¿Qué es un físico médico?

El papel y las responsabilidades de los físicos médicos en la radioterapia tumoral

Autor: Fu Yuchuan (ychfu@hotmail.com) Fuente: Fecha de actualización original: 2005-10-26

Breve descripción: Los físicos médicos son un miembro indispensable e importante de la radioterapia tumoral. Especialmente con el rápido desarrollo de los equipos y la tecnología de radioterapia tumoral en los últimos años, los físicos han desempeñado un papel cada vez más importante para garantizar la seguridad radiológica, mejorar la tecnología de tratamiento y brindar servicios de alta calidad a los pacientes.

El papel y las responsabilidades de los físicos médicos en la radioterapia tumoral

Los físicos médicos son un miembro indispensable e importante de la radioterapia tumoral. Especialmente con el rápido desarrollo de los equipos y la tecnología de radioterapia tumoral en los últimos años, los físicos han desempeñado un papel cada vez más importante a la hora de garantizar la seguridad radiológica, mejorar la tecnología de tratamiento y proporcionar servicios de alta calidad a los pacientes [1]. En los departamentos de oncología radioterapéutica de los hospitales de países europeos y americanos, los físicos tienen una larga trayectoria como profesión. El número de personas que ejercen la profesión de físico también está aumentando debido al desarrollo de equipos y tecnología de radioterapia de precisión, y al mismo tiempo. Con el tiempo, las responsabilidades que asumen son cada vez más pesadas.

En radioterapia oncológica, el oncólogo radioterapeuta sin duda será el responsable de todo el proceso de radioterapia, a partir de tal rol, su responsabilidad es determinar un equipo físico adecuado y calificado para el trabajo. En este se designan claramente las responsabilidades de los distintos miembros del personal del equipo (incluidos físicos, dosimetristas u otros). Sin el apoyo físico adecuado, es imposible brindar a los pacientes altos estándares de tratamiento y servicios [2]. El físico debe liderar el trabajo del grupo de física y ser responsable de todos los datos y procedimientos físicos aplicados a los pacientes, independientemente de que estos procedimientos sean implementados directamente por el propio físico.

Cada departamento de radioterapia necesita mejorar continuamente su nivel de tratamiento, lo que significa que es necesario introducir continuamente nuevas tecnologías y métodos de tratamiento manteniendo selectivamente los elementos de tratamiento originales. En este proceso, los físicos juegan un papel importante. Por ejemplo, en los últimos 30 años, han surgido y desarrollado nuevas tecnologías como el desarrollo de la tecnología de aceleradores, imágenes por tomografía computarizada, planificación de tratamiento tridimensional, tratamiento conformado y dinámico, braquiterapia de poscarga remota, radioterapia de intensidad modulada y terapia estereotáxica. uno tras otro [ 3], cambian constantemente el contenido del trabajo y el alcance de las responsabilidades de los físicos. Dado que el departamento de oncología radioterápica de cada hospital clínico tiene diferentes equipos de tratamiento, niveles de tratamiento y proyectos, el trabajo específico y las responsabilidades de los físicos que trabajan en diferentes hospitales también son diferentes. En los departamentos de oncología radioterápica equipados con los equipos de radioterapia más avanzados, las tareas específicas de la profesión física incluyen generalmente los siguientes aspectos.

1. Trabajos en equipos de radioterapia

Los equipos de radioterapia modernos incluyen equipos de irradiación de larga distancia, equipos de irradiación de corto alcance, simuladores, etc. Teniendo en cuenta el rápido desarrollo de los equipos de radioterapia, los tipos de enfermedades a las que se dirige y el precio relativamente alto, los físicos tienen la responsabilidad de hacer selecciones rentables del equipo de radioterapia que la unidad necesita comprar, presentar sus propias sugerencias sobre cómo llevar realizar el proyecto de tratamiento, y Proponer los indicadores y condiciones que deben cumplir los equipos del fabricante. Esto no sólo requiere que los físicos se mantengan al tanto de la última tecnología de radioterapia, sino también que comprendan el alcance y las limitaciones de diversas tecnologías y métodos, y que comprendan la complejidad del proceso de implementación de estas tecnologías.

