Evaluación dosimétrica de la técnica de braquiterapia ocular con semillas de 125I usando simulador físico impreso en 3D

Abstract

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).

Ocular brachytherapy is a technique for ocular tumors that has been an evolving field since the 1960s. Despite its good results [1], it presents challenges in its dosimetric verification due to the complex dimensions and internal structures of the eyeball [3]. This Master’s Thesis, developed at the National Cancer Institute, proposes the design, construction, and use of a 3D-printed ocular physical simulator for conducting independent dosimetric evaluation in ocular brachytherapy treatments with 125I seeds by comparing experimental measurements obtained with those calculated by the treatment planning system (TPS). Modeling software was used to design a physical simulator with the actual dimensions of an eyeball, and it was 3D printed using previously characterized ABS material with dosimetric tests. The simulator consists of five transverse sections that allow the insertion of various detectors (TLDs and radiographic films), which enables dose measurement at different depths. Treatment plans were generated considering two normalization points, 0.4 cm and 0.5 cm in depth, as the upper and lower sections have these thicknesses. In the layers closest to the normalization points, the experimental dose showed appropriate behavior compared to the TPS, with percentage differences below 5 %. Regarding the results obtained from the depth dose evaluation, significant percentage differences above 5 % were found, which can be associated with TPS limitations. This work presents dose profiles that show consistent attenuation throughout the simulator, thus validating its dosimetric behavior. This dosimetric tool shows consistent results with theoretical ones for depths near the normalization point, allowing for an appropriate and independent dose evaluation that supports the implementation of these simulators in hospital settings and contributes to optimizing this technique.