello uterino. Tesis (Magister en Física Médica). Bogotá D. C., Universidad Nacional de Colombia, Facultad de ciencias, Departamento de Física, 2018. 100 p. [4] Arrossi S., Paolino M. Proyecto para el mejoramiento del Programa Nacional de Prevención de Cáncer de Cuello Uterino en Argentina-informe final: diagnóstico de situación del Programa Nacional y Programas Provinciales. Organización Panamericana de la Salud (OPS), 64, 160 p. 2008. [5] Baltas D., Geramani K., Ioannidis G. T., Hierholz K., Rogge B., Kolotas C., et al. Comparison of calibration procedures for 192ir high-dose rate brachytherapy sources. Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys, 43, 653 – 661, 1999 [6] Bautista-Hernández Y., Villavicencio-Queijeiro M. A., Portillo-Reyes J., Luján-Castilla P. J., Montoya-Monterrubio J., Daniel Raymundo Ruesga-Vázquez D. R., et al. Braquiterapia de alta tasa de dosis en cáncer cérvico-uterino; experiencia en el Servicio de Radio-Oncología del Hospital General de México. GAMO, 10, 201 – 209, 2011. [7] Bondel S., Ravikumar M., Sudhakar Supe S., Rekha Reddy B. Calibration of 192Ir high dose rate brachytherapy source using different calibration procedures. Reports of practical oncology and radiotherapy, 19, 151 – 156, 2014. Disponible en: www.sciencedirect.com [8] European Society for Therapeutic Radiology and Oncology. A practical guide to quality control of brachytherapy equipment. 1° edición. Bruselas (Bélgica): Venselaar, Calatayud, 2004. [9] García Contreras O. J. Cálculo de Dosis en Braquiterapia Ginecológica HDR-3D mediante simulación Monte Carlo para tratamiento Intracavitario de Cáncer de Cuello Uterino. Tesis (Magister en Física Médica). Bogotá D. C., Universidad Nacional de Colombia, Facultad de ciencias, Departamento de Física, 2011. 111 p. [10] Goetsch S., Attix F. H., Pearson D. W., Thomadsen B. R., Calibration of 192Ir high-dose-rate afterloading systems. Medical Physics, 18, 462 – 467, 1991. [11] Haie-Meder C. et al. Recommendations from Gynaecological (GYN) GEC-ESTRO Working Group (I): concepts and terms in 3D image based 3D treatment planning in cervix cancer brachytherapy with emphasis on MRI assessment of GTV and CTV. Radiotherapy and Oncology, 74, 235 – 245, 2005. Disponible en: www.elsevier.com/locate/radonline [12] IAEA-TECDOC-1151. Aspectos físicos de la garantía de calidad en radioterapia: Protocolo de control de calidad, IAEA (2000). [13]International Commission on Radiation Units and Measurements. Dose and Volume Specification for Reporting Intracavitary Therapy in Gynecology. ICRU REPORT 38. USA, 1991. 30 p. [14]Jaén González B. Diseño y puesta en marcha de un programa de garantía de calidad en braquiterapia de alta tasa de dosis. Tesis (Maestría en Física Medica). Bariloche, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro, 2006. 79 p. [15] Mohamed Yoosuf A. B. et al. Verification of high-dose-rate brachytherapy treatment planning dose distribution using liquid-filled ionization chamber array. Journal of Contemporary Brachytherapy, 10, 143 – 154, 2018. [16] Nath R. et al. Code of practice for brachytherapy physics: Report of the AAPM Radiation Therapy Committee Task Group No. 56. Medical Physics, 24, 1557 – 1598, 1997. [17] NIST. “Guidelines for Evaluating and Expressing the Uncertainty of NIST Measurement Results”. Nota técnica 1297. 1994. [18] Organismo Internacional de Energía Atómica. The transition from 2-d brachytherapy to 3-d high dose rate brachytherapy. IAEA Human Health Reports No. 12. Vienna, Austria, 2015. 