Estudio comparativo : optimización biológica y optimización física para VMAT en Monaco

Abstract

A pesar de que los sistemas de planeación de tratamiento actuales tienen la capacidad de aplicar optimización biológica, sus funciones de costo no siempre son completamente comprendidas por los usuarios, limitando la implementación adecuada de dicha optimización. En este trabajo, se buscó obtener un mayor entendimiento de cómo la optimización biológica es llevada a cabo en Monaco 5.1, aplicarla con el fin de obtener el mejor plan posible y comparar estos resultados con aquellos obtenidos con optimización física para casos de próstata y cabeza y cuello en VMAT. Se realizó una exploración a profundidad de las funciones de costo biológicas de Monaco, particularmente de la influencia de los distintos parámetros de las funciones en la cobertura del PTV y la preservación de los OAR. También se evaluó la necesidad de incluir funciones de costo físicas adicionales a los planes biológicos. Los planes de tratamiento fueron evaluados con análisis de los histogramas dosis-volumen y con el cálculo de las TCP y NTCP empleando métodos de reducción de DVH. Tanto en los casos de próstata como en cabeza y cuello, se obtuvo planes de tratamiento de alta calidad empleando la optimización biológica, en combinación con algunas funciones de costo físicas, que se encontraron necesarias para darle forma al DVH y limitar los puntos de alta dosis en los blancos y en los OAR. Se encontró que el uso de funciones de costo biológicas facilita el moldeado de la curva de DVH, evitando el uso de múltiples funciones físicas para obtener el mismo resultado. En contraste con la optimización física, la optimización biológica proveyó mejor preservación de los OAR, sin sacrificar la conformalidad y la homogeneidad de los planes. Así, la optimización biológica demostró ser un método eficiente de planeación de tratamiento, con la ventaja de estar asociada con los conceptos radiobiológicos necesarios para la evaluación de los planes VMAT. Al aplicar estas funciones en combinación con las funciones de costo físicas, se alcanzó planes de alta calidad para casos de próstata y cabeza y cuello.