Radiophysics / Comissionamento e verificação

Comissionamento e dados de feixe

Comissionamento · rdphy Platform

O modelo de dose só vale para a máquina do serviço depois de comparado com as medidas dela. O módulo guarda os dados de feixe da máquina em versões, gera as mesmas tabelas pelo modelo Monte Carlo e compara modelo e medida com critérios configuráveis. A máquina só passa a comissionada com um relatório aprovado da mesma versão.

Curvas de PDD de quatro campos e perfis crossplane a 10 cm geradas pelo modelo Monte Carlo, com ruído estatístico visível — PDD e perfis a 10 cm gerados pelo modelo Geant4 do Precise MLCi2 6 MV antes do comissionamento. O espectro ainda é a forma analítica provisória e o PDD10 do 10×10 (64,1 %) fica fora da faixa típica de 6 MV, o que gera um alerta automático. O ruído (cerca de 2,9 % por ponto) é da estatística desta geração. São curvas do modelo, não medidas. Calculado pelo motor Geant4 do sistema (Dados de feixe v1, 8 × 10⁶ histórias por campo, fantoma de água, DFS 100 cm). Sem dados de paciente.

O que o módulo permite

Dados de feixe versionados por máquina — PDD, TMR, perfis inplane e crossplane, fatores de campo (Scp, Sc e Sp = Scp/Sc), transmissão do MLC e dos diafragmas, DLG e cunha motorizada. Cada alteração gera uma versão imutável, com motivo obrigatório e trilha de auditoria.
Origem de cada tabela — Cada tabela registra se veio do modelo Monte Carlo, de medida ou de digitação, com data, detector, versão do modelo, número de histórias e incerteza. Uma tabela não pode ser marcada à mão como gerada pelo modelo.
Geração pelo modelo Monte Carlo — O motor Geant4 simula em água os campos quadrados de 3×3 a 40×40 cm²: PDD e perfis a DFS 100 cm (perfis a 1,5, 5, 10, 20 e 30 cm), Scp em SAD e Sc em mini-fantoma. A TMR é derivada da PDD e conferida contra uma TMR calculada diretamente em SAD.
Alertas automáticos — dmax, PDD10 e TPR20,10 são comparados com as faixas típicas de 6 MV, e a TMR derivada é comparada com a direta. Os desvios viram alertas na tela e nunca alteram os valores.
Importação e exportação em CSV — Uma tabela por arquivo, nos dois sentidos, no formato do serviço. Tabela malformada é recusada: profundidades fora de ordem, valores negativos ou colunas faltando.
Medida × modelo — Gamma 1D global com a medida como referência, limiar de 10 %, e na PDD só os pontos além de dmax/2. Os fatores de campo são comparados ponto a ponto. Critério padrão: gamma 2 %/2 mm com aprovação ≥ 95 % e Scp/Sc dentro de ±1 %. Há um número mínimo de curvas avaliadas: 3 PDD, 6 perfis e 5 Scp.
Cunha motorizada de 60° — A cunha é modelada como atenuação no plano do filtro, que endurece o feixe. A inclinação é ajustada até a isodose de 10 cm do 10×10 ficar em 60°. O sistema gera fatores de cunha, PDD e perfis com cunha.
Checagem independente de UM — Para planos 3D, um cálculo de UM pelas tabelas (Sc, Sp, TMR, inverso do quadrado e profundidade radiológica no eixo) aparece no painel e no relatório, com tolerância configurável (padrão 3 %). Se as tabelas vierem do próprio modelo, o relatório avisa que a checagem não é independente do Monte Carlo.

Como funciona na rotina

Ficha da máquina — Geometria do cabeçote, MLC, limites de movimento e de entrega, e calibração (cGy/UM, condição de referência, protocolo). A ficha nasce em rascunho, com os campos a confirmar destacados.
Geração pelo modelo — O motor gera as tabelas, que são salvas em rascunho com procedência: versão da ficha usada e hash SHA-256 das tabelas.
Medidas do serviço — O físico importa as medidas em CSV ou edita as tabelas, informando data e detector. A origem passa a ser medida.
Comparação — O relatório medida × modelo registra as versões da ficha, das medidas e do modelo, e o resultado de cada curva e fator.
Liberação — Com o relatório aprovado, a máquina pode ser marcada como comissionada. Se a ficha mudou depois da geração, ou se o hash do modelo não confere, a liberação é recusada.

