Comisionamiento y comparación dosimétrica de los algoritmos Para cálculo de dosis con electrones

Abstract

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)

In this work, the commissioning process of the Monte Carlo electron algorithm is described, carried out at the University Hospital of Valle "Evaristo Garcia" E.S.E, a highly complex medical center. In the commissioning process, measurements of relative dosimetry will be performed, including Percentage Depth Dose (PDD), with energies of 6, 9, 12, 15, and 18 MeV. For each energy, PDD curves were measured using electron applicators A06, A10, A10x6, A15, A20, and A25. Air dose profiles were also measured for the aforementioned energies, both without an applicator and with a 40x40 field. Finally, for the commissioning process, the output factor was measured in relation to the reference applicator A15. These data were input into the Treatment Planning System (TPS) for the algorithm's operation, which was commissioned on the TrueBeam accelerator.

A dosimetric comparison was carried out between the calculations made by the algorithm and the measurements performed using the 729 Octavius array for different plans. These comparisons represent the acceptance tests that were conducted to evaluate the algorithm's performance by comparing the calculations made with it to the measurements obtained through the 729 Octavius array for various plans. PMMA plates were used; the measurements involved irradiating them directly and detecting the dose with the 729 Octavius array. These tests were conducted by irradiating with a direct field (gantry at 0º) and oblique fields (gantry at 10º). The measurements were compared by performing a gamma analysis between the dose distributions measured by the 729 array and the calculations from the Treatment Planning System (TPS). The result showed a coincidence greater than 99%, confirming that the algorithm passed the acceptance tests.

A quality control was conducted by irradiating two anthropomorphic physical phantoms: one shaped like a breast and another with the profile of a nose to irradiate the nasal wing. These physical phantoms were manufactured using gelatin, glycerin, and distilled water. These specific shapes were chosen as they allow for evaluating the performance of each algorithm in a realistic scenario where the beam interacts with an anatomically irregular surface, a common occurrence in the electron radiotherapy treatment areas at the University Hospital of Valle. The comparison was carried out by measuring the dose distributions using the 729 array, upon which the anthropomorphic physical phantoms were positioned, and comparing these measurements with the calculations from the Treatment Planning System (TPS). The comparison was conducted using a gamma analysis.