Recomendaciones CC IGRT

7/13/2019 Recomendaciones CC IGRT

1/344

Recomendaciones parael control de calidad de

equipos y tcnicas deradioterapia guiada por

la imagen (IGRT)


2/344


3/344


4/344

Recomendaciones parael control de calidad deequipos y tcnicas deradioterapia guiada por la

imagen (IGRT)


5/344

Edicin:

Sociedad Espaola de Fsica Mdica

E-mail: [email protected]

Pgina web: www.sefm.es

Reservados todos los derechos. Ninguna parte de esta publicacin podr ser reproducida, almacenada

o trasmitida en cualquier forma ni por cualquier procedimiento electrnico, mecnico, de fotocopia,de registro o de otro tipo, sin el permiso de los editores.

Depsito legal: M-33135-2013

ISBN: 978-84-940849-6-6

htpp://www.auladoc.com


6/344

Grupo de trabajo de la Sociedad Espaolade Fsica Mdica de Radioterapia Guiadapor la Imagen (IGRT)

Coordinadora del grupo

M Cruz Lizuain Arroyo

Servicio de Fsica Mdica y Proteccin Radiolgica. Institut Catal dOncologia(ICO). Barcelona

Integrantes

A. Beln Capuz SuarezUnidad de Radiofsica. Hospital Ramn y Cajal. Madrid

Jos M. Delgado Rodrguez

Servicio de Radiofsica Hospitalaria. Hospital Universitario 12 de Octubre. Madrid

Vicente Crispn Contreras

Servicio de Radiofsica y Proteccin Radiolgica. Fundacin Instituto Valenciano de

Oncologa (IVO). Valencia


7/344

Sergio Garca GmezServicio de Radiofsica y Proteccin Radiolgica. Hospital Universitario Ntra. Sra. de

la Candelaria. Santa Cruz de Tenerife

Xavier Jordi Juan Senabre

Servicio de Radiofsica y Proteccin Radiolgica. Consorcio Hospitalario Provincialde Castelln. Castell de la Plana

Diego Jurado BruggemanServicio de Fsica Mdica y Proteccin Radiolgica. Institut Catal dOncologia

(ICO). Girona.

Dolores Linero Palacios

Servicio de Fsica Mdica. Instituto Oncolgico Teknon (IOT). Barcelona

Ismael Sancho Kolster

Servicio de Fsica Mdica y Proteccin Radiolgica. Institut Catal dOncologia(ICO). Barcelona

Jos Ignacio Tello Luque

Servicio de Fsica Mdica y Proteccin Radiolgica. Instituto Mdico de Onco-

Radioterapia (IMOR). Barcelona

Agradecimientos:

A la junta directiva de la SEFM y a su Comisin Cientfica por el apoyo prestado algrupo de IGRT para realizar su trabajo y muy especialmente a Antonio Brosed,

Damin Guirado y Jos Prez Calatayud por los comentarios, crticas y sugerencias

que han sido de gran utilidad en la redaccin de este documento.

A los integrantes de los departamentos de Fsica Mdica, donde los autores realizan

su trabajo, por su comprensin y colaboracin.

A Coral Bodineau por su inestimable colaboracin en la edicin del documento..


8/344

ndice

Captulo 1. Introduccin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Captulo 2. Procedimientos clnicosasociados a IGRT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2. Incertidumbres en el proceso radioterpico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3. Mejora del tratamiento tras estimar las incertidumbres

poblacionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4. Valoracin de mrgenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5. Procedimientos de trabajo utilizando IGRT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

6. Referencias y bibliografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Captulo 3. Sistemas basados enu l t r a s o n i d o s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7

1. Descripcin del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2. Ultrasonidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3. Sistema ptico de posicin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46


9/344

4. Maniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

5. Seguridades y condiciones de funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

6. Control de calidad de la geometra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

7. Control de calidad de la imagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

8. Efectos biolgicos de los ultrasonidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74


Captulo 4. Dispositivos electrnicosde imagen portal (EPID) y control decalidad asociado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

2. EPID basados en fluoroscopia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

3. EPID basados en cmaras de ionizacin lquidas. . . . . . . . . . . . . . . . . 82

4. EPID basados en matriz activa y panel plano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

5. Sistemas comercializados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

6. Control de calidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

7. Recomendaciones de uso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

8. Aplicaciones clnicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98



10/344

Captulo 5. Equipos de RXindependientes de la unidad dei r r a d i a c i n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 1

1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

2. ExacTrac 5.5 (BrainLAB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

3. Descripcin de los componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104

4. Pruebas especficas del sistema ExacTrac X-ray 6 D . . . . . . . . . . . . .115

5. Control de calidad. Calibracin del ExacTracX-Ray 6D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122

6. Pruebas de seguridad y funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123

7. Pruebas geomtricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123

8. Referencias y bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

Captulo 6. Equipos de rayos Xincorporados a la unidad de tratamiento.Imgenes volumtricas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131

1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

2. Equipo SYNERGY de ELEKTA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

3. Sistema de tomografa computarizada con haz cnico

de megavoltaje (MVCBCT) de SIEMENS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147

4. Sistema IGRT de VARIAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161

5. Referencias y bibliografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180


11/344

Captulo 7. Control de calidadde los equipos de IGRT basadosen imgenes producidas porradiaciones ionizantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183

1. Clasificacin de las pruebas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

2. Pruebas que garanticen la seguridad del equipo . . . . . . . . . . . . . . .186

3. Pruebas geomtricas y mecnicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187

4. Control de calidad de la imagen 2D y 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .190

5. Pruebas de imagen 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202

6. Periodicidad y tolerancias recomendadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .207


Captulo 8. Tomoterapia . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215

1. Descripcin del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

2. El sistema de Tomoterapia Helicoidal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .218

3. Formacin de la imagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

4. Sistema de registro y fusin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223

5. Algoritmo de utilizacin de la imagen fusin . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225

6. Control de calidad del sistema de imagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .227

7. Dosimetra MVCT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .252



12/344

Captulo 9. Tcnicas de sincronizacindel haz de radiacin con el movimientor e s p i r a t o r i o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5 9

1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

2. Influencia del movimiento respiratorio en la

planificacin de los tratamientos de radioterapia. . . . . . . . . . . . . . .262

3. Mtodos para la determinacin del volumen blancoteniendo en cuenta el movimiento respiratorio . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6 2

4. Tcnica de gating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

5. Seguimiento del movimiento del tumor. Tcnica

de tracking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .271

6. Correccin de la dosimetra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

7. Control de calidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2758. Referencias y bibliografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278

Captulo 10. Dosis absorbida en lasexploraciones de IGRT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .283

1. Estimacin de la dosis absorbida por el paciente

en exploraciones 2D con sistemas de imagenportal (EPID). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

2. Estimacin de la dosis absorbida en exploraciones

2D con Rayos X de baja energa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

3. Estimacin de la dosis absorbida en exploraciones3D (CBCT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288

4. Dosis impartidas con los distintos sistemas IGRT . . . . . . . . . . . . . . .290



13/344

Captulo 11. Otros sistemas de IGRT . . . . . . . . 2991. Sistemas pticos superficiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

2. Marcadores fiduciarios electromagnticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304


Captulo 12. Calibracin de equipos tipoC O N E B E A M . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0 7

1. Calibracin y pruebas especficas del sistema ELEKTA. . . . . . . . . . .309

2. Calibracin y pruebas especficas del sistema

MVCB SIEMENS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

3. Calibracin y pruebas especficas del sistema VARIAN . . . . . . . . . .328


Captulo 13. Significado de trminosy siglas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337


14/344

Captulo 1:

Introduccin


15/344


16/344

[15]

1. Introduccin

En los tratamientos de radioterapia externa, siempre se ha buscado la mxi-

ma precisin tratando de controlar todos los parmetros, que podan influir en

la distribucin de la dosis absorbida en el paciente en el momento de realizar

el tratamiento; desde un punto vista fsico, el objetivo de una ptima planifica-

cin es irradiar el volumen tumoral con la dosis absorbida prescrita y minimizarla probabilidad de que tejidos y rganos cercanos, reciban un cierto valor de

dosis absorbida que puede dar lugar a efectos secundarios indeseables.

Con los recientes avances tcnicos incorporados tanto a las unidades de irra-

diacin como en los sistemas de simulacin y planificacin, se han desarrollado

modalidades de tratamiento como la conformacin tridimensional, la irradia-

cin con fluencia modulada (IMRT), las tcnicas estereotxicas intra y extra cra-

neales (SRT, SBRT), etc. que permiten acercarse al objetivo de una radioterapia

ptima. Para que realmente se consiga, es imprescindible que el tratamiento

se imparta de la misma forma en que fue planificado, lo cual depende de laestabilidad de la unidad de irradiacin (que no vamos a considerar aqu) y de la

reproducibilidad de las condiciones anatmicas del paciente.

Con el fin de garantizar la reproducibilidad, desde los inicios de la radiote-

rapia, se han venido utilizando marcas anatmicas externas y sistemas de in-

movilizacin, que disminuan las incertidumbres producidas por los movimien-

tos de paciente, y se han utilizado sistemas de imagen con el fin de constatar

esa reproducibilidad.

