Maestría en Física Médica

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Análisis de parámetros de calidad de la Cámara Gamma SPECT/CT Symbia Pro.Specta Q3® en la adquisición de imágenes de perfusión miocárdica utilizando simuladores físicos
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Cárdenas Rojas, Juana Carolina; Abril Fajardo, Andrea; Daza Moreno, Agustín
Las enfermedades cardiovasculares, en su mayoría provocan obstrucciones en los vasos sanguíneos, capilares y venas, provocando una disminución del flujo sanguíneo, aumentando el riesgo de sufrir un ataque cardíaco. Para diagnosticar adecuadamente estas enfermedades, se han desarrollado técnicas avanzadas como el SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography), aplicado a estudios de perfusión miocárdica. Este procedimiento utiliza un radiofármaco, el cual es una molécula unida a un radionúclido, específicamente 99mTc (Tecnecio 99 Metaestable), que está ligado a la molécula MIBI (Metoxi-isobutil isomitrilo). Este radionúclido es un emisor de rayos gamma, que al ser inyectado viajará por el torrente sanguíneo y se ligará en mayor medida a los miocitos, que son las células del músculo cardíaco. Posterior a la administración del 99mTc-MIBI, aproximadamente 40 minutos después , el paciente pasa al equipo SPECT para la adquisición de las imágenes, las cuales, dan detalles tanto funcional como anatómico de la patología de estudio. En este proceso se incluye la fusión y el procesamiento de las imágenes utilizando filtros específicos que permiten mejorar la calidad de la imagen. El presente trabajo evaluó la calidad de imagen del equipo SPECT Symbia Pro.Specta Q3. Para ello se siguieron los protocolos internacionales establecidos por la ACR (American College of Radiology) y NEMA (Nacional Electrical Manufactures Association). Estos protocolos permitieron analizar los parámetros de adquisición y reconstrucción, donde se evaluó la calidad de la imagen obtenida, a través, del uso de simuladores físicos. Los parámetros analizados fueron aplicados a estudios de imágenes de perfusión miocárdica, donde se tuvo en cuenta el tiempo de adquisición y la dosis administrada en un 100 %, 75% y un 50% utilizando los colimadores LEHR y SMART ZOOM (Texto tomado de la fuente).
Evaluación dosimétrica de la técnica de braquiterapia ocular con semillas de 125I usando simulador físico impreso en 3D
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-09-12) López Fonseca, Bryan Santiago; Simbaqueba Ariza, Axel D.; Plazas de Pinzón, María Cristina; Niño Duarte, Franklin
La braquiterapia ocular es una técnica para tumores oculares que ha sido un campo en constante evolución desde la década de 1960. A pesar de sus buenos resultados, presenta desafíos en su verificación dosimétrica debido a las complejas dimensiones y estructuras internas del globo ocular. Este Trabajo Final de Maestría, desarrollado en el Instituto Nacional de Cancerología, propone el diseño, construcción y uso de un simulador físico ocular impreso en 3D para realizar la evaluación dosimétrica independiente en los tratamientos de braquiterapia ocular con semillas de 125I a partir de la comparación de medidas experimentales obtenidas y las que calcula el sistema de planificación de tratamiento (TPS). Se hizo uso del software de modelamiento y se diseñó un simulador físico con dimensiones reales de un globo ocular, en cuanto a la construcción se imprimió en 3D utilizando material ABS caracterizado previamente con pruebas dosimétricas. El simulador consta de 5 cortes transversales que permiten la inserción de distintos detectores (TLD y películas radiocrómicas), esta configuración permite medir dosis a diferentes profundidades. Se generaron planes de tratamiento considerando dos puntos de normalización, 0,4 cm y 0,5 cm de profundidad debido a que el corte superior e inferior cuentan con esos grosores. En las capas más cercanas a los puntos de normalización, la dosis experimental mostró un comportamiento adecuado en comparación con el TPS, con diferencias porcentuales menores al 5%. Respecto a los resultados obtenidos en la evaluación de dosis a profundidad, se encuentran diferencias porcentua- les significativas mayores al 5% que se pueden asociar a limitaciones del TPS. Este trabajo presenta perfiles de dosis que muestran una atenuación consis- tente a lo largo del simulador, lo cual valida el comportamiento dosimétrico del mismo. Esta herramienta dosimétrica muestra resultados consistentes con los teóricos para profundidades cercanas al punto de normalización, permitiendo una evaluación de dosis apropiada e independiente que respalda la implementación de estos simuladores en el ámbito hospitalario y contribuye a optimizar esta técnica. (Texto tomado de la fuente).