47 p. Disponible en: http://www.iaea.org/Publications/index.html [19] Organismo Internacional de Energía Atómica. Absorbed Dose Determination in External Beam Radiotherapy: An International Code of Practice for Dosimetry based on Standards of Absorbed Dose to Water. IAEA TRS-398. 2006. Vienna, Austria, 2006. 183 p. [20] Organismo Internacional de Energía Atómica. Calibración de fuentes de fotones y rayos beta usadas en braquiterapia. Guía de procedimientos estandarizados en Laboratorios Secundarios de Calibración Dosimétrica (LSCD) y en hospitales. IAEA-TECDOC-1274/S. 2004. Viena, Austria, 2004. 60 p. Disponible en: http://www-naweb.iaea.org/nahu/external/e3/publications.asp [21] Organismo Internacional de Energía Atómica. Standards and Codes of Practice in Medical Radiation Dosimetry. IAEA-CN-96. 2003. Vienna, Austria, 2003. 511 p. [22]Organismo Internacional de Energía Atómica. Protección radiológica en radioterapia. Parte 2: Física de las Radiaciones. Conferencia 2: Dosimetría y Equipos. Material de Entrenamiento en Protección Radiológica en Radioterapia. 75 p. [23] Patel Narayan P., Majumdar B., Vijiyan V., Hota Pradeep K. In–air calibration of an HDR 192Ir brachytherapy source using therapy ion chambers. Journal of cancer research and therapeutics, 1, 213 - 220. 2005. Disponible en: www.cancerjournal.net [24]Petereit D, Potter D. High-dose- rate brachytherapy in the treatment of cervical cancer: analysis of the late complications. I. J. Radiat. Oncol. Biol. Physics. 2004; 50: 528-34. [25]Podgorsak, E. B. Radiation Oncology Physics: A Handbook for Teachers and Students. 2° Ed. Vienna: IAEA, 2005. 5, 7, 8, 9, 10, [26]Pötter R. et al. Clinical outcome of protocol based image (MRI) guided adaptive brachytherapy combined with 3D conformal radiotherapy with or without chemotherapy in patients with locally advanced cervical cancer. Radiotherapy and Oncology, 100, 116 – 123, 2011. Disponible en: www.thegreenjournal.com [26] Ramos Ribeiro, T. N. Estudo e implementação de dosimetría com mosfet em braquiterapia de alta taxa de dose. Tesis (Magister en Ingeniería Física). Lisboa, UNIVERSIDAD DE LISBOA, Facultad de Ciencias, Departamento de Física, 2010. 76 p. [27] Sierra N. M. Construcción de un fantoma antropomórfico de pelvis para el control de calidad en los tratamientos de IMRT con compensadores. Tesis (Maestría en Física Médica). Bariloche, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro, 2016. 91 p. [28] Tourinho Campos L., Gonçalves Magalhaes L. A., Veloso de Almeida C. E. Determination of a beam quality conversion factor from 60Co to 192Ir. Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 30, 1–6, 2018. Disponible en: http://www.elsevier.com/locate/jrras [29] Varian Medical Systems®. Catálogo de aplicadores intracavitarios. 2018, 150 p. [30] García, M. Cassani, M., Carbonetto, S., Casal, M. et al. 6MV LINAC characterization of a MOSFET dosimeter fabricated in a CMOS. Journal of Radiation Research and Applied Science, 117,63-69, 2018. [31] Muñoz Migueláñez, M. Braquiterapia en Cáncer Ginecológico.[diapositivas de Power Point]. Recuperado de: https://es.slideshare.net/tmm50/braquiterapia-en-cncer-ginecolgico. [32] Richard Potter et al. Recommendations from gynaecological (GYN) GEC ESTRO working group (II): Concepts and terms in 3D image-based treatment planning in cervix cancer brachytherapy—3D dose volume parameters and aspects of 3D image-based anatomy, radiation physics, radiobiology. Radiotherapy and Oncology, 78, 67 – 77, 2006.
Materias:Medicina > Radioterapia
Divisiones:ROFFO
Código ID:773
Depositado Por:Tamara Cárcamo
Depositado En:08 Feb 2021 11:49
Última Modificación:08 Feb 2021 11:49

Personal del repositorio solamente: página de control del documento