Avances en la dosimetría de haces de RX de kV
30 de octubre de 2014
María Lizondo Gisbert
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV2
PrePreáámbulombulo
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV3
RelaciRelacióónn de contenidosde contenidos
Introducción
Calidad del haz
Dosimetría de referencia
Dosimetría relativa
Factores de retrodispersión
Maniquíes
Planificación del tratamiento
Métodos Monte Carlo para el transporte de la radiación
Conclusiones y futuras perspectivas
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV4
Foto tomada hacia 1930: Sesión de radioterapia en el Istituto Nazionale per lo Studio e la Cura dei
Tumori (hoy, Fondazione IRCCS Istituto Nazionale dei Tumori), de Milán.
IntroducciIntroduccióón n Uso Uso terapterapééutiuticoco
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV5
IntroducciIntroduccióón n Uso Uso terapterapééutiuticoco
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV6
IntroducciIntroduccióón n Uso Uso terapterapééutiuticoco
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV7
Cáncer de piel
Radioterapia intra‐
operatoria
Sarcoma de
Kaposi
Cáncer rectal
Sistemas de
braquiterapia
electrónica
Radioterapia
paliativaTratamientos
de queloides
Unidades de
animales
pequeños
OBI (On‐Board
Imagers)
IntroducciIntroduccióón n Uso Uso terapterapééutiuticoco
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV8
Cáncer de piel
Radioterapia intra‐
operatoria
Sarcoma de
Kaposi
Cáncer rectal
Sistemas de
braquiterapia
electrónica
Radioterapia
paliativaTratamientos
de queloides
Unidades de
animales
pequeños
OBI (On‐Board
Imagers)
IntroducciIntroduccióón n Uso Uso terapterapééutiuticoco
95%
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV9
IntroducciIntroduccióón n Uso Uso terapterapééutiuticoco
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV10
IntroducciIntroduccióón n ClasificaciClasificacióónn
Grenz(10-20 kVp)
Terapia de
contacto
(<50kVp)
Terapia
superficial
(50-150 kVp)
Terapia de
ortovoltaje
(150-500 kVp)
60Co
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV11
IntroducciIntroduccióónn
Gran gradiente de dosis en el volumen de medida del dosímetro
La respuesta del dosímetro depende del material usado en su construcción
La teoría de la cavidad no puede ser utilizada en la dosimetría de referencia
IntroducciIntroduccióón n Dificultades dosimetrDificultades dosimetrííaa
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV12
IntroducciIntroduccióónn
Gran gradiente de dosis en el volumen de medida del dosímetro
La respuesta del dosímetro depende del material usado en su construcción
La teoría de la cavidad no puede ser utilizada en la dosimetría de referencia
IntroducciIntroduccióón n Dificultades dosimetrDificultades dosimetrííaa
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV13
Calidad del hazCalidad del haz
Determinación del espectro de rayos X
Cálculos analíticos
Datos publicados
Monte Carlo
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV14
Calidad del hazCalidad del haz
HVL
Energía media a z = 2 cm
)5()2(
cmzDcmzD
==
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV15
Calidad del hazCalidad del haz
y = 1,1598x + 0,453R2 = 0,9962
0,300,350,400,450,500,550,600,650,700,750,80
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3mmAl
CH
R
Mesures @ z = 2.0 cm
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
01/01/2005 28/09/2007 24/06/2010 20/03/2013
data
varia
ció
Dw
(%)
M5(z_ref)M6(z_ref)M7(z_ref)M8(z_ref)
Mesures @ z = 5.0 cm
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
01/01/2005 28/09/2007 24/06/2010 20/03/2013
data
varia
ció
Dw
(%)
M5(z_IQ)M6(z_IQ)M7(z_IQ)M8(z_IQ)
IQ (z1 = 5.0 cm vs. z2 = 2.0 cm)
-1
0
1
2
3
4
5
01/01/2005 28/09/2007 24/06/2010 20/03/2013
data
varia
ció
(%)
M5M6M7M8
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV16
DosimetrDosimetríía de referenciaa de referencia
PSDLs (Primary Standard Dosimetry Laboratories)
Uso clínico
FAC (Free-Air ionization Chamber)
Water Calorimeters
Calibración con air-kerma
Calibración con dosis absorbida en agua
Air-kerma
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV17
DosimetrDosimetríía de referenciaa de referenciaCámara de ionización cilíndrica tipo Farmer
Cámara de ionización plano-paralela
50 kVp
airairwater
enwKzw BNMD
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅⋅⋅==
,
0, ρμ
φρμ
,2,
2,
=
=⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅⋅⋅=
zairwater
enchKzw kNMD
φρμ
,0,
0,
=
=⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅⋅⋅=
zairwater
enchKzw kNMD
In-air calibration
In-phantom calibration
TaskG
roup61 (A
APM
) andC
odeofPractice
(IPEMB
)
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV18
DosimetrDosimetríía de referenciaa de referenciaCámara de ionización cilíndrica tipo Farmer
Cámara de ionización plano-paralela
IAEA
TRS-398
00 Q,QD,w,QQw,Q kNMD ⋅⋅=
00 Q,QD,w,QQw,Q kNMD ⋅⋅=
100 kVp
CHR<3mmAl
80 kVp
CHR>2mmAl
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV19
DosimetrDosimetríía relativaa relativa
1D
3D
2D
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV20
DosimetrDosimetríía relativaa relativaA
APM
TG
-61
IPEM
BIA
EA T
RS-
398
Cámara Comentarios
Cámara de ionización
Cámara de ionización cilíndrica y algunas plano- paralelas diseñadas para
electrones
Cámara de ionización tipo Farmer y cámaras plano-
paralelas adecuadas para baja energía
Nk no debe variar más del 5% en el rango de HVL de 0.15-4.0
mm Cu
Las cilíndricas limitan la medida de profundidad mínima a su
radio
Los haces de baja energía únicamente con plano-paralelas
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV21
DosimetrDosimetríía relativaa relativa
ResumenPlanoPlano--paralelasparalelas
NACP
Markus
Advanced Markus
Roos
PTW N23342
CilCilííndricasndricas
Tipo Farmer
Volumen pequeño (Semiflex, PinPoint, etc.)