Evaluación de la radioterapia adaptativa en acelerador Radixact x9 bajo la influencia del número CT para los sistemas de planeación Precision® y RayStation®
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-09-09) Velasco Beltran, Ronald Fabian; Rozo Albarracín, Edwin; Plazas de Pinzón, María Cristina
Una herramienta fundamental en la radioterapia son las imágenes por tomografía computarizada que generalmente se adquieren pre y durante tratamiento. Es sobre estas donde se realiza el cálculo de dosis por medio de los sistemas de planeación (TPS). Este estudio evaluó la dependencia del número CT (Unidad Hounsfield, HU) en el acelerador Radixact x9 del Instituto de Cáncer Carlos Ardila Lule (ICCAL) con los distintos parámetros de adquisición (kV, mAs, anatomía, FOV, modo) e identificó los protocolos que presentan diferencias estadísticas, posteriormente se analizó el impacto en las dosis calculadas por Precision® y RayStation® debido al uso de protocolos que presentan diferencia significativa y finalmente se verificó las diferencias de dosis medidas respecto a las calculadas en estos protocolos significativos. La metodología comprendió 3 etapas, una inicial, donde se identificó y se analizó la significancia entre montajes, contra un protocolo de referencia y entre protocolos. Se usaron estadísticos de prueba como ANOVA y Kruskal-Wallis dependiendo la naturaleza estadística de los datos con una significancia del 95 % lo que permitió identificar los protocolos que presentan diferencias estadísticamente significativas. La segunda etapa comprendió la realización del cálculo de dosis tanto en Precision® como en RayStation® para luego comparar las diferencias entre los planes en los protocolos hallados en la primera etapa y una tercera etapa que comprendió la medición de dosis en 3 puntos específicos del simulador físico ’Cheese Phantom’ el cual representa un medio homogéneo y un simulador antropomórfico fabricado por Cristian Castellanos que representa un medio heterogéneo donde se obtuvieron las diferencias porcentuales de dosis mediante el uso de cámaras de ionización. Los protocolos que presentaron diferencias significativas fueron aquellos donde se ignora el parámetro de Body Size, ya que el análisis mostró baja dependencia de la corriente (establecido por Body Size) y las HU, las comparaciones de distribuciones de dosis mediante el análisis gamma mostraron diferencias de hasta el 11 % para un índice gamma de 100 % cuando se cambia parámetros como Field Of View (FOV) y Modo en la misma anatomía, finalmente las mediciones con cámara de ionización mostraron diferencias de hasta el 3 % tanto para Precision® como RayStation® para el medio heterogéneo entre el dato calculado y el medido e inferiores al 1 % en medio homogéneo, estos resultados también fueron validados con la literatura, de esta manera se concluye que las imágenes adquiridas en el acelerador Radixact x9 durante la simulación del paciente y durante la entrega del tratamiento (radioterapia adaptativa), son aptas para ser usadas en la planeación de tratamiento y la adaptación del mismo en las imágenes de localización. (Texto tomado de la fuente).
Dosimetría in vivo en radioterapia intraoperatoria: un protocolo de medición y análisis de dosis para el acelerador Mobetron 2000
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-10-15) Moya Duran, Santiago; Simbaqueba Ariza, Axel Danny; Plazas de Pinzón, Maria Cristina; Grupo Fisica Medica Unalb
En este trabajo se evaluó la dosimetría de haces de electrones utilizando bolus impresos en 3D en combinación con películas radiocrómicas EBT3 y detectores TLD, con el objetivo de optimizar la distribución de la dosis en tratamientos de radioterapia superficial. Se realizaron experimentos con tres configuraciones diferentes, utilizando bolus de 0.5 cm y 1 cm de grosor y un haz de electrones de 9 MeV. Los perfiles laterales y el porcentaje de dosis en profundidad (PDD) se midieron con precisión, destacando cómo los bolus superficializan la dosis y controlan la distribución en las capas más externas del tejido. Los resultados mostraron que el uso del bolus de 1 cm reduce la dosis en la profundidad de 2 cm en aproximadamente 2 Gy en comparación con el bolus de 0.5 cm, y en 4 Gy respecto a no usar bolus, demostrando la efectividad de este método para proteger tejidos profundos. Las películas radiocrómicas y los TLD, previamente calibrados, permitieron mediciones dosimétricas precisas y reproducibles, validando su uso en estudios avanzados de dosimetría. En particular, las películas radiocrómicas EBT3 mostraron una alta eficacia para la dosimetría in vivo, debido a su capacidad para proporcionar mediciones directas y detalladas de la distribución de dosis en áreas específicas del paciente o fantoma. Su respuesta dosimétrica es lineal en un rango amplio de dosis, lo que las hace idóneas para la evaluación en tiempo real de la dosis administrada, garantizando la precisión y seguridad en los tratamientos de radioterapia. La revisión bibliográfica incluyó la evaluación de los documentos del AAPM Task Group 191 y Task Group 55, los cuales proporcionaron directrices clave sobre la implementación y validación de procedimientos dosimétricos, especialmente en contextos de radioterapia intraoperatoria y en el uso de detectores en haces de electrones. (Texto tomado de la fuente).
Implementación de un método alternativo para la estimación de la dosis combinada en radioterapia de haz externo y braquiterapia para el tratamiento del cáncer de cuello uterino
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Chamorro Tobar, Raúl Alexander; Paz Lozada, Juan Carlos; Plazas, María Cristina; Grupo Fisica Medica Unalb
La calidad de un tratamiento de radioterapia para cáncer de cuello uterino, que combina radioterapia de haz externo (EBRT) y braquiterapia de alta tasa de dosis (HDR-BT), depende de múltiples factores radiobiológicos. La dosis biológicamente efectiva (BED) y la dosis equivalente a 2 Gy por fracción (EQD2) son métricas cruciales para evaluar el impacto clínico global, especialmente cuando ocurren desviaciones en la duración total del tratamiento. Para abordar esta necesidad, se desarrolló y validó un script que automatiza la extracción de datos dosimétricos del sistema de planificación (TPS) y el cálculo de la EQD2 total, comparando los resultados con los registros manuales tradicionales. El estudio se basó en un análisis retrospectivo de 160 registros correspondientes a 20 casos clínicos. La validación inicial demostró una concordancia perfecta entre los datos de dosis físicas (D90 y D2cm3) extraídos por el script y los reportados por el TPS (Dose Statistics), confirmando la fiabilidad técnica de la herramienta para la adquisición de datos. La comparación posterior entre la EQD2 calculada por el script y la registrada manualmente reveló discrepancias clínicamente significativas. Aunque la concordancia general fue alta en el volumen tumoral (PTV/CTV), se identificaron errores sistemáticos y puntuales críticos. Notablemente, el registro manual tendió a subestimar la dosis en la vejiga y sobrestimar la dosis en el recto. Se detectaron errores absolutos de hasta 4.09 Gy en el PTV y 26.24 Gy en el colon sigmoide, con errores relativos que alcanzaron el 34.78%. Además, la herramienta automatizada redujo el tiempo de evaluación entre 4 y 6 veces. El script demostró ser una herramienta robusta y precisa para la evaluación dosimétrica. Su implementación es fundamental para superar la variabilidad y los errores críticos inherentes al registro manual, garantizando una monitorización más segura y objetiva de los tratamientos de radioterapia y fortaleciendo la toma de decisiones clínicas (Texto tomado de la fuente).
