UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA – UNI

CENTRO SUPERIOR DE ESTUDIOS NUCLEARES – CSEN

MAESTRIA CON MENCION EN FISICA MÉDICA

SIMULADORES TC

CURSO: RADIOTERAPIA I

DOCENTE: Dra. Sandra Guzmán C.

ALUMNO: Luis Alberto Obando Torres.

29 DE AGOSTO DEL 2013

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INDICE

CONTENIDO PAGINA

I. RESUMEN 3

II. INTRODUCCIÓN 3

III. OBJETIVO DE UN SIMULADOR TC 4

IV. JSUTIFICACIÓN 4

V. DEFINICION 4

VI. PRINCIPIO FISICO 6

VII. METODOLOGÍA 8

VIII. PROCEDIMIENTO 8

IX. TIPOS DE TOMOGRAFOS SIMULADORES 12

X. CONCLUSIONES 13

XI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 13

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SIMULADORES TC

I. RESUMENLos Simuladores TC son muy importantes en una institución médica debido a

que es un método no invasivo que proporciona diversos conjuntos de imágenes de las estructuras y patologías de los órganos analizados. La comprobación o simulación del tratamiento se hace básicamente en torno a parámetros geométricos y anatómicos. Mediante los geométricos se comprueba principalmente que todas las distancias propuestas por el sistema de planificación y cálculo coinciden con las determinadas sobre el paciente (distancias fuente superficie, altura de las entradas de los haces, solapamiento de campos, etc.). Respecto a los anatómicos, además de aquellos que se pueden verificar a simple vista (límites de campo que han de pasar por una determinada zona anatómica, etc.), se suele recurrir a la realización de placas radiográficas comparándolas a continuación con las obtenidas en el sistema de planificación y cálculo.

II. INTRODUCCIÓNLa tomografía computarizada (TC) es considerado como el mayor invento de la

radiología después del descubrimiento de los rayos-X.

La tomografía computarizada fue inventado por el ingeniero eléctrico Godfrey N. Hounsfield (1919 -), por la que recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1979, junto con el origen africano de América del Sur, el físico Allan McLeod Cormack (1924 -). Cormack desarrollado en 1956 y la teoría matemática de cómo múltiples rayos proyectados sobre el cuerpo en diferentes ángulos, pero en un solo plano, sería proporcionar una imagen mejor que el haz único utilizado en la radiografía. Sus trabajos fueron publicados en el Journal of Applied Physics, en 1963 y 1964.

Hoy es uno de los métodos de diagnóstico más importantes es central para la actividad médica, debido a que es un método no invasivo que proporciona conjunto de imágenes de las estructuras y patologías de los órganos analizados.

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La TC utiliza una máquina de rayos X que gira a su alrededor, haciendo radiografías cruzan su cuerpo. Estas radiografías se convierten por un equipo llamado los cortes tomográficos. Esto significa que la TC crea imágenes de estructuras internas del cuerpo y los órganos a través de secciones transversales, una serie de secciones en rodajas son ensamblados por el ordenador para formar una imagen completa.

La simulación basada en Tomografía Computada se ha vuelto una pieza esencial en radioterapia para mejorar el flujo de trabajo de un departamento atareado. Los simuladores proporcionan la capacidad de imitar la mayoría de las geometrías de tratamiento alcanzables en las unidades de tratamiento megavoltage y para visualizar los campos de tratamiento resultantes en las radiografías o bajo examen fluoroscópico del paciente. Se componen de una disposición de pórtico y tabla similar a la que se encuentra en las unidades de tratamiento megavoltage isocéntricos, con la excepción de que la fuente de radiación en un simulador de calidad es un tubo de rayos X de diagnóstico en lugar de un acelerador lineal de alta energía o una fuente de cobalto. Algunos simuladores tienen un accesorio especial que les permite recoger información de la sección transversal paciente de manera similar a un escáner TC, la combinación se conoce un simulador de TC.

