A portal dosimetry dose prediction method based on collapsed cone algorithm using the clinical beam model.

PURPOSE: Amorphous silicon electronical portal imaging devices (EPIDs) are widely used for dosimetric measurements in Radiation Therapy. The purpose of this work was to determine if a portal dose prediction method can be utilized for dose map calculations based on the linear accelerator model within a commercial treatment planning system (Pinnacle3 v8.0 m). METHODS: The method was developed for a 6 MV photon beam on the Varian Clinac 21-EX, at a nominal dose rate of 400 MU/min. The Varian aS1000 EPID was unmounted from the linear accelerator and scanned to acquire CT images of the EPID. The CT images were imported into Pinnacle3 and were used as a quality assurance phantom to calculate dose on the EPID setup at a source to detector distance of 105 cm. The best match of the dose distributions was obtained considering the image plane located at 106 cm from the source to detector plane. The EPID was calibrated according to the manufacturer procedure and corrections were made for output factors. Arm-backscattering effect, based on profile correction curves, has been introduced. Five low-modulated and three high-modulated clinical planned treatments were predicted and measured with the method presented here and with MatriXX (IBA Dosimetry, Schwarzenbruck, Germany). RESULTS: A portal dose prediction method based on Pinnacle3 was developed without modifying the commissioned parameters of the model in use in the clinic. CT images of the EPID were acquired and used as a quality assurance phantom. The CT images indicated a mean density of 1.16 g/cm3 for the sensitive area of the EPID. Output factor measured with the EPID were lower for small fields and larger for larger fields (beyond 10 × 10 cm2 ). Arm-backscatter correction showed a better agreement at the target side of the EPID. Analysis of Gamma index comparison (3%, 3 mm) indicated a minimum of 97.4% pass rate for low modulated and 98.3% for high modulated treatments. Pass rates were similar for MatriXX measurements. CONCLUSIONS: The method developed here can be easily implemented into clinic, as neither additional modeling of the clinical energy nor an independent image prediction algorithm are necessary. The main advantage of this method is that portal dose prediction is calculated with the same algorithm and beam model used for patient dose distribution calculation. This method was independently validated with an ionization chamber matrix.

Radiocirugía: método de Monte Carlo / Radiosurgery: Monte Carlo method

Introducción: En algunos tratamientos especiales, tales como la radiocirugía, una diferencia de unos pocos milímetros en los contornos de las isodosis pueden conducir a tomar una estrategia de tratamiento diferente, por lo que un cálculo preciso resulta imprescindible. Esto es particularmente importante cerca de inhomogeneidades, debido a la ausencia de equilibrio electrónico. La simulación con Monte Carlo supera esta imprecisión pero a expensas de un elevado tiempo de CPU. Nuestro trabajo ha ido enfocado a la optimización de los recursos reduciendo el tiempo de computación.Material y Método: Se ha desarrollado un modelo de distribución para la simulación de tratamientos de radiocirugía sobre un cluster de PCs. Un PC servidor exporta el código MC y los datos de entrada a los nodos clientes, almacenando finalmente los resultados. Además, este modelo distribuye las tareas individuales desde un punto de vista clínico y físico por lo que, no solo se reduce el tiempo de CPU sino que se alcanza un análisis detallado del tratamiento. Para la simulación, se ha utilizado el código EGS4 operando bajo UNÍX e integrado en el paquete OMEGA-BEAM. En colaboración con la Escuela de Ingenieros de la Universidad de Sevilla, el modelo ha sido instalado en una red local de 36 PCs.Resultados: Tratamientos de radiocirugia complejos fueron simulados usando este modelo, empleando tiempo inferiores a la hora. Los resultados obtenidos con el planificador convencional y con MC coinciden en la mayoría de los casos convencionales. Sin embargo, muestran diferencias de hasta el 30 por ciento en algunas isodosis cuando entran en juego inhomogeneidades, implícitas en situaciones complejas.Conclusiones: Por tanto, una buena utilización de los recursos disponibles pueden convertir a la simulación con MC en una alternativa abordable por cualquier institución sin un gran coste adicional. Esta accesibilidad y operatividad gracias a la reducción sustancial en el tiempo de procesamiento, presentan a la simulación con MC como una herramienta eficaz para la verificación de tratamientos (AU)

Dosimetría física y clínica en radiocirugía mediante Monte Carlo / Physical and clinical dosimetry in radisurgery using Monte Carlo

En radiocirugía la dosimetría física y clínica es más compleja que en técnicas radioterápicas de campos más extensos. Además, los planificadores convencionales, a pesar de su eficacia, mantienen ciertas incertidumbres. Por ello, la aparición de códigos basados en Monte Carlo tales como BEAM supone una alternativa al problema. Una vez simulado el acelerador se obtiene la información del haz de radiación, la cual puede ser analizada obteniéndose energías medias o distribuciones espectrales. Mediante el programa DOSXYZ, se consiguen distribuciones de dosis, tanto en fantomas como en pacientes. Este trabajo consiste en una serie de prácticas mediante las cuales se pretende conseguir un cierto manejo del paquete OMEGA que incluye los códigos BEAM y DOSXYZ. También se obtienen los Histogramas Dosis-Volumen calculados por Monte Carlo, mediante un programa desarrollado por nuestro grupo y se comparan con los dados por el planificador (AU)

Objeto y proceso de la radiocirugía. Organización y coste / Objective and process of radiosurgery (RS). Organization and costs

La Radiocirugía es una actividad asistencial compleja, por su contenido, sus procesos y por la multidisciplinaridad de los especialistas intervinientes. Esto requiere una planificación cuidadosa de la misma al objeto de garantizar su desarrollo armónico, para la consecución de unos objetivos que han de estar perfectamente definidos en todos sus aspectos.Los procesos que configuran la Radiocirugía son de naturaleza clínica, técnica, económica y administrativa. Todos ellos, junto con el apartado de recursos humanos, han de ser ordenados u organizados, preferentemente de forma previa al inicio de la actividad.El presente trabajo presenta un análisis de cómo se ha desarrollado y desarrolla esta actividad desde la perspectiva de la propia experiencia (doce años de trabajo) y de cómo se percibe el estado de la cuestión en el momento actual.A pesar de la gran complejidad que una técnica de alta precisión como es la Radiocirugía tiene en el terreno científico, la experiencia a lo largo de estos años, nos ha llevado a decir que los mayores problemas encontrados en la práctica diaria no son fundamental y exclusivamente de esta índole. Son otros, de una entidad totalmente diferente, los que obstaculizan el buen quehacer del trabajo cotidiano: son los problemas organizativos y económicos, problemas que se trata de poner de relieve en este trabajo por cuanto que habitualmente permanecen ocultos y mal tratados.La importancia de estos temas es tal que su influencia en el trabajo cotidiano, en los tratamientos, pueden hacer que no lleguen a ser adecuadamente indicados y/o realizados (AU)