Conceptos Clave en Dosimetría para Radioterapia: Una Revisión Completa

Planificación Dosimétrica

Es el conjunto de procesos por los que se logra administrar la dosis prescrita al volumen blanco, evitando en la medida de lo posible la irradiación de los órganos de riesgo.

Dosimetría Física

Es el conjunto de procesos que se realizan para caracterizar la fuente de radiación, es decir, determinar las propiedades físicas.

Factor de Calibración de un Haz de Radiación

Es la tasa de dosis en un punto de referencia (a la distancia de máxima dosis absorbida sobre el eje del haz).

Factor de Calibración en Instalaciones Comunes

En la mayoría de las instalaciones, el factor de calibración a una DFS de 100 y una profundidad d_max suele ser: 100 cGy/100 UM (1 cGy/UM).

TPR 20-10

Es el cociente de la dosis medida en dos puntos distintos del maniquí de agua sobre el eje de haz a profundidades de 20 cm y 10 cm respectivamente, para un tamaño de campo de 10 x 10 cm² y una distancia fuente-cámara (SCD) constante de 100 cm.

Output Factor o Factor de Campo

Se define como la tasa de dosis en agua a la profundidad de referencia para un tamaño de campo dado, dividida por la tasa de dosis en agua en el mismo punto a la misma profundidad para el tamaño de campo de referencia 10 x 10 cm². El valor de OF aumenta a medida que aumenta el tamaño del campo sin que varíe ningún otro parámetro. Fórmula: (OF o FC = D_c (dosis campo distinto) x C (campo) / D (dosis referencia cGy en profundidad 10 cm)).

PDD o Porcentaje de Dosis en Profundidad

Es la distribución de dosis absorbida por el agua a lo largo de una línea recta vertical coincidente con el eje del haz de radiación.

Perfiles de Dosis

Son las distribuciones de dosis a lo largo de una línea transversal al eje del haz de radiación. Dependen de la energía, tamaño del campo, SSD y profundidad.

Punto ICRU

El punto ICRU se elegirá entre otros con los siguientes criterios:

• La dosis en el punto debe ser clínicamente relevante (si es posible, coincidente con la dosis prescrita).
• El punto tiene que ser fácil de definir de manera clara e inequívoca.
• Debe encontrarse en una región en la que no existan gradientes de dosis pronunciados.

Técnica No Isocéntrica

En la técnica no isocéntrica, la distancia fuente-superficie es constante.

Campos Cuadrados y Rectangulares Equivalentes

Decimos que dos campos cuadrados y rectangulares son equivalentes desde el punto de vista dosimétrico cuando la relación área/perímetro sea la misma (Segv = 2.a.b / a + b).

Cálculo Manual de Unidades de Monitor

Para el cálculo manual de unidades de monitor, se utiliza el PDD para técnicas no isocéntricas y el TMR para técnicas isocéntricas.

Principales Procesos en la Planificación Dosimétrica

Los principales procesos son:

1. Elección de la técnica.
2. Dosimetría clínica.
3. Optimización.
4. Informe dosimétrico.

Métodos Directos de la Dosimetría Clínica

Consisten en las medidas sobre un maniquí de agua para determinar las características de las fuentes radiactivas que posteriormente se introducirán en forma matemática y nos dará como resultado una distribución de dosis estimada.

Material Utilizado en las Medidas de Datos Puntuales

Los materiales utilizados son: cámaras de ionización, electrómetro, maniquíes de agua líquida o plástica.

Principales Medidas Puntuales en la Dosimetría

Las principales medidas puntuales son: dosis absoluta, TPR 20-10, factor de campo (Output Factor).

Tasa de Dosis

Es la dosis por unidad de tiempo.

Unidades de la Tasa de Dosis

En una unidad de cobalto se expresa en cGy/min y en un LINAC en cGy/UM.

Condiciones de Referencia para el Factor de Calibración

Las condiciones de referencia son: SSD (DFS) 100 cm, profundidad 10 cm, campo 10 x 10 cm².

Significado de un Valor Mayor de TPR 20-10

Un valor mayor de TPR 20-10 de un haz de fotones con respecto a otro menor de otro haz de fotones significa que el haz con mayor valor de energía tiene más penetración, más dosis depositada y mayor profundidad.

Material Utilizado en las Medidas de Datos de Distribución

Se utiliza una cuba de agua, un electrómetro y un programa que registre las lecturas.

Elección de la Técnica en Radioterapia

Dentro de la elección de la técnica se tendrá en cuenta la finalidad de la radioterapia (radical, paliativa o sintomática).