Análisis dosimétrico del efecto de la configuración de la estructura de camilla en el cálculo de dosis absorbida en radioterapia
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) González Niño, Juan Manuel; Simbaqueba Ariza, Axel Danny; Plazas de Pinzón, María Cristina
La presente investigación evalúa el impacto dosimétrico de distintas representaciones de la camilla de tratamiento en el sistema de planificación Monaco, mediante un enfoque integral que combina mediciones experimentales y simulaciones clínicas. Se compararon cuatro metodologías de modelado: aire (HUaire), agua (HUagua), valor teórico para fibra de carbono (HUteórico) y valor experimental obtenido por escaneo CT de un extensor de camilla (HUexp). La primera fase incluyó mediciones puntuales con cámara de ionización, utilizadas para evidenciar la variación en la dosis absorbida a diferentes profundidades al modificar la representación de la camilla. Posteriormente, se obtuvieron perfiles de dosis a profundidad mediante películas radiocrómicas EBT3 en un fantoma de PMMA, evaluando el desplazamiento del Dmax y las diferencias de dosis respecto al modelo experimental. Finalmente, se realizaron 16 planes clínicos (IMRT y VMAT; 6 MV y 15 MV) sobre un fantoma antropomórfico, analizando métricas clínicas (Dmax, Dmedia, D2, V95) en sitio objetivo y órganos a riesgo y validando la entrega de dosis mediante ArcCheck. Los resultados evidencian que HUexp proporciona la mejor concordancia dosimétrica, con errores inferiores al 2 % en todas las configuraciones evaluadas. HUteórico mostró un desempeño aceptable, pero con variabilidad dependiente del ángulo de incidencia. En contraste, HUaire y HUagua generaron errores clínicamente relevantes, incluyendo desplazamientos del Dmax y sobreestimaciones de dosis de hasta 25 % en mediciones puntuales y más del 9 % en planes clínicos. Se concluye que la representación precisa de la camilla es esencial para una planificación dosimétrica confiable, especialmente en condiciones geométricas complejas. HUexp se propone como referencia para la comisión de sistemas de planificación que incorporen estructuras físicas como la camilla, contribuyendo a reducir incertidumbres sistemáticas y a mejorar la calidad en la entrega de dosis (Texto tomado de la fuente).
Implementación de un protocolo automatizado para el control de calidad en sistemas de imágenes de aceleradores lineales de uso clínico
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Díaz Ramos, Tatiana; Orejuela Mosquera, Diego Mauricio; Agulles Pedrós, Luis; Grupo Fisica Medica Unalb
Este estudio tuvo como objetivo implementar un protocolo automatizado para el control de calidad en sistemas de imágenes de aceleradores lineales en un hospital público del suroccidente colombiano. Se estructuraron los procedimientos siguiendo las recomendaciones consignadas en las publicaciones del TG-42 y TG-198 de la AAPM, y TECDOC-1958 del OIEA, adaptándolos a los simuladores físicos disponibles. Se desarrolló el software LimageQC, que automatiza el análisis de pruebas mensuales sobre imágenes planares (MV y kV) y volumétricas (CBCT), utilizando Python, Django, OpenCV y Pylinac. Durante la validación, se realizaron más de 12.000 mediciones automatizadas, automatizadas, cuyos coeficientes de variación y errores de magnificación resultaron demostrar estabilidad y reproducibilidad. En la prueba Winston-Lutz, se observaron desviaciones mínimas, dentro de lo esperado para una alineación precisa. En cuanto a la magnificación, los valores se mantuvieron estables y dentro de los rangos aceptables. La resolución espacial fue adecuada tanto para imágenes kV como MV, y se registraron niveles de contraste, uniformidad y ruido acordes con los estándares de calidad establecidos para cada modalidad de imagen. El software también integró pruebas no cubiertas por Pylinac, como aquellas para el análisis de los simuladores físicos: ISOCube, MarkerBlock, PMMA y lámina de cobre, proponiendo un aporte al desarrollo de herramientas libres en Física Médica. LimageQC demostró ser una herramienta efectiva para estandarizar, agilizar y trazar el control de calidad en sistemas de imagen, con potencial de replicabilidad en otros entornos clínicos similares (Texto tomado de la fuente).
