Algunos elementos de subdosis en planificación de braquiterapia con Co-60

Resumen:

En este trabajo se realizó un análisis de algunos factores que, durante los tratamientos de braquiterapia intracavitaria de alta tasa de dosis, generan sistemáticamente subdosis en los pacientes. Los aspectos estudiados incluyen la incorporación de heterogeneidades en el cálculo, el marcado de la pared de los órganos huecos y la inclusión del aplicador tanto en los órganos de riesgo como en los volúmenes objetivo. 

Utilizando principalmente el método de Monte Carlo se evaluó el impacto en los parámetros dosimétricos recomendados por la Sociedad Europea de Radioterapia y Oncología (ESTRO) al considerar los factores mencionados en el cálculo de la dosis para tratamientos postoperatorios con aplicadores cilíndricos de canal central. 

Las diferencias medias obtenidas en dosis para los parámetros D0,1cc, D1,0cc y D2,0cc resultaron en el entorno del 5% para la inclusión de heterogeneidades, menores al 1,7% para la inclusión del aplicador y hasta el 11% para el marcado de la pared. Se estudió también el impacto conjunto de estos factores, obteniendo, en términos de EQD2, resultados entre el 7% y el 23% para los diferentes parámetros. 

En paralelo al trabajo mencionado, se obtuvo una expresión para predecir la máxima pérdida de cobertura posible debido a la inclusión del aplicador en el CTV. Los resultados de esta relación se compararon con la pérdida de cobertura obtenida para los parámetros D100 D98, D90 y D50 en casos clínicos. La pérdida de cobertura experimentada en cada uno de estos casos se encontró por debajo de la predicción máxima realizada. 

En esta etapa también se obtuvieron las diferencias en dosis tras eliminar el aplicador dentro del CTV. Las diferencias medias obtenidas se encuentran entre el 1,5% para el D98 y el 5,4% para el D50. El D100 no mostró pérdida de cobertura ni diferencias dosimétricas. 

Actualmente existen iniciativas vinculadas a considerar las heterogeneidades en braquiterapia así como también un uso creciente de la resonancia magnética. En esta tesis se analiza, de forma integral, el impacto potencial de implementar clínicamente estrategias, vinculadas a estas herramientas, que contribuyen a mejorar la exactitud del cálculo dosimétrico.

Abstract

In this study, we analyzed several factors that systematically lead to patient underdosage during high–dose rate (HDR) intracavitary brachytherapy treatments. The aspects investigated included the incorporation of tissue heterogeneities in dose calculation, the delineation of hollow organ walls, and the inclusion of the applicator in both organs at risk and target volumes.

Monte Carlo simulations were primarily employed to assess the impact of these factors on the dosimetric parameters recommended by the European Society for Radiotherapy and Oncology (ESTRO) for postoperative treatments using central-channel cylindrical applicators.

Average dose differences were approximately 5% for the inclusion of heterogeneities, below 1.7% for applicator inclusion, and up to 11% for wall delineation. The combined effect of these factors was also evaluated, showing differences in EQD2 ranging from 7% to 23% across the studied parameters.

In parallel, we derived an analytical expression to predict the maximum potential loss of coverage due to applicator inclusion in the CTV. This prediction was compared with the coverage loss observed for the D100, D98, D90, and D50 parameters in clinical cases. In all cases, the observed loss remained below the predicted maximum.

Additionally, dose differences were quantified after excluding the applicator from the CTV. Mean deviations ranged from 1.5% for D98 to 5.4% for D50, while D100 showed no loss of coverage or dosimetric variation.

At present, initiatives are underway to incorporate heterogeneities into brachytherapy planning, alongside the increasing clinical use of magnetic resonance imaging. This thesis provides a comprehensive evaluation of the potential impact of clinically implementing strategies associated with these tools, with the aim of improving the accuracy of dosimetric calculations.