III. OBEJTIVO DE UN SIMULADOR TC:Localizar y diseñar los volúmenes a tratar teniendo en cuenta una serie de

parámetros que variarán dependiendo del tipo, la localización y de la extensión del tumor, así como de las características de cada paciente y los órganos de riesgo que se encuentran alrededor.

IV. JUSTIFICACIÓNLa preocupación por la optimización de la administración de dosis en los

tratamientos de radioterapia, han llevado que hoy en día se tenga en cuenta algunas generalidades relevantes como: órganos de riesgo, dosis máximas permisibles, posicionamiento e inmovilización del paciente, anotaciones en el esquema de tratamiento.

V. DEFINICIÓN

Simulación: Representación del comportamiento de un proceso por medio de un modelo material cuyos parámetros y cuyas variables son la reproducción de los del proceso estudiado. Acción de simular.

Virtual: Que tiene existencia aparente o potencial pero no real o efectiva.

Simulador: Programa realizado para representar el funcionamiento de una máquina, de un sistema o de un fenómeno antes de su construcción o utilización.

Una Simulación Virtual se realiza con un tomógrafo, que contiene un paquete (software) especial para manipular y transferir las imágenes a una estación de trabajo donde se realizara la reconstrucción de imágenes, y se valorar el isocentro y definición de estructuras de importancia y blanco de tratamiento.

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Dentro del contexto de radioterapia “simulación virtual” se refiere a un conjunto de programas de computo (software) que permiten definir, calcular un isocentro dentro de un volumen de interés y simulando un tratamiento así como usando una radiografía reconstruida digitalmente (DRR/RRD) en forma opcional, para confirmar por coordenadas anatómicas la planeación. Dicho de otra manera el DRR es una radiografía generada por computadora basada en la tomografía del paciente, y tiene los mismos datos que una generada convencionalmente.

¿En qué consiste?

Consiste en realizar una Tomografía Computarizada (TC) para definir los volúmenes de tratamiento y de tejidos sanos u órganos de riesgo (OAR) en tres dimensiones (3D), utilizando imágenes de tomografía de diferentes espesores de corte, con el objetivo de entregar en forma homogénea la dosis prescripta en el volumen tumoral mejorando la tasa de control local, protegiendo los tejidos sanos circundantes, de este modo, nos permite disminuir toxicidad y mejorar calidad de vida.

Tomógrafo SIEMENS SOMATON Spirit –

Un simulador de tratamento convencional tiene la capacidad de reproducir más geometrías disponibles en las unidades de tratamiento de radioterapia. Los simuladores utilizan un tubo de rayos X de diagnóstico y el sistema de fluoroscopia para obtener imágenes del paciente.

BENEFICIOS: La adquisición volumétrica y la reducción del tiempo de estudio son las aportaciones más novedosas de esta técnica. Con ella se han mejorado las aplicaciones existentes de TC y se han incorporado nuevas aplicaciones, incluyendo imágenes multidimensionales con gran resolución espacial.

La rápida adquisición de las imágenes presenta las siguientes ventajas:

Evita o reduce artefactos por movimientos respiratorios. Evita los saltos o discontinuidades en los planos de adquisición que son

consecuencia de variaciones en las excursiones respiratorias del paciente. Reduce notablemente el tiempo de exploración, lo que permite hacer estudios

rápidos en pacientes complejos (politraumatizados, enfermos no colaboradores,

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niños.) y otro lado permite aumentar el número de estudios en la jornada de trabajo.

Es posible reducir la dosis de contraste utilizado sin perjuicio de la calidad en los estudios dinámicos.