Evaluación de la calidad de imagen en estudios cerebrales con FDG en tomografía por emisión de positrones
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-03) Franco Olarte, Luz Eliana; Abril Fajardo, Andrea; Sandoval Castillo, Lorena; Londoño Tobon, Angela; Grupo de Física Médica
La tomografía por emisión de positrones (PET-CT) con FDG es fundamental para evaluar el meta- bolismo cerebral y detectar anomalías. Los estudios PET cerebrales con 18F-FDG permiten iden- tificar enfermedades neurodegenerativas, tumores y trastornos psiquiátricos en etapas tempra- nas. Evaluar los protocolos PET permite mejorar la calidad de imagen, proporcionando mayor precisión diagnóstica, facilitando un tratamiento más efectivo y personalizado. Este trabajo con- tribuye en la evaluación de protocolos de adquisición de estudios PET-CT cerebrales. Para esto, se plantea una metodología que incluye diferentes etapas desde la indagación hasta la evalua- ción. Inicialmente se realiza una revisión bibliográfica en bases de datos correspondiente a los protocolos actuales, identificando que el primer paso requiere de una guía de llenado de los maniquíes cilíndrico y cerebral 3D Hoffman con una actividad de 5mCi de 18F-FDG garantizan- do que al momento de la toma del estudio la actividad en el sistema cerebral sea equivalente y corresponda al valor de actividad en un estudio real; esta guía se presenta como un anexo y pretende ser un recurso para los servicios de medicina nuclear. El proceso de determinación de los parámetros de calidad se realiza en dos sistemas PET/CT Briograph40 TruePoint y Biograph Vision 450 del servicio de medicina nuclear del Instituto Nacional de Cancerología, realizando un análisis cualitativo a partir de la evaluación visual de las imágenes obtenidas y un análisis cuantitativo a partir de la evaluación de parámetros como el ruido, uniformidad y contraste de la materia gris y blanca de las imágenes de cada equipo. Se obtiene una distribución del radio- fármaco en el sistema cerebral comparable a un estudio en un paciente normal con una relación 4:1 en las regiones de materia gris y materia blanca. Se determina la resolución espacial y un FWHM de 4mm y 2mm para los sistemas PET/CT Biograph40 y Vision 450 respectivamente. A su vez, se obtienen valores de contraste de 60-96 % y ruido <6 % para el sistema Vision 450 y % contraste del 66-94 % y ruido <15 % para el sistema Biograph40, los resultados coinciden con los criterios de aceptabilidad propuestos por Ikari et al [1]. (Texto tomado de la fuente).
Implementación del método de la matriz de riesgo en procedimientos en salas de cirugía con equipos de fluoroscopia en la Fundación Santa Fe de Bogotá
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Alvarez Aldana, Diego Fernando; Daza Moreno, José Agustín; Plazas de Pinzón, María Cristina; Alvarez Aldana, Diego Fernando [0000086275]
En la Fundación Santa Fe de Bogotá se ha implementado y desarrollado una matriz de riesgo específica para el área de radiología con equipos de fluoroscopia en salas de cirugía. Esta implementación se basa en el documento IAEA-TECDOC-1685/S (Aplicación del método de la matriz de riesgo de radioterapia). Para definir el conjunto de sucesos iniciadores, se realizó un análisis exhaustivo, tanto visual como investigativo, de todos los posibles fallos de equipos y errores humanos que pueden ocurrir en la práctica. Asimismo, se identificaron las posibles barreras de seguridad y robustez con las que cuenta la institución, determinando así el tipo de riesgo y las consecuencias que pueden afectar a los trabajadores, pacientes o al público en general. El presente trabajo expone los principales resultados derivados de la aplicación de la metodología de la matriz de riesgo en salas de cirugía con equipos de fluoroscopia. Se identificaron los fallos principales de los equipos y los errores humanos que pueden ocurrir, los cuales tienen el potencial de conducir a un accidente. El objetivo principal es identificar los posibles sucesos iniciadores que pueden presentarse en las salas de cirugía, evaluando su frecuencia de ocurrencia, las barreras existentes y las consecuencias eventuales que podrían derivarse. Finalmente, se determina el riesgo de cada suceso con el fin de proponer recomendaciones para mejorar el programa de gestión de calidad de la entidad analizada. Como resultado de este trabajo, se desarrolló una herramienta informática que permite clasificar a los trabajadores como ocupacionalmente expuestos y realizar una estimación de la dosis que reciben durante los procedimientos de fluoroscopia (Arcos en C). Esta herramienta se constituye en un recurso valioso para la gestión de la seguridad y la salud ocupacional en el entorno quirúrgico, facilitando la implementación de medidas preventivas y correctivas para minimizar los riesgos radiológicos. (Texto tomado de la fuente).
Evaluación de la eficiencia del autoblindaje de un ciclotrón Eclipse HP mediante la medición de la radiación mixta producida
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-04-13) Landazuri Idrobo, Eduar Antonio; Abril Fajardo, Andrea Johana; Ávila Rodríguez, Miguel Ángel
El presente estudio evalúa la eficiencia del autoblindaje del ciclotrón Eclipse HP en relación con la radiación generada durante la producción de flúor-18 (18FF) mediante la reacción nuclear 18O(p,n)18FF. Dado que durante la operación de los ciclotrones para la producción de 18F se emiten intensos campos de radiación de neutrones y rayos gamma, un blindaje adecuado es crucial para proteger a los operarios y cumplir con las normativas de seguridad radiológica. Se realizaron mediciones en una zona controlada del búnker del ciclotrón de la Radiofarmacia del Instituto Nacional de Cancerología, con el objetivo de verificar que los niveles de radiación se mantengan dentro de los límites establecidos por el fabricante. Las herramientas de medición incluyeron dosímetros termoluminiscentes (TLD-MTS-N) y detectores Geiger Müller, encontrando que el segundo ofrece una mayor consistencia en las mediciones de radiación gamma. También se utilizó un detector de neutrones que demostró su efectividad en la evaluación de la exposición a neutrones, con resultados que indican tasas de dosis más altas cerca de los blancos de producción. A pesar de algunas variaciones en las mediciones, se comprobó que el autoblindaje del ciclotrón cumple con las regulaciones de seguridad, lo que minimiza la exposición al personal y al público. La caracterización de productos de activación en las paredes del búnker reveló la presencia de 152EuEu y 134CsCs, la identificación de estos radionúclidos es fundamental para planificar futuros desmantelamientos del equipo. Además, la calibración de los detectores fue esencial para asegurar la precisión de los resultados, lo que permitió identificar posibles vías de producción de ciertos radionúclidos Este estudio proporciona información valiosa para optimizar la seguridad radiológica y mejorar las prácticas de desmantelamiento en instalaciones similares, destacando la importancia de un blindaje eficaz en la operación de ciclotrones. (Texto tomado de la fuente).
