Método para mejorar la caída de dosis en planeaciones dosimétricas con técnica VMAT para tratamientos de SRT utilizando cascarones concéntricos

Abstract

La transición de los tratamientos de radioterapia hacia el hipofraccionamiento ha llevado a considerar nuevos objetivos de planeación. Estos nuevos objetivos se encuentran en las recomendaciones de el reporte número 91 de la ICRU, publicado en 2017. En el presente trabajo se estudiaron esquemas de radioterapia estereotáxica de 5 sesiones para tumores de próstata de bajo riesgo, meningioma, metástasis cerebral y carcinoma de pulmón de célula no pequeña.

Se utilizaron 4 metodologías con usos diferentes de objetivos de dosis, volumen y gEUD tanto en el PTV como en estructuras auxiliares, llamadas cascarones concéntricos para comparar la caída de dosis en cada una de estas, así como sus dosis uniformes equivalentes generalizadas, probabilidades de complicación tumoral y probabilidades de complicación del tejido sano. También se realizó el control de calidad de paciente específico con el dispositivo ArcCheck y aplicando los índices γ y DTA.

Se encontró que el uso de objetivos de gEUD en cascarones concéntricos al PTV, aumenta la caída de dosis máxima alrededor de 12 % y la dosis media en alrededor de 5 % en los primeros 10 mm por fuera del PTV. Además, los objetivos de gEUD lograron una mejor conformación del PTV por la dosis de prescripción y mostraron una reducción del índice de conformación entre 3 % y 7 %. Los análisis QA de paciente específico mostraron un buen desempeño de los planes con los parámetros γ (3mm, 3 %) mayores al 95 % y γ (2mm, 2 %) mayores al 90 %.

Adicionalmente, se evidenció que en las metodologías donde se aplicaron los objetivos a los cascarones concéntricos obtuvieron TCP, NTCP y gEUD similares a la metodología con la que se desarrollan los planes en la actualidad, con una diferencia menor al 0.2 % en las TCP y NTCP. También se encontró que se debe tener precaución con la aplicación del modelo de Niemierko en el quiasma y los nervios ópticos, esto debido a las diferencias en los parámetros radiobiológicos reportados en la literatura.

Otro resultado que vale la pena mencionar es que reducir la prioridad de los objetivos upper del PTV puede generar un aumento significativo en la dosis alrededor de éste.

The transition to hypofractonation of radiation therapy treatments has outlined to considering new panning objectives. These new objectives are found in ICRU report No. 91, published in 2017. Different schemes of 5-session stereotaxic radiation therapy were created for tummors of prostate (low risk), meningioma, brain metastasis and non-small cell lung carcinoma. 4 different planning methodologies, with differnet approaches in the optimization objectives of the PTV and auxiliary structures named concentical shells, were used to compare the dose fall-off in each case, as well as the equivalent uniform doses, tummor control probability and normal tissue complication probability. Measurement of pacient-specific QA were done with the ArcCHECK appareil , using γ and DTA analysis. It was found that the use of gEUD objectives in concentrical shells around the PTV improves the dose fall-off around a 12 % and the mean doses around a 5 % in the first 10 mm outside the PTV in the plans. Furthermore, the gEUD objectives showed a better conformity of the PTV around 3 % and 7 %. The specific patient QA analysis demonstrated the good performance of the plans in the machine, showing γ (3mm, 3 %) parameters greater than 95 % and γ (2 mm, 2 %) greater than 90 %. Aditionally, the plans where objectives where defines in the concentical shells exhibited similar TCP, NTCP and gEUD to the traditional plans, with a difference in the TCP’s and NTCP’s lower than 0.2 %. Another interessant finding was that reducing the priority of upper type objectives in the PTV should result in an increment in the dose in its surroundings. (Text taken from source)