VI. PRINCIPIO FÍSICOEl aparato de TC emite un haz colimado de rayos X que incide sobre el objeto

que se estudia. La radiación que no ha sido absorbida por el objeto es recogida por los detectores. Luego el emisor del haz, que tenía una orientación determinada (por ejemplo, estrictamente vertical a 90º) cambia su orientación (por ejemplo, haz oblicuo a 95º). Este espectro también es recogido por los detectores. El ordenador 'suma' las imágenes, promediándolas. Nuevamente, el emisor cambia su orientación (según el ejemplo, unos 100º de inclinación). Los detectores recogen este nuevo espectro, lo 'suman' a los anteriores y 'promedian' los datos. Esto se repite hasta que el tubo de rayos y los detectores han dado una vuelta completa, momento en el que se dispone de una imagen tomográfica definitiva y fiable.

Para comprender qué hace el ordenador con los datos que recibe lo mejor es examinar el diagrama que se aprecia líneas abajo.

Aquí se representa el resultado en imagen de una sola incidencia o proyección (vertical, a 90º). Se trata de una representación esquemática de un miembro, por ejemplo un muslo. El color negro representa una densidad elevada, la del hueso. El color gris representa una densidad media, los tejidos blandos (músculos).

El ordenador dispone de datos de cuatro incidencias: 45º, 90º, 135º y 180º. Los perfiles de la imagen son octogonales, lo que la aproximan mucho más a los contornos circulares del objeto real.

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Una vez que ha sido reconstruido el primer corte, la mesa donde el objeto reposa avanza (o retrocede) una unidad de medida (hasta menos de un milímetro) y el ciclo vuelve a empezar. Así se obtiene un segundo corte (es decir, una segunda imagen tomográfica) que corresponde a un plano situado a una unidad de medida del corte anterior.

A partir de todas esas imágenes transversales (axiales) un computador reconstruye una imagen bidimensional que permite ver secciones de la pierna (o el objeto de estudio) desde cualquier ángulo. Los equipos modernos permiten incluso hacer reconstrucciones tridimensionales. Estas reconstrucciones son muy útiles en determinadas circunstancias, pero no se emplean en todos los estudios, como podría parecer. Esto es así debido a que el manejo de imágenes tridimensionales no deja de tener sus inconvenientes.

Un ejemplo de imagen tridimensional es la imagen 'real'. Como casi todos los cuerpos son opacos, la interposición de casi cualquier cuerpo entre el observador y el objeto que se desea examinar hace que la visión de éste se vea obstaculizada. La representación de las imágenes tridimensionales sería inútil si no fuera posible lograr que cualquier tipo de densidad que se elija no se vea representada, con lo que determinados tejidos se comportan como transparentes. Aun así, para ver completamente un órgano determinado es necesario mirarlo desde diversos ángulos o hacer girar la imagen. Pero incluso entonces veríamos su superficie, no su interior. Para ver su interior debemos hacerlo a través de una imagen de corte asociada al volumen y aun así parte del interior no siempre sería visible. Por esa razón, en general, es más útil estudiar una a una todas las imágenes consecutivas de una secuencia de cortes que recurrir a reconstrucciones en bloque de volúmenes, aunque a primera vista sean más espectaculares.

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VII. METODOLOGÍAAntes de la administración del tratamiento es necesario realizar una verificación

del mismo sobre el propio paciente, dado que para el diseño del tratamiento y el correspondiente cálculo de las distribuciones de dosis se han manejado datos obtenidos de un TC realizado al paciente en unas determinadas condiciones y ha transcurrido cierto tiempo.

La comprobación o simulación del tratamiento se hace básicamente en torno a parámetros geométricos y anatómicos. Mediante los geométricos se comprueba principalmente que todas las distancias propuestas por el sistema de planificación y cálculo coinciden con las determinadas sobre el paciente distancias fuente superficie, altura de las entradas de los haces, solapamiento de campos, etc). Respecto a los anatómicos, además de aquellos que se pueden verificar a simple vista (límites de campo que han de pasar por una determinada zona anatómica, etc), se suele recurrir a la realización de placas radiográficas comparándolas a continuación con las obtenidas en el sistema de planificación y cálculo.

