Control de calidad paciente-específico de radioterapia de intensidad modulada utilizando dispositivo electrónico de imagen portal / Patient-specific intensity modulated radiotherapy quality assurance using an electronic portal imaging device

En el Departamento de Radioterapia del Instituto de Oncología y Radiobiología se ha puesto, en servicio clínico, un moderno acelerador lineal de electrones. Esto brindó la posibilidad de utilizar el dispositivo electrónico de imagen portal (EPID) para realizar los controles de calidad paciente-específico de tratamientos de radioterapia, con intensidad modulada (IMRT). Se estudió y validó el uso del EPID en la verificación de tratamientos de IMRT, modalidad de múltiples segmentos estáticos, con fotones de 6 MV de energía. Se determinó la curva dosis-respuesta del EPID para valores de dosis en agua. Se halló la profundidad de referencia en agua del EPID (Descripción: D:/Scielo/Nucleus html/n 59/img/e01055916.jpg) mediante la determinación de su respuesta a la variación del tamaño de campo, y la comparación de esta con la variación del factor de dispersión en agua, calculado para diferentes profundidades, con un sistema de planificación de tratamientos (TPS). Se calcularon perfiles y mapas de dosis a Descripción: D:/Scielo/Nucleus html/n 59/img/e01055916.jpg con el TPS, utilizando una configuración de haces colapsados. Los mapas de dosis y perfiles fueron comparados con los medidos, usando las imágenes procesadas del EPID para diferentes casos clínicos sencillos (campos abiertos y con cuña) y uno complejo (caso clínico de IMRT de cabeza y cuello). Se utilizó la función Gamma como herramienta de comparación. El criterio de comparación Gamma empleado fue 3 % de diferencia de dosis y 4 mm de distancia para la concordancia de la dosis. Se obtuvo una tasa de aceptación mayor del 90% para los puntos evaluados.

A modern clinical electron linear accelerator was commissioned at the Department of Radiotherapy in the Oncology and Radiobiology Institute. The use of electronic portal image device (EPID) for patient-specific intensity modulated radiotherapy (IMRT) quality assurance is assessed and validated. An IMRT step & shoot approach, using multileaf collimator was used. The EPID dose-response curve was determined for a 6MV photon beam. The EPID effective water scattering depth (Descripción: D:/Scielo/Nucleus html/n 59/img/e01055916.jpg) was assessed through measurements of its response versus field size variation and compared with the output factor scatter at different depths, calculated with a radiotherapy treatment planning system (TPS). Dose profiles and dose maps were calculated at Descripción: D:/Scielo/Nucleus html/n 59/img/e01055916.jpg with the TPS, using a collapsed beam setup. The dose maps and profiles were compared with the processed EPID images for simple cases (i.e. open and wedged fields) and a more complex case (a head and neck IMRT clinical case). Comparison was performed using the Gamma function. Results showed Gamma passing rates higher than 90 % for all compared points, using comparison criteria of dose difference 3% and 4mm of distance to agreement.

Optimización de un procedimiento de control de calidad para la radioterapia de intensidad modulada / Optimizing a Quality Control Procedure for Intensity Modulated Radiation Therapy

Se optimizó un procedimiento de Control de Calidad paciente-específico para la verificación dosimétrica de la radioterapia de intensidad modulada (IMRT) en el Departamento de Radioterapia del Instituto de Oncología y Radiobiología, perteneciente al Ministerio de Salud Pública. Se extendió el alcance del procedimiento de control de calidad (CC), se emplearon campos de verificación colapsados y sin colapsar y se utilizó el plan real del paciente. Se empleó un conjunto dosimétrico arreglo bidimensional (2D) de cámaras de ionización (CI) y maniquí octogonal para la implementación de los CC paciente-específicos de los tratamientos de IMRT de manera más abarcadora (campos colapsados y sin colapsar), manteniendo los estándares de exactitud y precisión de estas pruebas según los protocolos institucionales y las normas internacionales recomendadas. El procedimiento propuesto fue empleado en tres casos clínicos de IMRT para lesiones de cabeza y cuello. El límite de confianza calculado para la tasa de aceptación de los puntos evaluados en los mapas de dosis compuestos fue del 90 % para la comparación de la función Gamma, con un criterio de tolerancia de distancia de acuerdo de dosis de 3 mm y diferencia de dosis de 4 %. Los resultados alcanzados cumplen con los límites establecidos en el protocolo institucional y las recomendaciones internacionales referidas para este tipo de pruebas.