Estudio dosimétrico en la modalidad de tratamiento de la irradiación de piel total con electrones, a partir de la técnica rotacional en el Instituto Nacional de Cancerología
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-03-06) Mayorga Largo, Yudy Alejandra; Simbaqueba, Axel; Plazas de Pinzón, María Cristina; Instituto Nacional de Cancerología; Agudelo Cardona, David Alejandro; Machado, Harold
En el año 2023, el Instituto Nacional de Cancerología (INC) implementó la técnica de radiación de piel total basada en el protocolo Stanford para tratar patologías clínicas de cáncer de piel, como la micosis fungoide, el síndrome de Sézary y sarcomas del tipo Kaposi. El objetivo principal del proyecto fue realizar un estudio dosimétrico para evaluar y optimizar un protocolo de irradiación de piel total con electrones, empleando la técnica rotacional (RTSEI, por sus siglas en inglés) como una alternativa al método Stanford. Este enfoque rotacional fue diseñado específicamente para el tratamiento de carcinomas en la piel como Micosis Fungoide. Durante el desarrollo del estudio, se utilizaron dosímetros termoluminiscentes (TLD), películas radiocrómicas y sistemas de dosimetría tipo diodo, lo que permitió una evaluación precisa de la distribución de la dosis. Los resultados demostraron que la técnica rotacional ofrece ventajas significativas sobre la técnica Stanford, incluyendo una mayor homogeneidad en la distribución de la dosis y una reducción considerable en el tiempo total de tratamiento. Además, se implementó un esquema de rotaciones con dos paradas estratégicas para priorizar la comodidad del paciente durante el procedimiento. Este diseño mejora la experiencia del tratamiento. Finalmente, se establecieron los elementos técnicos y logísticos necesarios para cada etapa del tratamiento, asegurando la viabilidad y eficiencia de la técnica rotacional como una alternativa para la irradiación de piel total con electrones. (Texto tomado de la fuente).
Validación dosimétrica de planes de radioterapia estereotáctica en cáncer de pulmón
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Cuaspud Ruiz, Cristian Dario; Torres Forero, Adriana Marcela; Plazas de Pinzón, Maria Cristina
Este trabajo presenta un análisis de los aspectos dosimétricos en planes de tratamiento de Radioterapia Corporal Estereotáctica de cáncer de pulmón, realizados utilizando el sistema de planificación de tratamiento Eclipse. Estos planes fueron calculados con el Algoritmo Analítico Anisotrópico y el algoritmo Acuros XB, y entregados en el acelerador lineal Halcyon de Varian. Se llevó a cabo un estudio de casos de tipo experimental, utilizando imágenes tomográficas de pacientes que ya han recibido SBRT pulmonar. La población de estudio consistió en imágenes tomográficas de registros de planeaciones de SBRT pulmonar de pacientes con NSCLC en etapa temprana, tratados entre los años 2020 y 2023. Se evaluaron e implementan métodos que permitan disminuir imprecisiones que se generan en el flujo clínico de los tratamientos en el Servicio de Radioterapia del Instituto Médico Oncológico S.A.S. Estos métodos incluyeron validaciones dosimétricas mediante cálculos independientes con el algoritmo SciMoCa del software VeriQA de PTW, comprobaciones de entrega de dosis utilizando el sistema para control de paciente específico Octavius 4D de PTW, la automatización del cálculo de índices dosimétricos para la evaluación clínica de los planes mediante un script implementado en la interfaz de programación de aplicaciones de Eclipse. También, se determinó el impacto del simulador físico Ruby de PTW en la realización de pruebas de extremo a extremo y la prueba Winston Lutz. Finalmente, se implementó un código en el lenguaje de programación Python que utiliza la librería PyLinac para el análisis de la prueba Winston Lutz. Los resultados ofrecen beneficios significativos en el desarrollo de un flujo clínico con mayor precisión en la entrega de dosis, reducción de los tiempos de planificación y optimización de los recursos disponibles (Texto tomado de la fuente).
