Radioterapia adaptativa: utilização do cone-beam computed tomography para o cálculo de dose em radioterapia

Mestrado em Radiações Aplicadas às Tecnologias da Saúde - Ramo de especialização: Terapia com Radiações

As técnicas mais modernas de Radioterapia, tais como a Radioterapia Conformacional Tridimensional (3D CRT) e a Radioterapia com Intensidade Modulada (IMRT), proporcionaram a criação de proteções, permitindo o cálculo de doses muito conformacionadas ao volume alvo, levando a uma menor irradiação dos órgãos adjacentes. Como resultado desta grande conformação, tornou-se urgente o aumento da precisão do tratamento, surgindo técnicas de imagem como a Radioterapia Guiada por Imagem (IGRT), que pode ser baseada em imagens adquiridas com Cone-Beam Computed Tomography (CBCT), para verificação do posicionamento do doente e evolução do volume alvo de tratamento. Uma vez que o CBCT consiste na aquisição de imagens de raios-X com densidades eletrónicas, é possível realizar cálculos de dose utilizando estas imagens. O objetivo geral deste estudo é a avaliação da viabilidade da utilização das imagens CBCT adquiridas com o sistema On Board Imager (OBI) da Varian (Varian Medical Systems, Inc., Palo Alto, CA) para replanear o tratamento de doentes com tumores ginecológicos, permitindo desta forma, a realização de Radioterapia Adaptativa. Neste estudo foi utilizado o fantoma Catphan 500 para estabelecer a relação entre a densidade eletrónica de diferentes materiais e as Unidades de Hounsfield (HU) correspondentes do CBCT. Para uma avaliação geral do cálculo de dose na Tomografia Computorizada (TC) de planeamento e no CBCT utilizou-se um fantoma CIRS. Neste estudo comparou-se também a distribuição de dose na TC de Planeamento e no CBCT de uma doente com tumor ginecológico. A análise dos resultados deste estudo foi feita através da análise da distribuição das curvas de isodose no Sistema de Planeamento (TPS) Eclipse e do Histograma Dose Volume (HDV). Também se recorreu à análise gama utilizando o software OmniPro® IMRT para comparar as distribuições de dose no CBCT e na TC de Planeamento.

ABSTRACT - The modern techniques in Radiotherapy, such as 3D conformal radiotherapy (3D CRT) and intensity modulated radiation therapy (IMRT), allow shaped protections, conferring greater dose conformality to the target, while sparing sensitive structures. As a result of greatly enhanced dose conformality, more accurate treatments become an urgent issue, thus arising new imaging techniques such as Image Guided Radiation Therapy (IGRT), which is based on acquired Cone-Beam Computed Tomography (CBCT) images to verify the patient positioning and the target evolution. As CBCT is based on electronic density X-ray images, dose calculations may be performed on the acquired data. The aim of this study is to evaluate the usability of CBCT data sets acquired with On Board Imager (OBI) Varian Medical Systems, Inc., Palo Alto, CA to replan the treatment plans of patients with gynecological tumors, and assess the possibility of implementing adaptive radiotherapy. A Catphan 500 phantom was used to establish the relation between electron density of different materials and the Hounsfield Units of CBCT. A CIRS phantom was used to evaluate dose calculation on the planning CT and CBCT images. In this study, the dose distribution using Computed Tomography planning data sets and CBCT data sets was compared for a patient with gynecological tumor. The results were analyzed by evaluating isodose curves distribution on Treatment Planning System (TPS) Eclipse and Dose Volume Histograms (DVH). Gamma analysis with OmniPro® IMRT software was also used to compare dose distributions on CBCT and CT Planning.