Dosimetria in vivo nei trattamenti radioterapici con fasci esterni Prof Tolmino Corazzari Direttore Laboratorio Universitario di Fisica Medica Coordinatore Scuola di Specializzazione in Radioterapia Fac.Medicina e Chirurgia Università di Modena e Reggio Emilia

Fasi della radioterapia Nei trattamenti radioterapici la somministrazione della dose al volume bersaglio (tumore) è il risultato di un processo articolato in diverse fasi successive: 1. Dosimetria di base (taratura dellacceleratore); 2. Acquisizione di immagini TAC per la localizzazione del tumore, del volume bersaglio, degli organi critici, delle strutture anatomiche ed acquisizione dei dati inerenti il profilo del paziente e le disomogeneità tessutali; 3. Elaborazione del piano di trattamento e calcolo della dose; 4. Simulazione del trattamento; 5. Posizionamento del paziente sul lettino e successivo trattamento;

Obiettivo lavoro di tesi Controllo dosimetrico al fine di verificare la precisione e laccuratezza del trattamento radioterapico valutando la corrispondenza tra la dose prescritta e quella assorbita dal paziente.

Definizione di dose La dose assorbita D, è definita come il quoziente tra l'energia media ceduta dalle radiazioni ionizzanti alla materia in un certo elemento di volume e la massa di materia contenuta nellelemento di volume stesso: La dose assorbita si misura in Gray (Gy). Un Gray corrisponde all'assorbimento di un joule in un kg di materia 1 Gy = 1 J / kg

Apparecchiatura utilizzata Acceleratore lineare Fantoccio, diodi, camera a ionizzazione elettrometro Software per la calibrazione dei diodi e della misura di dose con i diodi Software per la gestione delle immagini TAC e lo studio del piano di cura (Plato 3D)

Accuratezza software calcolo della dose nel piano di cura 1. Tac fantoccio plexiglass 2. Piani di cura con parametri geometrici (SSD, dimensione del campo) simili a quelli utilizzati nei trattamenti dei pazienti 3. Confronto in ingresso e in uscita tra la dose calcolata dal software (Plato) e la dose misurata con la camera a ionizzazione

Fantoccio tessuto equivalente: confronto dose calcolata dal Plato - dose camera Campo (cm) S.S.D. (cm) Δi (%) Δu (%) 15x ,1 16x17890,1-0,4 13,5x17920,3-1,4 14x17870,30,2 15x1788-0,9-0,3 10x9891,21,1 14x17811,10,6 9,5x12820,40,6 12x17810,80,5 11x1782-0,50,2 8x9820,32,3

Dosimetria in vivo La dosimetria in vivo è stata effettuata su un campione di 15 pazienti sottoposti a trattamento raditerapico con tecnica a box. Per i campi antero-posteriori(AP) e latero laterali sx (LL) sono stati confrontati i valori di dose in ingresso e in uscita calcolati dal Plato con quelli misurati dai diodi.

Risultati Rapporto tra la dose misurata e quella calcolata in uscita Rapporto tra la dose misurata e quella calcolata in ingresso

Sintesi dei risultati Valori medi e deviazione standard su tutto il campione di pazienti

Conclusioni Dai risultati ottenuti si evince che: i valori di dose misurata sono compatibili con quelli calcolati entro il margine di errore del 5%

Testata acceleratore, fantoccio ad acqua, lettino. Sala Bunker

Schematizzazione camera e diodo Schema camera a ionizzazione Schema diodo

Calibrazione diodi in ingresso SSD = 100 cm dmax = 2,5 cm Spessore 20 cm Larghezza 40 cm Campo 10X10 Diodo Camera Fantoccio tessuto equivalente F ing = (Dose camera)/(Segnale diodo)

Calibrazione diodi in uscita SSD = 100 cm Spessore 20 cm Larghezza 40 cm Campo 10X10 Diodo Camera Fantoccio tessuto equivalente dmax = 2,5 cm F usc = (Dose camera)/(Segnale diodo)

Strumenti per la calibrazione e calcolo dei fattori correttivi Diodi in calibrazione e fantoccio Testata acceleratore fantoccio ed elettrometro Fantoccio ed elettrometroParticolare diodi e fantoccio

Fattori correttivi Andamento dei fattori correttivi al variare delle dimensioni del campo Andamento dei fattori correttivi al variare della distanza

Misure su fantoccio confronto dose diodo - dose camera CampoS.S.D.DiCiΔi%DuCuΔu% 5X ,70143, ,0065,560,68 12X ,00119,761,0359,8059,280,89 7,5X ,60108,030,4053,9052,881,92 6X994108,20108,030,1652,8052,001,53 11X ,60129,400,6263,4062,581,31 20X ,20145,650,3170,3069,800,72 12X ,40134,470,8065,0064,231,19 13X ,90154,740,5573,8073,051,03 15X ,40142,240,5969,6068,920,99 11X ,00151,440,9572,1071,281,14

Software per la gestione dei diodi e dellacceleratore Interfaccia grafica della misura di dose con diodi Computer per la gestione dellacceleratore

Software per la gestione delle immagini TAC e lo studio del piano di cura (Plato 3D) Studio del piano di cura con immagine TAC evidenza delle zone disomogenee

Software per la gestione delle immagini TAC e lo studio del piano di cura (Plato 3D) Evidenza delle zone disomogenee e curve isodose

Software per la gestione delle immagini TAC e lo studio del piano di cura (Plato 3D) Inviluppo delle sezioni TAC e immagine 3D delle zone disomogenee e del volume bersaglio zona rossa

Gli algoritmi di calcolo attuali definiscono la dose e procedono al calcolo delle linee isodose e della loro distribuzione spaziale senza feedback iterattivo, ipotizzando che il cammino libero medio di estinzione della popolazione di elettroni all equilibrio non dipenda dal valore del gradiente.Questa è la voce critica nelle richieste di riconoscimento di danno biologico post trattamento.