Desarrollo de un sistema de cálculo independiente en braquiterapia HDR para una unidad microSelectron®

Abstract

Aun cuando la exactitud de los cálculos de dosis en Braquiterapia ha sido verificada en el comisionamiento y durante los tests periódicos de control de calidad, existe la posibilidad de error en la aplicación de cada tratamiento [1]. Por ello, se ha desarrollado una aplicación totalmente automatizada para recalcular la dosis absorbida que estima un TPS (“treatment planning system” - sistema de planificación de tratamiento) sobre los puntos que el Físico ha definido como de interés dosimétrico en la planificación de un tratamiento de braquiterapia HDR (“high-dose rate” - alta tasa de dosis). La unidad de tratamiento empleada fue microSelectron® Digital (HDR-v3), con TPS Oncentra® 4.3 y trabajando con fuente de 192Ir. El primer reto a vencer fue la apertura e importación del archivo DICOM (“digital imaging and Communications in medicine” - comunicaciones e imágenes digitales en medicina) de tratamiento, que normalmente esta encriptado, aspecto que fue resuelto con la ayuda del lenguaje de programación Python®; asimismo, la ecuación de tasa de dosis planteada por el tratado TG 43 [2] fue modelada en los 2 formalismos expuestos en dicha publicación, tomando en cuenta así como optimizando la recomendación de Lachaine et al. [1] para el mas elaborado de estos 2 formalismos de cálculo. Se trabajó con una base de datos de 100 planificaciones en donde se comparó la variación porcentual de lo calculado por la aplicación construida respecto del TPS. Como resultado de esta comparación se obtuvo que el 97.15% de los 1650 puntos de control analizados estaban en un margen de ±10% para el formalismo 1D, mientras que para 2D se obtuvo ±3% en el 97.03%. En conclusión, la aplicación desarrollada, bautizada como HyDRax, es aceptable para uso clínico en su variante 2D, ya que en ningún caso se violo el umbral máximo recomendado de ±20% [3].

Despite the fact Brachytherapy dose calculations accuracy has been verified during commissioning procedure and quality control tests, which are done monthly and/or annually, it exists anyway the mistake possibility at each treatment [1]. According to this, a completely automated software application to recalculate the absorbed dose which a TPS (treatmentplanning system) calculates on dosimetric interest points was developed. The treatment unit is a microSelectron® Digital (HDR-v3) charged with an 192Ir source, with TPS Oncentra® 4.3. The first task to solve was to decodify and import DICOM (digital imaging and Communications in medicine) treatment file, that usually is encrypted; Python® programming language was used to achieve it. TG 43 [2] dose rate equation was completely modeled, for 1D and 2D calculation formalism, taking into account Lachaine et al.s’ [1] proposal for the second one. Database has contained 100 treatment plannings. Comparing percentage variation between calculations made by application respect to TPS, it was found that 97.15% from 1650 calculation points has fitted a window range of ±10% for 1D formalism, while for the 2D one this improved to ±3% range for 97.03% from total points. As the conclusion of this study it can be said that application developed, named as HyDRax is acceptable for clinical use at 2D modeling, because no point passes the ±20% threshold established [3].