VIABILIDAD DE LA DOSIMETRÍA DE ELECTRONES MEDIANTE PELÍCULAS RADIOGRÁFICAS EN ACELERADOR VARIAN 2100C

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1 VIABILIDAD DE LA DOSIMETRÍA DE ELECTRONES MEDIANTE PELÍCULAS RADIOGRÁFICAS EN ACELERADOR VARIAN 2100C Ramírez J.A. * Santos D.C*, García B. * Gilbonio M* (*) Radioncoterapia SAC Sede Hospital Militar jramirez@radioncoterapia.pe RESUMEN: Objetivo: Analizar la dosimetría de electrones para una campo de 6x6 cm en un acelerador lineal Varian usando películas radiográficas Kodak X-OmatV. Materiales y Métodos: Se uso la dosimetría realizada con una cámara plano paralela A10(XC100063). Para compararla con el resultado de la dosimetría realizada en una única placa Kodak X-Omat que fue irradiada a distintas profundidades usando como fantoma acrílicos y después de revelada analizada mediante un densitómetro PTW DENSIX. Resultados: Existe un margen de error aproximadamente de un 2% entre un PDD realizado con una cámara plano paralela y una placa radiográfica,. Conclusiones: La dosimetría resulta ser más incierta con placas radiográficas por diversos errores acumulados como el revelado, posicionamiento, sensibilidad, pero aun así se puede concluir como posible la realización de ella ya que los errores se encuentran dentro de los márgenes aceptables. INTRODUCCION En la historia de la dosimetría de película es adecuado el estudio de imágenes radiológicas, sus aplicaciones adicionales para propósitos dosimétricos surgieron de la práctica clínica, y muchas compañías como la Kodak, Agfa, Fuji y Dupont han contribuido al desarrollo histórico. Un poco de historia nos remonta a la primera emulsión fotográfica hecha en por el científico Francés J.N.Niepce, en ese entonces se tomaba en adquirir una placa radiográfica alrededor de 8 horas de tiempo de exposición. Muchos años después y tras avances tecnológicos en 1942, salió a la venta el primer procesador automático que contribuyo a mejorar la calidad de las películas. Kodak también invento una película especial para detectar la cantidad de radiación a la que estén expuestos los trabajadores los llamados dosímetros personales de rayos X. En el periodo de 1950 a 1969 Kodak desarrollo el procesador XOMAT que transportaba las películas por medio de rodillos y el producto era una película seca que tan solo tardaba 6 minutos en ser procesada. En 1960, Dupont introdujo una base de poliéster muy flexible y que se adaptaba mejor para el uso de la base de la película; después, en 1965 kodak introdujo los químicos RP XOMAT que ayudaron a que el tiempo de procesamiento de las películas fuera de 90 segundos tal como se hace actualmente. En 1997 se colocó en el mercado las películas XOMAT TL y XOMAT V para visualizar la localización del tumor en radioterapia y para la verificación dosimétrica. El objetivo principal del trabajo es realizar una dosimetría con placas X-Omat V para luego compararlo con los datos obtenidos con una cámara plano paralela y se encuentre un error dentro del margen permitido para en un futuro automatizar el proceso y realizar calibraciones solo con placas y un software libre. MATERIALES Y METODOS Para el estudio se han utilizado películas radiográficas X-OmatV (33 x 41 cm2), ubicadas frente al haz, y al centro de las laminas de acrílico. La película irradiada se analiza en un escáner de sobremesa (HP ScanjetG2410) con opción de adquisición en modo de escala de grises a una resolución de 1200 ppp. Las mismas películas se han analizado también mediante un densitómetro (PTW DENSIX T52001-N4393). Previamente calibrado. Las medidas se verificaron con la cámara plano paralela Exradin A10(XC100063). Las irradiaciones se realizaron en un acelerador lineal Varian 2100C que produce energías

