Evaluación sobre el desempeño del sistema de planificación para radioterapia Eclipse versión 13.6 utilizando haces de electrones

Abstract

El objetivo de este trabajo fue verificar la exactitud de las distribuciones de dosis calculadas por el algoritmo Monte Carlo con electrones (eMC) versión 13.6 por la influencia de las opciones de cálculo en su configuración y una evaluación del tiempo computacional por el impacto de éstas opciones. El estudio se llevó a cabo en dos etapas. En la primera etapa se realizó el cálculo de distribuciones de dosis en agua para un conjunto de parámetros dentro de las opciones de la configuración del algoritmo, definidos por el usuario: incertidumbre estadística, tamaño de cuadrícula y nivel de suavizado, todos los demás parámetros permanecieron contantes. En ésta etapa se registraron los tiempos de cómputo. También se realizaron mediciones en un maniquí-3D de agua de porcentajes de dosis a profundidad (PDD) y perfiles de dosis. En la segunda etapa se compararon los PDDs y perfiles de las distribuciones calculadas contra las mediciones para varias energías y combinación de conos. Todas las diferencias son presentadas por una evaluación gamma global relativa al valor máximo de dosis dentro de la distribución de referencia, que en nuestro caso la distribución de referencia son las mediciones. Las energías estudiadas fueron de 4, 6, 9, 12, 15 y 18 MeV, y conos de 6x6, 10x10, 15x15, 20x20 y 25x25 , a una SSD de 100 cm. Se usaron protecciones circulares con diámetros de 4 cm (para el cono de 6x6 ), 7 cm (para el cono de 10x10 ), 12 cm (para el cono de 15x15 ), 16 cm (para el cono de 20x20 ) y 21 cm (para el cono de 25x25 ). Todas las mediciones fueron obtenidas de un acelerador Varian 2300 CL. Para efectuar el estudio se comenzó por verificar la exactitud de los cálculos realizados por el sistema de planeación (TPS) con los parámetros comisionados, usando como comparación las mediciones. También se realizó la verificación de las Unidades Monitor (UM) calculadas por el TPS, comparándolas con las obtenidas por el usuario. Las verificaciones fueron realizadas para todas las energías y todos los tamaños de campo. Posteriormente se evaluaron los tiempos de cálculo y la exactitud de las distribuciones de dosis calculadas al cambiar los parámetros en la configuración del algoritmo. Para ello, solo se usaron las energías de 4, 6, 12 y 18 MeV y conos de 6x6 y 25 x25 . Para la verificación del TPS con los parámetros comisionados, las comparaciones de los cálculos con eMC y las mediciones son mayores al 90% con una evaluación gamma. Para la verificación de Unidades Monitor (MU) los resultados mostraron una adecuada exactitud con las mediciones (menores al 2% de diferencia). En la evaluación por cambiar los parámetros de entrada en la configuración del algoritmo, se encontró que el parámetro de nivel suavizado fuerte tiene un impacto negativo en el cálculo de las distribuciones de dosis con eMC para las energías de 4 y 6 MeV y conos de 6x6 y 25 x25 . Para las energías de 12 y 18 MeV, y conos de 6x6 y 25x25 , las distribuciones de dosis calculadas muestra una mayor discrepancia con las mediciones cuando se varia el tamaño de cuadricula a 0.5 cm. También se observó que el tiempo de cálculo no está relacionado con una mejor exactitud en las comparaciones, pero existen combinaciones de parámetros para cada energía y cono en la configuración de eMC que optimizan los tiempos y poseen una exactitud adecuada. Por lo tanto, existen combinaciones de parámetros en la configuración de eMC para cada energía y tamaño de cono aplicador que pueden ser utilizados para ser más eficiente el cálculo de las distribuciones de dosis en la clínica.