validação e controle de qualidade do sistema de planejamento de tratamento do serviço de...

84
[email protected] Pedro Taam Orientador: Roberto Salomon de Souza Pedro Taam Trabalho de conclusão de curso submetido ao Instituto de Física da Universidade Federal do Rio de Janeiro como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Bacharel em Física com habilitação em Física Médica. Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Upload: pedro-taam

Post on 05-Aug-2015

16 views

Category:

Science


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

[email protected] Pedro Taam

Orientador: Roberto Salomon de Souza

Pedro Taam

Trabalho de conclusão de curso submetido ao Instituto de Física da Universidade Federal do Rio de Janeiro como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Bacharel em Física com habilitação em Física Médica.

Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de

Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Page 2: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

[email protected] Pedro Taam

Índice

I - Introdução

II - Fundamentos Teóricos

III - Materiais e Métodos

IV - Resultados

V - Discussão e Conclusões

VI - Referências

Page 3: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

I - Introdução

“Every patient with cancer deserves to receive the best possible management to achieve cure, long-term tumor control or palliation: this is the major goal of cancer management.”

(Inter-Society Council for Radiation Oncology, 1986).

Page 4: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Câncer - 12,49% de todas as mortes (OMS)

I - Introdução

Radioterapia - indicada em 66,66% dos casos (INCA)

Físico Médico

PacienteMédico

dose terapêutica

1.

Page 5: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

I - Introdução

PlanejamentoCálculo manual

Sistema de planejamento

Físico médico - Realiza o planejamento do tratamento

No Brasil, a radioterapia é regulamentada pela CNEN e pela ANVISA

1.

Page 6: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

I - Introdução

CNEN - Resolução Nº130

“Deve ser estabelecido um programa de garantia da qualidade aplicável às fontes de radiação e sistemas de planejamento de tratamento que garanta o atendimento dos requisitos específicos de proteção radiológica e segurança. Esse programa deve ser realizado periodicamente, conforme descrito no plano de proteção radiológica e imediatamente após alterações de software de sistemas de planejamento e de gerenciamento do tratamento.”

ANVISA - RDC Nº20

“A metodologia de Gestão da Qualidade das exposições médicas adotada pelo serviço deverá contemplar o comissionamento dos geradores de radiação, sistemas de simulação e de imagens, sistemas de planejamento e suas instalações, tendo como objetivo verificar o desempenho da máquina e software de tratamento ou simulação e sua adequação aos protocolos clínicos do estabelecimento de saúde.”

1.

Page 7: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

I - Introdução

O presente trabalho trata da validação e do controle de qualidade do sistema de planejamento de tratamento adquirido pelo Serviço de Radioterapia do Hospital Universitário Clementino Fraga Filho (Eclipse v.11, fabricado pela Varian Medical Systems).

Page 8: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

I - Introdução

Objetivos:

- Assegurar que as doses estimadas pelo sistema de planejamento de tratamento estão em conformidade com as doses medidas, dentro do desvio permitido pela literatura (3%), compreendendo as principais formas de tratamento utilizadas no Serviço (Validação) - Estabelecer uma rotina de controle de qualidade baseada nos testes realizados para garantir que os valores reais de dose continuarão com a precisão necessária quando comparados aos calculados (Controle de Qualidade)

Page 9: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

1 - Qualidade

II - Fundamentos Teóricos

Page 10: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

I - Introdução

“Every patient with cancer deserves to receive the best possible management to achieve cure, long-term tumor control or palliation: this is the major goal of cancer management.”

(Inter-Society Council for Radiation Oncology, 1986).

Page 11: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

I - Introdução

“Every patient with cancer deserves to receive the best possible management to achieve cure, long-term tumor control or palliation: this is the major goal of cancer management.”

(Inter-Society Council for Radiation Oncology, 1986).

Page 12: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Garantia da Qualidade

Page 13: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Garantia

obrigação de assegurar que alguém desfrute de seus direitos

receber o melhor tratamento possível para alcançar a cura, paliação ou controle a longo prazo da doença

Page 14: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Excelência

Ausência de defeitos

Conformidade a requerimentos

Adequação ao uso

Adequação a um propósito

Qualidade

Page 15: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

o grau pelo qual o conjunto das características inerentes a um produto/serviço é capaz de cumprir requerimentos específicos

ISO 8402 (1987) + ISO 9000 (2005)

Qualidade

Page 16: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

2 - Câncer

Page 17: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Neoplasia - uma proliferação anormal do tecido, que foge parcial ou totalmente ao controle do organismo e tende à autonomia e à

perpetuação, com efeitos agressivos sobre o hospedeiro.