2 nominales de electrones 6, 9, 12 Mev y 6 Mv para fotones. Este acelerador está dotado con colimadores fijos (conos) de 6x6 cm2, 10x10 cm2, 15x15 cm2 y 20x20 cm2 para el uso de electrones. Para nuestro estudio solo usaremos el cono de 6x6 cm 2 a la energía de 6Mev (electrones). Las diferentes irradiaciones se realizan en una única placa radiográfica dividida en 9 partes, protegiendo el resto de la placa tras cada irradiación con láminas de plomo de espesor adecuado para evitar la exposición de zonas no deseadas. Se realiza como primer paso la irradiación de 9 campos usando el aplicador de 6x6 cm2 a 0, 10, 20, 25, 30, 40, 45, 50, 60 UM a una tasa de dosis de 320, el gantry 0 y Colimador 0, Tiempo de disparo:0.15 min, tiempo efectivo de disparo 0.13 min y tiempo reloj: 9seg, todas sobre una base de acrílico de 40mm para evitar la dispersión generada por la mesa y a una profundidad de 10mm de acrílico para obtener el rango lineal de la placa y obtener la respuesta de linealidad. En otra placa se realizan las irradiaciones correspondientes a la relación DO/profundidad, para ello se disparo a distintas profundidades usando las placas de acrílico con diferentes espesores que van desde la superficie hasta el Rango práctico (Rp). Las irradiaciones dedicadas al calibrado han consistido de 8 campos usando el cono para electrones de 6x6 cm2 a 40UM, a una tasa de dosis de 320, el gantry 0 y Colimador 0, Tiempo de disparo:0.15 min tiempo efectivo de disparo 0.13 min y tiempo reloj: 9seg asemejando los términos usados en la calibración de la placa. Se procede al revelado de la película en un Revelador Kodak M35 X-OMAT PROCESSOR que es un tipo de maquina diseñada para trabajo de carga mediana, su interior está dividido en 3 secciones (Tanques de 2 galones de capacidad) por las cuales pasa la película a través de rodillos para cumplir con el proceso de obtención de la imagen (revelado, Fijado y lavado), contiene además una última sección donde por medio de calor la película es secada. Acepta varios tamaños de películas y su velocidad de procesado es de 76 cm por minuto. Posteriormente se procedió a hacer la lectura de la placa irradiada con el densitómetro PTW DENSIX T52001-N4393; obteniéndose las lecturas de densidad óptica, que posteriormente serán relacionados con dosis. (Ver cuadro Nº1) Para comparar los datos obtenidos se realizo las medidas de dosis en profundidad (PDD) en las mismas condiciones de irradiación de la placa, se uso una cámara plano paralela Exradin A10(XC100063), cuba de 45x45x45cm 3, electrómetro STANDAR IMAGING CDX2000B, estos datos se usaran como medidas de referencia. RESULTADOS Para empezar a trabajar se procedió a medir la dosis en profundidad (PDD), con un cono de 6x6 para electrones, además se procedió a hallar el factor de calibración, usando la cámara planoparalela tipo Exadrin A10(XC100063) con las condiciones que se irradiaron las placas X-Omat V, es decir a 40UM con una tasa de dosis de 320UM/min -1 usando el cono de 6x6cm 2, obteniéndose las siguientes lecturas: Prof.(cm) nc % Dosis en prof (PDD) Cuadro Nª 1: Lecturas con la cámara plano paralela, en nc y normalizada al dmax. Estas medidas son normalizadas al Dmax (6) obteniendo así el Porcentaje de dosis en profundidad, lo que permite relacionar que porcentaje de dosis corresponde a cada profundidad.

3 Con ayuda del software llamado DataStudio se obtuvo los PDD (grafico 1). Obsérvese que el Dmax está en el rango de cm de profundidad. Para energía de 6MeV de electrones. errores por dispersión producida por la mesa u otro artefacto) Con la ayuda del densitómetro obtuvimos las siguientes lecturas de densidades ópticas correspondientes a las distintas unidades de monitor. Pero para medir la linealidad de la placa es necesario tener Densidad Óptica(DO) Vs Dosis (cgy), por ello se relaciona las UM con Dosis (ver cuadro 2) : Grafico Nº1: Curva PDD Equipo Varian 2100C; para electrones de 6MeV, usando cono de 6x6 Notamos en el grafico Nº1, que a una profundidad de 1.11 cm le corresponde 99% de la dosis, se disparo 40 UM, se obtuvo el factor de calibración (Fc) 0.95cGy/UM, según procedimiento (6), entonces la dosis recibida a 1.11cm de agua es 38cGy. Dato primordial para los sgtes pasos Nº UM DOSIS (UM*Fc) DO Cuadro N º2: Relacion medidas de DO, Dosis y UM Obsérvese en el (grafico 2) en la recta del ajuste lineal que 38cGy corresponde a 1.22 DO dato que nos relacionará las futuras medidas de nuestra calibración Figura Nº1: Placa X-OmatV irradiada a distintas UM. Para hallar la linealidad de la placa X-Omat. El siguiente paso consta en irradiar una placa dividida en 9 campos de 6x6cm 2 con 0, 10, 20, 25, 30, 40, 45, 50, 60UM respectivamente según Fig. Nº1 y cuadro Nº2, a una profundidad de 1cm de acrílico equivalente a 1.11cm de agua (se coloco 4cm de acrílico debajo de la placa para evitar Grafico Nº2, Linealidad de placa X- OmatV (DO vs dosis) Se comprueba la linealidad de la placa; obteniéndose una desviación de 0.2%. (Grafico Nº 2) A continuación irradiamos con electrones de 6MeV; 8 campos de 6x6cm 2 a distintas profundidades, de manera similar a la realización