Dosimetría en haces de radiación usados en la Radioterapia FLASH con haces de electrones de 7 MeV
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-07-11) Avilés León, Valentina; Heinrich, Sophie; Plazas de Pinzón, María Cristina; Aviles, Valentina [https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000128868]; Aviles, Valentina [0000128868]; Grupo Fisica Medica Unalb
El fenómeno radiobiológico conocido como efecto FLASH ha despertado considerable interés en la comunidad científica mundial. Estudios preclínicos han resaltado su notable capacidad para mitigar los efectos colaterales en tejidos sanos mientras mantiene la eficacia en tejidos tumorales. Este procedimiento juega un papel crucial en la expansión de las posibilidades terapéuticas y en mejorar la efectividad de la radioterapia al administrar dosis altas de radiación en intervalos de tiempo extremadamente corto, con tasas de dosis promedio excepcionalmente altas que superan los 40 Gy/s. Es importante destacar que la irradiación instantánea con dosis de energía ultra alta asociada con la Radioterapia FLASH presenta desafíos significativos en la medición y cuantificación de la dosis. La escasez de literatura, protocolos y orientación en este campo es uno de los desafíos que enfrenta esta área de investigación. A pesar de numerosos estudios sobre dosimetría en radioterapia FLASH, sigue existiendo una brecha considerable en el conocimiento de física médica. Además, considerar la relación entre parámetros temporales del haz de radiación, como la tasa de dosis, dosis por pulso y tasa de dosis promedio dentro del pulso, sigue siendo un desafío significativo. En este trabajo final de maestría, se llevarán a cabo mediciones dosimétricas de haces de electrones de 5 y 7 MeV, tanto en modalidades convencionales como FLASH. Este enfoque jugará un papel crucial en la comprensión de la dosimetría en la Radioterapia FLASH. Se anticipa que procedimientos como la determinación de curvas de PDD, controles de calidad diarios tanto para modalidades FLASH como convencionales, la evaluación de la dosis por pulso [Gy/pulso] en relación con la longitud real del pulso [µs], y la determinación de los output factors, entre otras medidas dosimétricos incorporados en este estudio, contribuirán significativamente a la caracterización precisa del haz de electrones para ambas energías. Este enriquecimiento se traducirá en una comprensión más profunda de la dosimetría para haces de electrones de ultra alta energía, fortaleciendo la base de conocimientos esencial para su aplicación en protocolos de aseguramiento de calidad de haces de radiación. (Texto tomado de la fuente)
Implementación de un método de auditoría dosimétrica de campos pequeños de uso clínico en un hospital público de mediana y alta complejidad del sur occidente colombiano, 2023
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Ordoñez Cortes, Adrian David; Orejuela Mosquera, Diego Mauricio; Plazas de Pinzon, Diego Mauricio
Este trabajo presenta una auditoría dosimétrica de pacientes sometidos a radiocirugía, abordando un estudio de cohorte descriptivo retrospectivo. La población de estudio consistió en pacientes con lesiones intracraneales tratados mediante técnicas HyperArc y VMAT, durante el periodo comprendido entre el 01 de enero de 2022 y el 30 de junio de 2023. La muestra total incluyó a 21 pacientes. El objetivo principal de esta investigación fue evaluar la optimización de los tratamientos de radiocirugía realizados en el Hospital Universitario del Valle. Se llevó a cabo una caracterización detallada de la muestra de estudio, seguida de un análisis individual de las variables relacionadas con la implementación del protocolo. La determinación de la dosis puntual se realizó mediante una prueba End to End, siguiendo las recomendaciones del CoP TRS-483. Asimismo, se efectuó la medición del índice gamma evaluando los diferentes criterios, la dosis de prescripción y el índice de Paddick. Además, se adaptaron y establecieron protocolos para garantizar su correcta ejecución. Los resultados de este estudio indican la implementación de protocolos actualizados en línea con las recomendaciones del TRS-483. Además, se llevó a cabo una prueba End to End para la evaluación de la cadena de tratamiento y por último se establecieron niveles de acción específicos en base a los resultados obtenidos. (Texto tomado de la fuente).
Implementación de la planeación de cáncer de próstata mediante un modelo basado en el conocimiento y optimización multicriterio en un hospital público de mediana y alta complejidad del suroccidente colombiano, 2023
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Criollo Narvaez, Vaneza Yasmin; Orejuela Mosquera, Diego Mauricio; Plazas de Pinzón, María Cristina
En el presente trabajo se presenta la implementación de la planeación de tratamiento de cáncer de próstata mediante un modelo basado en el conocimiento y optimización multicriterio. Se trata de un estudio descriptivo de retrospectivo. La población de estudio fue constituida por registros de planes de tratamiento con radioterapia para pacientes diagnosticados con cáncer de próstata, durante el periodo del 01 de enero de 2020 a hasta el 30 de junio de 2023, con un total de 170 registros. Para llevar a cabo el estudio, se constituyeron 2 grupos: el primero formado por 140 registros, que fueron usados en el entrenamiento del modelo basado en el conocimiento, mientras los 30 registros restantes se definieron para realizar la validación del funcionamiento del modelo. La investigación se estableció en aras de determinar si los planes generados con el modelo basado en el conocimiento logran mejorar o mantener los criterios de calidad respecto al plan inicial. Para dar respuesta a dicha inquietud, inicialmente se planteó una descripción de variables demográficas (edad, estadio, dosis de prescripción, entre otras), y por otro lado se analizaron de forma independiente las variables que constituyen la categoría de calidad de planeación, entre las cuales se encuentran: estimación de los constraints para los órganos en riesgo, determinación del cumplimiento de estos criterios, evaluación de los índices de homogeneidad y conformidad, y análisis del índice gamma. De acuerdo con los resultados que se obtuvieron en el presente trabajo se logró observar que el modelo de planeación (RP+MCO) logró generar planes de alta calidad, obteniendo mejorías más notorias para algunos órganos, como bulbo peneano, cabezas femorales, médula y vejiga. Sin embargo, para el recto se obtienen métricas que incrementan (detrimento) respecto a los valores de los planes iniciales. Además, el mejoramiento de los planes se puede determinar a través de la puntuación global, con la que se logran categorizarlos como óptimos o aceptables. Al mejorar las métricas el modelo logra cambiar de categoría a cierta cantidad de planes, y en la etapa de validación se logra subir de nivel a 7 registros, representando una disminución de dosis en los órganos en riesgo y una mayor cobertura de los volúmenes objetivo. Por otra parte, se obtuvieron planes con altos índices de homogeneidad y conformidad (superando a los planes iniciales). Finalmente, en la evaluación de la calidad de planeación para los planes de validación se tuvo un cumplimiento del 100.0% de los índices de alta calidad. (Texto tomado de la fuente).