De este modo se verifica que la posición relativa de diferentes estructuras anatómicas relacionadas con los volúmenes de tratamiento o los órganos críticos se mantiene en los mismos valores que en la TAC de planificación. También se verifica que la conformación de los campos (adaptación de estos a los volúmenes de tratamiento) obtenida, ya sea mediante bloques de cerrobend o colimadores multiláminas, coincide también con lo planificado y calculado.

En el caso de obtener un buen grado de coincidencia, estas imágenes y estos parámetros geométricos y anatómicos se utilizarán como referencia a lo largo del tratamiento. De no ser así habrá que investigar las causas, y en el caso de estar asociadas a un problema de posicionamiento, corregir este de forma que se aproxime al establecido en la TAC inicial.

Esta etapa puede llevarse a cabo utilizando la propia unidad de tratamiento, dotándola de un sistema de imagen ya sea una placa radiográfica o un sistema electrónico de adquisición de imagen (Electronic Portal Imaging Device, EPID); o bien recurriendo al simulador convencional, unidad de características análogas a las de las unidades de tratamiento, que emplea un haz de rayos X de energía en el orden del radiodiagnóstico permitiendo la obtención de imágenes de gran calidad.

VIII. PROCEDIMIENTO

La simulación virtual incluye los siguientes pasos: Los pasos para lograr esta meta son:

8.1.-Adquisición de los datos del paciente (Nombre, registros, sitio a tratar). Esto se refiere a los datos de la hoja de solicitud de planeación y de solicitud de tomografía virtual (médico y técnico).

a).-nombre del paciente. b).-registro del expediente con el número de radioterapia. c).-Sitio, inmovilizador, espesor de corte, distancia entre corte (ver apéndice A) marco estereotaxico, o esferas para Exactrac, según sitio anatómico.(hoja de

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solicitud de tomografía). d).-Para tumores intracraneales se debe realizar la tomografía con medio de contraste, (la canalización del paciente podrá realizarse por el servicio de enfermería de oncología previo aviso a ese servicio). e).-Dosis y número de fracciones.(hoja de solicitud de planeación).

8.2.-Definición y colocación de sistemas de inmovilización, marcas radio-opacas que sirvan de referencia para colocar el probable punto central del o los campos de tratamiento (isocentro).

En este paso el médico tratante valorará según el sitio anatómico,la posición de tratamiento del paciente (decubito dorsal o ventral(prono) el inmovilizador adecuado para el área de tratamiento.

a).-Si es un inmovilizador para posición prona (decúbito ventral) se deberá anotar la angulación de este. b).-Si es de abdomen debe construirse una malla de ser posible, que lo cubra, anotar los parámetros de inmovilizador. c).-Si se utiliza marco estereotaxico, anotar medida de poste de fijación, de los seguros. d).-Definición y colocación de marcas radio-opacas que sirvan de referencia para colocar el probable punto central del o los campos de tratamiento (isocentro). e).-Este paso se realizará en el cuarto de tratamiento y con alineación de los laser. f).- Colocar unas marcas transitorias en el posible centro de campos del área de interés

 Planos y soportes para mama Planos y soportes para mama

 Planos y soportes para mama

Tumores de Cabeza y cuello ó SNC

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 Apoya cabezas

  Máscaras termoplásticas

Cáncer de próstata

 

Inmovilización corporal

  Bolsas de vacío

8.3.-Colocación del paciente en el tomógrafo (TAC) a).-Se lleva todo el sistema de inmovilización al servicio de radiología para realizar la tomografía simulación.b).-Respetar las marcas de localización colocadas con los laser del servicio de radioterapia.

8.4.-Transferencia de imágenes adquiridas en Tomógrafo (TAC). a).-Se realiza al tomografía de acuerdo a lo planeado, posteriormente se verifica que las imágenes haya llegado a los sistemas Eclipse o Brain Lab. Antes de enviar al paciente a su casa.