Page 18: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Neoplasia maligna Neoplasia benigna

CâncerTumorMassaNóduloCisto

Não necessariamente é uma neoplasia.

Page 19: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Câncer - Doença neoplásica maligna causada por lesões não reparadas no DNA (mutações).

Agentes mutagênicos

- químicos: radicais livres

- biológicos: vírus

- físicos: radiações ionizantes

Page 20: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Neoplasia benigna

Neoplasia maligna

II - Fundamentos Teóricos

- geralmente de fácil ressecção

- chances reduzidas de reincidiva

- não metastatizam

- invadem e danificam tecidos e órgãos vizinhos

- metastatizam (células cancerosas se separam do tumor maligno, entram na corrente sangüínea ou no sistema linfático e formam tumores secundários em outras partes do corpo)

http://cancer.stanford.edu/endocrine/benignvmalignant.html

Page 21: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Características genéticas das células neoplásicas

- rápida divisão celular

- instabilidade genética

- maior radiossensibilidade

Page 22: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

radiossensibilidade

rápida divisão celular instabilidade genética

mais tempo durante o ciclo de reprodução c e l u l a r = D N A desenovelado por mais tempo

a maior parte das mutações é deletéria

Page 23: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Núcleo mitótico

Raias do fuso mitótico

Page 24: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Núcleos interfásicos

Page 25: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Fonte: http://www.microscopyu.com/moviegallery/c1si/mitosiseb3/index.html

Page 26: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

radiação ionizante lesões no DNA

células cancerosas células saudáveis

morte celular sobrevivem

rápida divisão celular divisão celular normal

instabilidade genética estabilidade genética

não se reparam se reparam

mutações deletérias não há mutações

Page 27: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=JLrMS_zs1kE

Page 28: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

= Radioterapia

Page 29: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

3 - Radiações ionizantes e não ionizantes

II - Fundamentos Teóricos

Page 30: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Radiações ionizantes

Radiações não ionizantes

capazes de ionizar os átomos de interesse biológico (C, H, O, N)

incapazes de ionizar os átomos de interesse biológico (C, H, O, N)

Page 31: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Radiações ionizantes

Radiações não ionizantes

E > 15.12 eV

E < 15.12 eV

Page 32: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Radiações ionizantes

Radiações não ionizantes

α, β, γ, X, nêutrons, fragmentos, prótons,

píons, etc.

UV, IR, luz

no presente trabalho

Page 33: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

4 - Interação das radiações com a matéria

II - Fundamentos Teóricos

Page 34: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Tipos de interação

II - Fundamentos Teóricos

Probabilística

Não probabilística

projéteis neutros, ondas eletromagnéticas

projéteis carregados

Page 35: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Probabilísticas (principalmente nêutrons e fótons)

I0e−(µx ) dx

x0

x1

Page 36: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

I0e−(µx ) dx

x0

x1

∫espessura do alvo

intensidade inicial do feixe incidente

seção de choque

Page 37: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Não Probabilísticas (principalmente alfas, prótons

e fragmentos nucleares, excluindo Bremsstrahlung)

S = − dEdx

= 4πe2z2NBmv2

B = Z ln 2m0v2

I− ln 1− v

2

c2⎛⎝⎜

⎞⎠⎟− v

2

c2⎡

⎣⎢

⎦⎥

Page 38: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

S = − dEdx

= 4πe2z2NBmv2

B = Z ln 2m0v2

I− ln 1− v

2

c2⎛⎝⎜

⎞⎠⎟− v

2

c2⎡

⎣⎢

⎦⎥

poder de frenamento (stopping power)

carga do projétil densidade atômica do alvo

velocidade do projétil

massa de repouso do elétron

velocidade do projétil

velocidade da luz no vácuo

potencial de ionização do alvo

Page 39: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Kerma e Dose

II - Fundamentos Teóricos

K = dEtr

dm

K = dEdm

= 1ρdEdV

Dose - Energia liberada pela radiação incidente e absorvida por um alvo

Kerma - Energia cinética liberada na matéria pela radiação:

Page 40: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

- Medida da energia absorvida

- Medida da ionização num alvo

- Medida da carga gerada

II - Fundamentos Teóricos

} Detector a gás (câmara de ionização)

Page 41: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

D = wgásníons

níons =Q

coletada

Qelétron

Page 42: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

D = wgásníons

níons =Q

coletada

Qelétron

medido

tabelado

Page 43: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

5 - Radioterapia

II - Fundamentos Teóricos

Page 44: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Tratamento radioterápico

II - Fundamentos Teóricos

Decisão terapêutica

Diagnóstico

Planejamento do tratamento

Administração do tratamento

Page 45: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Planejamento de tratamento

II - Fundamentos Teóricos

O planejamento de tratamento é um procedimento realizado por uma equipe multidisciplinar, que compreende primordialmente médicos e físicos médicos, cujo objetivo é estabelecer os comandos que devem ser dados a um equipamento de radioterapia para que o tratamento escolhido previamente pela equipe médica seja corretamente ministrado pelo técnico em radioterapia, que é quem opera o aparelho.

Sistema de planejamento de tratamento

É o conjunto de equipamentos (hardware), programas, processos, regras e, eventualmente, documentação, relativos ao funcionamento de um conjunto de tratamento de informação cujo (software) cujo objetivo é o planejamento de tratamento radioterápico.

Page 46: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Sistema de planejamento de tratamento

É o conjunto de equipamentos (hardware), programas, processos, regras e, eventualmente, documentação, relativos ao funcionamento de um conjunto de tratamento de informação cujo (software) cujo objetivo é o planejamento de tratamento radioterápico.

cálculos

algoritmos

Page 47: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Sistema de planejamento de tratamento

dados (imagens,

informações anatômicas, etc)

Sistema de planejamento de tratamento

Algoritmos de cálculo

parâmetros de operação

dados (dose no alvo)

Page 48: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Sistema de planejamento de tratamento

localização do tumor e seus limites

(gross tumor volume)

volume-alvo do planejamento

(planning target volume)

CT, PET, MRI, SPECT, US, etc, etc

volume-alvo do tratamento

(clinical target volume)

margem de segurança

Page 49: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Sistema de planejamento de tratamento

Algoritmos de cálculo

AAA - Analytical anisotropic algorithm

Pencil beam

Page 50: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

II - Fundamentos Teóricos

Algoritmos do sistema de planejamento de tratamento

o feixe é modelado por diversos feixículos em forma de lápis

Pencil beam

é calculada a dose para cada um ao longo de seu eixo central

o espectro de energia do feixe é modelado por feixículos com diversas energias

formam-se “núcleos de dose” (dose kernels) sob a superfície-alvo

a dose total é a soma das doses parciais

Page 51: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

o feixe é modelado por diversos feixículos em forma de lápis

AAA - analytic anisotropic algorithm

dose calculada para dois feixes de fótons (principal e espalhado) e

elétrons contaminantes

o feixe é modelado para fótons únicos, fótons espalhados (extra-focais) e elétrons

espalhados dos colimadores

tratamento analítico, duas funções para cada feixe considerado

a dose total é a soma das doses parciais

dose calculada para dois feixes de fótons (principal e espalhado) e

elétrons contaminantes

tratamento analítico, duas funções para cada feixe considerado

Page 52: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

III - Materiais e métodos

Conjunto dosimétrico

Figura 4. Câmaras de ionização Ⓒ Standard ImagingFigura 3. Eletrômetro Ⓒ Standard

Imaging

Page 53: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Conjunto dosimétrico

Câmara de Ionização Eletrômetro

absorve energia do feixe, ionizando o gás nela contido

aplica um potencial e mede a carga coletada

}conjunto calibrado

NDW = 4,896 cGy/nCCoeficiente de calibração

D =Q ⋅NDW ⋅ ki∏

Page 54: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Casos teste

O objetivo dos experimentos descritos a seguir é validar o sistema de planejamento de tratamento e servir como base para o controle de qualidade do mesmo. A validação consiste de testes dosimétricos e não dosimétricos. Os testes não dosimétricos não serão descritos no presente trabalho por serem menos relevantes ao resultado final da dose.