Uno de los desarrollos de mayor trascendencia en los tratamientos con ra-

diaciones ionizantes es la incorporacin de las tcnicas de imagen en el pro-

ceso. Esto ha sido una necesidad constante desde el comienzo de esta terapia

y ha sido modificado su uso de formas diversas. La necesidad de localizar los

volmenes tumorales y reas de riesgo que permitan limitar el campo de ra-

diacin gener un conjunto de equipos, que con el nombre de simuladores, y

utilizando radiacin de baja energa, permitan conocer la posicin de las es-

tructuras anatmicas de inters en la misma posicin que el paciente tendra

en la unidad de tratamiento. Proporcionaban imgenes planas, que adems de

permitir el clculo de la distribucin de dosis absorbida, se podan comparar

con las obtenidas en la unidad de tratamiento, confirmando de esta manera


17/344

Recomendaciones para el control de calidad de equipos

y tcnicas de radioterapia guiada por la imagen (IGRT)

[16]

la bondad de la posicin de los pacientes. El inconveniente era el tiempo que

consuman, deba hacerse la puesta en tratamiento primero en el simulador y

luego compararla con las imgenes obtenidas en la unidad de tratamiento, ylo ms importante, la falta de un sistema de referencia comn que permitiera

corregir desplazamientos con exactitud. Posteriormente, aparecieron los simu-

ladores TC que permitieron a partir de la adquisicin de imgenes planares

reconstruir la anatoma del individuo en imgenes transversales o tomogra-

mas y as determinar los contornos externos e internos de forma ms precisa.

Probablemente estos son los orgenes de los sistemas actuales. El traslado del

paciente a la unidad de tratamiento una vez realizado la planificacin sobre

estas imgenes, daba lugar a incertidumbres incompatibles con el inters en

disminuir los volmenes de irradiacin y el aumento o escalada de la dosis.

Ha habido en la ltima dcada un inters por incorporar dentro de la uni-

dad de tratamiento sistemas de imagen que permitan verificar tanto la posi-

cin del paciente como el movimiento interno de los rganos antes y durante

la irradiacin. El movimiento interno, motivado por mltiples circunstancias fi-

siolgicas, hace que nicamente podamos conocer en tiempo real la situacin

de los rganos. Por esto se dotan las unidades de irradiacin con sistemas que

producen diferentes tipos de imgenes: planas, tomogrficas, cine, etc. y que

permiten al onclogo radioterpico definir la estrategia teraputica en tiempo

real y adaptarla a las condiciones de los volmenes de inters.

La tecnologa se ha decantado por incorporar equipos de tomografa con-

vencionales (TC) acoplados geomtricamente a la unidad de tratamiento a tra-

vs de los movimientos de la mesa o instalar directamente equipos radiogr-

ficos en el propio brazo de un acelerador. Tambin se ha desarrollado una tec-

nologa donde, con las imgenes obtenidas degradando el espectro del haz de

fotones de la unidad de tratamiento y con la adquisicin de imgenes planares

girando el brazo del acelerador alrededor del paciente, puedan reconstruirse

imgenes tomogrficas de suficiente calidad para hacer fusin con la utilizadas

en el simulador y que han dado lugar a la planificacin del tratamiento. Con

kV o MV esta tecnologa denominada CONE BEAM permite observar la repro-ducibilidad de la posicin del paciente externamente y adems los rganos

internos mviles; y si llega el caso, corregir el plan de irradiacin modificando

la posicin relativa de los haces con respecto a la posicin del paciente cuando

fue planificado.

Lo que actualmente se entiende como RADIOTERAPIA GUIADA POR LA

IMAGEN (Image guided radiation therapy, IGRT) es en primer lugar, la localiza-

cin del volumen tumoral, mediante equipos modernos de imagen, en espe-

cial los que aportan informacin funcional y biolgica, y en segundo, el uso de

la imagen en la propia sala de tratamiento, como herramienta de verificacin,


18/344

Captulo 1

Introduccin

[17]

inmediatamente antes o durante el tratamiento. Tiene como objetivo dismi-

nuir la incertidumbre producida por el movimiento entre o durante las frac-

ciones, para as disminuir los mrgenes y optimizar el diseo del tratamiento.Queremos subrayar que la IGRT no es una tcnica o modalidad de tratamiento,

es una herramienta que ayuda a controlar la calidad de los tratamientos de

Radioterapia externa y tambin de Braquiterapia.

El grupo de trabajo de IGRT de la SEFM, ha considerado solamente la se-

gunda acepcin del trmino IGRT, y como sistemas de IGRT a aquellos equipos

que se utilizan dentro de la sala de tratamiento, que tienen un sistema de re-

ferencia comn con el de la unidad de irradiacin y un softwareque permita

registrar ambos conjuntos de imagen, fusionarlos y a partir de la fusin calcular

las diferencias geomtricas de forma automtica.

Cuando el grupo de IGRT inici su trabajo, haba pocos equipos instalados

en nuestro pas que cumplieran estos requisitos; actualmente se ha incremen-

tado su nmero considerablemente y adems nos atreveramos a afirmar que

no se adquiere una nueva unidad de tratamiento que no disponga de algn

tipo de sistemas de IGRT.

El objetivo de este documento es la descripcin de los sistemas de IGRT

ms comnmente usados en el rea de la Radioterapia externa, equipos basa-

dos en ultrasonidos (captulo 3) que permiten verificar y corregir las diferencias

geomtricas entre la planificacin y la irradiacin de una forma rpida y simple;unidades que producen imgenes radiolgicas planas superponibles con las

imgenes de planificacin (captulos 4 y 5), suministrando informacin sobre

las incertidumbres debidas a las distintas condiciones anatmicas del paciente;

y sistemas 3D que tambin permiten estimar los errores debidos al movimiento

de los rganos antes y durante el tratamiento (captulos 6, 7 y 8). Adems de la

descripcin de estos sistemas se incluyen recomendaciones relativas al control

de calidad de estos equipos o sistemas y la estimacin de la dosis absorbida

que recibira el paciente en las tcnicas de imagen producidas por radiaciones

ionizantes (captulo 10).

Tambin se dedica el captulo 2 al estudio de los errores e incertidumbres

asociadas al proceso de radioterapia, y los protocolos ms estudiados para su

minimizacin. En el captulo 9 se discuten los diferentes procedimientos usa-

dos para evaluar la influencia del movimiento respiratorio en la posicin del

volumen tumoral y de los rganos internos.


19/344


20/344

Captulo 2:

Procedimientos clnicos

asociados a IGRT


21/344


22/344

[21]

Procedimientos clnicos asociados a IGRT

1. Introduccin

El objetivo fundamental, en radioterapia externa, es administrar al pacienteel tratamiento previamente planificado, habitualmente sobre una imagen es-ttica de TC (Tomografa Computarizada). Esta imagen constituye la referenciapara colocar el paciente en la unidad de tratamiento (TC de referencia).

El conjunto de desviaciones e incertidumbres asociadas al proceso puedenlimitar e incluso hacer peligrar el objetivo clnico si no son tenidas en cuentacorrectamente.

En este captulo no se van a abordar los errores1en la ejecucin de los proce-dimientos ni los factores humanos. stos han de prevenirse y reducirse al mxi-

mo trabajando de acuerdo a buenos protocolos descritos y conocidos por el per-sonal, como parte de un programa de garanta de calidad (Real Decreto 1998).

1.1. Desviaciones geomtricas

Denominamos desviaciones geomtricas a las diferencias de forma y posi-cin entre los volmenes de inters del paciente en la unidad de irradiacin y enla de referencia, ambas referenciadas al isocentro. El impacto negativo de estasdesviaciones se intenta prevenir planificando sobre volmenes expandidos, pre-parando al paciente, utilizando inmovilizaciones, colocando referencias externas

como gua para situar el paciente en la posicin de tratamiento, etc. y finalmenteminimizar, verificando y corrigiendo dicha posicin.

Hay desviaciones que, aunque se identifican, no se corrigen. Se asumen porfalta de medios, por considerarse de poco impacto clnico o por planificar conmrgenes suficientes. An as, es necesario conocerlas para estimar la incerti-dumbre en la posicin del paciente durante la irradiacin.

1 Excepcin. Protocolo COVER, apartado 5.2.2.


23/344



[22]

2. Incertidumbres en el proceso radioterpico

Realizar Radioterapia Guiada por la Imagen (IGRT) permite registrar, verificar

y corregir la posicin antes y durante la sesin de tratamiento, por lo que stepuede ser administrado con gran exactitud. En la prctica, sin embargo, algunasfuentes de incertidumbre la limitan.

Segn define la Entidad Nacional de Acreditacin, en el documento CEA-ENAC-LC/02, 1988, incertidumbre es la semiamplitud del intervalo dentro delcual se encontrar, con cierta probabilidad, el verdadero valor del objeto a medir,el denominado mensurando.

En este caso, el mensurando es la posicin respecto al isocentro de los vol-

menes de inters.An en el caso de corregir las desviaciones detectadas en cada sesin al

realizar IGRT, la posicin final estar afectada por una incertidumbre,pues nun-ca se puede corregir totalmente esa desviacin. La incertidumbre se puede es-timar como la combinacin de las presentes en cada etapa del proceso y son,entre otras:

Incertidumbres en la delimitacin del volumen blanco y rganos de ries-go, asociadas a la imagen utilizada para localizar los volmenes: TC, re-sonancia magntica, tomografa por emisin de positrones, ultrasonidos,

angiografa, etc.La resolucin espacial de la imagen.

El procedimiento de superposicin de estas imgenes (en caso de no serimgenes de TC, o de utilizarse varios TC diferentes), al TC de referencia.

Delineacin de contornos.2

Incertidumbres en la posicin del paciente en la unidad de tratamiento,asociadas a diferencias en la posicin del paciente, variaciones de anato-ma o movimiento de rganos entre sesiones.

Variaciones de anatoma y movimiento de rganos durante la sesin porrespiracin, latido cardaco, peristalsis, deglucin, etc.

Las desviaciones de forma se pueden minimizar siempre, tratando en plazosrazonables de tiempo para evitar variaciones de la anatoma, sometiendo al pa-ciente a una preparacin desde antes de adquirir el TC de referencia y hasta quetermine el tratamiento, utilizando radioterapia adaptativa, etc. Estas desviacio-nes no las vamos a tratar en este captulo.

