Planificación y Cálculo 3D en Radioterapia
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Requisitos para un Sistema de Planificación 3D
Para que un sistema de planificación y cálculo pueda ser considerado capacitado para realizar planificación y cálculo en 3D, debe disponer de:
- Visualización en 3D
- Expansión 3D
- Perspectiva BEV (Beam Eye View)
- Algoritmo 3D de cálculo de dosis
- Algoritmo 3D de corrección de heterogeneidad
- Presentación de HDV (Histograma Dosis-Volumen) y DRR (Digital Reconstructed Radiography)
Volúmenes de Mayor Precisión
Los volúmenes que deben definirse con mayor precisión son el PTV (Planning Target Volume) y los OARs (Órganos de Riesgo).
Sistema EPID (Electronic Portal Imaging Device)
El sistema EPID permite la adquisición de imágenes de gran calidad, para comparar la imagen de simulación con la del tratamiento.
Simulación-Verificación
En el proceso de simulación-verificación se comprueban dos parámetros: Geometría y Dosimetría. Sobre las imágenes DRR se superponen el PTV, los OARs, los límites geométricos de los haces y los bloques de conformación si los hubiese.
Indicadores de Dosis
Mediante la comparación de distribuciones de dosis y plan óptimo, podemos estimar dos indicadores:
- TCP (Tumor Control Probability): Parámetros indicadores estadísticos que estiman la probabilidad de control tumoral.
- NTCP (Normal Tissue Complication Probability): Probabilidad de complicaciones en los tejidos sanos.
Cálculo de Dosis
Para un correcto cálculo de las distribuciones de dosis, se deben seguir los siguientes procesos:
- Modificación de parámetros de radiación seguidas de un nuevo cálculo y reevaluación de forma interactiva.
- Ajustar hasta alcanzar el grado de homogeneidad deseado sin superar las dosis máximas en los OARs.
Histograma Dosis-Volumen (HDV)
El HDV es una gráfica que permite relacionar la dosis y el volumen en cada uno de los volúmenes de interés.
Características para el Cálculo de Dosis
Para un correcto cálculo de la distribución de dosis, deben tenerse en cuenta las siguientes características:
- Geometría del paciente
- Heterogeneidades
- Densidad electrónica del tejido
- Disposición de haces
Terapia BEV (Beam Eye View)
La terapia BEV consiste en una perspectiva centrada en el eje central del haz seleccionado, conocida como perspectiva del haz. Esta herramienta permite comparar los diferentes contornos de volúmenes tumorales cubiertos por el haz para cada posible conformación y orientación del mismo.
Limitación de Volúmenes
En la etapa de limitación de volúmenes, las cuatro más importantes son:
- GTV (Gross Tumor Volume)
- CTV (Clinical Target Volume)
- PTV (Planning Target Volume)
- OARs (Órganos de Riesgo)
DRR (Digital Reconstructed Radiography)
Las DRR son imágenes generadas por ordenador.
Radioterapia Conformada Convencional
La radioterapia conformada convencional se basa en técnicas bidimensionales.
Precisión del CTV (Clinical Target Volume)
El volumen blanco clínico (CTV) debe definirse con gran precisión para maximizar la dosis en el tumor y minimizar la dosis en el tejido sano.
Simulación del Tratamiento
La comprobación o simulación del tratamiento se hace básicamente en torno a parámetros geométricos y anatómicos.
Significado de DRR
Las siglas DRR corresponden a Imágenes Radiográficas Digitalmente Reconstruidas.
Sistema de Planificación de Cálculo (SPC)
El equipo mediante el cual el médico especialista en oncología manipula las imágenes de forma adecuada, con ayuda de los técnicos en radioterapia y con el soporte de reconstrucciones coronales o sagitales, procede a delimitar los volúmenes de interés sobre las imágenes de TAC axiales se denomina Sistema de Planificación de Cálculo (SPC).
Delimitación de la Zona a Tratar
La delimitación de la zona a tratar corresponde al médico especialista en oncología radioterápica.
Evolución de la Planificación del Tratamiento
La planificación del tratamiento en radioterapia ha evolucionado desde la radiación general de toda la región del tumor hacia la conformación del haz de radiación adaptándolo a la forma del tumor.
Definición de SPC
SPC es el acrónimo de Sistema de Planificación y Cálculo, un programa informático.
Planificación del Tratamiento
La planificación del tratamiento es el proceso que interviene en la determinación del procedimiento con el que debe ser tratado el paciente.
Procesos en la Planificación de un Tratamiento Radioterápico
Los procesos que se incluyen dentro de la planificación de un tratamiento radioterápico son:
- Adquisición de datos anatómicos y su uso para determinar los volúmenes de interés del paciente.
- Disposición de los haces y el cálculo y optimización de la distribución de dosis.
- Verificación de datos dosimétricos y del posicionamiento diario.
Práctica Clínica
La práctica clínica consiste en calcular las distribuciones de dosis para diferentes configuraciones de haz y opciones de tratamiento.
Radioterapia Conformada
La radioterapia conformada permite administrar distribuciones de dosis no uniformes, escalar la dosis en el tumor hasta un nivel más elevado sin sobrepasar los límites de tolerancia en los OARs. También se incluye la IMRT (Radioterapia de Intensidad Modulada).
Objetivos de la Radioterapia Conformada
Los objetivos de la radioterapia conformada son:
- Conseguir distribuciones de dosis elevadas en el tumor.
- Evitar irradiar tejido sano.
- Mantener un nivel de complicaciones aceptable en los OARs.
- Aumentar las probabilidades de erradicación del tumor.
Cadena de Procedimientos
- Localización y Adquisición de Datos Anatómicos: Determinar la zona anatómica a tratar y la posición de tratamiento, utilizando dispositivos de inmovilización si fuera preciso (ej. máscaras). Se utiliza TC o RMN (mesa plana, sistema de posicionamiento láser, inmovilizaciones, etc.) para delimitar los volúmenes de interés en la anatomía del paciente, proporcionando una medida precisa del contorno externo e interno.
- Delimitación de Volúmenes: Se utiliza el SPC. El médico delimita los volúmenes.
- Selección Provisional de la Técnica y Cálculo de la Distribución de Dosis
- Comparación de las Distribuciones de Dosis y Selección del Plan de Tratamiento
- Cálculo Completo y Representación del Plan de Tratamiento Seleccionado
- Simulación Virtual y Simulación-Verificación
Limitaciones de la Planificación Convencional 2D
- No muestra claramente la extensión del tumor.
- El contorno del paciente es difícil de determinar.
- La extensión del tumor se determina solo anatómicamente.
- Deficiencias en el cálculo de dosis: dificultad para determinar con precisión las heterogeneidades en el paciente, los valores de dosis no tienen en cuenta cambios de densidad y superficie 3D.
- Falta de instrumentos efectivos para la valoración de planes alternativos: no es posible conocer con precisión el valor de las dosis administradas a la totalidad del volumen irradiado y no se emplean métodos cuantitativos.
Planificación 3D
El término 3D en la planificación del tratamiento puede referirse a estos aspectos:
- Descripción 3D de la anatomía del paciente.
- Cálculo de la dosis sobre una matriz 3D de puntos.
- Visualización 3D mediante técnicas de representación gráfica por el sistema de planificación.