Análisis de características radiómicas en imágenes de F-18-FDG PET y Resonancia Magnética multiparamétrica como predictores de la respuesta al tratamiento de quimioterapia neoadyuvante en cáncer de mama
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Guarín Insignares, Marco Antonio; Agulles Pedros, Luis; Namías, Mauro; https://www.researchgate.net/profile/Marco-Guarin
El propósito de este estudio fue evaluar si las características radiómicas derivadas de imágenes de F-18 FDG PET y los mapas de ADC obtenidos por resonancia magnética (RM) son capaces de predecir la respuesta patológica completa (pCR) a la quimioterapia neoadyuvante (QNA) en pacientes con cáncer de mama localmente avanzado. 30 pacientes sin tratamiento previo sometidas a PET con F18-FDG y RM fueron incluidas en este estudio. Los especímenes de la biopsia pretratamiento fueron usados para extraer las características inmunohistoquímicas del tumor. Los resultados histopatológicos del tumor resecado post QNA fueron usados para clasificar entre pCR y No-pCR. 1702 características radiómicas y 4 por biopsia fueron extraídas. La reproducibilidad ante la variabilidad intra- e inter-observador fue evaluada usando el coeficiente de correlación intraclase ICC>0.9. La reducción de la dimensionalidad fue realizada por selección de mínima redundancia y máxima relevancia. Tres métodos: Boruta, Wilcoxon y un modelo Random Forest fueron implementados para seleccionar las características más importantes. Un modelo de aprendizaje supervisado por Random Forest con validación cruzada por Leave-One-Out fue implementado. El mayor rendimiento fue obtenido por la característica de PET “wavelet-HHL_glcm_Imc1” (AUC=0.78; IC95%: 0.70-0.87; sensibilidad: 50%; especificidad: 91%) que también fue la de mayor robustez entre los modelos de selección. El método de muestreo sintético adaptativo (ADASYN) fue implementado para balancear las clases y el modelo combinado entre la expresión de receptores de estrógenos (RE) obtenida por biopsia y la característica de PET “wavelet-HHL_glcm_Imc1” obtuvo el mejor rendimiento (AUC=0.95; sensibilidad=90%; especificidad=86%). El análisis radiómico combinado tiene el potencial para predecir la pCR a la QNA en pacientes con Ca de mama localmente avanzado y mejorar la estratificación preterapéutica. En este trabajo se ha desarrollado un flujo de trabajo radiómico robusto y reproducible para su implementación. (Texto tomado de la fuente).
Cuantificación automática de la carga metabólica tumoral en imágenes de tomografía por emisión de positrones de 68Ga-PSMA en pacientes con carcinoma de próstata
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Sarmiento Torres, Camilo Ernesto; Gómez Jaramillo, Francisco Albeiro; Barbosa Parada, Nathaly
Contexto: El cáncer de próstata es el segundo tipo de cáncer más frecuente en hombres a nivel mundial, y su incidencia varía considerablemente según las regiones geográficas. En Latinoamérica, se estima que es el tercer tipo de cáncer más común y el más letal entre los hombres. Para un tratamiento efectivo, es crucial determinar con precisión la extensión de la enfermedad, y las imágenes PET/CT con radiotrazadores específicos del antígeno de membrana de próstata (PSMA) han demostrado ser útiles para este propósito. Estas imágenes también permiten medir la carga metabólica tumoral, un indicador importante para evaluar la respuesta al tratamiento, ya que una mayor carga metabólica se relaciona con un grado de malignidad más elevado y un posible avance de la enfermedad. No obstante, las imágenes PET/CT presentan desafíos debido a su baja resolución y alto ruido, lo que dificulta la delimitación precisa de la carga metabólica tumoral y requiere una considerable cantidad de tiempo. Los métodos comunes para esta delimitación son la interpretación visual y el uso de umbrales en software semiautomáticos, pero ambos presentan limitaciones y variabilidad dependiendo del observador o del umbral seleccionado. En el caso del cáncer de próstata metastásico, la delimitación manual es aún más compleja debido a la presencia de múltiples metástasis, lo que puede afectar la determinación de los tratamientos. Para afrontar estas dificultades, en este trabajo se han explorado enfoques basados en aprendizaje de máquina, que ofrecen una mayor precisión y se han revelado como una herramienta valiosa para mejorar la delimitación y cuantificación del MTB, brindando un método validado, reproducible y preciso para los centros oncológicos. Objetivo: El objeto de este trabajo fue cuantificar de forma automática la carga metabólica tumoral a través de algoritmos de aprendizaje de máquina en imágenes de tomografía por emisión de positrones de 68Ga-PSMA en pacientes diagnosticados con carcinoma de próstata. Metodología: Este trabajo adopto la metodología CRISP-DM (Cross Industry Standard Process of Data Mining) pero se realizaron adaptaciones donde fue necesario. Se recolectaron 100 exámenes PET/CT de 68Ga-PSMA en pacientes diagnosticados con carcinoma de próstata los cuales fueron anotados y estandarizados para después entrenar y evaluar una red neuronal convolucional con la arquitectura Attention U-NET en la tarea de la segmentación semántica de la carga metabólica tumoral. Resultados: Los resultados principales incluyen la creación de un modelo que puede cuantificar de manera automática la carga metabólica tumoral en exámenes PET/CT de 68Ga-PSMA en pacientes diagnosticados con carcinoma de próstata en la región de la pelvis. Este modelo destaca las captaciones en la próstata y los ganglios linfáticos. (Texto tomado de la fuente)
Niveles de referencia para los procedimientos de imagenología diagnóstica más comunes realizados en el Hospital Universitario Nacional
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-11-30) Pachón Numpaque, Nelson Enrique; Agulles Pedrós, Luis; Torres Angarita, Luz Dary; Física Radiológica
