Implementação de ferramentas de automatização para análise de testes no Programa da Garantia da Qualidade em Radioterapia
DOI:
https://doi.org/10.15392/2319-0612.2025.2866Palavras-chave:
radioterpia , garantia da qualidade, PythonResumo
O aumento crescente da complexidade das técnicas utilizadas na radioterapia exige um eficiente programa de garantia de qualidade que acompanhe essa tendência, de forma a garantir um controle da qualidade do aparelho e dispositivos associados. Muitos testes periódicos são baseados na análise de imagens adquiridas, e geralmente existem padrões aos quais essas imagens são comparadas para verificar sua constância, verificações essas passíveis de automatização. As análises automatizadas possibilitam uma maior padronização, redução da subjetividade, precisão e redução no tempo requerido para o controle da qualidade. Para a implementação de tais ferramentas é necessário avaliar fatores como precisão, sensibilidade na identificação de erros, adaptação às necessidades da instituição, e facilidade de acesso e de uso para aqueles que participam dos processos de controle da qualidade. Neste trabalho foram avaliadas duas interfaces de ferramentas de automatização, a comercial SunCHECK Machine® da Sun Nuclear, e um web aplicativo implementado contendo os módulos da biblioteca aberta Pylinac. Ambas as interfaces de avaliação se mostraram aplicáveis no programa de garantia da qualidade, calculando com metodologias coerentes as grandezas de interesse apresentadas nos documentos referência. Cada uma apresenta suas peculiaridades e áreas de atenção, que são destacadas ao decorrer do trabalho, a partir da avaliação dos testes de Picket Fence, Star Shot, Winston-Lutz, análise de campo radioativo, e qualidade da imagem do Cone Beam Computed Tomography. Com isso nota-se a importância da condução de estudos na fase de implementação de tais ferramentas, com intuito de promover o entendimento dos algoritmos utilizados, e estabelecer a forma de utilização e os controles necessários na rotina. Ambas as interfaces se mostraram capazes de quantificar as grandezas relevantes com base nos documentos de referência, propiciando um controle da qualidade mais eficiente e eficaz.
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Referências
[1] KLEIN, E. E.; HANLEY, J.; YIN, F. F.; et al. Task Group 142 report: Quality assurance of medical accelerators. Medical Physics, v. 36, n. 9, p. 4197–4212, 17 set. 2009. DOI: 10.1118/1.3190392. DOI: https://doi.org/10.1118/1.3190392
[2] SAW, C.; FERENCI, M.; WAGNER, J. H. Technical aspects of quality assurance in radiation oncology. Biomedical Imaging and Intervention Journal, v. 4, n. 3, jul. 2008. DOI: 10.2349/biij.4.3.e48. DOI: https://doi.org/10.2349/biij.4.3.e48
[3] FURNARI, L. (2015). Controle de qualidade em radioterapia. Revista Brasileira De Física Médica, v. 3(1), p. 77–90, 2009. DOI: 10.29384/rbfm.2009.v3.n1.p77-90.
[4] CONNELL, P. P.; HELLMAN, S. Advances in Radiotherapy and Implications for the Next Century: A Historical Perspective, Cancer Research, v. 69, n. 2, p. 383–392, 15 jan. 2009. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-07-6871. DOI: https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-07-6871
[5] LUTZ, W.; WINSTON, K. R.; MALEKI, N. A system for stereotactic radiosurgery with a linear accelerator. International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, v. 14, n. 2, p. 373–381, fev. 1988. DOI: 10.1016/0360-3016(88)90446-4. DOI: https://doi.org/10.1016/0360-3016(88)90446-4
[6] WOO, M. K.; O’BRIEN, P.; GILLIES, B.; et al. Mechanical and radiation isocenter coincidence: An experience in linear accelerator alignment. Medical Physics, v. 19, n. 2, p. 357–359, mar. 1992. DOI: 10.1118/1.596866. DOI: https://doi.org/10.1118/1.596866
[7] LING, C. C.; ZHANG, P.; ARCHAMBAULT, Y.; et al. Commissioning and Quality Assurance of RapidArc Radiotherapy Delivery System. International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, v. 72, n. 2, p. 575–581, out. 2008. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2008.05.060. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2008.05.060
[8] BREDIKIN, A. Z.; WALSH, M. J. Dose rate versus gantry speed performance evaluation for slow gantry speeds using DICOM RT plans. Journal of Applied Clinical Medical Physics, v. 23, n. 10, 19 out. 2022. DOI: 10.1002/acm2.13786. DOI: https://doi.org/10.1002/acm2.13786
[9] BISSONNETTE, J.; BALTER, P. A.; DONG, L., et al. Quality assurance for image‐guided radiation therapy utilizing CT‐based technologies: A report of the AAPM TG‐179, Medical Physics, v. 39, n. 4, p. 1946–1963, 20 abr. 2012. DOI: 10.1118/1.3690466. DOI: https://doi.org/10.1118/1.3690466
