El documento trata sobre la dosimetría en un tratamiento con IMRT. En 3 oraciones o menos: La dosimetría en tratamientos con IMRT requiere detectores precisos que midan con exactitud la dosis absorbida, ya que estos tratamientos usan campos pequeños con altos gradientes de dosis. Los detectores ideales son las cámaras de ionización por su precisión y linealidad de respuesta, aunque su volumen puede afectar las mediciones en regiones de penumbra. También se usan diodos y TLD por su pequeño t

1. DOSIMETRÍA EN UN
TRATAMIENTO CON IMRT
Sandra Guzmán PhD.
CURSO: NUEVAS TECNOLOGÍAS EN RADIOTERAPIA
V CONGRESO PERUANO DE FÍSICA MÉDICA-TRUJILLO 2012

4.  Pero causa efectos….
 Desde las
bajas
energías…
sol….
 Altas
energías…
 …y podemos cuantificarlos.
…+ dosis
… - dosis
…es necesario valerse de instrumentos
apropiados para detectar su presencia….
…detectores de radiación….

5. Cada clase de detector es sensible
a cierto tipo de radiación y a
cierto intervalo de energía. Así
pues, es de primordial
importancia seleccionar el
detector adecuado a la radiación
que se desea medir. El no hacerlo
puede conducir a errores graves.
Pero nosotros necesitamos
cuantificar la dosis real…por
lo tanto..
Dosímetros: Son detectores que
cumplen requisitos para ser aceptados
como dosímetros.
Los dosímetros son dispositivos
capaces de permitir una lectura de la
dosis absorbida en su sensor que es
directamente proporcional a la cantidad
de radiación ionizante que fue por ella
absorbida [Attix (1986)
 Detector es todo material
que ante la radiación va
presentar cambios.
Todo dosímetro es DETECTOR, pero no todo detector es DOSÍMETRO…

7. La Precisión en las medidas de la dosimetría
especifica, es decir la reproducibilidad de las
medidas en condiciones similares, pueden ser
estimadas por los datos obtenidos de las medidas
repetidas.
Alta precisión se asocia a un desvío patrón
pequeño de la distribución de los resultados de la
medida. Esta incertidumbre está asociada a
fluctuaciones o característica instrumental,
condiciones ambiental y estocásticas propia del
campo de radiación.
La Exactitud en las medidas de la
dosimetría es la proximidad del valor medio
de las medidas al valor esperado o real de
la cantidad medida. La diferencia entre ellos
es caracterizada como incerteza.
Valor Medio

8. La Precisión en las medidas de la dosimetría
especifica, es decir la reproducibilidad de las
medidas en condiciones similares, pueden ser
estimadas por los datos obtenidos de las medidas
repetidas.
Alta precisión se asocia a un desvío patrón
pequeño de la distribución de los resultados de la
medida. Esta incertidumbre está asociada a
fluctuaciones o característica instrumental,
condiciones ambiental y estocásticas propia del
campo de radiación.
La Exactitud en las medidas de la
dosimetría es la proximidad del valor medio
de las medidas al valor esperado o real de
la cantidad medida. La diferencia entre ellos
es caracterizada como incerteza.
Valor Medio
Preciso si si no
Exacto si no no

9. La repetitibilidad es “el grado de concordancia entre los resultados de medidas sucesivas de una misma
grandeza, efectuadas sobre las mismas condiciones”.
La reproductibilidad es “el grado de concordancia entre los resultados de las mediciones de una misma
grandeza efectuadas en tiempos diferentes de medición”.
Tiempo, temperatura, etc

10. Parámetros Valor
Calidad de haz (MV) 6
Tiempo (UM) 100
SSD (cm) 100
Build-up 1.5
Tasa de dosis
(cGy/UM)
320
Campo (cm2
) 20x20
0.86
0.90
0.94
0.98
1.02
1.06
1.10
1.14
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
DDot/Dref
Numero de Irradiación
Series1
Series2
Series3
Series4
Series5
Reproductibilidad: Ejemplo.
5
4
3
2
1
8
7
10
9
6
3 cm
4 cm
20 cm
20 cm
Datos del trabajo realizado con F. Márquez