La instalación de los equipos de radioterapia generalmente la realiza el fabricante, pero las pruebas de aceptación posteriores del equipo y la medición de los datos de la máquina son trabajo de los físicos médicos. Se pueden enumerar elementos de inspección de aceptación formal para cada tipo de equipo de radioterapia. El principio rector es que cualquier equipo utilizado en pacientes debe probarse para garantizar que cumple con los requisitos de uso y las normas de seguridad. Por ejemplo, para los aceleradores lineales, es necesario probar los siguientes aspectos: mediciones de protección radiológica, inspección de la simetría de colimadores independientes, si los ejes centrales de cada parte son consistentes, el impacto de la rotación del marco y del cabezal en la posición. del isocentro, Detección de energía de rayos X, planitud de campo y simetría de campo [4], detección de energía del haz de electrones, planitud de campo y simetría de campo, monitorización de la estabilidad y linealidad de la cámara de ionización, etc. Cada prueba tiene diferentes contenidos, pasos e indicadores, que se pueden completar uno a uno en forma de tabla.

Algunos equipos de radioterapia que han pasado la prueba de aceptación se pueden usar directamente para uso clínico, pero otros no se pueden usar directamente y necesitan obtener más datos. Por ejemplo, los aceleradores lineales deben pasar la calibración antes del uso clínico. 4], mida todos los parámetros del haz y los parámetros de la máquina requeridos por el sistema de planificación del tratamiento e introdúzcalos en el sistema de planificación del tratamiento, y luego verifique si la distribución de dosis calculada por el sistema de planificación del tratamiento es consistente con los resultados de la medición real. Trabajos del físico. Para tratar a los pacientes sólo se pueden utilizar máquinas autorizadas por un físico.

La garantía de calidad (QA) de los equipos de radioterapia es una condición necesaria para que una institución clínica proporcione servicios de radioterapia de alta calidad [2]. Cada equipo de radioterapia debe tener contenido de garantía de calidad que debe realizarse todos los días, contenido de garantía de calidad que debe realizarse todos los meses y contenido de garantía de calidad que debe realizarse todos los años, enumerarlos en un documento y organizar el personal para implementarlos. uno por uno según el tiempo. Algunas tareas rutinarias de control de calidad pueden ser realizadas por físicos o dosimetristas, pero el físico debe establecer los elementos de contenido y los pasos del control de calidad, guiar todo el proceso y comprobar los resultados finales.

2． Trabajo en la planificación de la radioterapia

En primer lugar, los físicos deben completar la inspección de aceptación, la medición de datos, el sistema diario y el mantenimiento de datos del hardware y software del sistema de planificación de radioterapia [5][6]. La inspección del sistema de hardware incluye verificar la precisión y linealidad de los dispositivos de entrada y salida digitales; la inspección del sistema de software consiste en seleccionar una serie de condiciones de tratamiento y verificar la precisión de los datos calculados en comparación con los datos medidos en estas condiciones; , como en comparación tridimensional de varios cálculos y mediciones que se pueden realizar en tanques de agua. Otro aspecto importante es examinar los distintos algoritmos del sistema de planificación del tratamiento, como su precisión, limitaciones y características, etc. La responsabilidad del físico médico aquí es garantizar que el sistema de planificación del tratamiento se utilice correctamente.

En segundo lugar, el proceso de planificación del tratamiento radiológico debe contar con la participación de físicos. Aunque el plan de tratamiento del paciente es totalmente responsable del oncólogo radioterapeuta, el oncólogo radioterapeuta y el físico completan el plan de tratamiento específico, porque el diseño y la optimización de muchos planes durante el proceso de planificación del tratamiento implican conceptos físicos complejos. El modelo general es: ① El oncólogo radioterapeuta decide si realizar un examen por TC o un examen por RM, o ambos, según la condición del paciente, y determina el método de posicionamiento y los puntos de posicionamiento de la simulación por TC; ② El físico combina los datos de la imagen por TC; con MR Los datos de la imagen se ingresan en el sistema de planificación del tratamiento ③ Si hay datos de la imagen de MR, el físico primero fusiona la imagen de CT y la imagen de MR, y luego delinea el contorno externo y los órganos importantes en la imagen de CT; oncología El médico delinea el área objetivo, analiza con el físico cómo configurar el campo de radiación y delinea la forma del bloque en el campo de radiación en la imagen DRR. En este momento, el físico, después de comprender el plan de tratamiento del médico,. considera las condiciones físicas reales y las condiciones del equipo, y propone las suyas propias ⑤El físico establece los parámetros y calcula la dosis, y mejora y optimiza continuamente el plan para lograr el plan de tratamiento del médico tanto como sea posible ⑥Finalmente, el médico decide si el plan de tratamiento; es aceptable y lo firma y aprueba en el expediente médico. El oncólogo radioterapeuta y el físico deben trabajar en estrecha colaboración durante todo el proceso. En muchos centros de tratamiento, el plan de tratamiento general lo completa un dosimetrista, que también debe seguir los pasos anteriores. El físico desempeña principalmente el papel de supervisión y orientación. Cuando se trata de planes de tratamiento complejos, lo completa el físico.

