Análisis dosimétrico del efecto de la configuración de la estructura de camilla en el cálculo de dosis absorbida en radioterapia

Abstract

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).

This research evaluates the dosimetric impact of different representations of the treatment couch in the Monaco treatment planning system, using a comprehensive approach that combines experimental measurements and clinical simulations. Four modeling methodologies were compared: air (HUair), water (HUwater), theoretical value for carbon fiber (HUtheoretical), and experimental value obtained through CT scanning of a couch extender (HUexp).

The first phase included point measurements with an ionization chamber, used to demonstrate variations in absorbed dose at different depths depending on the couch representation. Subsequently, depth dose profiles were obtained using EBT3 radiochromic films in a PMMA phantom, assessing the displacement of Dmax and dose differences compared to the experimental model. Finally, 16 clinical plans (IMRT and VMAT; 6 MV and 15 MV) were created on an anthropomorphic phantom, analyzing clinical metrics (Dmax, Dmean, D2, V95) in the target and organs at risk, and validating dose delivery using ArcCheck.

The results show that HUexp provides the best dosimetric agreement, with errors below 2% across all evaluated configurations. HUtheoretical showed acceptable performance but with angle-dependent variability. In contrast, HUair and HUwater produced clinically significant errors, including Dmax displacements and dose overestimations of up to 25% in point measurements and over 9% in clinical plans.

It is concluded that accurate representation of the couch is essential for reliable dosimetric planning, especially under complex geometric conditions. HUexp is proposed as a reference for commissioning treatment planning systems that include physical structures such as the couch, contributing to the reduction of systematic uncertainties and improving dose delivery quality.