Aspectos físicos de la incertidumbre en radioterapia de haces externosde la determinación de la dosis absorbida a la determinación de los distribuidores de dosis

Resumen

El objetivo de esta tesis es el estudio de los aspectos de las incertidumbres que afectan la terapia de radiaciones con haces externos. Se ha estudiado la determinación de dosis absorbida en agua en radioterapia de haces externos de fotones generados por aceleradores lineales de electrones, esta determinación se ha llevado a cabo siguiendo las recomendaciones de tres códigos de práctica de uso común en radioterapia: TRS-398 de la IAEA, TG-51 de la AAPM y el británico IPSM 1990. De este modo, se han podido comparar los resultados de dosis absorbida en agua obtenidos de acuerdo a los diferentes códigos de práctica. Se han estudiado las similitudes y diferencias conceptuales entre estos tres protocolos, así como los detalles técnicos que los caracterizan. Las cámaras de ionización que se han utilizado durante este estudio son trazables a los estándars del National Physical Laboratory del Reino Unido, que posee un patrón primario a niveles de terapia con haces de fotones y, calibradas en términos de dosis absorbida en agua a diferentes valores de índices de calidad del haz de fotones. Los resultados obtenidos indican que no se encuentran diferencias en la determinación de dosis absorbida en agua utilizando estos tres códigos de práctica, se reportan incertidumbres estándar (k = 1) a lo largo de todo el estudio. Este resultado es esencial no sólo para la correcta dosimetría de los pacientes de radioterapia, sino que la conformidad de las diferentes recomendaciones es esencial para la realización de ensayos multicéntricos internacionales en radioterapia. La idiosincrasia del cáncer hace que no se puedan obtener evidencias científicas si no es a costa de ensayos extremadamente rigurosos. Se ha procedido a continuación a diseñar un método para la propagación de incertidumbre en la dosimetría física y en la modelización de los haces de radioterapia externa con fotones, de modo que sea factible la asignación de incertidumbre a los parámetros de decisión en la fase de planificación, y, por otro lado, que las decisiones entre planes competitivos puedan tomarse con conocimiento del efecto de estas incertidumbres. La planificación del tratamiento determina el procedimiento técnico por el que se logrará irradiar el tumor minimizando la toxicidad. Las nuevas técnicas de irradiación, como la radioterapia de intensidad modulada, tomoterapia u otras pretenden lograr distribuciones de dosis extremadamente conformadas, de forma que la dosis se pueda elevar en el tumor manteniendo la toxicidad en un nivel razonable. Esto plantea requisitos extraordinarios sobre todas las etapas, y la evaluación exacta del balance coste beneficio, de modo que el plan óptimo sea verdaderamente superior a uno convencional. La propagación de las incertidumbres y su inclusión como elemento de juicio son ahora más importantes que nunca, y deberían evaluarse caso a caso. El método utilizado en esta tesis implica una reelaboración del histograma dosis volumen, con un criterio nuevo de clasificación de los vóxeles en el que se tienen en cuenta posibles modelos probabilísticos para la incertidumbre del cálculo de la dosis absorbida. Se ha investigado la consistencia y robustez del método. El cálculo es relativamente directo y puede ser incluido en una rutina de optimización automática (planificación inversa) sin problemas insalvables. El decisor (el médico radioterapeuta) tiene de este modo una valoración del riesgo y de la limitación en el cálculo de sus parámetros de interés. Para que se pueda aplicar en la práctica este método ha de ser sencillo, y poco sensible a detalles de las hipótesis con que se ha modelado la incertidumbre. Se ha investigado este extremo, encontrándose que resulta esencial la valoración cuantitativa de las incertidumbres de cálculo de dosis absorbida en puntos, pero los detalles del modelo probabilístico asociado son irrelevantes a la hora de evaluar la distribución de dosis.