2 Fuera del objetivo de este tema.


24/344

Captulo 2


[23]

Las desviaciones de posicin se deben a movimientos entre sesiones y den-tro de cada sesin. Disminuyen con elementos limitadores del movimiento y

dispositivos de imagen que permitan colocar el paciente con exactitud.No se abordan especficamente los movimientos intrafraccin, pero lo que se

detalla, es aplicable a ellos si se dispone de la tecnologa adecuada para detectar-los y corregirlos. El presente documento incluye, adems, un captulo especficosobre el movimiento respiratorio.

En la tabla 1 se muestra un ejemplo de estimacin de la incertidumbre aso-ciada a un procedimiento de colocacin del paciente en la mesa de la unidad detratamiento, que abarca desde la adquisicin del TC de referencia hasta la correc-cin de posicin, previo a la administracin de la terapia.

Fuentes de incertidumbre Observaciones

Unidad

SYNERGY

(ELEKTA)

Incertidumbre

tpica

Ejemplo

valores

(mm)

TC dereferencia

Asociada alespesor decorte

Consideramosimgenes sin defor-macin

TC de referencia sincontraste ni metales

Distribucinrectangular

uTC=e

12

e: espesor decorte

e =3.0

u1= 0.9

Procesode registro

Asociada al

proceso deregistro

CBCT, reconstruc-

cin 3D, superposi-cin automtica conTC de referencia.

EspecificacinELEKTA

Dependiendo del

TC de referenciay del algoritmo

Algoritmo

huesou2= 0.5

Mesa de launidad

Asociada aldesplaza-miento demesa conescala digital

Despus del registropara colocar al pa-ciente en la posicinde referencia.

Distribucinrectangular

um =R

12

R: desplazamien-to mnimo mesa

R = 1

u3= 0.3

Isocentrosde launidad

No coinciden-cia isocentrokV-MV

El brazo de kV esperpendicular alde MV

EspecificacinELEKTA

u4= 0.7

Incertidumbre total expandida con factor decobertura (k= 2)

U = k

4i=1

u2i U= 2.6

Tabla 1.Ejemplo de incertidumbres asociadas al proceso de colocacin con desplazamien-

tos de mesa, guiado por imagen de CBCT3de kV, superpuesto a TC de referencia utilizan-do algoritmo de registro automtico de hueso en la unidad de tratamiento. Estimacin dela incertidumbre mnima asociada a la tecnologa utilizada, independiente del paciente.Estimacin realizada en el Hospital Ramn y Cajal de Madrid.

3 CBCT son las siglas del sistema de IGRT CONE BEAM COMPUTER TOMOGRAPHY del que se hablar en el captulo 6.


25/344



[24]

2.1. Tipos de desviaciones

Segn se admite en el documento de la Comisin Internacional de Medidas y

Unidades de Radiacin, ICRU 62, las incertidumbres pueden ser de tipo A (en ocasio-nes denominadas de tipo aleatorio o mal llamadas aleatorias) o de tipo B ( en oca-siones denominadas de tipo sistemtico o mal llamadas sistemticas). Convienesealar que, en ocasiones, las incertidumbres de tipo B o sistemticas, se estimana partir de desviaciones mximas, asignando un tipo de distribucin. Entendemoscomo desviacin, la diferencia entre el valor de una medida y su valor de referencia.Ni que decir tiene que siempre se intenta que esa desviacin sea mnima.

Por extensin, en algunos foros como el presente, a esa desviacin que sirvepara estimar la incertidumbre sistemtica, se le califica tambin de sistemtica.

Conviene adems sealar que, atendiendo a la definicin de desviacin, no tie-ne mucho sentido hablar de desviacin aleatoria y s de incertidumbre de tipoaleatorio o incertidumbre aleatoria, caracterizada por una desviacin tpica.

La desviacin sistemtica depende del paciente y en principio es la mismaen todas las fracciones. Es consecuencia de que el TC de planificacin represen-ta una imagen instantnea, no representativa de la posicin del paciente.

La incertidumbre aleatoria, especfica de las fluctuaciones, depende del pa-ciente y no es la misma en cada fraccin. En la figura 1 se muestra un ejemplo.

Figura 1.El TC de referencia en este paciente se adquiri con el recto vaco. En una sesindel tratamiento el recto aparece distendido, lleno de gas. Esta diferencia, a lo largo del tra-tamiento, se puede considerar como una fluctuacin y por ende de tipo aleatorio. Si, por elcontrario, se hubiera capturado el recto distendido en la referencia, habra una desviacin

sistemtica. Imagen obtenida en el Hospital Ramn y Cajal de Madrid.


26/344

Captulo 2


[25]

Desviaciones en la posicin y alineacin de un paciente

En una fraccinfde un paciente p, la diferencia entre la posicin relativa

al isocentro y la correspondiente en el TC de planificacin, puede expresarsecomo:

d(p, f) =S(p) +r(p, f) (1)

siendo:

d(p,f):Desplazamiento del paciente p en la fraccinf

f F{1, 2, ..., NF}

S (p):Desplazamiento sistemtico en el paciente p

r (p,f):Desplazamiento aleatorio en la fraccinfdel paciente p; no esfuncin def

Del desplazamiento medido en una fraccin no se pueden discernir com-ponente sistemtica y aleatoria, pero s se puede estimar lo que se conocecomo el error efectivo en un tratamiento de Ffracciones:

Seff

=d(p, f)F

=S(p) +r(p, f)F

(2)

siendo:

Seff (p)desplazamiento sistemtico efectivo para el paciente pen el nme-ro finito Fde fracciones del tratamiento

Si el nmero de fracciones fuera infinito:

F : r(p, f)F 0 (3)

En un caso ms realista, con un nmero alto de fracciones, se asumer (p,f )F 0

Por ejemplo, F >30 Seff Sp, (de Boer et al. 2001).

Por otro lado, los desplazamientos aleatorios del paciente, pueden caracte-rizarse por la desviacin tpica:

p =SD(d(p, f))F (4)


27/344



[26]

2.2. Desviaciones en la posicin y alineacin de una poblacin

Entendemos por poblacin, un conjunto de personas que se tratan de una

misma localizacin, con el mismo procedimiento de inmovilizacin, simula-cin, contorneo, y colocacin en la misma unidad de tratamiento, o unidadesde tratamiento gemelas.

Una poblacin P, se puede caracterizar segn de Boer et al.2001, con lossiguientes parmetros:

m: Desviacin sistemtica media de la poblacin.

S: Dispersin sistemtica de la poblacin.

s: Desviacin tpica media de la poblacin.

Definidos segn las siguientes expresiones:

= Sp(a)P =SDP(Sp)

(b) =

2p(c)

P

(5)

a) m 0, Si no es as hay una desviacin sistemtica en el procedimien-to, independiente de la poblacin. Si m>1 se debe investigar e intentarsubsanar.

b) Por ser finito F, se define la dispersin sistemtica efectiva para lapoblacin:

eff= SD(Sp,eff)P (6)

y de nuevo, si el nmero de fracciones es elevado, se asume Sp,eff SP

Por ejemplo: F >30 Sp,eff Sp y Seff S de Boer et al.2001

c) Segn de Boer et al. 2007, se puede asumir que la distribucin de pro-

babilidad spen la poblacin, es normal.

3. Mejora del tratamiento tras estimar las

incertidumbres poblacionales

Las soluciones posibles para administrar la dosis absorbida prescrita al vo-lumen blanco son muchas:

Introducir las desviaciones en el sistema de planificacin para simular

la distribucin de dosis absorbida y tomar decisiones en consecuencia.


28/344

Captulo 2


[27]

Valorar si los mrgenes de seguridad son ptimos. Si no es as valorarsi se hace verificacin y correccin de la posicin en algunas o todas

las sesiones. Realizar varias planificaciones con los desplazamientos ms desfavo-

rables y admitir slo aquellas que cumplan los requisitos dosimtricosan en esas situaciones.

Aumentar la dosis absorbida prescrita al tumor.

Realizar radioterapia adaptativa: planificaciones distintas sobre referen-cias actualizadas.

La solucin recomendada en los informes ICRU 50 1993, ICRU 62 1999 e ICRU

83 2010 y la ms prctica y aceptada, es simular la distribucin dosimtrica so-bre un volumen denominado PTV (Volumen Blanco de Planificacin). El PTV esel CTV (Volumen Blanco Clnico) ms un margen de seguridad para que el CTVquede cubierto en el tratamiento por la dosis absorbida de prescripcin.

Un margen adecuado es el mnimo que garantice la distribucin de dosisabsorbida en el CTV, sin comprometer los rganos de riesgo

Utilizar IGRT permite conocer las desviaciones geomtricas en cada una delas sesiones verificadas. Acumular esta informacin en un nmero significativo desesiones, posibilita estudiar estadsticamente su impacto. Si adems se corrige la

posicin en algunas o todas las sesiones, los mrgenes adecuados son menores.

4. Valoracin de mrgenes

El informe ICRU 62 1999, recomienda estimar un margen de configuracin(SM) alrededor del CTV por desviaciones externas (de configuracin) y otromargen interno por movimiento de rganos (IM). No especifica cmo calcularel margen total a partir de stos, pero s que si se suman linealmente para ob-tener el PTV, ste volumen resulta demasiado extenso. Se propone estimar las

desviaciones tpicas de carcter sistemtico y las desviaciones tpicas de carc-ter aleatorio y combinarlas cuadrticamente.

Las desviaciones tpicas de carcter sistemtico y aleatorias influyende distinta manera en la dosis absorbida. Las primeras tienen un impactomayor en la distribucin de dosis absorbida que las segundas, que simple-mente la desplazan.