4 % Dosis de un PDD pero usando ahora la placa KODAK X-OMAT. Además para simular la profundidad se uso laminas de acrílico como se menciono anteriormente 0.9 cm de acrílico equivale a 1cm de agua Camara Plano Paralela Placa X-OmatV Profundidad(cm) Grafico Nº3: Comparación de PPD (cámara plano paralela Vs Placa dosimétrica) CONCLUSIONES Figura Nº2: Placa X-OmatV irradiada a distintas profundidades En el cuadro Nº3 se relaciono la dosis vs profundidad a partir de las DO, se obtuvo el grafico Nº3 que describe la comparación de PPD leído con cámara plana paralela, vs placa X-omat. Nº 7 8 Prof(cm ) DO Dosis (DO*38)/1.22 %Dosi s Cuadro Nº 3: Relación Do, dosis respecto a cada profundidad y porcentajes de dosis. Con este último paso ya se obtuvo el PDD en dosis, para la placa irradiada, comparando con la grafica inicial hecha con nuestra cámara planoparalela podemos observar las diferencias y el error entre ellas. Según grafico (3) Se ha estudiado un método para la dosimetría de haces de electrones basado en la irradiación de placas X-OmatV, placa que al presentarse, como ya es conocido, en "ready-pack" son de muy fácil manejo. Por haber sido estudiado un campo pequeño es suficiente la utilización de una sola placa radiográfica reduciendo los costos. El uso de elementos como un scanner de mesa para la digitalización de la imagen lo hace a este método muy rápido y versátil ya que en la mayoría de centros posee uno y además permite un estudio mas a profundidad con las imágenes obtenidas. Los resultados obtenidos se encuentran dentro del rango del trabajo de una clínica, por ello no se debe descartar esta método como una manera adecuada de realizar dosimetría. Para posterior trabajo se está diseñando un aditivo de acrílico (material usado en el trabajo) de tal forma que de un solo disparo del acelerador se pueda obtener todas las imágenes deseadas y usando menos área de placa radiográfica. La calibración es validad hasta 2.5cm de profundidad, ya que la incertidumbre crece aun mas a profundidades mayores.

5 REFERENCIAS 1. Granados CE, Andreo P, Brosed A, Lizuain MC, Saez C, Gultresa J. "Incertidumbres y tolerancias de la dosimetría en radioterapia". Curso de la SEFM, Oviedo, International Atomic Energy, Absorved Dose Determination in external beam Radiotherapy.- An International code of Practice Dosimetry based of standards of absorved dose of wáter, Technical reports Series nº398- IAEA. VIENA Carrasco, F.J. Luis, M. Baeza, M. Herrador. protocolo de uso de películas radiocrómicas paraverificaciones dosimétricas en radioterapia. análisis defactores influyentes Servicio de Radiofísica de los Hospitales Universitarios Virgen del Rocío de Sevilla 4. Torres, J. Pérez-Calatayud, F. Lliso1, J. Roselló, E. Casal2,V. Carmona1, V. Puchades1, P. Lopes, E. Tomás. Dosimetría de haces pequeños de electrones mediante un método sencillo basado en película radiográfica Revista de Fisica Medica 20045(2) Shiu AS, Otte VA, Hogstrom KR. "Measurement of dose distributionsusing film in therapeutic electron beams". Med Phys 1989; 16(6): Technical Reports Series Nº 398. Adsorbed Dose Determination in External Beam Radiotherapy. AIEA, WHO, PAHO, ESTRO. Vienna