Ciencia y terapia del cáncer

Evaluación de los procesos de medición de puntos de control de calidad IMRT utilizando un maniquí heterogéneo comercial

Abstract

Khaled Aljarrah, Todd Pawlicki, Neelam Tyagi y Steve B. Jiang

La radioterapia de intensidad modulada (IMRT) tiene el potencial de proporcionar una distribución de dosis altamente conforme al volumen objetivo en comparación con la radioterapia convencional. Sin embargo, el uso de IMRT introduce complejidades en la administración y verificación de la dosis. El control de calidad de rutina de IMRT se realiza típicamente en un maniquí de agua sólida homogéneo y no verifica la precisión del manejo del algoritmo de corrección de heterogeneidad de un sistema de planificación del tratamiento, que es particularmente importante en un medio pulmonar de baja densidad. El propósito de este trabajo es evaluar los procesos comunes de medición de puntos de control de calidad de IMRT que aprovechan un maniquí heterogéneo comercial [maniquí de tórax de IMRT CIRS (CIRS, Inc., Norfolk, Virginia, EE. UU.)]. Se utilizan dosis calculadas con métodos de Monte Carlo (MC) y métodos de haz de lápiz (PB). El control de calidad de IMRT utilizando el maniquí CIRS con los algoritmos MC y PB se analizó retrospectivamente utilizando gráficos de control y un índice de capacidad. Para este estudio se utilizaron quince planes de tratamiento de IMRT reales de pacientes con cáncer de pulmón. La dosis se midió en el maniquí en puntos ubicados en el pulmón, el hueso y el tejido con una cámara de iones (IC) para 15 casos y dosímetros termoluminiscentes (TLD) para 5 casos. Las mediciones y los cálculos en cada heterogeneidad (por ejemplo, TLD/MC en el hueso) se consideraron como procesos separados. Se utilizaron gráficos de control y el índice de capacidad Cpm para evaluar los siguientes procesos utilizando el maniquí CIRS: IC/MC, PB/MC, TLD/MC para mediciones en el pulmón, el tejido y el hueso. También se evaluaron los procesos PB/IC y MC/IC utilizando geometría de losa homogénea convencional equivalente al agua. En total, se consideraron 11 procesos de control de calidad de IMRT. La comparación de los datos mostró que la dosis dentro del pulmón calculada con PB se sobreestimó en un 6% en promedio en relación con los cálculos de MC. En promedio, los cálculos de MC en el hueso y el tejido concuerdan en un 3% con los cálculos de PB y las mediciones de IC. Los valores de capacidad del proceso (Cpm) superiores a 1,33 indican un proceso de buen rendimiento. Utilizando el maniquí CIRS, el Cpm varió de 0,25 para el proceso PB/MC en pulmón a 1,41 para el proceso TLD/MC en tejido. En comparación, el proceso que utiliza el maniquí convencional de placa equivalente en agua mostró valores de Cpm PB/IC y MC/IC de 1,36 y 1,21, respectivamente. Nueve de los 11 procesos de control de calidad de IMRT estudiados no pudieron cumplir con las especificaciones clínicas del 5%. Sin embargo, encontramos que el maniquí CIRS es versátil para comparar mediciones de control de calidad de IMRT homogéneas y heterogéneas con los cálculos. Nuestros resultados indican que se requieren refinamientos adicionales de los procesos de control de calidad de IMRT. Esto es especialmente cierto para los cálculos y mediciones en medios equivalentes a pulmón. El índice de capacidad es una herramienta cuantitativa simple y útil para comparar diferentes enfoques para el control de calidad de IMRT pulmonar.