[10] STAMBAUGH, C.; YANCEY, J.; SHUKLA, U.; et al. Daily Quality Assurance Efficiency Evaluation Using SunCHECK Machine and Machine Performance Check. Cureus, 2 mar. 2023. DOI: 10.7759/cureus.35695. DOI: https://doi.org/10.7759/cureus.35695
[11] DHOUNDIYAL, M.; RASAL, S.; GUPTE, A.; et al. Validation and Efficiency Evaluation of Automated Quality Assurance Software SunCHECKTM Machine for Mechanical and Dosimetric Quality Assurance. Journal of Medical Physics, v. 49, n. 2, p. 311–315, abr. 2024. DOI: 10.4103/jmp.jmp_158_23. DOI: https://doi.org/10.4103/jmp.jmp_158_23
[12] BONANNO, E.; BORZÌ, G. R.; CAVALLI, N.; et al. Use of an automated software module for monthly routine Machine QA tests. Journal of Instrumentation, v. 18, n. 07, p. T07010, 1 jul. 2023. DOI: 10.1088/1748-0221/18/07/T07010. DOI: https://doi.org/10.1088/1748-0221/18/07/T07010
[13] KERNS, J. R. Pylinac: Image analysis for routine quality assurance in radiotherapy. Journal of Open Source Software, v. 8, n. 92, p. 6001, 3 dez. 2023. DOI: 10.21105/joss.06001. DOI: https://doi.org/10.21105/joss.06001
[14] KRAUSS, R. F.; BALIK, S.; CIRINO, E. T.; et al. AAPM Medical Physics Practice Guideline 8.b: Linear accelerator performance tests. Journal of Applied Clinical Medical Physics, v. 24, n. 11, 1 nov. 2023a. DOI: 10.1002/acm2.14160. DOI: https://doi.org/10.1002/acm2.14160
[15] HANLEY, J.; DRESSER, S.; SIMON, W.; et al. AAPM Task Group 198 Report: An implementation guide for TG 142 quality assurance of medical accelerators. Medical Physics, v. 48, n. 10, 11 out. 2021. DOI: 10.1002/mp.14992. DOI: https://doi.org/10.1002/mp.14992
[16] HALVORSEN, P. H.; CIRINO, E.; DAS, I. J.; et al. Medical Physics Practice Guideline 9.a. for SRS/SBRT. Journal of Applied Clinical Medical Physics, v. 18, n. 5, p. 10–21, 8 set. 2017. DOI: 10.1002/acm2.12146. DOI: https://doi.org/10.1002/acm2.12146
[17] Phantom Laboratory Incorporated. Catphan ® 604 Manual. Salem, NY, USA, 2015.
[18] LIM, R.; PECONONCELLO, G. P; HOBBIS, D.; et al. Technical note: Characterization of novel iterative reconstructed cone beam CT images for dose tracking and adaptive radiotherapy on L-shape linacs. Medical Physics, v.49, n. 12, p 7715-7732, dez. 2022. DOI: 10.1002/mp.15943. DOI: https://doi.org/10.1002/mp.15943
[19] SunCHECK® Machine Reference Guide. Sun Nuclear, Melbourne, FL, USA, 2024.
[20] Streamlit library. Available at: https://docs.streamlit.io/. Accessed on: April 6,2025
[21] MAMALUI‐HUNTER, M.; LI, H.; LOW, D. A. MLC quality assurance using EPID: A fitting technique with subpixel precision. Medical Physics, v. 35, n. 6Part1, p. 2347–2355, 19 jun. 2008. DOI: 10.1118/1.2919560. DOI: https://doi.org/10.1118/1.2919560
[22] GONZÁLEZ, A.; CASTRO, I.; MARTÍNEZ, J. A. A procedure to determine the radiation isocenter size in a linear accelerator. Medical Physics, v. 31, n. 6, p. 1489–1493, 24 jun. 2004. DOI: 10.1118/1.1755491. DOI: https://doi.org/10.1118/1.1755491
[23] DEPUYDT, T.; PENNE, R.; VERELLEN, D.; et al. Computer-aided analysis of star shot films for high-accuracy radiation therapy treatment units. Physics in Medicine and Biology, v. 57, n. 10, p. 2997–3011, 21 maio 2012. DOI: 10.1088/0031-9155/57/10/2997. DOI: https://doi.org/10.1088/0031-9155/57/10/2997
[24] LOW, D. A.; LI, Z.; DRZYMALA, R. E. Minimization of target positioning error in accelerator‐based radiosurgery. Medical Physics, v. 22, n. 4, p. 443–448, 4 abr. 1995. DOI: 10.1118/1.597475. DOI: https://doi.org/10.1118/1.597475
[25] WINKLER, P.; BERGMANN, H.; STUECKLSCHWEIGER, G.; et al. Introducing a system for automated control of rotation axes, collimator and laser adjustment for a medical linear accelerator. Physics in Medicine and Biology, v. 48, n. 9, p. 1123–1132, 7 maio 2003. DOI: 10.1088/0031-9155/48/9/303. DOI: https://doi.org/10.1088/0031-9155/48/9/303
[26] HANCOCK, S.; HYER, D.; NIXON, E. SU‐E‐T‐54: A New Method for Optimizing Radiation Isocenter for Linac‐Based SRS. Medical Physics, v. 42, n. 6Part12, p. 3343–3343, 29 jun. 2015. DOI: 10.1118/1.4924415. DOI: https://doi.org/10.1118/1.4924415
[27] BUSHBERG, J. T.; SEIBERT, J. A.; LEIDHOLDT, E. M.; et al. The Essential Physics of Medical Imaging. Philadelphia, PA, US: Lippincott Williams and Wilkins (3Ed), 2012. ISBN 978-0-7817-8057-5
[28] ROSE, A. The Sensitivity Performance of the Human Eye on an Absolute Scale. Journal of the Optical Society of America, v. 38, n. 2, p. 196, 1 fev. 1948. DOI: 10.1364/JOSA.38.000196. DOI: https://doi.org/10.1364/JOSA.38.000196
[29] ELSTRØM, U. V.; MUREN, L. P.; PETERSEN, J. B. B.; et al. Evaluation of image quality for different kV cone-beam CT acquisition and reconstruction methods in the head and neck region. Acta Oncologica, v. 50, n. 6, p. 908–917, 18 ago. 2011. DOI: 10.3109/0284186X.2011.590525. DOI: https://doi.org/10.3109/0284186X.2011.590525
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