III - Materiais e métodos

Page 55: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Casos teste

A validação aqui realizada se limita a verificar se os cálculos de dose realizados pelo sistema de planejamento de tratamento estão de acordo com os valores reais. Para tanto, realizaram-se medidas experimentais de dose absorvida na água para diversas configurações de tratamento. Os casos-teste utilizados foram escolhidos em conjunto pela equipe de físicos médicos do Hospital Universitário, com base no TRS-430 e levando em conta as necessidades práticas do serviço. Os testes escolhidos são os que refletem melhor essas necessidades.

III - Materiais e métodos

Page 56: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Casos teste

O sistema será considerado validado se não houver discrepância maior que 3% entre os valores calculados pelo sistema de planejamento e os valores experimentalmente medidos.

III - Materiais e métodos

Page 57: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Casos teste

Todas as configurações de feixe tiveram a dose prescrita igual a 100 cGy; os valores de kTP foram calculados para cada leitura; foram feitas duas medidas de carga para cada configuração, e sua a média foi utilizada como leitura para cálculo da dose.

III - Materiais e métodos

Page 58: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

IV - Resultados

Validação

Page 59: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Validação

Cada tabela possui os seguintes dados:

Plano - identifica o caso-teste, com descrição do campo aplicado, profundidade e o uso (ou não) de filtro;

UM calculada - resultado do cálculo da UM pelo método manual e pelo sistema de planejamento de tratamento;

Desvios - desvios percentuais entre o cálculo manual e o cálculo obtido com os dois algoritmos (AAA e PBC) do sistema de planejamento;

UM Aplicada;

L1, L2 e Média - leituras e média da carga coletada pelo eletrômetro;

kPT - fator de correção para pressão e temperatura;

D - dose absorvida na água, obtida a partir das medições;

Desvios - desvios percentuais entre os cálculos realizados e as doses obtidas com as medições;

AAA - cálculo de dose absorvida utilizando o valor de UM obtido pelo algoritmo AAA;

Desv. se irrad com AAA - desvio medido em relação à medida de dose absorvida se o cálculo do sistema de planejamento usar o algoritmo AAA.

Page 60: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Exemplo de tabela

6 MVUM calculada

Cálculo Algoritmo do STP

Plano Técnica Campo (cm) Prof. (cm) Filtro Manual PBC AAA

1 SSD 5x5 5,0 SF 124,29 124,50 124,19

2 SSD 10x10 1,6 SF 100,00 99,83 99,45

3 SSD 10x10 5,0 SF 115,08 114,84 114,73

4 SSD 10x10 10,0 SF 149,03 148,86 148,37

5 SSD 20x7 5,0 SF 114,49 114,87 114,46

6 SSD 20x7 5,0 15º 147,72 148,39 148,18

7 SSD 20x7 5,0 30º 185,85 185,89 186,66

8 SSD 20x7 5,0 45º 236,54 236,33 237,58

9 SSD 20x7 5,0 60º 287,65 286,93 289,21

10 SSD 20x7 10,0 SF 147,78 148,73 149,36

11 SSD 20x7 10,0 15º 189,73 190,32 191,50

12 SSD 20x7 10,0 30º 237,76 237,76 240,50

13 SSD 20x7 10,0 45º 301,11 300,67 304,60

14 SSD 20x7 10,0 60º 364,73 363,77 370,17

Page 61: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Exemplo de tabela

PlanoDesvios

Desvio PBC-Manual

Desvio AAA-Manual

Desvio PBC-AAA

1 -0,2% 0,1% -0,3%2 0,2% 0,6% -0,4%3 0,2% 0,3% -0,1%4 0,1% 0,4% -0,3%5 -0,3% 0,0% -0,4%6 -0,5% -0,3% -0,1%7 -0,0% -0,4% 0,4%8 0,1% -0,4% 0,5%9 0,3% -0,5% 0,8%10 -0,6% -1,1% 0,4%11 -0,3% -0,9% 0,6%12 -0,0% -1,1% 1,2%13 0,1% -1,1% 1,3%14 0,3% -1,5% 1,8%

UM Aplicada

L1 (nC) L2 (nC) Média (nC) kPT D (cGy)

125 20,870 20,820 20,845 1,004 102,24100 - - - - -115 20,730 20,720 20,725 1,003 101,55149 20,740 20,740 20,740 1,004 101,72115 20,854 20,844 20,849 1,003 102,16148 20,854 20,854 20,854 1,003 102,18186 20,884 20,864 20,874 1,003 102,28236 20,874 20,884 20,879 1,003 102,30287 20,935 20,915 20,925 1,004 102,63149 20,874 20,884 20,879 1,004 102,40190 20,735 20,725 20,730 1,004 101,67238 20,824 20,844 20,834 1,004 102,18301 20,844 20,834 20,839 1,004 102,21364 20,773 20,784 20,779 1,004 101,91