Además, los físicos también tienen una tarea importante, que es garantizar la calidad de los planes de tratamiento. Después de que el médico apruebe todos los planes de tratamiento, por un lado, deben enviarse a la computadora que controla el equipo de tratamiento para controlar el proceso de tratamiento real, por otro lado, deben enviarse al historial médico del paciente; Ambos resultados requieren un control físico muy preciso. El médico debe verificar cada elemento para asegurarse de que los datos del resultado del plan, el resultado de control y el registro médico del paciente sean consistentes, además, porque la radioterapia generalmente requiere un tratamiento fraccionado para verificar. Si cada tratamiento se lleva a cabo de acuerdo con los requisitos del plan, el terapeuta debe completar el estado del tratamiento diario de acuerdo con el formulario, como la fecha, la dosis real producida durante cada tratamiento de campo de radiación, etc., mientras que el físico verificará estos registros aproximadamente cada semana y corrija cualquier problema de manera oportuna. Para evitar errores en la medida de lo posible, las inspecciones anteriores generalmente deben ser revisadas dos veces por dos físicos.

Si el plan de tratamiento del paciente es un plan de radioterapia de intensidad modulada (IMRT), entonces debe estar sujeto a un proceso de garantía de calidad específico.

Cada departamento de radioterapia puede formular el contenido de garantía de calidad de IMRT en función de las condiciones del equipo del departamento. Por ejemplo, para un plan de tratamiento IMRT, el plan de tratamiento se puede aplicar a un maniquí de agua sólida y, al mismo tiempo, se puede calcular la distribución de isodosis de cada campo de radiación en el maniquí; Mapcheck se puede utilizar para medir realmente la isodosis; de cada campo de radiación. Distribución, en la que cada campo se compone de decenas o incluso cientos de subcampos. Los valores calculados se comparan con los valores medidos. Si el error de dosis en el 80% de los puntos es inferior al 5%, se aprueba el plan y se puede realizar el siguiente tratamiento. O use una cámara de ionización de cavidad pequeña para medir la dosis absoluta en un punto determinado, use una película EDR2 para medir la distribución de isodosis en un plano determinado y luego compárela con los resultados calculados. Si un departamento de radioterapia tiene sistemas de planificación de tratamiento IMRT de dos fabricantes diferentes, se puede utilizar un método llamado verificación de plan híbrido para garantizar la calidad. El método específico consiste en aplicar el plan IMRT generado por un sistema a un maniquí de agua sólida y calcular la distribución de dosis igual de cada campo de radiación en este maniquí, al mismo tiempo, se utilizan las mismas condiciones de haz en otro sistema de planificación de tratamiento; Calcule la distribución de dosis en el fantasma de agua sólida y compare los resultados del cálculo de los dos sistemas. La diferencia en los resultados calculados de la dosis del isocentro debe ser inferior al 5%. El enfoque es similar al utilizado para la validación de la calidad con un sistema de cálculo de dosis independiente.