En concreto, Stroom et al.1999, 2002 y Van Herk et al.2004, defienden queel margen total por desviaciones geomtricas se ha de calcular:


29/344



[28]

a) Identificando cada fuente de incertidumbre, que se considere impor-tante, por separado.

b) Estimando la desviacin tpica de cada una.

c) Calculando la desviacin tpica sistemtica combinada, S, como razcuadrada positiva de la suma de los cuadrados de todas las desviacionestpicas sistemticas, si puede asumirse que no estn correlacionadas.

d) Calculando la desviacin tpica combinada de carcter aleatorio, s,como raz cuadrada positiva de la suma de los cuadrados de todas lasdesviaciones tpicas.

e) Calculando un margen por desviaciones tpicas sistemticas, a partir de

S, y por incertidumbres aleatorias, a partir de s.f ) Y, estos s, sumarlos.

4.1. Margen para obtener el PTV

Diferentes autores proponen expresiones para calcularlo.

Aqu se muestran las ms utilizadas.

Stroom et al.1999, 2002.4

M = 2 + 0.7 (7)

M: margen para cubrir el 99% del CTV, en promedio poblacional, con almenos el 95% de la dosis prescrita.

La relacin est comprobada para las localizaciones: prstata, crvix y pulmn.

Van Herk et al.2000, 2004

M = 2.5 + 0.7 (8)

M= 2.5 + 1.64( p) (9)

M: margen para que el 90% de la poblacin reciba una dosis mnima en elCTV del 95% de la dosis absorbida prescrita.

4 Puesto que para la obtencin de estas ecuaciones (7, 8 y 9) no se han tenido en cuenta rotaciones ni cambios deforma, han de considerarse como cota mnima para unos mrgenes seguros.


30/344

Captulo 2


[29]

sp: anchura de la penumbra del haz ajustada a una funcin gaussiana

Nivel de confianza

(% pacientes)

Margen por desviacionestpicas

(carcter sistemtico)

Dosis decubrimiento

(%)

Margen por desviaciones

tpicas (carcter aleatorio)

80 2.16 S 80 0.84 (s-sp)

85 2.31 S 85 1.03 (s-sp)

90 2.50 S 90 1.28 (s-sp)

95 2.79 S 95 1.64 (s-sp)

99 3.36 S 99 2.34 (s-sp)

Tabla 2.Margen por desviaciones geomtricas en funcin del porcentaje de pacientes en el

que se garantizara una dosis absorbida mnima en el CTV. Van Herk et al.2000.

4.2. Margen para los rganos de riesgo

Segn el mencionado informe ICRU 62, deben aadirse mrgenes en la pla-nificacin a los rganos de riesgo para tenerse en cuenta sus desplazamientos,empleando los mismos principios que se aplican al PTV. La delineacin de los vo-lmenes de planificacin para los rganos de riesgo, PRV, est considerada prc-

ticamente imprescindible por la Comisin Internacional de Unidades y Medidasde la Radiacin en rganos de funcionamiento en serie, cuando la tcnica em-pleada es intensidad modulada y as lo especifica en su informe ICRU 83, 2010.

Puede utilizarse la expresin:

M = 1.3 + 0.5 (10)

M: margen recomendado para rganos en serie o paralelos (Mc Kenzieet al.2002)

4.2.1. Respiracin

El movimiento respiratorio afecta a la posicin relativa del tumor y rganosdel paciente durante la sesin, que generalmente abarca varios ciclos respira-torios. Ha de tenerse en cuenta en la definicin del margen, a no ser que se dis-ponga de los medios para corregir durante el tratamiento o de administrar steslo cuando se encuentre el volumen blanco en la zona que se ha definido enla planificacin. El movimiento respiratorio puede ser muy amplio, y dominarsobre el resto de desplazamientos.


31/344



[30]

En localizaciones como trax o abdomen, la imagen puede aparecer muydistorsionada debido a la interferencia entre el proceso de barrido y el movi-

miento respiratorio.Si la velocidad de barrido es alta el tumor puede aparecer en una posicin

que no es el promedio a lo largo del ciclo respiratorio. Si la velocidad de barridoes baja, este problema es menor pero el ruido degrada la imagen.

Estos inconvenientes no existen utilizando tcnicas de TC correlacionadascon la respiracin. Consisten en separar, de las imgenes, las que correspondena distintas fases del ciclo. As, se puede delimitar el PTV:

dibujando el CTV en cada una de las fases y tomando como PTV la en-volvente de todos.

delineando el CTV sobre la imagen promedio de todas.

delineando el CTV slo en alguna/s fases del ciclo y administrar el tra-tamiento slo cuando el paciente se encuentre en esas fases: gating, oseguir al tumor en su movimiento mientras se est irradiando: tracking.

En el captulo de 9 de este documento, se describen detalladamente estastcnicas de IGRT 4D.

5. Procedimientos de trabajo utilizando IGRTLos procedimientos de trabajo se pueden clasificar en dos grandes grupos:

protocolos ONLINE y protocolos OFFLINE.

A continuacin se describen distintos procedimientos en los que se supo-ne que las correcciones se realizan con movimientos de mesa, pero es aplicablea otro tipo de correcciones, como pueden ser: modificacin del ngulo del co-limador (Di Yang et al. 1998), desplazamiento de las mandbulas y lminas, girodel cabezal, etc.

5.1. Protocolo ONLINE

Se verifica y corrige la posicin en cada sesin y minimiza, por tanto, des-viaciones sistemticas e incertidumbres aleatorias.

Si se tiene en cuenta el movimiento interfraccin y se corrige la posicininmediatamente antes del tratamiento, el margen tendr que incluir las incer-tidumbres del movimiento intrafraccin.


32/344

Captulo 2


[31]

Si se aplican tcnicas de correccin de la posicin durante la irradiacin, elmargen se puede estimar a partir de la incertidumbre del proceso de verifica-

cin y correccin de la posicin.

5.2. Protocolos OFFLINE

Se verifica la posicin registrando las desviaciones durante un nmero dedas en los que se trata sin realizar correccin. Del anlisis a posteriori de los da-tos, se toma la decisin de modificar o no en fracciones siguientes la posicin,con objeto de reducir las desviaciones sistemticas.

Hay varios protocolos en los que se ha analizado la repercusin que pue-den tener en los mrgenes, sobre muestras muy amplias de pacientes (~2000).

Los que se comentan a continuacin parten de la base de que las correccionesse realizan con desplazamientos de mesa, pero son aplicables tambin a rota-ciones de sta.

SAL (Bel et al.1993): Shrinking Action Level. Se adquiere informacin de losdesplazamientos durante un nmero de das y se corrige la posicin en las si-guientes sesiones si el promedio de los desplazamientos registrados, superaun umbral.

NAL(de Boer et al.2001): No Action Level. Se adquiere informacin de los

desplazamientos un nmero determinado de das y se corrige la posicin en elresto. No hay umbral para la correccin.

La desviacin residual es del mismo orden en un protocolo NAL o SAL, se-gn resulta de los estudios estadsticos y corroborados por simulaciones deMonte Carlo por de Boer et al.2001.

En el procedimiento NAL no hay nivel de accin, requiere menos carga detrabajo y es ms fcil de ejecutar. Por lo tanto es el que se va a describir.

5.2.1. OFFLINE NAL

Parte de la suposicin de que la componente no aleatoria del desplaza-miento se mantiene invariable en todo el tratamiento y se puede hacer unabuena estimacin de ella con muy pocas sesiones. As, se disminuye la desvia-cin en una fase muy temprana de la terapia.

Se registran los desplazamientos en los primeros 2, 3 o 4 das del trata-miento y en el resto de se corrige la posicin en una cantidad igual y opuesta alpromedio de estos desplazamientos.


33/344



[32]

CNALp (p) = 0 si f Nm (11)

CNALp (p) =d(p, f)Nm si f > Nm (12)

con:

CNALp Correccin en el desplazamiento del protocolo NAL

f Nmero de fraccin

NmNmero de fracciones en las que se hace registro

Segn demuestra de Boer (de Boer et al. 2001), la desviacin sistemticade la poblacin, siempre que el nmero inicial de das sin corregir sea bajoy que las incertidumbres asociadas al registro y correccin sean pequeas,queda reducido a:

NALNm

<

si Nf > 10; 1 < Nm < 5; sregistro < 1 mm; smesa < 1 mm.

SNALDispersin sistemtica residual de una poblacin tratada con proto-colo NAL.

Los protocolos detallados hasta ahora, corrigen los errores sistemticos, enlo que se denomina, primer estado, a diferencia de la verificacin y, o, segui-miento, con o sin correcciones adicionales, que se denomina segundo estado.

5.2.2. OFFLINE NAL+COVER (de Boer et al.2002)

Se verifica la correccin NAL para detectar equivocaciones en su ejecucin,

si las hubiera. De no ser as, se introduce una desviacin indeseable en el restodel tratamiento.

El primer da que se realiza la correccin NAL se hace la verificacin y si la des-viacin obtenida es menor que un valor umbral, se contina con este protocolo.

En caso contrario, se investiga la causa que hace superar el umbral y si esposible, se subsana. De no ser as, se verifica de nuevo al da siguiente paradescartar el carcter aleatorio de dicha desviacin. Si se supera de nuevo elumbral, el procedimiento NAL se inicia de nuevo.


34/344

Captulo 2


[33]

De Boer et al.recomiendan utilizar en un protocolo NAL+COVER, un valorumbral de T = 3s.

Con este valor se aade: Muy poca carga de trabajo a la del procedimiento NAL: poco ms de

una adquisicin ms por paciente, en promedio.

Alta eficiencia de deteccin.