Page 62: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Exemplo de tabela

PlanoDesvios

Desvio Dose AAA (cGy)Desv. se irrad com

AAA

1 2,2% 101,42 1,4%2 - - -3 1,5% 101,55 1,5%4 1,7% 101,04 1,0%5 2,2% 101,27 1,3%6 2,2% 102,18 2,2%7 2,3% 102,83 2,8%8 2,3% 103,17 3,2%9 2,6% 103,34 3,3%10 2,4% 102,40 2,4%11 1,7% 102,74 2,7%12 2,2% 103,04 3,0%13 2,2% 103,57 3,6%14 1,9% 103,59 3,6%

Page 63: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Desvios

Plano Desvio OBS Energia

1 2,2% dif.desprezível

6 MV

2 - -

3 1,5% dif.desprezível

4 1,7% dif.desprezível

5 2,2% dif.desprezível

6 2,2% dif.desprezível

7 2,3% dif.desprezível

8 2,3% dif.desprezível

9 2,6% dif.desprezível

10 2,4% dif.desprezível

11 1,7% PBC

12 2,2% dif.desprezível

13 2,2% PBC

14 1,9% PBC

15 1,4% dif.desprezível

16 0,9% dif.desprezível

17 0,7% dif.desprezível

18 0,1% dif.desprezível

19 1,4% dif.desprezível

Page 64: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Desvios

Plano Desvio OBS Energia

20 1,6% dif.desprezível

6 MV

21 1,3% dif.desprezível

22 2,2% dif.desprezível

23 1,3% dif.desprezível

24 1,8% dif.desprezível

25 1,7% dif.desprezível

26 1,9% dif.desprezível

27 2,1% PBC

28 1,5% dif.desprezível

29 3,1% -

30 2,2% dif.desprezível

31 1,6% dif.desprezível

32 -0,7% PBC

33 -0,4% dif.desprezível

34 -3,1% AAA

35 -0,2% dif.desprezível

36 0,2% PBC

37 0,9% PBC

38 -1,1% PBC

Page 65: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Desvios

Plano Desvio OBS Energia

70 -0,4% dif.desprezível

10 MV

72 -0,5% dif.desprezível

73 -0,0% dif.desprezível

74 0,3% dif.desprezível

75 1,3% dif.desprezível

76 0,7% dif.desprezível

77 0,7% dif.desprezível

78 1,1% dif.desprezível

79 0,1% dif.desprezível

80 0,3% dif.desprezível

81 0,5% dif.desprezível

82 0,6% dif.desprezível

83 0,5% dif.desprezível

92 -0,8% dif.desprezível

94 -0,4% dif.desprezível

95 -0,1% dif.desprezível

96 -0,2% dif.desprezível

97 -0,1% dif.desprezível

98 0,8% dif.desprezível

Page 66: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Desvios

Plano Desvio OBS Energia

99 1,3% dif.desprezível

10 MV

100 1,4% dif.desprezível

101 0,4% dif.desprezível

102 -0,1% dif.desprezível

103 0,6% dif.desprezível

104 1,0% dif.desprezível

105 1,5% dif.desprezível

107 -1,0% AAA

108 0,1% dif.desprezível

113 0,3% dif.desprezível

114 0,4% dif.desprezível

120 -1,5% dif.desprezível

121 -1,1% dif.desprezível

122 -5,1% AAA

123 -1,5% dif.desprezível

124 -1,9% AAA

125 -1,3% AAA

126 -1,6% AAA

Page 67: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

IV - Resultados

Controle de Qualidade

Page 68: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

CQ - Casos

6 MV OBS.Plano Técnica Campo (cm) Prof. (cm) Filtro

1 SSD 5x5 5,0 SF

2 SSD 10x10 1,6 SF

3 SSD 10x10 5,0 SF

4 SSD 10x10 10,0 SF

5 SSD 20x7 5,0 SF

6 SAD 5x5 5,0 SF

7 SAD 10x10 5,0 SF

8 SAD 10x10 10,0 SF

9 SAD 20x7 5,0 SF

10 SAD 20x7 5,0 15º

11 SAD 10x5 10,0 SFMLC Config. P2

(Col=90º)

