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Proceso de Planificación en Radioterapia

Contenido

• Proceso de Planificación en Radioterapia• Inmovilizadores• Distribución de Isodosis en Pacientes.

Efectos de los relieves• Simulación. Objetivos• Etapas del Proceso de Planificación• Simulación Virtual

Bibliografía

• Podgorsak, cáp. 7.4• ICRU 42• Van Dyk, cáp. 3, 4, 5, 6

Proceso de Planificación en Radioterapia

• Este término ha sido tradicionalmente interpretado de forma estrecha con el proceso asociado a cálculos dosimétricos, como la generación de distribuciones de dosis y la determinación de las unidades de monitor.

• Actualmente este proceso es mucho mas amplio y envuelve todos los pasos en la planificación del tratamiento del paciente.

La Planificación del Tratamiento es la tarea de llevar a la práctica una prescripción para un paciente individual de una forma optimizada

Prescripción

Planificación

Tratamiento

Proceso de Planificación

• Etapas1. Colocación e inmovilización 2. Adquisición de datos del paciente y

definición de volúmenes.3. Planificación de dosis

(tradicionalmente, la planificación del tratamiento)

4. Verificación del Plan

Información requerida

Información del Paciente

Planificación

Datos del equipo de tratamiento

Plan de Tratamiento

Tratamiento

Etapas del Proceso de Planificación

1. Colocación e inmovilizacióna) Se determina la posición

optima del paciente para el tratamiento,

b) se diseñan y construyen los accesorios necesarios para su inmovilización.

c) Se establecen marcas en el sistema de referencia del paciente.

Colocación e inmovilización

Uno de los aspectos más débiles en el proceso de planificación de radioterapia

Generalmente no se aprovecha la exactitud que ofrecen las unidades modernas

§ Colocación poco estable§ Poco uso de tecnicas isocéntricas§ Marcas o tatuajes en piel

Empleo de láseres

Sistemas personalizados con plásticos termodeformables

Opción para RT Estereotáxica

Mascara Termoplástica

Sistemas personalizados• “Breast Board” para mamas

Arm rest to get arm out of the treatment field

Slope to straighten sternum in order to minimize lung dose

Leg rest

Head rest

Breast board

• Colocación personalizable

• Se necesitan al menos 2 equipos (simulador y tratamientos)

• Usualmente grande para entrar por el TAC

Med-Tec

SinMed

Accesorios compatibles con TAC

Med-Tec

SinMed

Vacuum bags

All MedTec

Personalizado para cada paciente

Adquisición de datos del paciente

• La necesidad de datos depende del tipo de plan de tratamiento que se pretenda generar.

Datos para planificación 1D

• Diámetros del paciente en la dirección del haz.

Datos 1.5D• Se incluye la forma del

haz, tomada de placas o la clínica.

Simulador

Anat Modeling

Vector

Datos para planificación 2D

• Contornos en un un solo nivel.

• Se toman radiografías del simulador

• Para campos irregulares, se pueden incluir puntos de interes con sus DFS´s

• Se pueden indentificar órganos de riesgo.

Adquisición de datos externos (contornos 2D)

Empleo de alambres o cintas de yeso

Marcas de láseres

Adquisición de datos externos (contornos 2D)

Uso de contornímetros o pantógrafos

Adquisición de datos externos (contornos 2D)

Uso de contornímetros o pantógrafos

Adquisición de datos externos (contornos)

Uso de contornímetros o pantógrafos

Uso de Atlas Anatómico

Simulación. Objetivos

Simular el tratamiento (la colocación del paciente y el equipo) antes de que este comience

Aumentar exactitud del tratamiento mediante:• - localización y definición de fronteras de volumen

blanco • - capacidad de realizar marcas externas precisas

en el paciente Reducir morbilidad mediante diseño y ubicación de

bloqueos para protección de tejido sano y organos criticos

Unificar staff medico-físico-técnico en el proceso de planificación

Simulación. Objetivos

Verificar puertos de entrada, mediante toma de radiografias y comparacion con placas portales del equipo de tratamiento

Verificar diseño y colocación de bloqueadores Adquisición de contornos de paciente (con CAD

incorporado obtener reparos anatómicos internos para planificar)

Aumentar eficiencia de trabajo en el Departamento de Radioterapia al solucionar problemas de colocación y planificación sin necesidad de usar los equipos de tratamiento

Pasos de la simulación convencional

1. Determinar la posición del paciente2. Determinar la geometría del haz3. Determinar límites del campo e isocentro4. Adquirir contorno5. Marcaje del paciente

2. Determinar la geometría del

haz

3. Determinar límites del campo e isocentro

4. Adquirir contorno (I)• Uso del propio Simulador: Cartesianas

Xi

Pto. Xi Yi

1 0 202 2 213 4 205 6 195 12 15

DFI

DFSi

Yi

Xi=DFI-DFSi

AP=20cm

4. Adquirir contorno (II)• Uso del propio Simulador: Polares

i

ri

Pto. i ri

1 0 202 2 213 4 205 6 195 12 15ri=DFI-DFSi

Demo en Ext Pln

Adquirir otros datos con simulador

Entrada de contornos 2DTransferencia precisa de datos del TAC

Desde Fotos vía Digitalizador

•Mayores errores de transferencia•No se consideran densidades puntuales. •Densidades por tipo de órgano