5.2.3. OFFLINE eNAL (de Boer et al.2007)

Es una extensin del protocolo NAL, en la que se aade verificacin se-manal, y correccin en todas las fracciones siguientes a la primera verifica-

cin semanal. La modificacin puede ser una cantidad constante o crecientecon la fraccin.

De este modo se pueden detectar y corregir desviaciones no estocsticasque surjan en algn momento del tratamiento, tanto de forma brusca comogradual. stas pueden deberse, por ejemplo, a cambios de anatoma repen-tinos del paciente, o paulatinos, por la respuesta de los tejidos a la radiacin.

Extendiendo la expresin del desplazamiento, para un paciente p en lafraccinfde su tratamiento:

d(p, f) =S(p) +r(p, f) +t(p, f) t(p, 1) = 0 (13)

con:

t(p,f ): Variacin interfraccin sistemtica aadida. Depende del pacientey de la fraccin.

t(p,f )= 0en pacientes sin tendencias temporales ni repentinas.

La correccin eNAL es igual a la correccin NAL, hasta la sesin siguiente a

la primera verificacin semanal. Desde esta sesin, hasta cuatro sesiones des-pus inclusive, (suponiendo tratamientos de 5 das por semana), la correccines diaria y en una cantidad que se considera linealmente creciente con la frac-cin. Las correcciones que se han de ejecutar diariamente, se pueden obtenermediante el ajuste a una recta por mnimos cuadrados de los desplazamientosregistrados, en funcin de la sesin.

Con cada verificacin semanal se actualizan las correcciones a realizar has-ta la siguiente adquisicin, aadiendo los nuevos desplazamientos registradospara reajustar la recta.


35/344



[34]

Adems del procedimiento de correccin elegido, el tipo de tcnica de ra-dioterapia guiada por la imagen que se utilice condicionar la magnitud de

la incertidumbre global.Enfatizamos la importancia que tiene conocerla paraoptimizar los tratamientos.

Figura 2.Ejemplo de sistematizacin de un procedimiento OFFLINE. Hoja de clculo conpautas a seguir en el Hospital Ramn y Cajal en cada una de las sesiones de un tratamientocon umbral T =3. Las correcciones se realizan con desplazamientos de mesa. El umbralT =0.3 cm, se obtiene a partir del anlisis poblacional y puede ser distinto para cada direc-cin. En este caso se ha elegido con criterio conservador, como umbralTx = Ty = Tz=3x,siendo x~0.1 cm, x


36/344

Captulo 2


[35]

6. Referencias y bibliografa

[1] BEL A, VAN HERK M, BARTELINK H, LEBESQUE JV. A verification procedure

to improve patient setup accuracy using portal images. Radiother Oncol1993; 29: 253-60.

2 BIJHOLD J., LEBESGUE JV, HART AM, VILBRIEF RE.Maximizing setup ac-curacy using portal images as applied to conformal boost technique forprostate cancer. Radiother Oncol 1992; 24: 261-71.

3 BOER HC DE, HEIJMEN BJ. A new approach to off-line setup correc-tions: combining safety with minimal workload. Med Phys 2002; 29(9):1998-2002.

4 BOER HC DE, HEIJMEN BJ. A protocol for the reduction of systematicpatient set-up errors with minimal portal imaging workload. Int J RadiatOncol Biol Phys, 2001; 50 (5): 135065.

5 BOER HC DE, HEIJMEN BJ. eNAL: An extension of the NAL setup correc-tion protocol for effective use of weekly follow-up measurements. Int JRadiat Oncol Biol Phys 2007; 67(5): 1586-95.

6 ENTIDAD NACIONAL DE ACREDITACIN. Criterios Especficos deAcreditacin. Expresin de la incertidumbre de medida en las calibracio-nes. CEA-ENAC-LC/02. Rev. 1: 1998.

7 DI YANG D, VIAJA E, JAFFRAY D, WONG J, ET AL. The use of adaptiveradiation therapy to reduce setup error: a prospective clinical study. Int JRadiat Oncol Biol Phys 1998; 41: 715-20.

8 INTERNATIONAL COMMISSION OF RADIATION UNITS ANDMEASUREMENTS. Prescribing, Recording and Reporting Photon BeamTherapy. ICRU Report 50. Bethesda, Maryland 1993.

9 INTERNATIONAL COMMISSION OF RADIATION UNITS ANDMEASUREMENTS. Prescribing, Recording and Reporting Photon Beam

Therapy. ICRU Report 62. (Supplement to ICRU Report 50). Bethesda,Maryland 1999.

10 INTERNATIONAL COMMISSION OF RADIATION UNITS ANDMEASUREMENTS. Prescribing, Recording, and Reporting Photon-BeamIntensity-Modulated Radiation Therapy (IMRT). ICRU Report 83. Geneva,Switzerland 2010.

[11] MAGERAS GS, MECHALAKOS J. Planning in the IGRT Context: closingthe Loop. Semin Radiat Oncol 2007; 17: 268-77.


37/344



[36]

[12] MC KENZIE A, VAN HERK M, MIJNHEER B. Margins for geometric uncer-tainty around organs at risk in radiotherapy. Radiother Oncol 2002; 62(3):

299-307.[13] Real Decreto por el que se establecen los criterios de calidad en radiote-

rapia de 1998, BOE No 206: 29383-29394.

[14] Sociedad Espaola de Fsica Mdica, Curso Fundamentos de FsicaMdica. Baeza 2010, Conceptos bsicos de la medida. Tema 6, Mdulo 1Medida de la radiacin.

[15] STROOM JC, BOER HC DE, HUIZENGA H, VISSER AG. Inclusion of geo-metrical uncertainties in radiotherapy treatment planning by means ofcoverage probability. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1999; 43 (4): 90519.

[16] STROOM JC, HEIJMEN BJ. Geometrical uncertainties, radiotherapy plan-ning margins, and the ICRU-62 report. Radiother Oncol 2002; 64: 7583.

[17] VAN HERK M.ERRORS AND MARGINS IN RADIOTHERAPY.Seminars inRadiat OncoL 2004; 14 (1): 52-64.

[18] VAN HERK M, REMEIJER P, RASCH C, LEBESGUE J. The probability of co-rrect target dosage: dose-population histograms for deriving treatmentmargins in radiotherapy. Int J Radiat Oncol B Int J Radiat Oncol Biol Phys2000; 47(4): 1121-35.


38/344

Captulo 3:

Sistemas basados en

ultrasonidos


39/344


40/344

[39]

Sistemas basados en ultrasonidos

1. Descripcin del sistema

1.1. Introduccin histrica

El mundo de los ultrasonidos nace en 1880 cuando los hermanos Pierrey Jacques Curie descubren el efecto piezoelctrico. Este efecto consiste en laproduccin de un potencial elctrico cuando se ejerce presin sobre algunoscristales; posteriormente ambos hermanos, demostraron que los cristales sepueden deformar aplicando cierto potencial y produciendo ondas sonoras in-audibles (frecuencia mayor que 20 KHz) llamadas ultrasonidos.

En 1937, Sergei Sokolov inventa un sistema para producir imgenes me-diante ultrasonidos

En 1947, Douglas Howry detecta estructuras de tejidos blandos al exami-nar los ultrasonidos reflejados en distintas interfases.

En 1951, aparece el ecgrafo compuesto, en el que un transductor mvilproduca varios haces ultrasnicos.

En los aos 50 el uso de frecuencias cada vez ms altas y tiempos de pulsocada vez ms cortos permiti mejorar la resolucin y sensibilidad de los equipos.

En 1952, Howry y Bliss publican imgenes bidimensionales de un antebrazo

en vivo (Modo B de los ecgrafos), Wild y Reid imgenes de un carcinoma demama, de un tumor muscular y de un rin sano.

En 1957, se inician los estudios obsttricos a partir de los ecos procedentesdel feto.

En 1959, Satomura evala el flujo de las arterias mediante el efecto Dopplerultrasnico.

En 1963, un grupo de urlogos japoneses realizan exmenes ultrasnicosde la prstata en modo A.


41/344



[40]

En 1968 aparece el primer escner que realmente produca imgenes entiempo real con una resolucin aceptable.

En 1969 aparecen los primeros transductores transvaginales y transrecta-les, bidimensionales.

En 1969 Fernando Bonilla se convierte en el pionero en la investigacin yestudio de la ecografa en Espaa.

En 1970, Kratochwill inicia la utilizacin de la sonda transrectal para valorarla prstata.

En 1971 se introduce la escala de grises y es cuando el uso de los ultrasoni-dos se extiende ampliamente para el diagnstico clnico.

En 1983, Aloka introduce el primer equipo de Doppler a color que permitiver el flujo sanguneo.

En 1989 se desarrolla en Japn un sistema de visualizacin de imgenes en 3D.

En 1993, Troccaz y colaboradores, publican unos resultados experimenta-les en los que se mide la posicin de la prstata, justo antes de la irradiacinpara el tratamiento del carcinoma. Se inicia la IGRT por ultrasonidos.

En el ao 2000 aparecen los sistemas pticos por infrarrojos para el segui-miento de la sonda ultrasnica y posterior reconstruccin y fusin de imgenes.

En la actualidad varias marcas comerciales ofrecen dispositivos para la reali-zacin de IGRT mediante ultrasonidos con sondas para mltiples localizaciones.

1.2. Justificacin

Los sistemas de localizacin y alineacin mediante ultrasonidos se desarro-llaron para ser utilizados en la colocacin de los pacientes con tratamientos deradioterapia externa sobre rganos que son fcilmente identificables median-te imgenes ultrasnicas.

