Sistemas de Planificación y Algoritmos de Cálculos (página 2)

Generación de tablas de cantidades relativas a partir de datos medidos del PDD PDD > TAR,TMR > TAR(0),TMR(0) > SAR,SMR SISTEMAS DE PLANIFICACIÓN

Curvas de isodosis B. Datos del haz SISTEMAS DE PLANIFICACIÓN

SISTEMAS DE PLANIFICACIÓN Curvas de isodosis La dosis en cualquier punto es mayor en el centro y gradualmente decrece hacia afuera. Región de penumbra Región del colimador (dispersión trasmisión)

Dispersión y transmisión Eje central (EC) 100% Ancho de penumbra Ej. 20/80 “cuernos” SISTEMAS DE PLANIFICACIÓN filtro aplanador

MLC( transmisión)

B. Datos del haz SISTEMAS DE PLANIFICACIÓN

C. MANEJO DE DATOS DEL PACIENTE Información anatómica Obtención de contornos manualmente Obtención de contornos por tomografía

Fusión de imágenes C. Manejo de datos del paciente

Paciente El sistema de planificación permite delimitar los volúmenes necesarios para la planificación C. MANEJO DE DATOS DEL PACIENTE

GTV CTV PTV interno externo C. MANEJO DE DATOS DEL PACIENTE ATENCIÓN: la prescripción de la dosis es al PTV volumen palpable GTV + enfermedad subclínica CTV+márgenes por set-up y movimiento

PTV + penumbra da diferentes tamaños de campo a diferentes ángulos del gantry Atención con la penumbra C. MANEJO DE DATOS DEL PACIENTE

Órganos de riesgo Tejidos normales Sensibilidad a la radiación. Pueden ser limitantes para la dosis total que será aplicada al tumor C. MANEJO DE DATOS DEL PACIENTE

DRR Vista de haz Imágenes de la TC Simulación virtual C. MANEJO DE DATOS DEL PACIENTE

D. CÁLCULO DE DOSIS EN RADIOTERAPIA EXTERNA calidad del cálculo, ? algoritmo = f(datos y/o parámetros utilizados) mediciones >> tablas (correcciones) modelos basados en ? ? sistemas físicos >> algunos parámetros (modelos) limitaciones >> velocidad vs. Precisión, tratamiento de las inhomogeneidades, del contorno irregular del paciente ……… componente de dosis absoluta >>> CONDICIONES DE REFERENCIA (profundidad, tamaño de campo, distancia)

componente relativa (%) >>> NORMALIZACIÓN, VINCULADA A LA CONTRIBUCIÓN ABSOLUTA DE CADA HAZ

Algoritmo Proceso para solucionar un problema matemático en un número finito de pasos que frecuentemente involucra repeticiones de algunos de sus pasos. Descripción de procedimiento, paso a paso, para solucionar un problema o alcanzar algún fin, especialmente con una computadora D. CÁLCULO DE DOSIS: ALGORITMOS

En los sistemas de planificación de tratamientos, los algoritmos deben ser capaces de predecir la dosis en cualquier punto dentro del paciente para poder decidir la aceptación o no de un tratamiento y/o la elección de un plan alternativo de tratamiento Secuencia de instrucciones que opera sobre un conjunto de datos de entrada Algoritmo

Algoritmos basados en correcciones Usa parámetros medidos en agua y corrige los datos para aplicar a un paciente en una situación específica D. CÁLCULO DE DOSIS: ALGORITMOS

Algoritmos basados en correcciones Correcciones de contorno ( irregularidades)

D. CÁLCULO DE DOSIS: ALGORITMOS

Métodos de corrección Método de distancia efectiva foco – superficie Método de TAR (relación tejido-aire) o TMR (relación tejido-máximo) Método de desplazamiento de isodosis D. CÁLCULO DE DOSIS: ALGORITMOS Algoritmos basados en correcciones

Algoritmos basados en correcciones Correcciones por heterogeneidad

D. CÁLCULO DE DOSIS: ALGORITMOS Métodos: TAR, Power Law TAR, TAR equivalente, desplazamiento de isodosis

D. CÁLCULO DE DOSIS: ALGORITMOS P Para el cálculo en el punto P: Método TAR Factor de corrección Donde: = distancia desde la superficie hasta el punto de cálculo

= es el campo proyectado Algoritmos basados en correcciones

P Para el cálculo en el punto P: Método Power Law Batho Factor de corrección Donde: = es la densidad electrónica de la heterogeneidad con respecto al agua D. CÁLCULO DE DOSIS: ALGORITMOS Algoritmos basados en correcciones

Algoritmos basados en correcciones

D. CÁLCULO DE DOSIS: ALGORITMOS Bolus Material de densidad equivalente al tejido cuya función es aumentar la dosis en superficie y compensar la falta tejido Compensadores, tienen el mismo efecto en la distribución de dosis que el bolus pero mantienen el skin sparing. Son de fabricación muy laboriosa y los sistemas de planificación no calculan su distribución de dosis, requieren de la toma datos del haz bajo esta condición

D. CÁLCULO DE DOSIS: ALGORITMOS Uso de cuñas

Uso de cuñas Por ejemplo para el caso de los campos tangenciales en la irradiación de un Ca de mama, la distribución de dosis Para el cálculo de UM, para dar 200cGy a la curva del 100% 108 UM y 109UM 206 UM y 208UM factor de cuña D. CÁLCULO DE DOSIS: ALGORITMOS

Bloques Tenemos un campo, cuyas dimensiones son 16 x 14 Campo equivalente de 15 x 15 Factor de campo: 1.036 Sin bandeja Campo equivalente de 13 x 13 Factor de campo: 1.025 Factor bandeja. 0.945 Para dar 200cGy a 5 cm de profundidad se requieren 202 UM 216 UM

Algoritmos basados en modelos Calcula la dosis en el paciente moldeando representación del haz y su interacción en el paciente Simulación del espacio del acelerador, diseño del cabezal y características del haz de electrones que impactara en el blanco para producir los rayos x Simulación de la absorción y transporte de energía en el paciente

D. CÁLCULO DE DOSIS: ALGORITMOS

Algoritmos basados en modelos: Aspectos físicos

D. CÁLCULO DE DOSIS: ALGORITMOS

Blanco Colimador primario Filtro aplanador Mandíbulas Cámara El haz primario (líneas sólidas) emitido desde una posición finita de la fuente es subsecuentemente contaminado por fotones dispersos (líneas punteadas azules) y electrones (líneas punteadas rojas) desde el colimador primario y filtro aplanador mayoritariamente D. CÁLCULO DE DOSIS: ALGORITMOS

Haz primario Radiación dispersa Electrones dispersos La dosis en el paciente se incrementa desde la piel (dosis en la superficie) debido al incremento de partículas cargadas en movimiento hasta alcanzar una dosis máxima dmáx (región de build up) , o alcanzar el equilibrio electrónico. En los bordes del campo y en la interfase de medios de ? densidad no existe equilibrio electrónico. D. CÁLCULO DE DOSIS: ALGORITMOS BASADO EN MODELOS