11. La estabilidad es “la capacidad de un instrumento de
medición en conservar constantes sus características
meteorológicas a lo largo del tiempo”.
Tiempo
La linealidad es una de las características del
dosímetro a través de la cual puede ser evaluada la
proporcionalidad de su respuesta con el aumento de la
dosis absorbida. Dos ejemplos de las características de
respuestas de sistemas dosimétricos son presentados:
La curva “A” exhibe primero linealidad con la dosis
absorbida, después un comportamiento supralineal, y
finalmente saturación. La curva “B” primero exhibe
linealidad y después saturación con la dosis absorbida.

12. Parámetros Valor
Calidad de haz (MV) 6
Tiempo (UM) 10-1600
SSD (cm) 100
Build-up 1.5
Tasa de dosis
(cGy/UM)
320
Campo (cm2
) 20x20
2 5
1
4
20 cm
20 cm
4 cm
Linealidad: Ejemplo.
y = 1.143x - 15.66
R² = 0.999
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0 500 1000 1500 2000
NanoDot
D (25-1500) cGy
Datos del trabajo realizado con F. Márquez

13. La sensibilidad es la variación de la respuesta de un instrumento de medida dividida por la correspondiente
variación del estímulo.
Depende de factores como: lote del material, dosis administrada, tiempo de tratamiento térmico, de la temperatura
utilizada en la lectura, región de integración de interés en la curva, etc.

14. La dependencia energética, la respuesta de un sistema dosimétrico generalmente es función de la calidad del
haz de la radiación (energía). Los sistemas dosimétricos son calibrados en calidades específicas de haz y son
utilizados sobre una gamma de valores de energía. Así la variación da respuesta do sistema con calidad da
radiación debe ser corregida. Idealmente, a respuesta en energía debería ser plana, de ese modo do sistema
seria independiente da energía.

15. Parámetros Valor
Calidad de haz 1.25 MeV 6 MV 18 MV
Tiempo 2 min 47
s
100
UM
200 UM
SSD (cm) 80 100 100
Build-up 0.5 1.5 3
Tasa de dosis (cGy/UM) 36.02* 320 500
Campo (cm2
) 10x10 10x10 10x10
2
1
4
20 cm
20 cm
4 cm
Dependencia Energética: Ejemplo.
0.800
0.820
0.840
0.860
0.880
0.900
0.920
0.940
0.960
0.980
1.000
1.020
1.040
1.060
1.080
1.100
1.120
1.140
1.160
1.180
1.200
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D(E)/D(60Co)
Energía efectiva (MeV)
Datos del trabajo realizado con F. Márquez

16. La dependencia espacial, resolución y tamaño físico, la dosis absorbida es una magnitud puntual y el
dosímetro debe permitir la determinación de la dosis absorbida en un volumen menor posible, para que la dosis
absorbida pueda ser caracterizada.
La dependencia direccional, es la variación de la respuesta de un dosímetro con el ángulo de incidencia de la
radiación se conoce como dependencia direccional o angular. Los dosímetros exhiben generalmente
dependencia direccional debido a los detalles de construcción geométrica y tamaño físico, y la energía de la
radiación incidente.

17. 0º
90
º
Parámetros Valor
Calidad de haz (MV) 6
Tiempo (UM) 100
SSD (cm) 100
Build-up 1.5
Tasa de dosis
(cGy/UM)
320
Campo (cm2
) 20x20
Dependencia Direccional: Ejemplo.
0.80
0.83
0.85
0.88
0.90
0.93
0.95
0.98
1.00
1.03
1.05
1.08
1.10
1.13
1.15
1.18
1.20
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0
Angulo (º)
D/D(0º)
Datos del trabajo realizado con F. Márquez

18. Desvanecimento de la señal
y = 8E-10x4 - 3E-07x3 + 3E-05x2 - 0.001x + 0.994
R² = 0.543
0.8
0.82
0.84
0.86
0.88
0.9
0.92
0.94
0.96
0.98
1
1.02
1.04
1.06
1.08
1.1
0 50 100 150 200
Respuesta
Numero de lectura