Los sistemas de radioterapia guiada por la imagen, basados en ultrasoni-dos, se caracterizan por ser independientes de la unidad de tratamiento y portanto, tienen cierto grado de portabilidad que permite que un nico sistemasirva para varias unidades de tratamiento ubicadas en distintas salas. Puedenser instalados posteriormente a la puesta en marcha de la unidad de tratamien-to, y suelen ser ms econmicos que otros sistemas de IGRT. Por otro lado, comose ver ms adelante, no aaden efectos secundarios a los pacientes y puedenutilizarse tantas veces como se considere necesario sin temor a sobrepasarningn lmite.


42/344

Captulo 3


[41]

1.3. Descripcin del funcionamiento

Los sistemas de IGRT por ultrasonidos, estn compuestos bsicamente de

un aparato de ultrasonidos o ecgrafo y un dispositivo mecnico u ptico quepermite conocer la posicin de la sonda del ecgrafo que toma la imagen delos rganos de inters; posteriormente un sistema informtico sita sobre es-tas imgenes los contornos de los rganos y el isocentro de la planificacin, einforma de los desplazamientos que se deben realizar para que las imgenesplanificadas y las de la posicin real se superpongan, y as obtener ms exacti-tud en la administracin de la dosis absorbida.

En la actualidad existen varios sistemas de IGRT mediante ultrasonidos entrelos que destacan:

Sistema BAT de la firma NOMOS, SON ARRAY que comercializaba VARIAN,I-BEAM de CMS y RESTITU fabricado por RESONANT MEDICAL (Figuras 1, 2, 3 y4). Las compaas CMS y RESONANT Medical fueron adquiridas por la empresaELEKTA dejando en el mercado el sistema Clarity Soft Tissue Visualizationmuysimilar al sistema RESTITU.

Figura 1.Equipo Bat. Cortesa de IMOR.


43/344



[42]

Figura 2.Equipo SonArray. Cortesa de Varian.

Figura 3.Equipo I-Beam. Cortesa de Elekta.

Figura 4.Equipo Restitu. Cortesa de Elekta.


44/344

Captulo 3


[43]

2. Ultrasonidos

Las ondas sonoras, son ondas de presin compuestas por ciclos de altas y

bajas presiones en las que el medio sufre compresiones y rarefacciones respec-tivamente (Figura 5). Las ondas sonoras audibles son las que el odo humanopuede percibir y se encuentran en la franja entre los 20 y 20.000 Hz.

En la figura 5 se representa la naturaleza ondulatoria del sonido en el quelos mximos de intensidad coinciden con compresiones del medio donde sepropaga y los mnimos con rarefacciones o distensiones del medio.

1,6

0,8

0

-0,8

P

0,8 1,6 2,4 3,2 4

d

Compresin Rarefaccin

Figura 5.Representacin grfica de las ondas sonoras.

Se define como ultrasonidos, los sonidos por encima del lmite superior defrecuencia audible para el ser humano, por tanto, las frecuencias superiores a20 kHz. Los ultrasonidos de uso mdico se encuentran en la franja de frecuen-cias entre 1 MHz y 30 MHz (Figura 6).


45/344



[44]

Delfn

Beluga

Murcilago

Ratn

Gato

Perro

Elefante

Humano

Aplicaciones

Mdicas

ULTRASONIDOSSONIDO AUDIBLEINFRASONIDOS

1.100 1.101 1.102 1.103 1.104 1.105 1.106 1.107 1.108

FRECUENCIA (Hz)

Figura 6.Espectro snico.

Las ondas sonoras no existen en el vaco y su propagacin en medios ga-seosos es muy pobre porque las molculas estn muy separadas. La proximidadde las molculas hace que las ondas sonoras se propaguen ms rpidamen-te, as materiales densos como huesos y metales son excelentes transmisores

del sonido. La velocidad de propagacin del sonido en los tejidos blandos esde aproximadamente 1540 m/s. Por el contrario, los pulmones e intestinos, alcontener aire, son malos conductores del sonido y no pueden ser visualizadosmediante aparatos de ultrasonidos; igualmente, al no trasmitir bien el sonido,estructuras detrs de estos rganos, no pueden visualizarse. Tambin, por estemotivo, ser necesario interponer un gel o agua entre el transductor (emisor deondas sonoras) y el paciente, para evitar que haya una capa de aire.

Los ultrasonidos se producen mediante la vibracin de un cristal que cam-bia de forma cuando se le aplica una seal elctrica. El cristal se encuentra en-

capsulado adoptando distintas formas segn el uso que se le vaya a dar. A estedispositivo que contiene el cristal, se le llama sonda del ecgrafo o transductor.

En la figura 6 se representa (en color gris) la franja o zona del espectro sni-co correspondiente a las frecuencias de ultrasonidos utilizadas habitualmenteen aplicaciones mdicas (de 1 MHz a 30 MHz) as como la zona audible de algu-nos animales en relacin al odo humano.

2.1. El principio pulso-eco

Cuando el cristal del transductor es excitado elctricamente, cambia deforma y vibra produciendo un pulso de sonido que se propaga a travs de los


46/344

Captulo 3


[45]

tejidos. El cristal emite durante un instante y espera el retorno del eco reflejadopor las estructuras que se encuentran en el plano del haz de sonido. Cuando el

eco es recibido por el cristal, otra vez vibra y genera una tensin elctrica cuyaintensidad depende de la intensidad del pulso de sonido recibido.

Para generar la imagen en 2 dimensiones, el proceso de emisin y recep-cin de ecos se repite a lo largo de varias lneas adyacentes y un dispositivo seencarga de convertir cada lnea de pulso-eco en un tono de gris para mostrarlocomo imagen. El negro indica que no hay eco, vase la figura 7.

Traductor

Pulso

elctrico

Pulso de

ultrasonido

Ecos

Organo

Conversin a imagen

Figura 7.Generacin de la imagen.

2.2. Parmetros fsicos de los ultrasonidos

Amplitud de la presin acstica(P[dB ]): en la fase de compresin se

produce un aumento de presin con respecto a la presin atmosfrica,tpicamente de un orden de magnitud superior. Al mximo incrementode presin con respecto a la presin atmosfrica se le llama Amplitudde la presin acstica o simplemente Presin acstica. Se mide en de-cibelios y determina el nivel de presin que realiza la onda sonora enrelacin a un nivel de referencia que corresponde a una presin de 20micropascales en el aire.

Velocidad del sonido(c[m/s ]):espacio recorrido por la onda por uni-dad de tiempo. Depende del medio en el que se propaga.


47/344



[46]

Mdulo de compresibilidad(B[kg/ms2]):cociente entre la amplitudde la presin acstica y la disminucin relativa de volumen:

B = P

V/V(1)

Frecuencia (f [Hz ]): ciclos de altas o bajas presiones por unidad detiempo.

Longitud de onda(l[m ]):distancia entre dos puntos de mxima pre-sin consecutivos. Viene dada por:

= Cf

(2)

Intensidad acstica(I [W/m2]):potencia emitida por el foco por uni-dad de rea.

Impedancia acstica(Z [rayl ]):producto entre la velocidad de la onda y ladensidad del medio donde se propaga.

Z = c (3)

con 1 rayl= 1 N s m-3o1 kg m-2s-1

Las ondas al transmitirse en un medio, son reflejadas en la interfase entredos zonas de distinta impedancia.

3. Sistema ptico de posicin

No sera posible realizar radioterapia guiada por la imagen si las imge-

nes obtenidas con el ecgrafo no se pudieran situar en el espacio en relacincon el isocentro de la unidad de tratamiento. En este sentido, las sondas de losecgrafos tienen en sus empuaduras una distribucin de esferas reflectantesde rayos infrarrojos o, directamente pequeos emisores de infrarrojos que alser captados por unas cmaras, permiten conocer la orientacin y posicin delas imgenes obtenidas. Otros sistemas haban utilizado un brazo mecnicoarticulado con el que se poda conocer la posicin del isocentro, ejes de coor-denadas y en ltima instancia, la posicin de las imgenes. Estos sistemas, contendencia a desaparecer, obligan a poner el carro del equipo que sustenta elbrazo en una posicin determinada de la sala, fija para todos los estudios, lo

que no ayuda a alcanzar la precisin deseada y lo hace incmodo de usar.


48/344

Captulo 3


[47]

Los sistemas pticos de posicin (Figura 8), consisten en unos emisoresde infrarrojos y un par de cmaras fijas en la sala de tratamiento con posicin

relativa conocida. Por lo general, se sitan en el techo de la sala, centradas en eleje de giro del brazo y dirigidas hacia el isocentro de la unidad de tratamiento.

El funcionamiento consiste en que los rayos infrarrojos emitidos desde laempuadura de la sonda (o reflejados por las esferas reflectantes, segn elsistema empleado) son captados por las cmaras que despus de procesar laseal recibida determinan la posicin de las esferas en relacin a un sistemade referencia propio del sistema. Por otro lado, conociendo la posicin relativade cada una de las esferas de la empuadura de la sonda, el sistema utilizael proceso de calibracin para determinar las transformaciones (traslacionesy rotaciones) requeridas para convertir un punto dado en la imagen ultrasni-ca en una coordenada 3D definida por el isocentro de la sala de tratamiento.Finalmente, una vez conocida la orientacin del transductor y de las imgenesobtenidas, el sistema informtico lo muestra en una pantalla.

Figura 9.Esferas reflectantes del sistema BAT.


49/344



[48]

Figura 10.Emisores del sistema RESTITU.

Durante el uso clnico del equipo, si en una sesin de tratamiento se re-quiere mover al paciente para corregir la posicin de los rganos respecto delisocentro, se utiliza el dispositivo de seguimiento de la mesa. El dispositivo deseguimiento de la mesa consiste en una barra rgida con una o dos articulacio-

nes, que por un extremo se fija a la mesa y por el otro tiene una distribucin deesferas reflectantes o emisores de infrarrojos que permiten al sistema conocersu posicin y el valor de los desplazamientos que sufre en cualquier direccincuando se mueve la mesa. El sistema indica el valor y sentido de los desplaza-mientos que es necesario realizar al paciente e informa cuando se ha alcanzadola posicin correcta (Figura 11).