Tipos de Dosimetría

• Cámaras de ionización (cilíndricas, planoparalelas, pozo, extrapolación).
• Película.
• Luminiscencia (fluorescentes, fosforescentes).
• Semiconductores (diodos: volumen pequeño, factor de calibración cambia con el tiempo, permite dosimetría in vivo, dependencia con la temperatura), MOSFET (semiconductores especiales, tamaño muy reducido).
• Diamante.
• Gel (detectores 3D, relativa).

Calibración

El proceso por el cual se compara un dispositivo de medida con un patrón se llama calibración.

Unidad Monitor

Se define unidad monitor como una determinada carga de ionización por la cámara sin importar el tiempo necesario para recogerla.

Dependencia del PDD

El PDD depende de la energía del haz, el tamaño del campo y de la SSD.

Modelado de la Máquina

Al proceso por el cual se introducen estos datos en el planificador y se crean máquinas virtuales (aceleradores) con las mismas características y comportamientos que los reales se le llama modelado de la máquina.

Dosimetría Clínica

Es el conjunto de acciones encaminadas a conocer la distribución de la dosis en el paciente, en sus diferentes órganos y tejidos.

Niveles de Tratamiento según ICRU

ICRU define tres tipos de tratamientos desde el punto de vista de la evaluación dosimétrica:

• Nivel 1: Solo se conoce la dosis en un punto y su variación a lo largo del eje central. Tratamiento urgente, técnica sencilla de 1 o 2 campos, regiones de espesor y densidad constante.
• Nivel 2: Se conoce la distribución de dosis en uno o varios planos, en planificaciones 2D en desuso.
• Nivel 3: Se conoce la distribución de dosis en volumen, 3D. Es el más completo, se obtiene un resultado de distribución de dosis tridimensional, puede determinar la dosis absorbida en cada volumen u órgano.

Matriz de Campo

Es el conjunto de puntos donde el planificador calcula la dosis. Una línea que une los puntos que tienen la misma dosis.

Líneas de Isodosis

Para que sea fácil de interpretar, las líneas de isodosis se hacen a intervalos regulares de dosis absoluta o relativa a un punto llamado punto de referencia.

Punto de Referencia ICRU

El punto de referencia ICRU se colocará según los criterios: siempre en el centro (o en una zona central) del PTV, cuando sea posible en la intersección de los ejes de haces.

Histograma Dosis-Volumen (DVH)

Es un gráfico que en el eje de ordenadas representa el volumen en cm³ o % y en el eje de abscisas se representa la dosis en valor absoluto o relativo. Proporciona información cuantitativa sobre la irradiación del conjunto de volúmenes, PTV y OAR, que intervienen en un tratamiento determinado.

Información del DVH

El DVH nos informa de la dosis máxima, mínima y media recibida por un órgano, así como la dispersión estándar de la dosis de cada volumen.

DVH Integral

Cuando un punto (v, d) de la línea nos indica la cantidad de volumen "v" que recibe una dosis igual o inferior a "d".

DVH Diferencial

Cuando un punto (v, d) de la línea nos indica la cantidad de volumen "v" de un determinado PTV u OAR que recibe una dosis "d".

Planificación Óptima

Una planificación es óptima cuando la distribución de dosis en el PTV es homogénea, entre el 107% y el 95% de la dosis prescrita, y los OAR no superan las dosis limitantes.

Condiciones de Referencia

Las condiciones de referencia dependen del protocolo de calibración utilizado:

• 10 x 10 cm.
• DFS 80 cm Co, 100 cm A.L.
• Profundidad d_max (máximo de dosis).

Cálculo de la Dosis Absorbida

Para el cálculo de la dosis absorbida tiene que ver con tres aspectos básicos:

1. Emisión de radiación.
2. Atenuación del haz al interaccionar con el maniquí.
3. DFS del maniquí o al punto de observación.

Calibración de la Unidad

Decimos que calibramos la unidad cuando establecemos una correspondencia entre la emisión de radiación y la absorción en el maniquí para una situación de referencia.

SSD

Distancia foco-superficie.

SAD

Distancia foco-isocentro.

Forma de las Curvas PDD

La forma de las curvas PDD dependerá de la energía del haz, el tamaño del campo en superficie (s), la abertura del colimador (c) y la SSD (F).

Factor de Campo

El factor de campo depende básicamente de la energía del haz. El factor de campo se compone a su vez de dos factores: factor de dispersión del colimador (F_col) y factor de dispersión del maniquí (F_man).