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In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Consideraciones Prácticas
e Incertidumbres en la
Dosimetría Clínica
27 de Octubre de 2017
Ignasi Modolell i Farré
S. Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Consideraciones prácticas
Prácticas
• Tubos flexibles
• Aplicadores Inflables – Mammosite
– Contura
• Aplicadores Expandibles – SAVI
– ClearPath
• Electrónica – Axxent
• Intraoperatoria ¿? – Axxent
– IntraBeam
• Semillas
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Incertidumbres
Incertidumbres
• Geométricas – Anatomia
– Implante
• Clínicas – Posición CTV
– Márgenes
• Imagen – Reconstrucción del implante
• Dosimétricas “Inherentes” – Calibración de la fuente
– Exactitud del posicionamiento
– Exactitud del temporizador
– Exactitud del modelo de cálculo
• Dosimétricas “propias” – Geometría implante y heterogeneidad
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Variabilidad de técnicas
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
Técnica Energía Volumen
Tratado
Presencia de
máximos
“Conformidad”
Tubos
Flexibles
380 keV Cavidad +
Margen
Cavidad Oro
Aplicadores
Inflables
380 keV Superfície Aplicador
Aplicadores
expandibles
380 keV Superfície +
“Cavidad”
Aplicador /
Cavidad
Bronce
Braquiterapia
Electrónica
25-40 keV Superfície Aplicador
Braquiterapia
Semillas
28 keV Cavidad +
Margen
Cavidad Plata
Intraoperatoria 35 keV Superfície Aplicador
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Incertidumbres
• Geométricas – Anatomia
– Implante
• Clínicas – Posición CTV
– Márgenes
• Imagen – Reconstrucción del implante
• Dosimétricas “Inherentes” – Calibración de la fuente
– Exactitud del posicionamiento
– Exactitud del temporizador
– Exactitud del modelo de cálculo
• Dosimétricas “propias” – Geometría implante y heterogeneidad
Incertidumbres
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
Anatomia:
Variabilidad anatómica durante el tratamiento
- Inflamación / desinflamación del tejido
- Efecto de la respiración sobre los órganos
de riesgo
Implante:
Reconstrucción del implante:
- Más incertidumbres en multicatéter
- Más crítico en catéteres únicos
Posición del implante a lo largo del tratamiento
- Inflables / Expandibles
- Tubos flexibles
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Análisis de la variabilidad de la dosimetría con el paso del tiempo
• Se realiza un TC previo al tratamiento de cada fracción
• Sobre dicho TC se delimitan CTV y PTV
• Se reconstruyen los tubos y se proyecta sobre ellos la dosimetría
calculada
• Analizamos:
– Parámetros relacionados con el implante • VHI
• QI
• UI
• NDR
• V200%
– Parámetros relacionados con el volumen blanco • Vptv
• CI
• COIN
Posición del Implante
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Parámetros relacionados con el implante
• UI, QI: Disminuyen con el paso del tiempo
• NDR: No muestra tendencia
Posición del Implante
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
2,6
Thursday Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday
QI
UI
NDR
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Parámetros relacionados con el implante
• DHI: Disminuye con el paso del tiempo
• V200 (puntos calientes): Aumenta con el paso del tiempo
• El movimiento de los tubos “calienta” el implante
Posición del Implante
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
0,64
0,66
0,68
0,7
0,72
0,74
0,76
Thursday Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday
4,3
4,4
4,5
4,6
4,7
4,8
4,9
5
cc DHI
VI200
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Parámetros relacionados con el volumen blanco
• Vptv: Gran variabilidad. Influencia de incertidumbre debido a la ausencia de contraste
• CI: Sigue la tendencia inversa a Vptv
• Vref (CI*Vptv): Permanece constante: • Isodosis del 100% queda en el interior de Vptv
• V100 se mantiene constante
• El movimiento de los tubos sigue el movimiento del PTV
Posición del Implante
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Parámetros relacionados con el volumen blanco
• COIN: Sigue la tendencia de CI
• Vptv*COIN: Sigue una tendencia similar a Vref
Posición del Implante
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
0,5
0,52
0,54
0,56
0,58
0,6
0,62
0,64
0,66
0,68
Thursday Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
cc
COIN
VPTV*COIN
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Incertidumbres
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
Incertidumbres
• Geométricas – Anatomia
– Implante
• Clínicas – Posición CTV
– Márgenes
• Imagen – Reconstrucción del implante
• Dosimétricas “Inherentes” – Calibración de la fuente
– Exactitud del posicionamiento
– Exactitud del temporizador
– Exactitud del modelo de cálculo
• Dosimétricas “propias” – Geometría implante y heterogeneidad
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Incertidumbres
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
Incertidumbres
• Geométricas – Anatomia
– Implante
• Clínicas – Posición CTV
– Márgenes
• Imagen – Reconstrucción del implante
• Dosimétricas “Inherentes” – Calibración de la fuente
– Exactitud del posicionamiento
– Exactitud del temporizador
– Exactitud del modelo de cálculo
• Dosimétricas “propias” – Geometría implante y heterogeneidad