Figura 11.Correccin de la posicin del paciente.


50/344

Captulo 3


[49]

La aplicacin de la tcnica de IGRT mediante ultrasonidos es ms usualpara la localizacin y tratamiento de la prstata, pero tambin se puede utilizar

para las cavidades en la mama tras tumorectoma, hgado y pncreas, segn lainformacin de algunas casas comerciales.

En algunos estudios, se publica que las diferencias observadas en localiza-ciones realizadas mediante un sistema CT o localizaciones mediante el uso desistemas de ultrasonidos, no son estadsticamente significativas en la direccinlateral y aparecieron diferencias sistemticas en las direcciones crneo-caudaly AP pero con valores inferiores a 1 mm, resultado que no es clnicamente rele-vante (Feigenberg et al. 2007)

4. Maniques

Los maniques son objetos de prueba que simulan tejido biolgico y se em-plean para la realizacin de las pruebas de control de calidad del sistema. En prin-cipio, deberan ser objetos que no varen en el tiempo por lo que los parmetrosobtenidos con l inicialmente, como los relativos a posiciones o los relativos aimgenes, se deberan poder reproducir en cualquier momento. De esta forma,la comparacin de dichos parmetros con los aceptados inicialmente como dereferencia, permitir determinar si el equipo est en condiciones de ser utilizadoo ha sufrido variaciones que deban ser corregidas. Suelen tener forma de bloquecuyo interior est formado por un material que simula las propiedades acsticasde tejido biolgico y que contiene unos objetos de prueba con posiciones, di-mensiones y caractersticas de atenuacin conocidas (Figuras 12, 13 y 14).

Figura 12.Maniqu del sistema BAT.


51/344



[50]

Figura 13.Maniqu del sistema RESTITU.

Figura 14.Interior de un maniqu.

El exterior del maniqu suele llevar unas marcas y escalas graduadas paracentrarlos en la sala de tratamiento con ayuda de los lseres y de esta formacolocar un punto conocido por el sistema sobre el isocentro. De esta forma,mediante el proceso de calibracin el sistema reconocer la posicin del iso-centro respecto a la sala de tratamiento y el sistema de coordenadas propiodel equipo.

El problema que presentan los maniques, es que el material que contienenestn compuestos en gran medida por agua y por tanto existe la posibilidad deque se deshidraten, produciendo variaciones en la velocidad de propagacin


52/344

Captulo 3


[51]

del sonido y en el coeficiente de atenuacin (BAT User Manual, revisin 2006,Milln et al. 2003) as como variaciones en la forma y posicin de los objetos de

control en el interior con lo que la imagen obtenida podra estar distorsionaday no corresponder con la imagen de referencia.

En este captulo se propone alguna prueba para el control del maniqu,debido a la falta de estabilidad que presenta con el tiempo.

5. Seguridades y condiciones de funcionamiento

Como cualquier equipo utilizado en el diagnstico o tratamiento de pacien-tes, la garanta de calidad de todo proceso exige que antes de su utilizacin, la

empresa suministradora lleve a cabo las pruebas de aceptacin, se establezcaun estado de referencia y un control peridico del funcionamiento del equipo.

A continuacin, se describen las pruebas tcnicas con las que se realizadicho control de calidad y los ajustes que se derivan de estas pruebas. Las prue-bas correspondientes a este apartado y las correspondientes a la geometradel sistema se han adaptado, para hacerlas de uso general, de las propuestasen los manuales de los fabricante. En las pruebas correspondientes al controlde calidad de imagen, puesto que se tratan de imgenes ecogrficas, se hanseguido las recomendaciones del grupo de trabajo 128 de la AAPM (AAPM TG

128, 2008).

5.1. Verificacin del ordenador, monitor, carro de transporte y

dispositivo de seguimiento de la mesa

Objetivo Inspeccionar el sistema para mantener en buenas con-diciones de orden y limpieza el cableado y equipo infor-mtico, de forma que se pueda desplazar el equipo demanera prctica y ser utilizado en un entorno adecuadoy a la vez permita detectar ms fcilmente cualquier

anomala, defecto o vicio que presente el sistema y sub-sanar posibles fallos.

Conviene en este apartado hacer mencin del disposi-tivo de seguimiento de la mesa, ya que slo se utilizacuando, durante el uso clnico, se requiere mover al pa-ciente. La utilidad de este dispositivo es conocer la po-sicin inicial en la que se encuentra la mesa para, poste-riormente indicar al operador los desplazamientos quedebe realizar en cada direccin y avisarle de cundo

han sido alcanzados.


53/344



[52]

Material Elementos de limpieza (paos, papel, jabn neutro).

Dispositivo de seguimiento de la mesa.

Mtodo Inspeccionar las condiciones de los cables del ordena-dor y monitor para asegurar que no estn estropeados.

Comprobar que el carro que transporta el sistema, semaneja fcilmente y que las ruedas se mueven y frenanadecuadamente.

Inspeccionar y mantener en condiciones el resto de sis-temas auxiliares como, sistemas de alimentacin ininte-rrumpida (SAI), impresoras, discos externos, puertos de

conexin a redes, etc. As mismo, mantener en buenascondiciones el equipo de ultrasonidos (ecgrafo inter-no) si es accesible.

Comprobar que las seales audibles se oyen adecuada-mente y, si procede, funciona correctamente el controldel volumen.

Revisar que las sondas no estn deterioradas con crista-les daados o grietas en su superficie.

Limpiar la pantalla con un trapo humedecido (pero muyescurrido) en agua con jabn neutro y aclarar con untrapo seco.

Comprobar que las articulaciones del dispositivo de se-guimiento estn perfectamente fijas con el fin de queno haya posibilidad de que se mueva durante el usocon pacientes. As mismo, inspeccionarlo para ver queno est estropeado ni tiene esferas reflectantes defec-tuosas.

Periodicidad Mensual.Tolerancia Funcional.

5.2. Verificacin de la seguridad elctrica

Objetivo Comprobar que la derivacin a tierra no tiene fugas yque el interruptor diferencial del que cuelga el equipofunciona correctamente. Por seguridad, se realizar deforma no invasiva.

Material No es necesario material especial.


54/344

Captulo 3


[53]

Mtodo Acceder al cuadro elctrico del que cuelga el enchufedonde se conecta el equipo.

Comprobar que funciona correctamente el interruptordiferencial correspondiente, cuando se pulsa el botnde prueba. Tener la precaucin de no desconectar otrosequipos controlados por el mismo interruptor diferencial.

Periodicidad Mensual

Tolerancia Funcional

5.3. Control del maniqu

Objetivo Con los controles realizados sobre el maniqu de verifi-cacin, se pretende comprobar y garantizar que el ma-niqu est en las condiciones adecuadas para utilizarlocomo referencia, y sobre el que poder realizar las distin-tas pruebas, que deben ser reproducibles en el tiempo.

Material Maniqu para control de calidad.

Balanza con rango apropiado y resolucin de al menos1 g.

Mtodo Inspeccin visual: verificar la correcta integridad fsicadel maniqu, observando que no est roto o deforma-do, que conserva sus marcas originales y que mantieneintactas sus posibles referencias pticas. Verificar igual-mente que todos sus accesorios se encuentran en per-fecto estado.

Control del peso: se debe pesar el maniqu (sin agua ysin adaptadores) con las referencias pticas (esferas re-flectantes o emisores de infrarrojos, si dispone de ellos) y

comprobar que la variacin respecto al peso original esinferior al 1 %. Un efecto habitual es que vare su peso en1 g /ao (Figura 15).

Cuando la variacin del peso supere el 1 % no es nece-sario desechar el maniqu, simplemente se deber rea-lizar un nuevo escner para adquirir los volmenes deinters como si de un nuevo maniqu se tratase.

Periodicidad Mensual

Tolerancia En la prueba de control del peso, 1 % del peso original.


55/344



[54]

Figura 15.Control del peso.

6. Control de calidad de la geometra

A continuacin, se sugiere una serie de pruebas, ms o menos aplicablesa cada uno de los sistemas de IGRT mediante ultrasonidos, dependiendo del

sistema utilizado.

6.1. Calibracin del dispositivo de seguimiento de la sonda

ultrasnica

Sistema ptico

Como se comentaba en el apartado Sistema ptico de posicin, en laintroduccin, las cmaras instaladas en la sala determinan la posicin de losobjetos que la empuadura de la sonda permite visualizar y de las imgenes

que la sonda capta. Pero previamente, el sistema requiere de dos pasos im-prescindibles, uno es la realizacin de la calibracin del sistema ptico y otro laasignacin del isocentro.

Cuando la empuadura con los emisores de infrarrojos se coloca sobre elmaniqu en la posicin que requiere el sistema, las cmaras captan la posicinde esta y la posicin del maniqu, de forma que determina la posicin relativade la sonda respecto a la posicin del maniqu; ntese que no es necesario queel maniqu ocupe ninguna posicin determinada, pues se trata de posicionesrelativas. En particular, no es necesario que el maniqu est en el isocentro.

Por otro lado, la geometra del maniqu y de la empuadora de la sonda, son


56/344

Captulo 3


[55]

conocidas para el sistema por lo que con esta calibracin, bsicamente elsistema reconocer la distancia y orientacin de un punto de referencia de la

sonda a un punto de referencia del maniqu.Finalmente, mediante la prueba de asignacin del isocentro que ser el

punto de referencia del maniqu, el sistema ser capaz de reconocer la posicinde la sonda en relacin al isocentro de la sala de tratamiento.