12 SAD 20x7,5 10,0 SFMLC Config. T

(Col=90º)

13 SAD 20x7,5 10,0 45º esquerdaMLC Config. W

(Col=90º)

14 SAD 20x7,5 10,0 45º direitaMLC Config. W

(Col=90º)

15 SAD 20x15 10,0 SFMLC Config. Y

(Col=90º)

Page 69: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

CQ - Casos

10 MV OBS.Plano Técnica Campo (cm) Prof. (cm) Filtro

16 SSD 5x5 5,0 SF

17 SSD 10x10 5,0 SF

18 SSD 10x10 10,0 SF

19 SSD 20X7 5,0 SF

20 SSD 20X7 5,0 15º

21 SAD 5x5 5,0 SF

22 SAD 10x10 5,0 SF

23 SAD 10x10 10,0 SF

24 SAD 20X7 5,0 SF

25 SAD 20X7 5,0 15º

26 SAD 10x5 10,0 SFMLC Config. P2

(Col=90º)

27 SAD 20x7,5 10,0 SFMLC Config. T

(Col=90º)

28 SAD 20x7,5 10,0 45º esquerdaMLC Config. W

(Col=90º)

29 SAD 20x7,5 10,0 45º direitaMLC Config. W

(Col=90º)

30 SAD 20x15 10,0 SFMLC Config. Y

(Col=90º)

Page 70: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

CQ - Parâmetros

UM calculada

Desvios

CálculoAlgoritmo do Sistema de

Planejamento

Manual PBC AAADesvio PBC-

ManualDesvio AAA-

ManualDesvio PBC-

AAA

UM Aplicada L1 (nC) L2 (nC) Média (nC) kPT D (cGy)

DesvioDose AAA (cGy)

Desv. se irrad com

AAAOBS Desvio

Dose AAA (cGy)

Page 71: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

V - Discussão

Plano Desvio OBS EnergiaDesv. se irrad

com AAA

29 3,1% -6 MV

-

34 -3,1% AAA -0,4%

122 -5,1% AAA 10 MV -2,0%

Planos 34 e 122 - na rotina do serviço, realizar os cálculos com AAA

Page 72: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

De todos os resultados obtidos para a validação, apenas um se encontra fora do limite de tolerância de ± 3% escolhido como padrão de qualidade. Como não se trata de uma configuração de referência do aparelho e como o excedente ao limite de tolerância foi de apenas 0,1%, esse ponto isolado não foi considerado prejudicial à qualidade do serviço.

Validação

V - Discussão e Conclusões

Page 73: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

De uma forma geral, os resultados para a energia mais alta (10 MV) foram melhores do que os resultados para a energia mais baixa (6 MV). Campos de 10 MV em geometrias simples, mesmo com filtro, apresentaram desvio máximo de 1,5%, metade do valor de tolerância. Nas geometrias mais complexas envolvendo assimetrias, gantry oblíquo e uso de blocos, o maior desvio foi de 1,0% para o feixe de 10 MV.

Validação

V - Discussão e Conclusões

Page 74: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

O feixe de 6 MeV tem o pico de seu espectro de fluência x energia em torno de 1 MeV. É justamente nessa seção do espectro que ocorre, com a mesma probabilidade, interações via efeito fotoelétrico e via efeito Compton, especialmente em torno de 300 keV. Por ser uma região de difícil resolução, no sentido de que é difícil prever que tipo de interação os fótons sofrerão, é natural que o algoritmo de cálculo seja menos eficiente ali. Mesmo com esse empecilho, os desvios máximos continuam dentro dos padrões de qualidade internacionais.

Validação

V - Discussão e Conclusões

Page 75: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

A melhor performance do algoritmo AAA em relação ao Pencil Beam nos planos 29 e 34 se deve, em parte, ao fato de que o AAA é mais novo que o PB e baseado nele.

Por outro lado, o tratamento matemático analítico, dividindo o feixe primário em três e cada feixe secundário sendo representado por duas funções exponenciais permite maior resolução na região compton-fotoelétrico, permitindo uma previsão mais exata das interações e energias trocadas.

Validação

V - Discussão e Conclusões

Page 76: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

V - Discussão e Conclusões

Visto que os resultados experimentais para os valores de dose absorvida estão inteiramente de acordo com os dados calculados pelo sistema de planejamento de tratamento, obedecendo aos limites de tolerância estabelecidos pela AIEA e ICRU, verifica-se sua qualidade e considera-se o sistema validado e adequado ao uso.