Modelo do acelerador

O cabeçote é descrito por uma fonte virtual: foco gaussiano, fonte extrafocal, fluência radial f(r), amolecimento fora do eixo e colimação nos planos dos diafragmas e do MLC. Os parâmetros ficam na ficha da máquina. A dose é normalizada pela fluência incidente no plano do isocentro, de modo que os fatores de campo saem do próprio transporte. O retroespalhamento na câmara monitora ainda não é modelado e fica para o ajuste com medidas.

O espectro de 6 MV ainda é uma forma analítica provisória, a ser substituída pelo espectro ajustado às PDDs medidas. Por isso a primeira geração dá PDD10 de 64,1 % e TPR20,10 de 0,648 no 10×10, abaixo do típico, e o sistema sinaliza. A TMR segue a relação PDD–TMR com inverso do quadrado e Sp (Khan, cap. 10).

As medidas pedidas para o comissionamento seguem o documento de física do módulo: PDD de 3×3 a 30×30 cm², perfis a 1,5, 5, 10 e 20 cm, fatores de campo e transmissão (critério de ±0,5 % absoluto na transmissão).

Referências

IAEA TRS-398: dosimetria de referência em feixes externos
Khan, The Physics of Radiation Therapy, cap. 10 (relação PDD–TMR)
IEC 61217: coordenadas e movimentos do equipamento

O que muda para o serviço

Rastreabilidade do modelo — Cada plano calculado aponta para a versão da ficha e dos dados de feixe. Mudar a máquina depois exige uma nova versão, e os planos antigos ficam presos à versão em que foram feitos.
Critério escrito antes do resultado — Os critérios de aprovação ficam nas Configurações e vão para o relatório. A máquina não passa a comissionada com critério ajustado depois da comparação.
Uma base para os outros módulos — Os mesmos dados de feixe alimentam o pencil beam, a checagem de UM e o modelo do cálculo independente. A medida entra uma vez e serve aos três.

Integração

Configurações de planejamento (ficha da máquina e dados de feixe, versionados)
CSV de dados de feixe (importação e exportação por tabela)
Motor Monte Carlo Geant4 do sistema
Checagem de UM no painel de planejamento e no relatório PDF
Cálculo independente (modelo de feixe do pencil beam e do collapsed cone)

Perfis crossplane do campo 10×10 em cinco profundidades gerados pelo modelo — Campo 10×10 cm²: perfis crossplane a 1,5, 5, 10, 20 e 30 cm gerados pelo modelo, com a divergência do campo e a penumbra crescendo com a profundidade. O ruído será reduzido na geração de alta estatística. Calculado pelo motor Geant4 do sistema (Dados de feixe v1, espectro provisório). Sem dados de paciente.

Gráfico de barras com a diferença entre a TMR derivada da PDD e a TMR calculada em SAD, por tamanho de campo — Checagem interna da mesma geração: a TMR(10 cm) derivada da PDD contra a calculada diretamente em SAD. Diferenças acima de 1 % viram alerta. Aqui chegam a +16,7 % no 30×30, atribuídas à estatística do Monte Carlo, e é o tipo de inconsistência que o sistema mostra antes de qualquer liberação. Calculado pelo motor Geant4 do sistema (Dados de feixe v1). Sem dados de paciente.

Situação

A estrutura de versões, a geração pelo modelo, a importação de medidas, a comparação medida × modelo e as travas de liberação estão implementadas. Nenhuma máquina foi comissionada: as medidas do Precise 6 MV ainda não chegaram, a ficha está em rascunho e o espectro é provisório. Toda dose do sistema sai marcada como uso em pesquisa. A geração de alta estatística está pendente.

Software em desenvolvimento. Uso clínico somente após registro na Anvisa e validação no serviço.

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