Establishment of a protocol for total body irradiation with the intensity-modulated volumetric arc therapy technique.

Ilustraciones y fotografíasEn este trabajo se estableció un protocolo TBI/VMAT que requirió la previa construcción de un simulador anatómico para caracterizar algunas de las etapas del tratamiento, tales como: 1) la inmovilización del paciente en una camilla construida para TBI/VMAT con la habilidad de girar libremente alrededor de su eje central, 2) la obtención de imágenes diagnósticas de cuerpo completo del paciente mediante fusión de imágenes parciales, 3) la planeación de los haces de radiación utilizando múltiples isocentros para el cálculo de la dosis absorbida por los órganos y tejidos del paciente y, 4) la verificación del tratamiento antes y durante su aplicación, usando arreglos de detectores. En el protocolo de TBI/VMAT desarrollado en este trabajo se establecen los elementos requeridos, tales como una camilla especial y accesorios de inmovilización, para implementar el tratamiento en cualquier centro de radioterapia que disponga de acelerador lineal clínico con producción de fotones de 6 MV. Se determinó que aunque el equipo de tomografía computarizada puede hacer una adquisición de hasta 140 cm sin pausa, cuando la altura de un paciente supera el rango máximo de irradiación permitido sin tener que modificar su posición en el acelerador, en nuestro caso 110 cm, se debe considerar la adquisición de imágenes parciales. Para facilitar la planeación VMAT el paciente debe inmovilizarse con las piernas juntas y los brazos unidos al cuerpo y para las imágenes parciales se recomienda una ubicación inicial cráneo-caudal con una posterior rotación a la posición caudo-craneal. La planeación del tratamiento se hace con 5 isocentros ubicados a lo largo del cuerpo, con un esquema de tratamiento de 1200 cGy en seis sesiones. La dosis se optimizó en las intersecciones de los arcos de radiación y en la intersección que se genera adicionalmente en la pelvis cuando se rota al paciente para dar el tratamiento. Como resultado de las planeaciones se logró una distribución homogénea de la dosis en el volumen objetivo y una reducción de los puntos calientes en las zonas de intersección en la pelvis. La dosis en pulmón no logró reducirse hasta la dosis objetivo, pero posiblemente esto se logre en un paciente cuando los brazos estén unidos a su cuerpo. A diferencia de la TBI convencional, en la TBI/VMAT se puede conocer la distribución dosis entregada al paciente y a los OARs permitiendo una evaluación del tratamiento. Se hizo la verificación en de la ejecución del tratamiento planeado con el tratamiento entregado usando mediciones en arreglos de detectores semiconductores. Al establecer como criterio una diferencia máxima del 3\% en la dosis y de 3 mm en la posición, se obtuvo que solo un 2\% de los valores están por fuera de este rango. En conclusión, este trabajo permitió obtener por medio de un simulador anatómico un protocolo para la implementación por primera vez en Colombia de TBI/VMAT, el cual servirá de base para la implementación futura de esta técnica en pacientes. (Texto tomado de la fuente). (Texto tomado de la fuente)Total body irradiation (TBI) is a therapy intended for administration, with high-energy X-rays emanating from a clinical linear accelerator, of a uniform radiation dose in the patient’s whole body, minimizing radiation dose in organs at risk. This technique has proven its effectiveness in conditioning patients with diseases such as leukemia, multiple myeloma or some types of lymphoma, prior to the stem cell transplant. TBI is given for two purposes: 1) to destroy cancer cells that have not been killed by surgery, chemotherapy or local radiotherapy, and 2) to decrease the response of patient’s immune system, preventing it from attacking the newly transplanted stem cells. The most common method of delivering TBI is with the patient at several meters from the source, requiring the standard settings to be changed in the treatment room. Additionally, to reduce dose in organs at risk, it is necessary to fabricate customized blocks made of toxic materials such as lead or cerrobend (a lead, zinc and bismuth alloy). One option to solve these problems is to implement TBI with intensity-modulated volumetric arc therapy (VMAT), thus avoiding the need for personalized shields and allowing the therapy to be performed at the standard radiotherapy distances. In this work, a protocol for TBI/VMAT was established, which required the prior construction of a phantom to characterize some of the treatment stages, such as: 1) immobilization of the patient on a treatment table with the ability to freely rotate about the central axis, 2) obtaining diagnostic images of the entire body of the patient by fusion of partial images, 3) planning of the radiation beams using multi-isocenters for calculation of the absorbed dose in organs and tissues of the patient and 4) treatment verification before and during its application, using detector arrays. The TBI/VMAT protocol developed in this work establishes the required elements, such as a special table and immobilization accessories, to implement the treatment in any radiotherapy center that has a clinical linear accelerator with photon production at voltages of 6 MV. It was determined that although the computer tomography system can make an acquisition of 140 cm without pause, partial images should be considered if patient’s height is higher than the maximum range of irradiation (110 cm) without having to modify the position of the patient in the accelerator. To facilitate VMAT planning, the patient should be immobilized with the legs close to each other and with the arms close to the body and for the partial images it is recommended an initial cranio-caudal position of the patient with a subsequent rotation in the caudo-cranial position. The treatment planning has 5 isocenters along the body, giving 1200 cGy over 6 sessions with a maximum dose of 800 cGy in lungs. Dose was optimized at the intersections of the irradiation arcs and at the intersection of the beams generated when the patient is rotated during the treatment. A comparison was made in the anatomical simulator between the planned treatment and the delivered treatment using measurements with arrays of semiconductor detectors. With the criterion of a maximum difference of 3 % in the dose and 3 mm in the position, it was obtained that only 2 % of the values are outside this range. In conclusion, this work made it possible to establish, by using an anatomical simulator, a protocol for the first implementation in Colombia of TBI/VMAT, which will serve as the basis for the future implementation of this technique in patients.Primera etapa de protocolo de tratamiento de irradiación corporal total empleando arcoterapia de intensidad modulada utilizando camilla giratoria. Con un simulador anatómico se evidencia identifican pautas para las etapas de: inmovilizacion, simulación, planeación,control de calidad y entrega de tratamiento.MaestríaMagíster en Física MédicaRadioterapi