Influência da qualidade de imagens CT na avaliação da distribuição de dose em planejamento radioterápico baseado em métodos Monte Carlo

Abstract

O planejamento radioterápico é o processo de determinar a maneira mais apropriada de irradiar o paciente. Entre as etapas mais importantes do processo de planejamento está a aquisição de imagens do paciente e a avaliação da distribuição de dose. Os sistemas computacionais baseados em métodos Monte Carlo estão se tornando a técnica mais avançada para avaliação de dose, fornecendo resultados mais realísticos. As imagens do paciente são predominantemente obtidas por Tomografia Computadorizada (CT), que fornecem, não só informações relevantes sobre a anatomia, como também permitem obter uma distribuição espacial das densidades e composições químicas dos órgãos e tecidos através de métodos de conversão de números CT. A relação entre número CT e densidade é estabelecida por uma curva de calibração obtida empiricamente a partir de imagens CT de um fantoma físico que possui vários materiais com densidades diferentes. As composições químicas são atribuídas a grupos determinados segmentando-se a escala de números CT. Contudo, estes métodos de conversão de números CT não levam em consideração a qualidade das imagens. Neste trabalho são avaliadas as influências de alguns parâmetros de qualidade de imagem CT (resolução de baixo contraste, exatidão dos números CT e ruído) na distribuição de dose em planejamento radioterápico. Para isso, diversas etapas foram realizadas, entre elas: construção de um fantoma físico; aquisição de um conjunto de imagens CT deste; desenvolvimento de um software em linguagem de programação C#; e simulações Monte Carlo no código GEANT4 de irradiações do fantoma utilizando as suas imagens (após a conversão de números CT) e uma representação computacional do mesmo. Essencialmente, a análise dos resultados foi realizada comparando-se as distribuições de dose resultantes das simulações. Nessas comparações, foram encontrados muitos erros acima dos 5%, limiar estabelecido pela ICRU 24 (1976). Isso resulta da inexatidão na distribuição espacial de densidades e composições químicas e, portanto, a qualidade das imagens CT influencia consideravelmente a distribuição de dose. A conversão para densidade é afetada pelo ruído e pela exatidão de números CT, e a conversão para composição química, pelo ruído e pela amostragem de números CT de objetos com densidades próximas. A resolução de baixo contraste não demonstrou um efeito perceptível.