masterThesis
Avaliação do algoritmo Acuros XB de cálculo de dose em radioterapia em meios heterogêneos
Autor
ALBINO, Lucas Delbem
Institución
Resumen
No planejamento radioterápico com acelerador linear procura-se aplicar uma dose de radiação em um determinado volume de tecido que engloba o tumor, buscando erradicar todas as células tumorais, com o menor dano possível às células normais. Para tanto, utilizam-se algoritmos de cálculo que permitem determinar com exatidão a distribuição de dose no meio. Entretanto, estes algoritmos apresentam alguma dificuldade de cálculo para planejamentos em meios heterogêneos. É objetivo deste trabalho avaliar o algoritmo Acuros XB, que recentemente foi implementado no sistema de planeamento de tratamentos Eclipse (Varian Medical System), em cálculos com correção de heterogeneidade e comparar com o algoritmo AAA (Analytical Anisotropic Algorith), que vem sendo utilizado para o cálculo de doses em meios heterogêneos. A partir deste estudo espera-se contribuir para a implantação do Acuros XB na rotina clínica do setor de radioterapia do Real Hospital Português de Recife. Para tanto, foram inicialmente realizados estudos de porcentagem dose profunda (PDP) em meios homogêneos, simulando tecido humano e em seguida em meios heterogêneos em cavidades de ar e cortiça, simulando pulmão. Os resultados mostraram que os dois algoritmos AAA e Acuros XB apresentaram resultados similares em meios homogêneos, porém em meios heterogêneos, os dados obtidos com o Acuros XB para pontos após a heterogeneidade apresentaram melhor concordância com os dados dosimétricos do que os obtidos como algoritmo AAA. Os algoritmos também foram avaliados em condições clínicas de tratamento de 59 pacientes com tumor de pulmão que se submeteram a tratamento de RT, com a técnica de RapidArc, cujo planejamento havia sido calculado com o AAA e foi recalculado com o Acuros XB. Foram comparados os valores das dose-volume a dose no alvo (PTV) calculadas com os dois algoritmos para cada paciente. Os resultados mostraram que há diferenças significativas nos valores das doses e que o AAA superestima a dose para os valores obtidos do Dmin (5,4%), D98% (2,1%), Dmed (0,6%) e D2% (0,1%), exceto para o Dmax (-0,6%). A capacidade do algoritmo Acuros XB de melhorar a correspondência entre a dose calculada no TPS e a dose efetivamente absorvida pelo paciente, pode ter um impacto clínico significativo e aumentar a consistência dos dados em ensaios clínicos. Este estudo mostra a viabilidade da implementação do Acuros XB na prática clínica e fornece uma alternativa rápida a precisa aos métodos de Monte Carlo. During a radiotherapy treatment planning with a linear accelerator, a dose of radiation is applied to a certain volume of tissue that encompasses the tumor to eradicate all tumor cells, but at the same time, sparing healthy cells. With this objective, algorithms are used to calculate accurately the dose distribution at the medium. However, these algorithms are less effective when it is used heterogeneous tissues. The purpose of this work is to evaluate the Acuros XB algorithm's in heterogeneous mediums and to compare the results with Analytical Anisotropic Algorithm (AAA) algorithm. The Acuros XB (Varian Medical System) has been recently implemented, while the AAA (Varian Medical System) has been used routinely in cases of tissues with heterogeneity. This study contributes with the implementation of Acuros XB in the clinical routine of the Radiation Oncology department at the Real Hospital Português at Recife. Initially the percentage depth dose (PDP) in homogenous medium, simulating human tissue was measured. In a second step, PDP were measured in heterogeneous medium with air cavities and cork, simulating the human lung. In the homogenous tissues, similar results were obtained when comparing AAA and Acuros XB algorithms. In the heterogeneous medium, the solution obtained with Acuros XB for points after the heterogeneity presented a better agreement with the dosimetric data than those obtained for the AAA algorithm. The algorithms were also evaluated under clinical conditions for 59 patients treated for lung tumor. Treatment with RapidArc technique, planning with AAA and recalculated with Acuros XB. The dose-volume values and the target-dose value (PTV) were compared with both algorithms for each patient. The results showed significant differences: the AAA overestimated the dose for Dmin (5.4%), D98% (2.1%), Dmed (0.6%) and D2% (0.1%), except for Dmax (-0.6%). Furthermore, the ability of the Acuros XB to improve the dose correspondence between the dose calculated by the TPS and the dose effectively absorbed by the patient could have a significant clinical impact and increase data consistency. The work showed the feasibility of implementing Acuros XB in clinical and provided a fast and accurate alternative to Monte Carlo methods.