Desenvolvimento de um software de automação para cálculo independente de unidades monitoras e impressão de ficha técnica de tratamento

Abstract

A verificação independente das Unidades Monitoras (UM) é um pilar fundamental da garantia da qualidade em radioterapia, atuando como uma barreira de segurança contra erros sistemáticos no planejamento. Com o avanço das técnicas de tratamento e o aumento da complexidade dos cálculos dosimétricos, os métodos manuais de verificação tornaram-se mais propensos a falhas humanas. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e validar um software de automação, denominado MUV-Calc, capaz de realizar o cálculo independente de UM e a impressão automatizada da ficha técnica de tratamento para o setor de Radioterapia do Hospital das Clínicas da UNESP de Botucatu. O sistema foi desenvolvido utilizando a linguagem Python para extração e processamento de dados do Sistema de Planejamento de Tratamento (TPS) e Excel para o banco de dados de comissionamento. A metodologia de cálculo baseou-se em formalismos físicos para técnicas isocêntricas e foco-pele, utilizando fatores dosimétricos obtidos empiricamente. Para a validação, foram utilizados 5 planejamentos retrospectivos abrangendo cinco sítios anatômicos (crânio, cabeça e pescoço, pulmão, mama e próstata) e um teste end-to-end com medida em fantoma de água sólida. Os resultados demonstraram que o MUV-Calc obteve plena concordância com o TPS, respeitando os níveis de ação estabelecidos pelo protocolo AAPM TG-114 (diferenças menores que 5% ou 3 UM). O sistema superou o método manual antigo em eficiência, calculando 100% dos campos, inclusive em geometrias complexas e heterogêneas, e reduziu o tempo operacional de impressão e cálculo em cerca de 90%. O teste end-to-end apresentou variação de apenas 1,45% na dose absoluta, validando a integridade da cadeia de tratamento. Conclui-se que a ferramenta desenvolvida é robusta, segura e eficaz, otimizando o fluxo de trabalho clínico e elevando o padrão de segurança do paciente ao garantir uma verificação dosimétrica precisa e rastreável.

Independent verification of Monitor Units (MU) is a fundamental pillar of quality assurance in radiotherapy, acting as a safety barrier against systematic errors in treatment planning. With the advancement of treatment techniques and the increasing complexity of dosimetric calculations, manual verification methods have become laborintensive and prone to human error. The objective of this work was to develop and validate automation software, named MUV-Calc, capable of performing independent MU calculations and automated printing of technical treatment charts for the Radiotherapy Department of the Hospital das Clínicas da UNESP de Botucatu. The system was developed using the Python language for data extraction and processing from the Treatment Planning System (TPS) and Excel for the commissioning database. The calculation methodology was based on physical formalisms for isocentric and source-to-surface distance (SSD) techniques, utilizing dosimetric factors obtained empirically. For validation, 5 retrospective plans covering five anatomical sites (cranium, head and neck, lung, breast, and prostate) and an end-to-end test with measurement in a solid water phantom were employed. The results demonstrated that MUV-Calc achieved full agreement with the TPS, adhering to the action levels established by the AAPM TG-114 protocol (differences less than 5% or 3 MU). The system outperformed the previous manual method in efficiency, calculating 100% of the fields, including in complex and heterogeneous geometries, and reduced the operational time for printing charts by approximately 90%. The end-to-end test showed a variation of only 1.45% in absolute dose, validating the integrity of the treatment chain. It is concluded that the developed tool is robust, safe, and effective, optimizing the clinical workflow and elevating patient safety standards by ensuring accurate and traceable dosimetric verification.