3. Trabajo de formación e investigación

Debido a la complejidad y rápido desarrollo de la propia tecnología de radioterapia, cada departamento de radioterapia no sólo requiere de un equipo de físicos que puedan cumplir con las tareas clínicas, sino que también requiere una formación continua de su personal. importante. Estas formaciones incluyen no sólo la formación clínica rutinaria, sino también el dominio gradual de nuevas tecnologías y modalidades de tratamiento. En primer lugar, aquellos que son nuevos en el campo de la física médica y trabajan como físicos deben tener un período razonable de formación clínica y estar familiarizados con muchas operaciones prácticas en el trabajo clínico; en segundo lugar, introducir un nuevo método de tratamiento en un departamento de radioterapia, como por ejemplo; como irradiación corporal total, irradiación con haz de electrones, radioterapia conformada tridimensional, radioterapia de intensidad modulada, radiocirugía estereotáctica, irradiación interna implantable con fuente de baja energía, irradiación interna con alta tasa de dosis, etc., para los físicos. por otro lado, para dominar la tecnología de tratamiento en sí, es necesario comprender el equipo de tratamiento utilizado para llevar a cabo la tecnología de tratamiento, formular los procedimientos operativos y planes de garantía de calidad correspondientes para este equipo de tratamiento y desarrollar integralmente las diversas funciones; del equipo. Por tanto, la formación profesional de los físicos médicos debe ser un proceso a largo plazo de educación continua y autoformación. Esto puede garantizar que el equipo de tratamiento esté en buenas condiciones de funcionamiento y brindar el mejor soporte técnico para el diagnóstico y tratamiento del paciente. Además, el físico también es responsable de formar a los dosimetristas y terapeutas de la unidad en aspectos físicos.

El rápido desarrollo de diversas tecnologías avanzadas, sofisticadas y de vanguardia en la sociedad moderna también se concentra en el desarrollo y aplicación de equipos de radioterapia modernos, como tecnología electrónica, instrumentos de precisión, redes informáticas y gráficos y Procesamiento de imágenes, tecnología de control automático, etc. Los físicos médicos desempeñan un papel importante en la mejora de la tecnología de radioterapia y el desarrollo de nuevos equipos de tratamiento, especialmente en su diseño y aplicación clínica. El trabajo de investigación que involucra todos los aspectos de la física médica es la fuente de promoción del desarrollo continuo de la tecnología de radioterapia. La mejora de la propia tecnología de radioterapia es también una de las responsabilidades de los físicos médicos. No todos los trabajos de apoyo físico durante la radioterapia tumoral deben ser realizados por físicos en persona. Algunos de los trabajos técnicos específicos pueden ser realizados por dosimetristas e inspeccionados por físicos. De esta manera, los físicos pueden disponer de una cierta cantidad de tiempo para realizar algunos trabajos de investigación, mejorar el nivel de la tecnología de tratamiento y desarrollar nuevos métodos de tratamiento.

El papel y las responsabilidades de cada físico médico en la radioterapia oncológica dependen en gran medida del tipo de equipo y de los proyectos de tratamiento que se llevan a cabo en su departamento de radioterapia, y también están estrechamente relacionados con la ubicación. Al número de físicos del departamento, y algunos físicos también tienen que asumir algunas tareas docentes y de gestión, por lo que es difícil hacer un resumen detallado. Pero su objetivo común es ayudar a los oncólogos radioterapeutas a administrar con precisión y eficacia la dosis prescrita en el área objetivo, mejorar y desarrollar tecnología de tratamiento clínico y brindar a los pacientes servicios de tratamiento de alto nivel.

Referencias

[1] AAPM, El papel de un físico en oncología radioterápica. Informe No.38, VT:AIDC, 1993.

[ 2] ISCRO. Oncología radioterápica en el manejo integrado del cáncer: informe del Consejo Intersocial de Oncología Radioterápica Reston, VA: Colegio Americano de Radiología, 1991.

[3] Faiz M. Khan, Thephysics. de radioterapia, tercera edición, Lippincott Williams & Wilkins, 2003.

[4] Peter R. Almond, et.al. Protocolo TG-51 de AAPM para dosimetría de referencia clínica de haces de fotones y electrones de alta energía. , Med. Phys., Vol. 26, 1847-1870, 1999.

[5] Van Dyk J, Barnett R, Cygler J, et al. Puesta en marcha y control de calidad de las computadoras de planificación del tratamiento. Biol Phys, 26, 261-273, 1993.

[6] Benedick Fraass, et.al. Grupo de trabajo 53 del Comité de Radioterapia de la Asociación Estadounidense de Físicos en Medicina: Garantía de calidad para la planificación del tratamiento de radioterapia clínica, Med Phys., Vol. 25, 1773-1829, 1992.