Sin factores de corrección con una incertidumbre < 3%
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV22
DosimetrDosimetríía relativaa relativa
ResumenPlanoPlano--paralelasparalelas
NACP
Markus
Advanced Markus
Roos
PTW N23342
CilCilííndricasndricas
Tipo Farmer
Volumen pequeño (Semiflex, PinPoint, etc.)
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV23
DosimetrDosimetríía relativaa relativa
ResumenPlanoPlano--paralelasparalelas
NACP
Markus
Advanced Markus
Roos
PTW N23342
CilCilííndricasndricas
Tipo Farmer
Volumen pequeño (Semiflex, PinPoint, etc.)
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV24
DosimetrDosimetríía relativaa relativaRelative output factors
Medir directamente los output factors en agua (o en un maniquí equivalente a agua) para todas las combinaciones de energía de haz, aplicador y/o tamaño de campo
Medir en aire y utilizar los BSF publicados para la determinación de dosis en superficie
Campos muy pequeñosGafchromic EBT2Cámara PinPointPRESAGEDiodo estereotáctico
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV25
DosimetrDosimetríía relativaa relativaRelative output factors
Medir directamente los output factors en agua (o en un maniquí equivalente a agua) para todas las combinaciones de energía de haz, aplicador y/o tamaño de campo
Medir en aire y utilizar los BSF publicados para la determinación de dosis en superficie
Campos muy pequeñosGafchromic EBT2Cámara PinPointPRESAGEDiodo estereotáctico
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV26
Factores de Factores de retrodispersiretrodispersióónn
TLD chips Gafchromic film Cálculos Monte Carlo
airairwater
enwKzw BNMD
⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅⋅⋅==
,
0, ρμ
Groosswndt (1984)
AA
PM /
IPEM
B
3%
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV27
ManiquManiquííeses
Agua
Equivalente al tejido humano
Fácil de utilizar
Disponibilidad inmediata
Bajo coste
ρ
ρe
ComposiciónZeff
REF
EREN
CIA
MA
NIQ
UÍ
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV28
ManiquManiquííeses
Agua
Equivalente al tejido humano
Fácil de utilizar
Disponibilidad inmediata
Bajo coste
REF
EREN
CIA
MA
NIQ
UÍ ρ
ρe
ComposiciónZeff
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV29
ManiquManiquííeses NNúúmero atmero atóómico efectivo de los mico efectivo de los maniqumaniquííes ses sóólidoslidos
Mayneord 1937 Andreo et al 2000
Es función de la energía de los fotones
No considera el espectro energético del haz de rayos X
No es un buen indicador de la equivalencia radiológica en agua para bajas energías
IAEA TRS-381 IAEA TRS-398
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV30
ManiquManiquííeses TestsTests para la equivalencia en aguapara la equivalencia en agua
– Comparación de medidas de dosimetría relativa como rendimiento
en profundidad, output factors y BSFs.
– Medidas de transmisión usando Rγ
o RX.
– Determinación del numero CT o densidades electrónicas de
diferentes materiales.
– Cálculos de dosimetría relativa utilizando fuentes de
braquiterapia.
– Determinación de los coeficientes de energía másica.
– Cálculos Monte Carlo de dosis relativas o factores de corrección
por material.
¡La equivalencia radiológica en agua del material es solo para un rango de energía limitado!
μ/ρ
μ/ρen
S/ρ
ϑ2/ρl
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV31
ManiquManiquííeses DosimetrDosimetríía para RX de a para RX de kVkV con con maniqumaniquíí ssóólidolido
A150
PAGAT
RMI-457 Solid Water
PWDT
VW
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV32
ManiquManiquííeses DosimetrDosimetríía para RX de a para RX de kVkV con con maniqumaniquíí ssóólidolido
A150
PAGAT
RMI-457 Solid Water
PWDT
VW
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV33
PlanificaciPlanificacióón del tratamienton del tratamiento
– Valor del rendimiento en profundidad en el punto de prescripción.
– Aplicador
– Área del haz de radiación (incluyendo cualquier protección de Pb)
– Distancia entre el final del aplicador y la superficie.
La dosis dependerá de un conjunto de factores…
Cálculos computacionales
Protecciones Pb, tratamientos a manos o superficies con cavidades de aire o hueso debajo,…
Variación backscatter
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV34
Transporte de la radiaciTransporte de la radiacióónn
MCNPX
EGSnrc
FLUKA
GEANT4
PENELOPE
PPENELOPE
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV35
Conclusiones y futuras perspectivasConclusiones y futuras perspectivas
Los rayos X de kV seguirán ofreciendo una modalidad de tratamiento útil en muchos departamentos de radioterapia.
Se requiere investigación y desarrollo en algunas áreas para mejorar la precisión de la dosimetría y la aplicación clínica: HVL, cálculos computacionales,…
Avances en la dosimetría de haces de RX de kV36
EsperoEspero haya sido haya sido de su interde su interééss