Para establecer los valores típicos o niveles de referencia diagnósticos institucionales de los procedimientos fluoroscópicos y tomográficos más frecuentes realizados en el Hospital Universitario Nacional, es necesario entender el funcionamiento de los equipos generadores de radiación ionizante; determinar las magnitudes dosimétricas que se usan predilectamente para este fin; recopilar información suficiente y hacer el análisis estadístico por cada procedimiento; pero si los equipos fluoroscópicos no tienen la tecnología que permita medir los parámetros dosimétricos directamente, se plantea una metodología para estimar el Kerma en aire en la superficie de entrada y el producto kerma área. Caracterizando la radiación a la salida del tubo de rayos x, ( función de rendimiento) y evaluando esta función con los valores técnicos de tensión y corriente usados durante cada procedimiento registrado. Los resultados obtenidos para los tres procedimientos más comunes en la modalidad de tomografía arrojan valores típicos cercanos a los publicados por diferentes fuentes en la región y para los tres procedimientos más comunes en fluoroscopia los resultados estimados son inferiores a los publicados por otras instituciones, sin embargo, se recomienda comparar los valores típicos con los niveles de referencia que se publique de manera oficial en el país, para poder iniciar protocolos de optimización de dosis de radiación. (Texto tomado de la fuente)
Comisionamiento y comparación dosimétrica de los algoritmos Para cálculo de dosis con electrones
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Andrade Melo, Diego Fernando; Orejuela Mosquera, Diego Mauricio; Plazas de Pinzon, María Cristina
En este trabajo se describe el proceso de comisionamiento del algoritmo electrón Montecarlo, llevado a cavo en el Hospital Universitario del Valle “Evaristo Garcia” E.S.E, centro médico de alta complejidad. En el proceso de comisionamiento se realizarán medidas de dosimetría relativa, Porcentaje de Dosis en profundidad (PDD), con energías de 6, 9, 12, 15 y 18 MeV, para cada energía se midió las curvas de PDD con los aplicadores para electrones A06, A10, A10x6, A15, A20 y A25, también se midió Perfil de Dosis en Aire para las energías mencionadas previamente, sin aplicador y con un campo de 40x40. Finalmente para el proceso de comisionamiento se midió el output factor en relación con el aplicador de referencia A15, estos datos fueron suministrados al TPS, para el funcionamiento del algoritmo; el cual se comisionó en el acelerador TrueBeam. Se realizó una comparación dosimétrica entre lo calculado por el algoritmo y las medidas realizadas con la matriz 729 octavius para diferentes planes, estas comparaciones representan las pruebas de aceptación que se llevaron a cabo para evaluar el desempeño del algoritmo, mediante la comparación de los cálculos realizados con el mismo, con las medidas obtenidas a través de la matriz 729 octavius para diferentes planes. Se usaron placas de PMMA, las medidas consistieron en irradiarlas directamente y detectar la dosis con la matriz 729 octavius, estas pruebas se realizaron irradiando con un campo directo (gantry 0º) y campos oblicuos (gantry 10º), se compararon las mediciones haciendo un análisis gamma entre las distribuciones de dosis medidas por la matriz 729 y lo calculado por el TPS, obteniendo como resultado una coincidencia mayor al 99% por lo que el algoritmo pasó las pruebas de aceptación. Se realizó un control de calidad irradiando dos simuladores físicos antropomórficos, uno con forma de mama y otro con el perfil de una nariz, para irradiar el ala nasal, estos simuladores físicos se fabricaron con grenetina, glicerina y agua destilada. Se seleccionaron estas formas específicas debido a que permiten evaluar el comportamiento de cada algoritmo en una situación realista donde el haz incide sobre una superficie anatómicamente irregular, lo cual es común en las zonas de tratamiento de radioterapia con electrones en el Hospital Universitario del Valle. La comparación se realizó midiendo las distribuciones de dosis con la matriz 729 sobre la cual se ubicaron los simuladores físicos antropomórficos y lo calculado por el TPS, la comparación se realizó haciendo un análisis gamma. (Texto tomado de la fuente)
Simulación de efectos biológicos de la cadena del ADN bajo la acción simultánea de radiación ionizante e hipertermia
(Universidad Nacional De Colombia, 2023-08-09) Rodríguez Coronado, Diego Antonio; Plazas, Maria Cristina
La radiación ionizante ha sido utilizada a lo largo de los años como una herramienta en la creación de prácticas sanitarias y, en especial, en tratamientos oncológicos mediante la radioterapia. Existen, sin embargo, otros tratamientos alternos como la hipertermia, que se basan en focalizar gradientes de temperatura en la región de interés sin hacer uso de la radiación ionizante. Este trabajo se centra en simular los efectos que presenta la radiación ionizante y la hipertermia aplicadas de manera simultánea en las moléculas de ADN, utilizando el modelo de Charlton incluido en la herramienta computacional conocida como TOPAS-nBio que está basada en las extensiones de Geant4-DNA. Se simuló el transporte de rayos X primarios de baja energía y las correspondientes partículas secundarias producidas en un medio acuoso, para estudiar el daño radiobiológico en forma de rupturas SSB y DSB de las hebras de la molécula de ADN y, a su vez, investigar el efecto sinérgico de radiación e hipertermia en un rango de 40 a 50 °C. Adicionalmente, se implementó en la simulación una forma de cambiar la magnitud de las secciones transversales asociadas con los procesos físicos dominantes para estudiar el impacto en el número de rupturas SSB y DSB. Los resultados evidencian un acuerdo razonable con lo reportado en la literatura, dejando abierto el camino para futuras investigaciones.

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