Validação

Page 77: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Controle de Qualidade

Os objetivos principais do estabelecimento de um programa de qualidade - do qual o controle de qualidade periódico faz parte - são fornecer à pessoa com câncer o melhor atendimento possível e a garantir a efetiva adminstração do tratamento radioterápico de que necessita. Incluir nesse controle de qualidade uma bateria de testes que tome muito tempo, tanto do equipamento quanto da equipe, contraria esse objetivo.

V - Discussão e Conclusões

Page 78: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Controle de Qualidade

A bateria de testes aqui apresentada compreende os principais modos de operação do aparelho e as técnicas mais frequentes de tratamento. Não foi, nem pretendeu ser, tão extensa e exaustiva quanto a lista completa de testes do TRS-430.

V - Discussão e Conclusões

Page 79: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Controle de Qualidade

Para a tomada de medidas do presente trabalho foi necessário um tempo superior a duas semanas de funcionamento do serviço, sem contar o tempo de trabalho da equipe para fazer a simulação de dose para cada medida, tanto no sistema de planejamento quanto no cálculo manual.

V - Discussão e Conclusões

Page 80: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Controle de Qualidade

A proposta do presente trabalho foi validar o sistema de planejamento de tratamento e compor um programa de controle de qualidade periódico, realizável pela equipe do HUCFF sem prejudicar o atendimento às pessoas com câncer.

V - Discussão e Conclusões

Page 81: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Controle de Qualidade

As folhas de cálculo descritas aqui serão utilizadas pela equipe do HUCFF para o controle de qualidade periódico do sistema de planejamento de tratamento do serviço de radioterapia.

Sendo assim, considera-se que o programa de controle de qualidade para o sistema de planejamento de tratamento foi estabelecido e é efetivo.

V - Discussão e Conclusões

Page 82: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

VI - Referências

1. Organization, W.H. The World Health Report. 2004 20/02/2014]; Available from: http://www.who.int/whr/2004/annex/topic/en/annex_2_en.pdf. 2. Organization, W.H. 2008 20/02/2014]; Available from: h t t p : / / w w w . c a n c e r . o r g / a c s / g r o u p s / c o n t e n t /@ e p i d e m i o l o g y s u r v e i l a n c e / d o c u m e n t s / d o c u m e n t /acspc-027766.pdf. 3. Oncology, A.-A.S.f.R. 18/12/2013]; Available from: http://www.rtanswers.org/statistics/aboutradiationtherapy/. 4. Agency, I.-I.A.E., Comissioning and Quality Assurance of Computerized Planning Systems for Radiation Treatment of Cancer. Technical Reports Series. Vol. 430. 2004, Viena. 5. CNEN, Comissão Nacional de Energia Nuclear. 2012, D.O.U. 04/06/2012. 6. ANVISA, Agência Nacional de Vigilância Sanitária. 2012. 7. Systems, V.M., Eclipse Algorithms Reference Guide (P/N B500298R01C). 2007, 2007 Varian Medical Systems, Inc.: Finland. 8. Alberts, B., Biologia Molecular da Célula. 2004, Porto Alegre: Artmed. 9. Oncology, I.-S.C.f.R., Radiation Oncology in integrated cancer management. Report of the Inter-Society Council for Radiation Oncology, 1991. 10. AAPM, Compreensive QA for Radiation Oncology. AAPM Report. Vol. 46. 1994. 11. Institute, N.C. 12/12/2013]; Available from: http://www.cancer.gov/cancertopics/cancerlibrary/what-is-cancer. 12. http://www.cancer.gov/cancertopics/cancerlibrary/what-is-cancer. 12/12/2013]; Available from: National Cancer Institute.