Entrada de contornos 2D

Transferencia precisa de datos del TAC Desde Fotos, vía Escáner

• Verificar linealidad del escáner

5. Marcaje del paciente

• Establecer correlación entre coordenadas del paciente y del haz

Tattoos Skin markers

Marcas en mascara

Datos en 2.5D

• Adquirir varios cortes manuales– Corte central– Corte 2 cm por debajo del borde superior– Corte 2 cm por encima del borde inferior

del campo

• TPS multicortes

Datos para planificación 3D

Set de cortes axialesCon pequeñoEspaciamiento (0.3-1cm)

Simulación Convencional con TAC

•Equipo de TAC convencional (preferible multicortes)• Juego de datos full 3D• Disponer de TPS en 3D

Entrada de datos de TAC por red ó por CDTransferencia precisa de datos del TAC

Desde archivo, viared (DICOM)

• Verificar adecuadalectura de parámetrosde las imágenes

– Tamaño de pixel– Grosor de cortes

(“slices”)– Número CT– Orientación

• Efectos de artefactos

Entrada de datos de TAC por red ó por CD

• Relación HU vs R.E.D.

Número de CT ó HU Número CT o Unidad Hounsfield (HU)

una unidad de Hounsfiled representa una variación del 0.1% del coef. de atenuación del agua Rango de HU -1000 (aire) a+4000 (hueso cráneal)– HU(agua, musculo) = cerca de 0

1000

w

wtejidoHU

Maniquí de densidades electrónicas. Correlaciona HU vs RED

Aplicaciones de TAC en Planificación de RT

• a. Delinear Volumen Blanco, contorno externo y órganos críticos.

• b. Proveer de información sobre densidades internas para correcciones por inhomogeneidades.

• El aspecto ‘a’ es más importante, no solo en la optimización de la técnica de tratamiento, sino en los cálculos exactos de distribuciones de dosis.

Distribución de Isodosis en Pacientes

Efectos de los relieves

• Incidencia oblicua• Contorno curvo e irregular•Tejidos de densidades variables

Distribución de Isodosis en Pacientes

Incidencia oblicuaFotones Electrones

Distribución de Isodosis en Pacientes

Contorno curvo e irregularFOTONES

Las distribuciones

de dosis se afectan

seriamente por cambios del contorno.

ELECTRONES

Efectos de contorno en curvas de isodosis

Contorno Off,Heterogeneidades off

Contorno ON,Heterogeneidades off

Punto de vista del haz Beam’s Eye View (BEV)

La vista en 3D (PTV,OARs) se acomoda de acuerdo a un observador que esté ubicado en la fuente y que mire hacia el isocentro

El BEV visualiza la posición y forma de un campo específico de acuerdo a la forma y posición del PTV y de los OARs.

Beam´s Eye View

BEV – Beam´s Eye View

PróstataAnterior

PróstataLateral

BEV en el programa HELAX TMS

BEV para3 direccionesde haces distintos

Campos conformados con Colimador Multiláminas

Digital Reconstructed Radiographs(DRRs)

DRR= Digital Recon-structed Radiographconstruida mediante las trayectorias de haces desde la posición de unafuente de Rx virtual que atravieza lamatriz de 3D de los datos de CT.

Raytracing

3D-Model

DRR

DRR de mama

• Se pueden resaltar los volúmenes blanco y marcas en el paciente.

DRR de cabeza y cuello

• BEV superpuesto en DRR

Simulación Virtual – Obersever’s View (OEV)– Beam’s Eye View (BEV)– LINAC View– Spherical View– DRR

Moveable Lasers

Isocenter Projection

Isocenter Position

CT images

CT SimulationMarking the Patient

Laser

LaserLaser

Procesamiento Digital

Programa de simulación virtual• Transforma cortes axiales en planos coronal y

sagital en tiempo real

Obersever’s View (OEV)(Physician´s Eye View (PEV))

La vista 3D (Beams, PTV, ORs, superficie delpaciente) es obtenida de acuerdo a un observador ubicado en un punto arbitrario ubicado en el local de tratamiento.

• El OEV visualiza las condiciones geométricas de la técnica de tratamiento

Campos de radiación desde el OEV

LINAC ViewEl Linac View es un caso especial de OEV que contiene un modelo 3D del Linac, la camilla y el relieve del paciente

•El LINAC View visualiza la posición del Gantry y camilla para un haz específico y ayuda a identificar posible colisiones mecánicas

Linac View

Linac view desde 3 diferentes direcciones europeas

Imagen 3D

• Una imagen 3D es una reconstrucción volumetrica, no es una proyección, sino una geometria real.

Reconstrucción de imágenes

Corte axial Corte sagital Corte coronal

Fusión de imágenes para planificación

Mejor definición de volúmenes blanco

RMN

Necesidad de combinar diferentes modalidades imagenológica

Angiograma RMN Imagen RMN

Fusion TAC-RMN

=

Fusión TAC con PET o SPECT

Son enviados por separado al TPS. Pet ayuda a definir PTV.Cálculos son basados en CT

PET/CT móvil, Santa Chiara, Trento

Gracias…