A patient-specific quality assurance (QA) program to carry out the dosimetric verification of the intensity modulated radiation therapy (IMRT) was optimized at the Department of Radiotherapy at the Institute of Oncology and Radiobiology, belonging to the Ministry of Public Health of Cuba. A dosimetric set-up composed of two-dimensional (2D) ionization chambers and an octagonal phantom were used to implement a patient-specific IMRT QA in a more comprehensive manner (collapsed and non-collapsed fields), keeping the accuracy and precision standards of these controls according to institutional protocols and international guidelines. The proposed procedure was used in three clinical IMRT cases for head and neck cancers. The confidence limit calculated from the passing rates for evaluated points in the compound dose maps was 90 % for the Gamma function comparison. The tolerance criteria used was a distance to agreement of 3 mm and the dose difference of 4 %. These results are within the institutional accepted limits and the recommended values as set by international guidelines for these kinds of tests.

Radioterapia de intensidad modulada: resultados preliminares de los primeros pacientes atendidos en Cuba / Intensity Modulated Radiotherapy: preliminary results of the first patients in Cuba

Introducción: la radioterapia de intensidad modulada es una técnica moderna donde se modula la intensidad de haz de radiaciones para irradiar el tejido tumoral y disminuir al máximo la dosis recibida por los tejidos sanos. El Instituto de Oncología y Radiobiología (INOR), pionero en emplear la técnica en Latinoamérica, presenta sus resultados preliminares. Métodos: se presentó un estudio prospectivo realizado en 31 pacientes a los cuales se les diagnosticó un tumor de cabeza y cuello y fueron tratados con radioterapia de intensidad modulada, desde mayo de 2008 hasta mayo de 2010. Resultados: las edades de los pacientes incluidos en el estudio estaban comprendidas entre los 45 y 70 años con una mediana de 58 años. Predominó el sexo masculino con 87 porciento. Las etapas clínicas localmente avanzadas fueron las más frecuentes. Con el empleo de esta técnica no hubo interrupción del tratamiento por toxicidades o complicaciones importantes. El 89 porciento de los pacientes mantiene controlada su enfermedad y solo 4 de ellos tuvieron recaída: 3, locorregionalmente y 1 a distancia. Las complicaciones más frecuentes durante el tratamiento fueron la radiomucositis, la disfagia y la disfonía, pero generalmente toleradas por los pacientes con el suministro de tratamientos de sostén. La xerostomía no se presentó en estos pacientes porque en la planificación de la técnica se protegen las parótidas como órganos de riesgo (OR). Conclusiones: el mayor control locorregional del tumor y la disminución de las complicaciones durante el tratamiento indican la superioridad de la técnica...

Introduction: the intensity modulated radiotherapy (IMRT) is a current technique where the beam radiations intensity to irradiate the tumoral tissue and to decrease at maximum the dose received by healthy tissues. The Institute of Oncology and Radiobiology (INOR), pioneer in the use of this technique in Latin America, offers its preliminary results. Methods: a prospective study was conducted in 31 patients diagnosed with a head and neck tumor treated with radiotherapy of modulated intensity from May, 2008 to May, 2010. Results: ages of patients included in present study were between 45-70 years with a mean of 58 years. There was predominance of male sex for a 87 percent. The clinical stages locally advances were the more frequent. With the use of this technique there was not interruption of treatment from toxicities or significant complications. The 89 percent of patients maintain controlled its diseases and only 4 of them had relapses: three in a loco-regional way and another one at distance. The more frequent complications during the treatment were the radio-mucositis, dysphagia and dysphonia, but in general were tolerated by patients with the supply of support treatment. The xerostomia wa not present in these patients due to in the planning of technique the parotid glands are protected like risk organs (RO). Conclusions: the great loco-regional control of tumor and the decrease of complications during treatment indicates the superiority of the technique...