13. Dorland, Dorland's Illustrated Medical Dictionary, Saunders, Editor. 2007, Elsevier. 14. http://www.inca.gov.br. 12/12/2013]; Available from: INCA. 15. Solos, A.d., Φαινόµενα (Phaenomena), in Classical Library. 300AC. 16. http://www.etymonline.com/. 12/12/2013]; Available from: The Online Etymology Dictionary. 17. Câncer, I.-I.N.d. 12/12/2013]; Available from: http://www.inca.gov.br. 18. Pinho, M., Biologia Molecular do Câncer - Fundamentos para a Prática Médica. 2005: Revinter. 19. Leitão, A., Radio e Fotobiologia. 2014. 20. Servan-Schreiber, D., Anticancer - Prévenir et lutter grâce à nos défenses naturelles". 2007, Paris: Robert Laffont S.A. 21. http://rredc.nrel.gov/solar/spectra/am1.5/ASTMG173/ASTMG173.html, 2014. 22. Tsoulfanidis, N. and S. Landsberger, Measurement and Detection of Radiation, Third Edition. 2010: Taylor & Francis. 23. Podgoršak, E., Radiation Physics for Medical Physicists. 2010, Berlin: Springer-Verlag. 24. Trikalinos TA, T.T., Ip S, et al. Particle Beam Radiation Therapies for Cancer. 2009; Agency for Healthcare Research and Quality (US):[Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK44543/ 25. Units, I.C.o.R., et al., ICRU Report. 1993: International Commission on Radioation Units and Measurements.

Page 83: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

VI - Referências

26. Units, I.C.o.R. and Measurements, ICRU Report. 1999: International Commission on Radiation Units and Measurements. 27. Barbosa, P.d.O., Implementação do Contorle de Qualidade para Sistemas de Planejamento de Tratamento em Radioterapia nas Avaliações Locais do PQRT/INCA, in Programa de Pós Graduação em Engenharia Nuclear. 2011, COPPE - Universidade Federal do Rio de Janeiro: Rio de Janeiro. 28. Câncer, I.-I.N.d., Atualização para técnicos em radioterapia. 2010, Rio de Janeiro. 29. Stevenson, A. and C.A. Lindberg, New Oxford American Dictionary, Third Edition. 2010: OUP USA. 30. Carolan, M.G. Pencil Beam Dose Calculation Algorithm. 2010; Available from: http://radonc.wdfiles.com/local--files/p e n c i l - b e a m - a l g o r i t h m /PencilBeamDoseCalculationAlgorithm.pdf. 31. Antonella, F., et al., Dosimetric validation of the anisotropic analytical algorithm for photon dose calculation: fundamental characterization in water. Phys Med Biol, 2006. 51(6): p. 1421-1438. 32. Van Esch, A., et al., Testing of the analytical anisotropic algorithm for photon dose calculation. Vol. 33. 2006. 4130-48. 33. Breitman, K., et al., Experimental Validation of the Eclipse AAA Algorithm. 2007. Vol. 8. 2007. 34. Hoyle, D., ISO 9000 Quality Systems Handbook. 2009, London: Elsevier. 35. Dutreix, A., When and how can we improve precision in radiotherapy? Radiother. Oncol., 1984. 2: p. 275-292.

36. B. J. Mijnheer, J.J.B.A., Wambersie, What degree of accuracy is required and can be achieved in photon and neutron therapy? Radiother. Oncol., 1987. 8: p. 237-252. 37. Measurements, I.C.o.R.U.a., Determination of Absorbed Dose in a Patient Irradiated by Beams of X or Gamma Rays in Radiotherapy Procedures. Rep. Vol. 24. 1976: ICRU. 38. Agency, I.A.E., Lessons learned from accidental exposures in radiotherapy, in Safety reports series. 2000: Vienna. 39. Code civil des français. 1804. p. 309. 40. Force, S.-T.G.H.T., Quality Management Systems - Process Validation Guidance . 2004. 41. Agency, I.A.E., Comprehensive Audits of Radiotherapy Practices: A Tool for Quality Improvement (QUATRO). 2007, Vienna. 42. Organization, W.H., Radiotherapy Risk Profile: Technical Manual. 2008: Geneva. 43. Agency, I.-I.A.E., TEC DOC 1151 - Aspectos Físicos da Garantia da Qualidade em Radioterapia. 2000, Rio de Janeiro: INCA - Instituto Nacional do Câncer. 44. IAEA, Absorbed Dose Determination in External Beam Radiotherapy: An International Code of Practice for Dosimetry based on Standards of Absorbed Dose to Water. Technical Reports Series - TRS. Vol. 398. 2004, Vienna.

Page 84: Validação e Controle de Qualidade do Sistema de Planejamento de Tratamento do Serviço de Radioterapia do Hospital Clementino Fraga Filho

Obrigado! Thanks!

Merci!Спасибо!Danke!

Gracias!