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Incertidumbres
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
Incertidumbres
• Geométricas – Anatomia
– Implante
• Clínicas – Posición CTV
– Márgenes
• Imagen – Reconstrucción del implante
• Dosimétricas “Inherentes” – Calibración de la fuente
– Exactitud del posicionamiento
– Exactitud del temporizador
– Exactitud del modelo de cálculo
• Dosimétricas “propias” – Geometría implante y heterogeneidad
Calibración de la Fuente:
Sk: 5%
Exactitud del Posicionamiento:
Especificaciones y QA: 2 mm (0.2-0.3 mm)
Reproducibilidad: (( 0.03 mm ))
Exactitud del Temporizador:
Redondeo a un decimal:
- Inflables / Expandibles
- Tubos flexibles
Exactitud del Modelo de cálculo:
TG-43: 10% (incluye la incertidumbre en Sk)
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
La influencia del redondeo dependerá de:
• Dosis prescrita / Actividad de la fuente
• Número de catéteres
• Número de posiciones cargadas
• “nivel de optimización”
• Análisis de los tiempos de 358 pacientes – TUBOS FLEXIBLES
– Dosis Prescritas: 340 – 450 cGy
– Número de catéteres: 4 – 24
– Número de posiciones cargadas: 20 – 468
• Influencia del redondeo:
– Para una única posición: 4.9% Máximo (dwell time 1 s)
– Para la dosis total: 0.16% Máximo (tiempo total: 1 min)
Exactitud del Temporizador
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Incertidumbres
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
Incertidumbres
• Geométricas – Anatomia
– Implante
• Clínicas – Posición CTV
– Márgenes
• Imagen – Reconstrucción del implante
• Dosimétricas “Inherentes” – Calibración de la fuente
– Exactitud del posicionamiento
– Exactitud del temporizador
– Exactitud del modelo de cálculo
• Dosimétricas “propias” – Geometría implante y heterogeneidad
Geometría implante y heterogeneidad:
Nuevos nodelos de cálculo:
- Collapsed Cone
- Monte Carlo
Heterogeneidad en la mama:
- Aire
- Pulmón
- Hueso
- Tejido muscular / gladular / adiposo
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Phys Med. 2016 Oct;32(10):1245-1251
Peppa et al.
Dosimetric and radiobiological comparison of TG-43 and Monte Carlo
calculations in Ir-192 breast brachytherapy applications
Comparación de distribuciones de dosis:
Modelos de cálculo en braquiterapia de mama
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Desviaciones de parámetros dosimétricos:
Modelos de cálculo en braquiterapia de mama
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Ahnesjö et al.
Collapsed cone dose
calculations for
heterogeneous tissues
in brachytherapy using
primary and scatter
separation source data
Comput Methods
Programs Biomed.
2017 Feb;139:17-29
Tratamiento de mama,
comparación de isodosis
Modelos de cálculo en braquiterapia de mama
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Modelos de cálculo en braquiterapia de mama
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
Cortesía de VARIAN
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Doi: 10.1002/mp.12490 - Med Phys. 2017 Jul 27
Terribilini et al.
Performance evaluation of a collapsed cone dose calculation algorithm
for HDR Ir-192 of APBI treatments
Análisis de diez pacientes con localizaciones distintas:
Modelos de cálculo en braquiterapia de mama
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Comparación TG43 – ACE – MC:
Modelos de cálculo en braquiterapia de mama
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Variación dosimétrica TG-43 respecto cálculo MC:
TG-43 sobreestima en promedio los parámetros dosimétricos sobre PTV y OORR
• V100,PTV: +3% ± 1%
• V150,PTV: +20% ± 4%
• D50,PTV: +3% ± 1%
• D1cm3,piel: +7% ± 1%
• D0.5cm3,costilla: +4% ± 2%
• D1cm3,corazón: +3% ± 8%
La mayor variabilidad es en la dosis en el corazón (-8% a +18%) debida a la
variabilidad intrínseca entre los pacientes seleccionados
Modelos de cálculo en braquiterapia de mama
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
IJROBP 2016 Aug 1;95(5):1520-1526
Thrower et al.
Comparison of dose distributions with TG-43 and CCC algorithms
applied to APBI patient plans
Análisis de 50 pacientes tratados con SAVI o Contura:
TG-43 sobreestima en promedio los parámetros dosimétricos sobre PTV y OORR
• V100,PTV: +1.2% ± 1.5%
• V150,PTV: +7% ± 3%
• D1cm3,piel: +2.5% ± 2.8%
• D0.5cm3,costilla: +3.1% ± 1.6%
• D1cm3,pulmón: +3.1 ± 1.6%
Modelos de cálculo en braquiterapia de mama
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
Comparación TG43 – CCC:
Modelos de cálculo en braquiterapia de mama
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica
In st i t u t Ca t a là d 'O n co lo g iaInstitut Català d’Oncologia
http://ico.gencat.cat
@ICOnoticies www.facebook.com/ICOnoticies
Institut Català d’Oncologia
ICO l’Hospitalet Hospital Duran i Reynals
Av. Granvia de L’Hospitalet, 199-203
08908 L’Hospitalet de Llobregat
ICO Badalona Hospital Germans Trias i Pujol
Ctra. del Canyet s/n
08916 Badalona
ICO Girona Hospital Doctor Trueta
Av. França s/n
17007 Girona
ICO Camp de Tarragona i Terres
de l’Ebre Hospital Joan XXIII
C. Dr. Mallafrè Guasch, 4 43005 Tarragona
Hospital Verge de la Cinta
C. de les Esplanetes, 14 43500 Tortosa
ICO l’Hospitalet. Servei de Física Mèdica i Protecció Radiològica