Radioterapia de intensidad modulada en el tratamiento de tumores en pediatría, primeros casos en Cuba / Intensity Modulated Radiotherapy in treatment of tumors in children: first cases in Cuba

INTRODUCCIÓN. La radioterapia de intensidad modulada (IMRT) constituye una técnica de alta precisión basada en la definición volumétrica tridimensional de la anatomía del tumor y de los órganos críticos o en riesgo. Con el objetivo de asegurar la posibilidad de aplicar la IMRT en Cuba, en casos seleccionados de tumores en niños y adolescentes, se instrumentó un proyecto de investigación cuyos resultados se documentan en este informe. MÉTODOS. Se realizaron las primeras irradiaciones con IMRT en niños y adolescentes cubanos, con edades entre 6 y 18 años. La técnica empleada es la basada en aperturas geométricas y optimización inversa. Las irradiaciones fueron realizadas con un acelerador lineal con fotones de 6 MV, con colimador multiláminas. Las dosis de radiaciones administradas variaron según el tipo de tumor, y de acuerdo con las normas de radioterapia y la presencia de órganos críticos. Todos los pacientes fueron evaluados semanalmente, con controles radiológicos mediante placas portales electrónicas. RESULTADOS. Los pacientes irradiados (5) tenían los tumores siguientes: linfoma no-Hodgking del seno maxilar (1), glioma del tallo cerebral (1), linfoma no-Hodgking abdominal (1), condrosarcoma mesenquimatoso parameníngeo (1) y hemangiopericitoma parameníngeo (1). Las dosis de irradiación recibidas variaron entre 24 y 62 Gy. Fueron empleados entre 5 y 8 campos, con variaciones entre 10 y 20 segmentos. CONCLUSIONES. Se realizaron en Cuba las primeras irradiaciones con IMRT en niños y adolescentes, y se debe continuar extendiendo su empleo en aquellos casos donde su utilidad sea mayor

INTRODUCTION. The intensity modulated radiotherapy (IMRT) is a high performance technique based on the three-dimensional volumetric definition of tumor anatomy and of critical organs or at risk. To assure the possibility to apply the IMRT in Cuba in selected cases of tumors in children and adolescents, authors designed a research project whose results are documented in present report. METHODS. The first irradiations with IMRT in Cuban children and adolescents aged between 6 -18 were carried out. The technique used is that based on the geometric openings and inverse optimization. Irradiations were applied using a linear accelerator with 6 MV photons, with multileaf collimator. Doses administered varied according to the type of tumor, the radiotherapy standards and the presence of critical organs. All patients were assessed weekly with radiologic controls using electronic portal plates. RESULTS. Irradiated patients (5) had the following tumors: non-Hodgkin lymphoma of maxillary sinus (1), brain stem glioma (1), non-Hodgkin abdominal lymphoma (1), parameningeal mesenchymatous chondrosarcoma (1) and parameningeal hemangiopericytoma (1). Doses of radiation applied varied between 24 and 62 Gy. Between 5 and 8 fields were used with variations among 10 and 20 segments. CONCLUSIONS. In Cuba the first irradiations with IMRT in children and adolescents and its use must to be spreading to those cases where its usefulness is greater

Análisis Probabilista de Seguridad de tratamientos de radioterapia con un acelerador lineal de uso médico / Probabilistic safety assessment of the radiotherapy treatment with a linear accelerator for medical use

RESUMEN El trabajo presenta los resultados del Análisis Probabilista de Seguridad al proceso de tratamiento de radioterapia con un acelerador lineal de uso médico desarrollado por el Foro Iberoamericano de Organismos Reguladores Radiológicos y Nucleares. Se evaluaron las exposiciones accidentales potenciales durante el proceso de tratamiento del paciente, los trabajadores y miembros del público, aunque el énfasis del estudio se orientó hacia los pacientes. El método de análisis de modos de fallos y efectos se utilizó para definir los sucesos iniciadores de accidentes y los métodos de árboles de sucesos y árboles de fallo para determinar las secuencias accidentales que se pueden producir. Una vez cuantificada la frecuencia de ocurrencia de las secuencias accidentales se realizaron análisis de importancia para determinar los sucesos más significativos desde el punto de vista de la seguridad y se identificaron los principales contribuyentes al riesgo, así como las recomendaciones de seguridad más apropiadas para reducirlo.

ABSTRACT This paper presents the results of the Probabilistic Safety Assessment to the radiotherapy treatment with an Electron Linear Accelerator for Medical Use, which was conducted in the framework of the Iberian-American Forum of Radiological and Nuclear Regulatory Agencies. Potential accidental exposures during the treatment of patients, workers and members of the public were assessed, although the study was mainly focused on patients. The methodology of failure modes and effects analysis was used to define accident initiating events and methods of event tree and fault tree analysis to determine the accident sequences that may occur. After quantifying the frequency of occurrence of the accident sequences, an important analysis was carried out in order to determine the most significant events from the point of view of safety. The major contributors to risk were identified as well as the most appropriate safety recommendations to reduce it.