dc.contributor.advisor | Garrido Bretón, Carlos | |
dc.contributor.advisor | Torres Betancort, Manuel Eulalio | |
dc.contributor.author | Prieto González, Daniel | |
dc.date.accessioned | 2021-07-29T11:30:47Z | |
dc.date.available | 2021-07-29T11:30:47Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.identifier.uri | http://riull.ull.es/xmlui/handle/915/25013 | |
dc.description.abstract | En España se diagnostican cerca de 30.000 nuevos cánceres de mama cada año [1][2], la
mayoría de ellos en mujeres. Los estadios en los que se suelen encontrar estos a la hora
de la detección son muy variados, pero, dadas las características de este tipo de
enfermedad, la acción más usual en el tratamiento es la extirpación del tumor mediante
cirugía (tumorectomía). Tras la operación, la paciente se somete a sesiones de radioterapia
externa hasta cinco o seis semanas después de la intervención.
Dicho procedimiento conlleva grandes esfuerzos físicos, psicológicos y económicos por
parte de la paciente y del equipo médico. La tendencia actual de la oncología es minimizar
este tipo de procesos, haciéndolos menos invasivos, con menor agresividad y más cortos
en el tiempo. Por ello, centros como el Hospital Universitario de Canarias (HUC) han
adquirido equipos como el ioRT-50 (intraoperative radiation therapy), de la empresa
alemana Ecklert & Ziegler-Womed (WOLF-Medizintechnik GmbH). Se trata de un
instrumento de última generación que permite la aplicación de radioterapia superficial e
intraoperatoria, adquirido por el hospital en diciembre de 2017 y puesto en marcha en el
verano de 2019 [3][4]
.
El ioRT-50 se puede utilizar en braquiterapia después de la extracción del cáncer de mama
bajo unos criterios clínicos específicos, relacionados con la edad de la paciente, el tamaño
y localización del tumor y el estiaje de la enfermedad . En el caso de que sea posible su
aplicación, el instrumento se introduce en el lecho tumoral, radiándolo para asegurar la
eliminación de posibles células cancerígenas residuales. De esta manera, la paciente no
tiene que someterse a una radioterapia posterior y despierta de la anestesia con el
tratamiento local realizado.
Para garantizar su seguridad, es necesaria una caracterización del haz de radiación emitido
y control de calidad que asegure el correcto funcionamiento del aparato. En el siguiente
documento se detalla el proceso llevado a cabo para la caracterización de los perfiles de
radiación, estudiando que los valores de dosis calculados concuerden con los resultados
facilitados por el fabricante.
En primer lugar, se obtiene la curva de calibración o curva sensitométrica. Este gráfico
permite relacionar la duración de los disparos y el oscurecimiento de las películas
radiológicas con la dosis radiada. Para ello, se utiliza un aplicador cilíndrico y películas
sensibles a la radiación denominadas ETB3. El montaje experimental consiste en láminas
de agua sólida, una cámara de ionización y un electrómetro, así como un barómetro y un
termómetro.
Doce películas se radian en diferentes tiempos, de treinta segundos a seis minutos.
Mientras tanto, la carga se detecta tres veces. Al realizar un ajuste lineal, se determinan
el resto de los valores. Se pasa de la carga a la dosis por factores de conversión. Las
películas se digitalizan con un escáner y se analizan mediante el software libre ImageJ.
Se obtiene el valor de oscurecimiento del píxel. Finalmente, este parámetro se relaciona
con los datos de dosis medidos mediante un ajuste hiperbólico. Una vez calculada la curva
de referencia, se trabaja con los aplicadores esféricos quirúrgicos. La siguiente parte de la caracterización consiste en determinar la duración de los disparos
con cada aplicador para irradiar una dosis de 12,5 Gy a 5 mm de profundidad. Para ello,
el proceso que se explica a continuación se repite con los cinco aplicadores. Estos
dispositivos tienen diámetros de 35 a 55 mm, aumentando de cinco a cinco. El montaje
experimental es el siguiente: películas diseñadas para el trabajo, software Rad-Control II
y una cuba llena de agua. Preparado el dispositivo, se irradian las películas necesarias. Se
realizan dieciséis tomas por cada aplicador, ochenta en total. Las películas se agrupan en
series de ocho. La duración de los disparos es de un minuto para los aplicadores SP-35,
SP-40 y SP-45 y de dos para los SP-50 y SP-55, todo ello con el objetivo de que los datos
no varíen mucho.
Una vez radiadas, las películas son recogidas. Se escanean y se analizan con ImageJ. El
trazador de rectas se utiliza para obtener el "Plot Profile" de las películas en diferentes
ángulos (40º, 50º, 70º, 90º, 130º, sus opuestos, y 180º). Los datos se agrupan en lotes de
cuatro películas en un archivo de Excel y abarcan desde el centro de la película hasta el
borde. A continuación, se selecciona el valor absoluto de un ángulo y se calcula la curva
PDD. Para ello, se realiza un ajuste en Excel. Se representa la tasa de dosis frente a los
valores de profundidad y se calculan los parámetros de la curva: la tasa de dosis
superficial y el coeficiente de atenuación.
Cuando se obtienen dichos coeficientes para todos los ángulos de un aplicador, se
sustituyen en una tabla. Se calcula la media y la dosis (12,5 Gy) se divide por ella. Así se
calcula la duración del disparo. El proceso se repite para las otras doce películas y para
todos los aplicadores. Los nuevos datos se comparan con los de la caracterización anterior
y se discuten sus características. Si no se han visto modificados en exceso, el resultado se
considera satisfactorio.