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8.5.-Reconstrucción de la imagen de TAC. Definición del sitio; estructuras de importancia y blanco de tratamiento.

a).-Se realiza la reconstrucción 3D de imágenes por parte del físico de hospital (body, huesos).

8.6.-Cálculo dosimetrico del plan de tratamiento. a).-El médico indicará el “template” que se utilizará de acuerdo al área de interés. b).-El médico diseñará los volúmenes (VTG, VTC, VTP, VTI) y tejidos u órganos de interés. c).-Se diseñarán la entrada de campos, de tal manera que se maximice la curva isodosica (como mínimo 80 %) que cubra el volumen tumoral planeado (VTP). d).-Construcción de un DRR (reconstrucción radiográfica digital)

8.7.-Verificación del tratamiento. Deberán estar presentes durante el primer día de tratamiento el médico tratante, físico, y técnicos. a).-Verificar los parámetros del inmovilizador. b).-Verificar las Angulaciones de grantry, mesa, para evitar colisiones. c).-Si se utilizarán modificadores del haz de tratamiento.(cuña, bolus, protección)

Cada paso debe ser cuidadosamente vigilado por el médico tratante y por el técnico(s) que realizan el procedimiento.

Los pasos 1, 2 y 3 son responsabilidad conjunta del médico tratante y técnico(s) que realizarán el procedimiento, el físico médico podría estar presente para apoyar o sugerir alguna modificación, pero la aprobación final recae en el médico tratante.

Los pasos 4, son responsabilidad de técnico que realiza el procedimiento, podría estar acompañado del médico y/o del físico.

El paso 5 y 6 es responsabilidad del médico tratante y del físico, la definición del sito a tratar, delinear los órganos de interés o críticos, Volumen de grueso tumoral (VTG), volumen clínico,(VTC) volumen tumoral planeado (VTP). En este paso la separación entre el VTP y los colimadores o protecciones o hojas del microcolimador multihojas será una decisión conjunta entre el físico médico y el médico tratante.

Paso 7 verificación del tratamiento este paso tendrá que intervenir médico tratante, físico, y técnicos.

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IX. TIPOS DE TOMOGRAFOS SIMULADORES

Tomógrafo simulador 4D dedicado}

Simulador Universal de Radioterapia UNISIM

TERADI 800

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X. CONCLUSIONES En la actualidad representa uno de los métodos de diagnóstico más importantes

para la actividad médica y esto ha permitido la optimización de la administración de dosis a los pacientes.

Para una mejor simulación es muy importante tener un buen sistema de inmovilización que dependerá del tipo de tratamiento a realizar.

XI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Radiation Oncology Physics: A Handbook for Teachers and Students

IAEA Informe de Cooperación Técnica para 2003 – OIEA Procedimiento de Simulación virtual – Dr. Heynar Pérez V. Criterios para el tratamiento paliativo de la metástasis ósea – Aplicaciones clínicas –

IAEA. Planificadores 3D y simulación virtual del tratamiento. Situación en España.

Supervivencia asociada a su aplicación. Aviala –t. http://es.oncologysystems.com/radiation-therapy/ct-simulators/ http://www.einstein.br/Hospital/oncologia/nossos-servicos/radioterapia/tecnicas-e-

equipamentos-disponiveis/Paginas/tomografo-simulador-4d-dedicado.aspx http://www.sergas.es/cas/Servicios/docs/AvaliacionTecnoloxias/Planificadores-3D-

IA2003-01.pdf http://www.invap.com.ar/es/sistemas-medicos/productos-y-servicios/equipos-de-

radioterapia.html http://www.invap.com.ar/es/sistemas-medicos/productos-y-servicios/equipos-de-

radioterapia.html http://tecnicoderadioterapia.blogspot.com/2010/02/simulacion-tac.html http://www.buenastareas.com/ensayos/Simulacion-Radioterapia/810148.html

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