19. Parámetros Valor
Calidad de haz (MV) 6
Tiempo (UM) 200
SSD (cm) 100
Build-up 1.5
Tasa de dosis (cGy/UM) 80. 160, 240 y 320, 400
Campo (cm2
) 20x20
2 5
1
4
20 cm
20 cm
4 cm
Dependencia con la tasa de dosis
Datos del trabajo realizado con F. Márquez
0.80
0.83
0.85
0.88
0.90
0.93
0.95
0.98
1.00
1.03
1.05
1.08
1.10
1.13
1.15
1.18
1.20
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Tasa
FN(320)

23. Cámara de Ionización
•Buena reproducibilidad (< ±0.31%)
•Respuesta lineal R2
=1.000
•Mínima dependencia direccional (cilíndrica)
•Respuesta independiente con la calidad del haz
•Trazable con los LPCD/LSCD
•Aun no hay estudios de su respuesta con incidencia del haz en oblicua
•

24. Cámara de Ionización
•Volumen (resolución espacial):
•En IMRT, se trabaja con regiones de alto gradiente, el efecto volumen está
asociado a la región de la penumbra
•
largura ou diâmetro do campo ≥ alcance dos elétrons
10 cm
10 cm
a
b
Desequilíbrio eletrônico lateral
EEL
A dose depositada é produzida quase inteiramente por e- secundários
Poucos e- gerados
Dose de rad.
diminui
rapidamente
DEL
O espectro fica privado de e-
de energia menores que
se originam em pontos localizados a distâncias
menores que o dmax.

25. Cámara de Ionización
•Volumen:
•Cálculos* de factor de perturbación (MC ) para CI grandes (Farmer 6mm de diámetro, 23
mm de longitud) determinados para campos estáticos y dinámicos de IMRT se encontró
un valor de 10%.
•
*H. Bouchard and J. Seuntjens, “Ionization chamber-based reference dosimetry of intensity modulated radiation beams,”
Med. Phys. 31, 2454–2465 2004.
Fabricante PTW-Freiburg
Tipo cilíndrica
Série 31010
Volume 0,125 cm3
Parede da CI PMMA-grafite
Espessura da parede 0,55 mm (PMMA) + 0,15 mm (grafite)

26. Cámara de Ionización
•Volumen:
•Factor de campo:
•

27. Cámara de Ionización: Consecuencias
•Volumen:
• Factor de campo:
•

28. •Volumen:
•Factor de campo:
Cámara de Ionización: Consecuencias

29. •Volumen:
• PDD
Cámara de Ionización

30. •Volumen:
•PDD
Cámara de Ionización: Consecuencias

31. Cámara de Ionización
•Volumen:
•Perfiles

32. •Volumen:
•Perfiles
Cámara de Ionización: Consecuencias

33. •Volumen:
•Perfiles
Cámara de Ionización: Consecuencias

34. Cámara de Ionización
•Dependencia energética
•La respuesta es plana para haces de MV.
•Para CI pequeñas, para el incremento de señal de ionización, los electrodos son
hechos de materiales de alto Z, causando una significante variación de sensibilidad,
con el tamaño de campo y profundidad.
•Ejm:
• PTW Pin Point y Wellhofer/Scanditronix CC01-electrodos de acero
•Causas: Sobre respuesta para fotones de baja energía, gran cantidad para campos
de tratamientos grandes (debe ser evaluado) IMRT de campos estáticos.
C. Martens, C. De Wagter, and W. De Neve, “The value of the PinPoint
ion chamber for characterization of small field segments used in intensitymodulated
radiotherapy,” Phys. Med. Biol. 45, 2519–2530 2000.

35. Cámara de Ionización
•Dependencia energética

36. Diodo
• Usualmente de pequeños volúmenes y alta sensibilidad
• Sensibilidad: Diodo-cámara 20 -100 veces mayor

37. Diodo
• Silicio (alto Z) aumenta la sensibilidad para fotones de baja energía, pero los diodos
son usados usualmente para distribuciones de campos pequeños, donde hay poco
fotones de baja energía.
•Se puede usar filtros
•Buena respuesta en el eje, pero baja respuesta fuera de eje*.
•Presenta dependencia de orientación, perpendicular 3%**
•Si se irradia en paralelo 15%***
*C. McKerracher and D. I. Thwaites, “Assessment of new small-field detectors against standard-field detectors for practical stereotactic beam
dataacquisition,” Phys. Med. Biol. 44, 2143–2160 1999.
**M. Westermark, J. Arndt, B. Nilsson, and A. Brahme, “Comparative dosimetryin narrow high-energy photon beams,” Phys. Med. Biol. 45,
685–702 2000.
***40B. Nilsson, B. I. Ruden, and B. Sorcini, “Characteristics of silicon diodes as patient dosimeters in external radiation therapy,” Radiother.
Oncol. 11, 279–288 1988.

38. Fabricante Institute of Nuclear Physics, Poland [Bilski, 2002].
Tipo MTS-N
Material LiF: Mg, Cu, P
Dimensões 2,0 mm de diâmetro e 0,5 mm de comprimento
Massa 35 mg
Número atômico
efetivo
8,2
Quantidade 31
TLD

39. TLD
CI
60
Co, 2 Gy, DFS=80 cm
TLD
• Calibración: Fatores de calibración individual (0,771-0,992)

41. Electrómetro

42. Electrómetro
• Fuga Camara-cable-electrometro ~ 0: 10-15
A.
Bien: 10-15
A
Regular: 10-14
A
Regular: 10-13
A

43. 1%
5%
10%
Dosis: 200 cGy.IMRT

44. Evaluación de fuga: Para
diferentes volúmenes CI
Dosis: 200 cGy.IMRT-
10 min

46. Películas Radiograficas
•Usado medidas de perfiles, factores de
campo pequeños, PDD, para validación de
la dosimetria relativa de una planificación
paraun tratamiento de IMRT en un fantoma.
•Evaluar el rango de uso (curva
caracteristica y velocidad): Agfa,
CEA,DuPont, Fuji, Kodak y Konica.
•Para medidas de dosis de campos
individuales de IMRT, Kodak XV2 (100cGy)
o EDR2 (500 cGy) son usadas.
•
S. Pai, I. J. Das, J. F. Dempsey, K. L. Lam, T. J. Losasso, A. J. Olch, J. R. Palta, L. E. Reinstein, D. Ritt, and E. E. Wilcox, “TG-69: Radiographic
film for megavoltage beam dosimetry,” Med. Phys. 34, 2228–2258 2007.

47. Ln (Dose absorvida)
Películas Radiograficas
Fabricante Kodak
Tipo X-Omat V
Tamanho 33 x 41cm
Contraste 0,095
Latitude 1-2,08
Velocidade 0,03
Tipo de emulsão AgBr
Quantidade 50 filmes
S. Pai, I. J. Das, J. F. Dempsey, K. L. Lam, T. J. Losasso, A. J. Olch, J. R. Palta, L. E. Reinstein, D. Ritt, and E. E. Wilcox, “TG-69: Radiographic
film for megavoltage beam dosimetry,” Med. Phys. 34, 2228–2258 2007.
• Evaluar la curva sensitometría de
forma inmediata después de irradiar
las películas.
• caso particular: EDR2: campos
compuestos IMRT, se recomienda
procesar 1 hora después de la
irradiación, permitiendo estabilizar la
película.
•

49. Películas Radiocrómicas: Propiedades

50. 95A. Niroomand-Rad, et. Al , “Radiochromic film dosimetry:
Recommendations of AAPM Radiation Therapy Committee
TG 55. American Association of Physicists in Medicine,”
Med. Phys. 25, 2093–2115 1998.
Películas Radiocrómicas: Variedades
•Gafchromic MD-55 y HS (baja sensibilidad)
•Gafchromic EBT (alta sensibilidad) similar a Kodak EDR-2
•

51. Películas Radiocr ómicas: Sensibilidad
•Gafchromic MD-55 y HS (baja sensibilidad)
•Gafchromic EBT (alta sensibilidad) similar a Kodak EDR-2
•

52. Películas Radiocr ómicas: Dependencia Energética

53. Películas Radiocr ómicas: Linealidad

54. Películas Radiocr ómicas: Desvanecimiento

55. Películas Radiocr ómicas: Uniformidad

56. Resolución espacial pobre: 0.25-0.8mm
Resolución espacial alta: 0.34-0.042mm
Películas Radiocr ómicas: Densitómetro

58. •Arreglo de detectores calibrados entrega lecturas acumulativas de
dosis absorbida a través de un plano en 2D .
• Ofrecen un potencial para el incremento en la eficiencia, porque
después de la calibración cruzada, ellos pueden ser usados para
proveer un gran numero de medidas de dosis en una simple
irradiacion (por haz), .
•Se puede detectar errores de posición de las láminas, factores de
campos pequeños.
• Si la resolución espacial: es baja>7mm . Se debe iniciar el
comisionamiento con un sistema de alta resolución (ejem. pelicula)
•Una de las limitaciones se consigue verificar cada haz de forma
independiente, no como una distribución de dosis en 3D.
•Mismo con esa limitación los detectores en 2D, son una buena
herramienta debido a su eficiencia.

59. • MAPCHECK-Sun Nuclear
•Arreglo de diodos: 445
•Area: 22x22cm2
•Espacio entre diodos son: 7.07 (campo 10x10 cm2)
•Espacio mayores a campo de 10x10cm2: 14.4 mm
•El diodo tiene un build-up de 2cm y ancho para la retrodispersion de 2.3 cm,
•Sección transversal fisica de cada diodo: 0.8mm2
•Respuesta del diodo es lineal, con dosis de saturacion de ~2.8Gy
•Sensibilidad 2%
•Calibrado a traves de un sencillo proceso dado en fabrica ( calibrado primero a traves de
irradiaciones de campos estáticos, luego con una secuencia de campos, identificando la calibracion
relativa de cada detector, finalmente se calibra a traves de una dosimetria absoluta de una dosis
conocida eb el eje central), Según publicaciones este tipo de calibración es estable, por lo menos 6
meses.
•El sistema de calibración varia con la temperatura en ~0.5%/oC

60. •Arreglo de diodos:

61. • MAPCHECK-Sun Nuclear
•Usado para verificación de distribución de dosis absoluta y relativa.
•Para campo grande IMRT, se puede reducir el SSD, o se mantiene el campo dentro de los 22 cm2 de area
activa.

62. • MAPCHECK-Sun Nuclear
•El Software interpola las medidas de dosis puntuales generando un mapa en 2D de la distribucion de dosis
en IMRT en la profundidad de medida,

63. • PTW-OCTAVIUS
•Version 1-seven29: Area 27x27 cm2
•Version 1: 256 detectores
•seven29: 729 detectores
•Version 1: seccion transversal de la camara de 8x8mm2, y
con 8mm de material de agua equivalente entre camaras
adiacentes, para evitar la perturbacion de flujo de electrones
secundarios entre camaras vecinas.
•seven29: seccion transversal de la camara de 5x5mm2, y
con 5 mm de material de agua equivalente entre camaras
adiacentes, para evitar la perturbacion de flujo de electrones
secundarios entre camaras vecinas.
•Reproducibilidad: 0.2% (corto tiempo) y 1%(largo tiempo
4 meses)
•Linealidad: 0.4% (2-500UM)
TG-120

64. •El arreglo de cámaras de ionización en
2D, tiene detectores espaciados de 1x1
cm2, asi ellos no proveen suficiente alta
resolucion para la distribución de
isodosis*.
•Varios investigaciones han estudiado las
limitaciones de este arreglo para QA en
IMRT.
TG-120
PTW-OCTAVIUS

66. •Para campo grande IMRT, se puede reducir el SSD, o se mantiene el campo dentro de los 22 cm2 de area activa.
•Ptw- octavius
•Usado para verificación de distribución de dosis absoluta y relativa.

71. fis_guzman@yahoo.com
¡GRACIAS!