Finalmente, se comenta la aplicación del ioRT-50 en una sesión de radioterapia
intraoperatoria. En primer lugar, es calibrado por la mañana por el equipo de radiofísica.
Se trata de un proceso sencillo que dura menos de media hora. Si los resultados son
favorables, el instrumento es llevado a quirófano. Una vez extirpado el tumor y realizada
la actuación del equipo de medicina nuclear, se aplica el disparo con el tiempo calculado
por la calibración anterior. Luego, la incisión se cierra y finaliza la intervención. La
participación en un proceso de estas características es fundamental para la experiencia de
ser radiofísico. | es |
dc.description.abstract | About 30,000 new breast cancers are diagnosed in Spain each year [1][2], most of them in
women. The stages in which these are usually found at the time of detection are very
varied, but, given the characteristics of this type of disease, the most common action in
treatment is the removal of the tumour by surgery (lumpectomy). After the operation, the
patient undergoes external radiotherapy sessions up to five or six weeks after the
intervention.
This procedure involves great physical, psychological and economic efforts on the part
of the patient and the medical team. The current trend of oncology is to minimize this
type of process, making them less invasive, less aggressive, and shorter in time. For this
reason, centres such as the University Hospital of the Canary Islands (HUC) have
acquired devices as the ioRT-50 (intraoperative radiation therapy), from the German
company Ecklert & Ziegler - Womed (WOLF-Medizintechnik GmbH). It is a modern
instrument that allows the application of superficial and intraoperative radiotherapy,
acquired by the hospital in December 2017 and launched in the summer of 2019 [3][4]
.
IoRT-50 can be used in brachytherapy after breast cancer removal under specific clinical
criteria, related to the patient's age, tumor size and location, and disease stretching. If it is
possible, the instrument is introduced into the tumor bed, radiating it to ensure the
elimination of possible residual cancer cells. In this way, the patient does not have to
undergo subsequent radiotherapy and wakes up from the anesthesia with the local
treatment performed.
To make sure patient safety, calibration is necessary to secure the proper functioning of
the device. The following document details the process carried out for this purpose,
characterizing the radiation profiles, and studying that the dose values obtained agree with
the results of the last calibration and those provided by the literature.
First, you get the calibration curve or sensitometric curve. This graph allows to relate the
duration of the shots and the darkening of the radiological films with the radiated dose.
For this purpose, a cylindrical applicator and radiation-sensitive films called ETB3 are
used. The experimental assembly consists of solid water sheets, an ionization chamber,
and an electrometer. A barometer and a thermometer are also available.
Twelve films are broadcast at different times, from thirty seconds to six minutes.
Meanwhile, the load is detected three times. By making a linear adjustment, the rest of
the values are determined. It is passed from load to dose by conversion factors. The films
are digitized with a scanner and analysed by a free software, ImageJ. The darkening value
of the pixel is obtained. Finally, this parameter is related to the dose data measured by
hyperbolic adjustment. When the reference curve has been calculated, we work with the
surgical spherical applicators.
The next part of the calibration consists of determining the duration of the shot with each
applicator to radiate a dose of 12,5 Gy at 5 mm depth. To do this, the process explained
below is repeated with the five applicators. These devices have diameters from 35 to 55 mm, increasing from five to five. The experimental assembly is as follows: films designed
for the job, Rad-Control II software, and a bucket filled with water. Prepared the device,
the necessary films are radiated. Sixteen shots are made for each applicator, eighty in total.
The films are grouped into series of eight films. The duration of the shots is one minute
for the SP-35, SP-40, and SP-45 applicators. The duration for SP-50 and SP-55 is two
minutes. The goal is that the data does not vary much.
The films are collected. It is scanned with a scanner and analysed with ImageJ. The line
selector is used to obtain the “Plot Profile” of the films at different angles (40º, 50º, 70º,
90º, 130º, their opposites, and 180º). The data are grouped into batches of four films in
an Excel file and they are from the centre of the film to the edge. Then, the absolute value
of an angle is selected and the PDD curve is calculated. To do this, an adjustment is made
in Excel. The dose rate versus depth values is represented and the curve parameters are
calculated. These are surface dose rate and attenuation coefficient.
When they are obtained for all angles in an applicator, the values in a table are substituted.
The mean is calculated. The dose (12,5 Gy) is divided by this. Now, the duration of the
shot is gotten. The process is repeated for the other twelve films and for all applicators.
The new data are checked against those of the previous calibration and its characteristics
are discussed. If they have not changed much, the process has been successful.
Finally, the application of ioRT-50 in an intraoperative radiotherapy session is discussed.
First, it is calibrated in the morning by the radio physics team. It is a simple process, and
it lasts less than half an hour. If conditions are favourable, the instrument is taken to the
operating room. When the tumour is removed and the nuclear medicine team acts, the
device is prepared. The radiology equipment applies the shot with the time given by the
previous calibration. Then, the incision is closed and the operation ends. Having
participated in this experience is an important part of the work of a radio physicist. | en |
dc.format.mimetype | application/pdf | |
dc.language.iso | es | |
dc.rights | Licencia Creative Commons (Reconocimiento-No comercial-Sin obras derivadas 4.0 Internacional) | |
dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.es_ES | |
dc.subject | Radiofísica | |
dc.subject | Radioterapia intraoperatoria | |
dc.subject | ioRT-50 | |
dc.title | Caracterización de un equipo para radioterapia intraoperatoria (ioRT-50) | |
dc.type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis | |