Diseño, desarrollo e implementación de un sistema automático de escaneo óptico bidimensional para dosimetría con película radiocrómica en radioterapia de intensidad modulada

Abstract

A medida que las modalidades de tratamiento de radioterapia continúan en desarrollo, la complejidad en la dosis entregada a los pacientes se incrementa y se vueve crucial la verificación de la dosis administrada y el aseguramiento de la calidad (QA: quality assurance) para garantizar las prescripciones médicas. La dosimetría con película radiocrómica (PRC) ha sido adoptada en la clínica como una opción adecuada para QA, ya que provee verificación de forma bidimensional, es independiente de la energía en el rango de 0.10 a 15 MV, es equivalente a tejido y posee una resolución espacial alta. Desafortunadamente, no siempre es sencillo emplearla. El proceso de lectura de la PRC se realiza típicamente con escáneres de cama plana de alta gama, como el modelo comercial Epson® 11000XL; sin embrago, durante el mismo procedimiento se deben superar los artefactos relacionados con la dependencia en la orientación de la PRC o con la falta de uniformidad en la sensibilidad del escáner. Es por lo anterior que se vuelve necesario desarrollar protocolos estrictos para la lectura de PRC, así mismo se requieren técnicas sofisticadas para la corrección de imágenes. Previamente, con el trabajo realizado en el Laboratorio de Fotomedicina, Biofotónica y Espectroscopía Láser de Pulsos Ultracortos, se ha desarrollado un sistema manual de lectura puntual para PRC, en el cual se emplea una fuente de luz monocromática y fotosensores que permiten calcular la densidad óptica de la película para así relacionarla con la unidad de dosis. Con base en esta experiencia, en este trabajo se desarrolló un sistema automático de escaneo a partir de un diseño gráfico de sistemas (GSD: graphical system design). El nuevo sistema cuenta con una fuente de luz de 543.50 nm y un arreglo óptico para adecuar su intensidad, misma que se mide con 2 fotodiodos conectados a una tarjeta de adquisición de datos que se enlaza a una interfaz gráfica de usuario (GUI: graphical user interface), programada con el propósito de mover 2 mesas de translación y, así, escanear la superficie de la PRC. La GUI adquiere los valores de intensidad, procesa los datos con base en una curva de calibración y reconstruye la imagen de la película indicando la distribución de dosis. El prototipo de lectura se caracterizó en el rango dosimétrico de 0 a 30 Gy con el canal de lectura verde. La validación se realizó mediante un campo colimado circularmente típicamente utilizado en radiocirugía. Los resultados fueron comparados cuantitativamente con el sistema de planificación de tratameintos a través del índice gamma, con un criterio de 5% y 5 mm, el análisis arroja que el 96.10% de los puntos evaluados pasan la prueba. Con esto se valida su posible aplicación como herramienta en dosimetría clínica.