Avaliação do algoritmo Pencil Beam e das incertezas de Monte Carlo para o controle de qualidade em VMAT

  • Guilherme Bulgraen dos Santos Fundación Arturo López Pérez
  • Laura Natal Rodrigues Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo
  • Ana Claudia Magni De Chiara Hospital Santa Paula
  • Gabriela Reis dos Santos Instituto do Cancer do Estado de São Paulo
Palavras-chave: Controle de qualidade, radioterapia, Incerteza.

Resumo

A técnica de tratamento de arcoterapia volumétrica modulada (VMAT) possui a vantagem dosimétrica de melhorar consideravelmente a conformação da distribuição de dose. Contudo, como tal técnica utiliza fluências não uniformes, exigem um controle de qualidade (CQ) rigoroso e específico por paciente. Quando são utilizados algoritmos de cálculo baseados em Monte Carlo (MC) neste CQ, o tempo de cálculo se torna muito longo. Desta forma, este trabalho visa diminuir este tempo, variando os algoritmos de cálculo e a incerteza estatística no algoritmo baseado em MC no CQ por paciente na técnica VMAT. Para verificar a aplicabilidade destes novos cálculos na rotina, foi calculada a média e o desvio padrão da análise gamma bem como a diferença da dose absoluta para 14 casos planejados com 4 diferentes condições: algoritmo MC com incerteza estatística de 2, 3 e 5%  ; e algoritmo Pencil Beam (PB). Considera-se a primeira condição como padrão de referência. Também foi registrado o tempo de cálculo e os testes de sensibilidade e especificidade. A análise dos resultados para o algoritmo PB, tanto o desvio padrão da análise gamma como da diferença de dose absoluta se apresentou alto, chegando a ter um desvio padrão de 3,5, enquanto que os outros testes tiveram um desvio de no máximo 2,1. Em todas as condições com MC, os resultados obtidos, tanto para análise gamma como para a dose absoluta, ficaram semelhantes. No teste de sensibilidade, o PB  não apresentou um resultado satisfatório. O cálculo com MC e 3% de incerteza apresentou o melhor resultado de especificidade, enquanto com 5%, o melhor resultado foi de sensibilidade. Caso houvesse uma maior amostragem de dados, a especificidade e sensibilidade para os ambos os casos com MC passariam a ser equivalentes. Logo, o fator determinante é o tempo de cálculo, que foi menor para a incerteza de 5%.

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Biografia do Autor

Guilherme Bulgraen dos Santos, Fundación Arturo López Pérez
Físico Médico graduado pela Universidade Júlio de Mesquita Filhor, UNESP, campus de Botucatu. Especialista em Física Médica da Radioterapia pela Universidade de Sao Paulo (Inrad e ICESP) e pela ABFM 580/1796.
Laura Natal Rodrigues, Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo
Possui graduação ( Bacharelado) em Física pela Universidade de São Paulo (1980), Mestrado em Física Aplicada pelo Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (antigo IFQSC, 1984), e Doutorado em Biofísica, pelo Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho da Universidade Federal do Rio de Janeiro, com doutorado-sanduíche pelo Instituto Karolinkska, Universidade de Estocolmo, Suécia (1994). Pesquisadora no Instituto de Radioproteção e Dosimetria da Comissão Nacional de Energia Nuclear (1984 a 2001), Pesquisadora no Instituto de Radioproteção e Dosimetria da Comissão Nacional de Energia Nuclear (1984 a 2001), Pesquisadora e Docente da USP pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares da Comissão Nacional de Energia Nuclear, (2001-2011) . Atualmente é Docente de Pós-Graduação da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (2011); orientadora em Mestrado e Doutorado pela Universidade de São Paulo. Tutora do Programa de Residência Profissional em área da Saúde na área de Física Médica ? Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (2013). Representante técnico do Programa de Residência em Área Profissional da Saúde (Física Médica) da COREMU-USP (2013). Membro da Câmara Técnica 1 (CT1) - Apoio Diagnóstico e Terapêutico, Especialidades Clínicas e Cirúrgicas da Comissão Nacional de Residência Multiprofissional e em Área Profissional da Saúde (CNMRS) - Ministério da Educação (2014).Tem experiência em ensino em Física Médica (Radioterapia); metrologia das radiações ionizantes; física médica em Radioterapia; controle de qualidade; dosimetria das radiações ionizantes; protocolos de dosimetria; dosimetria clínica; comissionamento de feixes de radiação e de sistemas de planejamento. Editora da Revista Brasileira de Física Médica (2004-2008). Presidente da Associação Brasileira de Física Médica (2006-2007). Membro do Corpo Editorial da Revista Brasileira de Física Médica e do International Journal of Medical Physics.
Ana Claudia Magni De Chiara, Hospital Santa Paula
Possui graduação em Física Médica pela Universidade de São Paulo (2009) e especialização em Física da Radioterapia pelo Hospital Sírio Libanês (2012). Atualmente é físico médico do Hospital Santa Paula e do Instituto do Câncer do Estado de São Paulo. Especialista em Física Médica (Radioterapia) pela Associação Brasileira de Física Médica (2012) e supervisor de Radioproteção em Radioterapia pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (2011). Tem experiência na área de Física, atuando principalmente nos seguintes temas: IMRT, IGRT e dosimetria.
Gabriela Reis dos Santos, Instituto do Cancer do Estado de São Paulo
Doutora pela Faculdade de Medicina da USP (2015). Possui especialização em Física Médica pelo Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (2008), com título de Supervisora de Proteção Radiológica pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (2007) e Especialista em Radioterapia pela Associação Brasileira de Física Médica (2009). Possui graduação em Física Médica pela UNESP (2006)

Referências

Krieger, T, Sauer, AO. Monte Carlo versus Pencil beam, collapesed cone canculation in a heterogeneous multi -Layer phantom. Phys Med Biol. 50, 859 (2005).

Almeida, CE. Bases físicas de um programa de garantia de qualidade de IMRT. Rio de Janeiro: Centro de Estudos do Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes /UERJ, 2012. il.; 259 p.

IMRT commissioning: Multiple institution planning and dosimetry comparisons, a report from AAPM Task Group 119. Med. Phys. 36,11 November 2009.

Low, DA, Dempsey, FJ. Evaluation the gamma dose distribution comparison method. 2003, American Association of Physicists in Medicine.

Publicado
2020-12-19
Como Citar
dos Santos, G. B., Rodrigues, L. N., Chiara, A. C. M. D., & dos Santos, G. R. (2020). Avaliação do algoritmo Pencil Beam e das incertezas de Monte Carlo para o controle de qualidade em VMAT. Revista Brasileira De Física Médica, 14, 451. https://doi.org/10.29384/rbfm.2020.v14.19849001451
Seção
Artigo Original