Marcadores Fiduciales Universales para Radioterapia Multimodal

Área de la Ciencia:

• Física Médica
• Tecnología de Radioterapia
• Ingeniería Biomédica

Sus antecedentes:

• La integración de la terapia de fotones y protones requiere marcadores fiduciales universales para un rendimiento fiable en los sistemas de imagen y tratamiento.
• Los fiduciales estándar enfrentan desafíos: los tamaños grandes para la tomografía computarizada (TC) y la radioterapia guiada por imágenes (IGRT) causan perturbación del haz de protones, mientras que los tamaños más pequeños comprometen la precisión del seguimiento de CyberKnife.

Objetivo del estudio:

• Diseñar e implementar fiduciales personalizados que equilibren la visibilidad de la imagen, la fiabilidad del seguimiento y la mínima perturbación del haz de protones para la radioterapia multimodal.
• Permitir el uso de marcadores fiduciales universales en diferentes sistemas de radioterapia, incluyendo la terapia de fotones y protones.

Principales métodos:

• Se desarrollaron fiduciales personalizados de platino en forma de bobina (diámetro de 0,75 mm) con separaciones de bobina variables.
• Se evaluó la visibilidad utilizando tomografía computarizada de haz cónico (CBCT) e imágenes de kilovoltaje (kV) en sistemas de fotones y protones.
• Se evaluó la fiabilidad del seguimiento de CyberKnife con un fantoma antropomórfico y una plataforma de movimiento respiratorio.
• Se midió la perturbación del haz de protones utilizando películas radio-cromáticas y un método de dosimetría de película de triple canal.

Principales resultados:

• Los fiduciales personalizados con mayores separaciones de bobina mostraron una visibilidad comparable a los fiduciales estándar en IGRT.
• Estos fiduciales mantuvieron un rendimiento de seguimiento fiable en el sistema CyberKnife en condiciones estáticas y dinámicas.
• Los fiduciales con separaciones de bobina >0,5 mm/bobina redujeron significativamente la perturbación del haz de protones en comparación con los fiduciales estándar.

Conclusiones:

• Los marcadores fiduciales rediseñados pueden mantener diámetros grandes para la visibilidad y la capacidad de seguimiento, al tiempo que minimizan la perturbación del haz de protones al aumentar las separaciones de las bobinas.
• Un diseño de marcador fiducial universal es factible, lo que podría optimizar los flujos de trabajo clínicos e integrar varias modalidades de radioterapia.