Se realiza en la sala del acelerador con los dispositivos all instalados, ydebe hacerse cuando:

El dispositivo de seguimiento, que est montado sobre la sonda, hasido sustituido.

Se ha sustituido algn elemento de este dispositivo (emisor o reflector). Los controles peridicos as lo indiquen.

Objetivo Fijar el sistema en el estado en que reconozca la posi-cin y orientacin de la sonda en relacin al maniquutilizado.


Programa del equipo que registre la calibracin.

Mtodo Algunos sistemas disponen del software especfico parala realizacin de esta prueba por lo que, en el momentoque corresponda, se debera seguir las instrucciones da-das por el programa, pero en general se deberan seguirlos siguientes pasos:

Realizar un TC al maniqu, con una separacin mximaentre cortes de 3 mm.

Transmitir al sistema de planificacin y contornear losobjetos de control del interior del maniqu con la mayor

exactitud posible.Seleccionar como isocentro del plan el punto en el ma-niqu que permite identificarse con las marcas externas.Este punto se deber hacer coincidir con el isocentro dela sala de tratamiento en la prueba de asignacin delisocentro mediante el uso de las marcas externas delmaniqu.

Enviar al sistema de IGRT de la sala donde se va a utilizar.


57/344



[56]

Abrir la aplicacin correspondiente en el sistema (si latiene) o:

Crear un nuevo estudio para el maniqu, con un nom-bre que permita reconocer el momento en el que serealiz la calibracin.

Colocar el maniqu cerca del isocentro (no es necesa-rio centrarlo con los lseres) de forma que:

- Las cmaras puedan ver de forma continua los rayosinfrarrojos provenientes del maniqu y la sonda.

- Se pueda determinar la posicin del dispositivo de se-

guimiento cuando la sonda se coloca en su adaptadory en cualquier ngulo.

Para la calibracin, se realizan dos pruebas:

Orientacin de la sonda

Sirve para visualizar la orientacin de la sonda, con lasonda colocada verticalmente sobre el maniqu, girarlade 0 a 360 grados y comprobar la posicin que recono-ce el sistema, al menos cada 45 grados.

Si la deteccin del dispositivo se pierde, seguirlas indicaciones del programa.

Alineamiento de la cara del dispositivo

de seguimiento

Permite al usuario alinear el dispositivo para cada unade las posiciones alcanzadas en la prueba Orientacinde la sonda, usando una imagen ultrasnica en vivoy superponiendo las estructuras del estudio sobre lasimgenes, para posteriormente aceptar la superposi-cin e incorporar as las posiciones de referencia en elsistema.

Periodicidad Anual

Tolerancia Para la medida de ngulos: 0.5o

Para la medida de longitudes: 1 mm


58/344

Captulo 3


[57]

6.2. Verificacin de la calibracin

Una vez calibrado el sistema ptico de seguimiento, algunos sistemas tie-

nen incorporado una aplicacin que permite verificar la calibracin realizadamediante un control para ver (pero no modificar) los alineamientos que se hanarchivado para el dispositivo.

Si no se dispone de esta aplicacin para realizarla en este momento, la co-rrecta calibracin quedar comprobada al realizar las verificaciones diarias.

Objetivo Comprobar la calibracin de la sonda.


Programa del sistema que permite la realizacin de estaprueba.

Mtodo Colocar, centrar y alinear, con las luces lser, el maniqusobre la mesa del acelerador de forma que:

- Las cmaras puedan ver de forma continua los rayosinfrarrojos provenientes del maniqu y la sonda.

- Pueda determinarse la posicin del dispositivo de se-guimiento cuando la sonda se coloca en su adapta-dor y en cualquier ngulo.

Acceder a la opcin que permite observar el alinea-miento realizado previamente.

Comprobar que las estructuras almacenadas del alinea-miento previo, coinciden con las estructuras de la ima-gen en vivo. Si se observa alguna deficiencia se debecalibrar de nuevo el sistema.

Si el sistema no tiene esta opcin especifica de compro-bacin rpida, se debe proceder como en la prueba de

control del sistema de coordenadas e isocentro.Periodicidad Trimestral

Tolerancia Para la medida de ngulos: 0.5o.

Para la medida de longitudes: 1 mm.

6.3. Asignacin del isocentro

La asignacin del isocentro consiste bsicamente en decir al sistema que

posicin ocupa ste en la sala de tratamiento donde est instalado.


59/344



[58]

Todos los dispositivos, una vez calibrado el sistema ptico, son capacesde reconocer la posicin de la sonda y del maniqu, pero, en un sistema de

coordenadas intrnseco del propio sistema que es poco til para el usuario alque le interesa que la posicin y orientacin de la sonda estn referenciadas alisocentro. De esta forma, se pretende poder situar los objetos de control delmaniqu provenientes de la planificacin, y los rganos contorneados en sudebido momento, en la posicin que deben ocupar en la sala de tratamiento.

Esta calibracin es sencilla, ya que consiste en colocar el maniqu en el iso-centro haciendo coincidir las marcas que posee con las crucetas o las luceslser que lo indican. A continuacin, mediante la aplicacin correspondiente,se captura esta posicin y queda incorporada en el sistema como isocentro dela unidad y sala de tratamiento.

Algunos sistemas, al recapturar la posicin del isocentro de nuevo, presen-tan la diferencia que ha detectado con la medida de la captura anterior, conlo que permite valorar si ha sufrido alguna desviacin. Esta misma posibilidadpermite realizar varias capturas sin mover el maniqu y observar las diferenciasdetectadas que, tericamente, deberan ser cero y que, lgicamente, las fluc-tuaciones estadsticas y la resolucin del sistema hacen que no sea as. Estas va-riaciones, observadas en sucesivas capturas de la posicin del isocentro debenestar dentro del lmite de tolerancia.

Objetivo Asignar al sistema el isocentro en la sala de tratamiento,en relacin al cual, se situarn los volmenes de intersplanificados.



Mtodo En este apartado es especialmente importante hacercoincidir el punto que las marcas externas del maniqu

sealan como isocentro con el isocentro de la sala detratamiento. Para ello, colocarlo, centrarlo y alinearlocon los lseres de la sala o con la cruceta del colimadordel acelerador, sobre la mesa de tratamiento, haciendouso de las marcas externas del maniqu, que indican elisocentro y que se usaron para hacer la planificacin dela prueba calibracin del dispositivo de seguimiento.

Acceder a la pantalla especfica para la captura y adquisi-cin del isocentro.

Salir de la aplicacin y recolocar el maniqu de nuevo.


60/344

Captulo 3


[59]

Comprobar, con la opcin que lo permita o siguiendo elprocedimiento de control diario, que el sistema recono-

ce correctamente la posicin de isocentro.Periodicidad Anual

Tolerancia Para la medida de longitudes: 1 mm

6.4. Control del sistema de coordenadas e isocentro

Esta prueba tambin se llama control de calidad diario del sistema ya que,con la nica realizacin de sta, permite al usuario determinar si el sistema esten condiciones de ser utilizado para uso clnico o se debe realizar algn ajuste.

En esta prueba se admite una tolerancia de 2 mm ya que en ella concu-rren una serie de factores subjetivos, como es el hecho de colocar el punto dereferencia del maniqu en el isocentro (colocar, centrar y alinear) con la ayudade los lseres de la sala (que probablemente ya tengan este grosor) y el que lopuedan realizar distintas personas de forma rpida y gil.

Objetivo El objetivo de esta prueba es doble, por un lado, com-probar con el uso el correcto funcionamiento de losequipos y programas que conforman el sistema. Porotro lado, comprobar que las estructuras e isocentro de

un plan de referencia conocido (planificacin realizadasobre el maniqu) se sitan correctamente en la sala detratamiento y coinciden con sus correspondientes im-genes en vivo.



Mtodo Consiste en usar el dispositivo tal como se hara con un

paciente pero utilizando el maniqu para comprobar elcorrecto funcionamiento (Figura 16).


61/344



[60]

Figura 16.Pantalla especfica para la determinacin del isocentro.

Colocar, centrar y alinear con las luces lser, el maniqusobre la mesa del acelerador. Realizar el alineamientodel maniqu usando el plan del maniqu apropiado,

procediendo a travs de la informacin del paciente ycaptura de imagen, detenerse en la pantalla de alinea-miento.

Alinear con cuidado los contornos con las imgenescapturadas.

Registrar los desplazamientos observados en cada unade las direcciones del espacio.

Los desplazamientos deben ser inferiores a la tolerancia establecida.

Periodicidad Diaria

Tolerancia 2 mm en cualquier direccin.

6.5. Control de los desplazamientos

Objetivo Consiste en desplazar el maniqu una distancia conoci-da (por ejemplo 4 cm) de la posicin correcta en unade las direcciones del espacio, para comprobar que elsistema detecta este desplazamiento y se ha de hacer el

mismo desplazamiento en el sentido opuesto.


62/344

Captulo 3


[61]


Regla con resolucin de 1 mm.

Mtodo Colocar, centrar y alinear el maniqu sobre la mesa delacelerador. Colocar la regla en la direccin del desplaza-miento que se va a evaluar.

Desplazar la mesa 4 cm en una de las tres direcciones, cap-turar la imagen y acceder a la pantalla de alineamiento.

Ajustar las estructuras del maniqu a la imagen captu-rada y proceder a corregir el desplazamiento segn lasindicaciones del sistema.

Mover la mesa para alcanzar un desplazamiento cerca-no a cero. Verificar que ahora las luces lser estn bienalineadas.

Repetir lo mismo para cada uno de los tres ejes.

Periodicidad Dia

Documents

Recomendaciones CC IGRT