Hacia la obtención de imágenes acústicas cuantitativas de radiación ionizante (iRAI) para la medición de la dosis de...

Área de la Ciencia:

• Física médica
• Ingeniería biomédica
• Ciencia de las imágenes

Sus antecedentes:

• La cuantificación precisa de la dosis de radiación es crucial en la radioterapia clínica para la evaluación de los resultados del tratamiento.
• La imagen acústica de radiación ionizante (iRAI) ofrece un mapeo no invasivo de la dosis de radiación en tiempo real durante la RT.
• Los métodos iRAI existentes presentan importantes errores de cartografía de dosis debido a las variaciones espaciales no corregidas en la sensibilidad de detección del transductor de ultrasonido.

Objetivo del estudio:

• Presentar el primer enfoque iRAI cuantitativo compensado por la sensibilidad de detección para mejorar la medición de la dosis de radiación depositada.
• Mejorar la precisión del mapeo de la dosis de radiación in vivo durante la radioterapia clínica.

Principales métodos:

• Mapas de sensibilidad de detección del transductor de matriz 2D (MAT) generados mediante simulaciones computacionales (campo II) y mediciones experimentales.
• Se han realizado experimentos in vitro con fantasmas utilizando un acelerador lineal clínico (LINAC) y una propagación acústica simulada (K-Wave).
• Se aplicaron factores de corrección derivados de los mapas de sensibilidad a la reconstrucción del iRAI, comparando las distribuciones de dosis compensadas y no compensadas utilizando el análisis del índice SSIM y gamma.

Principales resultados:

• Las mediciones experimentales y simuladas del iRAI mostraron un fuerte acuerdo, validando los mapas de sensibilidad.
• La compensación de la sensibilidad del transductor condujo a amplitudes relativas convergentes en las imágenes iRAI.
• Las imágenes iRAI compensadas por sensibilidad demostraron una mejor conformidad con los planes de tratamiento, con un aumento de la tasa de aprobación del índice gamma del 56, 86% al 78, 24%.

Conclusiones:

• Abordar la sensibilidad de detección de los transductores en las homogeneidades es fundamental para una cartografía precisa de la dosis de radiación basada en el iRAI.
• El enfoque iRAI compensado desarrollado mejora significativamente la precisión de la reconstrucción de la distribución de dosis.