Dosimetria in vivo nei trattamenti radioterapici con fasci esterni

Relatore:Prof. Alfredo CastellanoDr. Giovanna Natali Laureando:

Alberto Panese

Fasi della radioterapia

Nei trattamenti radioterapici la somministrazione della dose al volume bersaglio (tumore) è il risultato di un processo articolato in diverse fasi successive:

1. Dosimetria di base (taratura dell’acceleratore);

2. Acquisizione di immagini TAC per la localizzazione del tumore, del volume bersaglio, degli organi critici, delle strutture anatomiche ed acquisizione dei dati inerenti il profilo del paziente e le disomogeneità tessutali;

3. Elaborazione del piano di trattamento e calcolo della dose;

4. Simulazione del trattamento;

5. Posizionamento del paziente sul lettino e successivo trattamento;

Obiettivo lavoro di tesi

Controllo dosimetrico al fine di verificare la precisione e

l’accuratezza del trattamento radioterapico valutando

la corrispondenza tra la dose prescritta

e quella assorbita dal paziente.

Definizione di dose

La dose assorbita D, è definita come il quoziente tra l'energia media ceduta

dalle radiazioni ionizzanti alla materia in un certo elemento di volume e la

massa di materia contenuta nell’elemento di volume stesso:

La dose assorbita si misura in Gray (Gy).

Un Gray corrisponde all'assorbimento di un joule in un kg di materia

1 Gy = 1 J / kg

dm

dD

Apparecchiatura utilizzata

Acceleratore lineare Fantoccio, diodi, camera a ionizzazione elettrometro Software per la calibrazione dei diodi e della misuradi dose con i diodi

Software per la gestione delle immagini TAC e lo studio del piano di cura (Plato 3D)

Accuratezza software calcolo della dose nel piano di cura

1. Tac fantoccio plexiglass

2. Piani di cura con parametri geometrici (SSD, dimensione del campo) simili a quelli utilizzati nei trattamenti dei pazienti

3. Confronto in ingresso e in uscita tra la dose calcolata dal software (Plato) e la dose misurata con la camera a ionizzazione

Fantoccio tessuto equivalente: confronto dose calcolata dal Plato - dose

cameraCampo(cm)

S.S.D.(cm)

Δi(%)

Δu(%)

15x17 87 2 -0,1

16x17 89 0,1 -0,4

13,5x17 92 0,3 -1,4

14x17 87 0,3 0,2

15x17 88 -0,9 -0,3

10x9 89 1,2 1,1

14x17 81 1,1 0,6

9,5x12 82 0,4 0,6

12x17 81 0,8 0,5

11x17 82 -0,5 0,2

8x9 82 0,3 2,3

Dosimetria in vivo

La dosimetria in vivo è stata effettuata su un campione di 15 pazienti sottoposti

a trattamento raditerapico con tecnica a “box”. Per i campi antero-

posteriori(AP) e latero laterali sx (LL) sono stati confrontati i valori di

dose

in ingresso e in uscita calcolati dal Plato

con quelli misurati dai diodi.

Risultati

Rapporto tra la dose misurata e quella calcolata in uscita

Rapporto tra la dose misurata e quella calcolata in ingresso

Sintesi dei risultati

Valori medi e deviazione standard su tutto il campione di pazienti

Conclusioni

Dai risultati ottenuti si evince che:

i valori di dose misurata sono compatibili con quelli calcolati

entro il margine di errore del 5%

Testata acceleratore, fantoccio ad acqua, lettino.

Sala Bunker

Schematizzazione camera e diodo

Schema camera a ionizzazione

Schema diodo

Calibrazione diodi in ingresso

SSD = 100 cm

dmax = 2,5 cm

Spessore 20 cm

Larghezza 40 cm

Campo 10X10

Diodo

Camera

Fantoccio tessuto equivalente

Fing = (Dose camera)/(Segnale diodo)

Calibrazione diodi in uscita

SSD = 100 cm

Spessore 20 cm

Larghezza 40 cm

Campo 10X10

Diodo

Camera

Fantoccio tessuto equivalente

dmax = 2,5 cm

Fusc = (Dose camera)/(Segnale diodo)

Strumenti per la calibrazione e calcolo dei fattori correttivi

Diodi in calibrazione e fantoccioTestata acceleratore fantoccioed elettrometro

Fantoccio ed elettrometro Particolare diodi e fantoccio

Fattori correttivi

Andamento dei fattori correttivi al variare delle dimensioni del campo

Andamento dei fattori correttivi al variare della distanza

Misure su fantoccio confronto dose diodo - dose camera

Campo S.S.D. Di Ci Δi% Du Cu Δu%

5X10 80 147,70 143,67 2.80 66,00 65,56 0,68

12X15 92 121,00 119,76 1,03 59,80 59,28 0,89

7,5X11 95 107,60 108,03 0,40 53,90 52,88 1,92

6X9 94 108,20 108,03 0,16 52,80 52,00 1,53

11X13 88 128,60 129,40 0,62 63,40 62,58 1,31

20X10 83 145,20 145,65 0,31 70,30 69,80 0,72

12X16 87 133,40 134,47 0,80 65,00 64,23 1,19

13X15 81 153,90 154,74 0,55 73,80 73,05 1,03

15X17 85 141,40 142,24 0,59 69,60 68,92 0,99

11X18 82 150,00 151,44 0,95 72,10 71,28 1,14

Software per la gestione dei diodi e dell’acceleratore

Interfaccia grafica della misura di dose con diodi

Computer per la gestione dell’acceleratore

Software per la gestione delle immagini TAC e lo studio del piano di cura (Plato 3D)

Studio del piano di cura con immagine TAC

evidenza delle zone disomogenee

Software per la gestione delle immagini TAC e lo studio del piano di cura (Plato 3D)

Evidenza delle zone disomogenee e curve isodose

Software per la gestione delle immagini TAC e lo studio del piano di cura (Plato 3D)

Inviluppo delle sezioni TAC e immagine 3D delle zone disomogenee e del volume bersaglio “zona rossa”