Dosimetria in vivo 2D por retroprojeção utilizando EPID em pacientes de próstata / [2D in vivo dosimetry by rear projection using EPID in patients with prostate]

RESUMO

Este trabalho avaliou a viabilidade de se realizar dosimetria in vivo 2D por retroprojeção em pacientes com câncer de próstata utilizando um dispositivo eletrônico de imagem portal (EPID) combinado a um método previamente validado para cálculo de dose no isocentro, e verificar se esta nova metodologia seria capaz de detectar variações significativas na entrega de dose. Fluências transmitidas pelo paciente durante o tratamento foram coletadas de 9 pacientes. Todos os tratamentos e imagens foram realizados em um acelerador linear Trilogy equipado com um detector de silicone amorfo modelo aS500-II e um On-Board Imager (OBI). Juntamente com uma tomografia Cone Beam (CBCT) adquirida no mesmo dia de tratamento e as fluências irradiadas diretamente no portal para a verificação prétratamento, um modelo previamente validado de cálculo de dose 1D foi utilizado para se calcular a distribuição 2D de dose no plano do isocentro. Desvios entre a dose esperada e a dose medida foram avaliados utilizando uma análise gamma (5%, 3 mm). Um conjunto de dados com 456 campos adquiridos em 68 datas de aquisição foi avaliado. A aprovação média da análise gamma para todos os campos foi de 95,4% e 79% dos campos tiveram aprovação superior a 90%. Ao considerar sessões de tratamento, 84% destas tiveram aprovações médias superiores a 90%. Uma revisão detalhada nos dados das sessões com aprovação média inferior a 90% demonstrou que variações no volume e conteúdo do reto era uma fonte frequente de variações na entrega de dose. A adaptação proposta neste trabalho demonstrou a viabilidade de se utilizar uma rotina automatizada por meio de scripts em Matlab. Grandes alterações na entrega de dose não foram identificadas, embora a metodologia tenha demonstrado sensibilidade suficiente para detectar alterações na entrega de dose devido à variabilidade no volume do reto dos pacientes.

ABSTRACT

This work assess the viability of performing 2D in vivo back-projection dosimetry for prostate cancer patients using an Electronic Portal Imaging Device (EPID) combined with a previously validated method for isocenter dose calculation, and verify whether this methodology could identify deviations in dose delivery. Transmitted field fluencies were collected using an EPID during treatment sessions of ten prostate cancer patients. All treatments and images were performed using a Trilogy linear accelerator equipped with an amorphous silicon EPID model aS500-II and On-Board Imager (OBI). Together with a Cone Beam Computer Tomography (CBCT) acquired at the same day as treatment and the fluencies directly irradiated over the EPID for the treatment plan quality assurance, a 1D previously validated mathematical model was utilized to calculate the 2D dose distribution of each field orthogonal plane that contains the isocenter. Deviations between the delivered and planned doses were evaluated utilizing a gamma analysis (5%, 3mm). A dataset of 476 fields acquired from 73 acquisition dates was evaluated. Gamma analysis mean approval rate of all fields was 95.0±8.2%, and 78% of the fields had approval rates superior to 90%. When considering treatment sessions, 82.8% of the acquisition dates had mean field approval superior to 90%. A detailed inspection on the acquisition dates whose mean approval rate was inferior to 90% revealed that a common source of error was differences on patients' rectum volume. The proposed adaptation of a previously implemented method for 1D in vivo back-projected dosimetry to a 2D approach through a streamline workflow of Matlab scripts was successfully achieved. No major dose delivery changes were observed in the utilized dataset. Nevertheless, the methodology showed enough sensitivity to detect changes in dose delivery, especially those related to volume changes in patients rectum.