Avance de la garantía de calidad centrada en el paciente con Fast Monte Carlo

Monte Carlo: el estándar de precisión
Las simulaciones de dosimetría Monte Carlo siguen siendo el método más preciso para modelar interacciones complejas de fotones y electrones dentro de la anatomía variable del paciente. Sin embargo, los usuarios desean tiempos de cálculo más rápidos para su uso clínico. El nuevo algoritmo Fast Monte Carlo de RadCalc aborda este reto, reduciendo significativamente los tiempos de cálculo y manteniendo al mismo tiempo un alto nivel de precisión.

Innovadoras ganancias de velocidad gracias al GPU Computing
RadCalc ahora realiza cálculos de dosis Monte Carlo hasta seis veces más rápido que los métodos tradicionales, mejorando la velocidad de los flujos de trabajo de control de calidad. Estos avances utilizan el procesamiento paralelo basado en GPU y pistas de electrones precalculadas para acelerar los cálculos de dosis, lo que permite a los físicos médicos y dosimetristas verificar rápidamente incluso planes de tratamiento complejos. Esta ventaja de velocidad también es compatible con los flujos de trabajo de radioterapia adaptativa en línea en los que se realizan cambios en el plan de tratamiento diario. La garantía de calidad específica del paciente casi en tiempo real es crucial cuando los pacientes esperan en la camilla de tratamiento.

Flujo de trabajo optimizado con Monte Carlo precalculado (PMC)
El uso de métodos Pre-calculated Monte Carlo (PMC) en RadCalc permite la reutilización eficiente de datos de trazado de electrones precalculados, optimizando los cálculos de dosis dentro de las geometrías de los pacientes. Esto asegura un flujo de trabajo racionalizado y reduce los tiempos de cálculo sin sacrificar la precisión requerida para tratamientos de radiación complejos.

Mejorar la seguridad centrada en el paciente
Estos avances están diseñados para mejorar tanto la seguridad del paciente como la personalización del tratamiento. Los cálculos precisos de RadCalc garantizan que cada plan de tratamiento personalizado optimizado para la anatomía específica del paciente tenga su QA realizado directamente en la anatomía específica de ese paciente y no en un maniquí homogéneo sustituto, lo que reduce la incertidumbre en la administración del tratamiento. Comprender realmente el impacto clínico de las variaciones de dosis permite a los médicos administrar una radioterapia más segura y eficaz con mayor confianza.

Además, la significativa reducción del tiempo de cálculo permite una validación más eficiente de planes complejos, como los utilizados en SBRT e IMRT, garantizando que los tratamientos se administren a tiempo y dentro de estrictos márgenes de seguridad.

Validación y pruebas rigurosas
Las mejoras de Fast Monte Carlo en RadCalc se están sometiendo actualmente a una serie de rigurosas validaciones, desde sencillos estudios con maniquíes de agua hasta complejas geometrías heterogéneas, como los planes de SBRT de pulmón. Cuando se comparó con otros sistemas de Monte Carlo, como BEAMnrc, RadCalc demostró una precisión equivalente al tiempo que reducía significativamente el tiempo de cálculo. Esto garantiza que RadCalc está bien preparado para satisfacer las crecientes demandas de precisión en la verificación de planes de radioterapia complejos.

Referencias

1. Heng, V. J., Renaud, M. A., Seuntjens, J. (2024) 'GPU-based Monte Carlo dose calculation using precalculated electron tracks', *AAPM 2024*. 

2. Jia, X. et al. (2011) 'GPU-based fast Monte Carlo simulation for radiotherapy dose calculation', *Physics in Medicine and Biology*. Disponible en: https://arxiv.org/abs/1107.3355 [Consultado: 9 de septiembre de 2024]. 

3. Siantar, C. L., et al. (2001) 'Description and dosimetric verification of the PEREGRINE Monte Carlo dose calculation system for photon beams incident on a water phantom', *Medical Physics*, 28, pp. 1322-1337. 

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