Estudio del ruido y análisis de incertidumbre en dosimetría con película radiocrómica

Abstract

La película radiocrómica es un dosímetro de uso común en los departamentos y servicios de Física Médica de todo el mundo, que se emplea para, entre otras aplicaciones, la medida distribuciones de dosis absorbida bidimensionales con una alta resolución espacial y la estimación de dosis en condiciones fuera de referencia donde la elección de un dosímetro fiable no es una tarea simple.

La exposición de la película radiocrómica a la radiación ionizante tiene como consecuencia su oscurecimiento debido a la polimerización de las fibras que componen el material de la capa activa. Este oscurecimiento es dependiente de la dosis absorbida y permite emplear la película radiocrómica para la medida de dicha dosis.

La dosimetría con película radiocrómica se realiza empleando un dispositivo de lectura que permite obtener una imagen digital de la película irradiada y cuantificar la transmisión de la luz a través de la misma. Los dispositivos más ampliamente usados y aceptados en el campo de la Física Médica son los escáneres de color de sobremesa que, debido a su poco impacto económico y a su versatilidad, constituyen una solución robusta y eficaz para el propósito de la dosimetría con película radiocrómica.

La manipulación de la película radiocrómica se debe realizar tomando una serie de precauciones que incluyen, entre otras, el correcto almacenaje de las películas para evitar el impacto de las condiciones ambientales, el uso de guantes para evitar impresionar huellas dactilares en las películas y el control del intervalo de tiempo transcurrido entre la irradiación de la película y su lectura para evitar inexactitudes en la estimación de la dosis.

Antes del uso de la película radiocrómica como dosímetro, se debe realizar una calibración del lote de películas para obtener las curvas sensitómetricas que relacionan las lecturas de la película con las dosis de irradiación. Posteriormente, la dosimetría con película radiocrómica es un proceso que involucra tres pasos: la irradiación de la película; su lectura, que da como resultado una matriz de datos que puede visualizarse como una imagen digital, y la conversión a dosis de los valores leídos en la película, para la que se emplean las curvas de calibración del lote y alguno de los varios algoritmos de conversión en uso. Estos algoritmos se dividen fundamentalmente en dos tipos: los que emplean solo uno de los canales de color del escáner (algoritmos monocanal), y los que combinan la respuesta de dos o tres de estos canales para el cálculo de la dosis (algoritmos multicanal).

Esta tesis doctoral, presentada bajo el formato de compendio de publicaciones, se ha dedicado al estudio y descripción de las fuentes de ruido presentes en la dosimetría con película radiocrómica, así como, al análisis y cálculo con técnicas Monte-Carlo de la incertidumbre presente en este tipo de dosimetría.

En las investigaciones llevadas a cabo, como es habitual en este campo, se parte del análisis de las respuestas leídas en escáneres digitales de películas radiocrómicas irradiadas. Por otro lado, se propone y prueba la validez de nuevos métodos matemáticos y enfoques que, hasta donde nuestro conocimiento alcanza, no han sido previamente aplicados en este campo, como son la descomposición multirresolución mediante procesado wavelet, el análisis de incertidumbre mediante métodos Monte-Carlo y la aplicación de la metodología para medida del ruido descrita en la norma ISO-15739.

Además, durante el desarrollo de esta tesis se ha hecho especial hincapié en las aplicaciones prácticas de la dosimetría con película radiocrómica. Así pues, se proponen mejoras en las verificaciones de los planes de tratamiento de Oncología Radioterápica y se presentan nuevas pruebas destinadas al comisionamiento y medida de las características dosimétricas de los colimadores multiláminas de los aceleradores lineales.