Histograma dosis-volumen

Un histograma dosis-volumen (HDV) es un histograma que relaciona la dosis de radiación con el volumen de tejido en la planificación de la radioterapia . ^{[ 1 ]} Los HDV se utilizan comúnmente como herramienta de evaluación de planes y para comparar dosis de diferentes planes o estructuras. ^{[ 2 ]} Los HDV fueron introducidos por Michael Goitein (quien introdujo conceptos de radioterapia como la "vista desde el punto de vista del haz", la "radiografía reconstruida digitalmente" y la incertidumbre/error en la planificación y el posicionamiento, entre otros) y Verhey en 1979. ^{[ 3 ]} El HDV resume las distribuciones de dosis 3D en un formato gráfico 2D. En la radioterapia moderna, las distribuciones de dosis 3D se crean típicamente en un sistema computarizado de planificación del tratamiento (TPS) basado en una reconstrucción 3D de una tomografía computarizada (TC) . El "volumen" al que se refiere el análisis del HDV es un objetivo del tratamiento de radiación, un órgano sano cercano a un objetivo o una estructura arbitraria.

Los DVH se pueden visualizar de dos maneras: DVH diferenciales o DVH acumulativos. Un DVH se crea determinando primero el tamaño de los intervalos de dosis del histograma. Los intervalos pueden ser de tamaño arbitrario, por ejemplo, 0,005  Gy, 0,2 Gy o 1  Gy. ^{[ 4 ]} El tamaño suele ser una cuestión de compromiso entre la precisión y el coste computacional o de memoria (si almacenamos el DVH en una base de datos).

En un DVH diferencial, la altura de la barra o columna indica el volumen de la estructura que recibe una dosis dada por el intervalo. Las dosis de los intervalos se muestran en el eje horizontal, y los volúmenes de la estructura (ya sean porcentajes o volúmenes absolutos) en el eje vertical. El DVH diferencial tiene la apariencia de un histograma típico . El volumen total del órgano que recibe una dosis determinada se representa en el intervalo de dosis correspondiente. ^{[ 5 ]} Este volumen se determina por el número total de vóxeles caracterizados por un rango de dosis específico para el órgano considerado. El DVH diferencial proporciona información sobre los cambios en la dosis dentro de la estructura considerada, así como la visualización de la dosis mínima y máxima. ^{[ 6 ]}

El DVH acumulativo también se grafica con dosis bin a lo largo del eje horizontal. Sin embargo, la altura de la columna del primer bin (p. ej., [0, 1]  Gy) representa el volumen de la estructura que recibe una dosis mayor o igual a esa dosis. ^{[ 5 ]} La altura de la columna del segundo bin (p. ej., (1, 2]  Gy) representa el volumen de la estructura que recibe una dosis mayor o igual a esa dosis, etc. Con tamaños de bin muy pequeños, el DVH acumulativo adquiere la apariencia de un gráfico de línea suave. Las líneas siempre tienen pendiente y comienzan de arriba a la izquierda a abajo a la derecha. Para una estructura que recibe una dosis muy homogénea (100% del volumen recibe exactamente 10  Gy, por ejemplo), el DVH acumulativo aparecerá como una línea horizontal en la parte superior del gráfico, en el 100% del volumen como se grafica verticalmente, con una caída vertical en 10 Gy en el eje horizontal.

Un histograma dosis-volumen (HDV) utilizado clínicamente suele incluir todas las estructuras y objetivos de interés en el plan de radioterapia , con cada línea representada con un color diferente, que representa una estructura distinta. El eje vertical casi siempre se representa como porcentaje de volumen (en lugar de volumen absoluto). ^{[ 7 ]}

Los estudios clínicos han demostrado que las métricas de DVH se correlacionan con los resultados de toxicidad del paciente. ^{[ 8 ]} Una desventaja de la metodología DVH es que no ofrece información espacial; es decir, un DVH no muestra dónde dentro de una estructura se recibe una dosis. ^{[ 9 ]} Además, los DVH de los planes de radioterapia iniciales representan las dosis a las estructuras al comienzo del tratamiento de radiación. A medida que el tratamiento progresa y transcurre el tiempo, si hay cambios (por ejemplo, si los pacientes pierden peso, si los tumores se reducen, si los órganos cambian de forma, etc.), el DVH original pierde su precisión. ^{[ 10 ]}

• Sambasivam, Sasikumar (abril de 2014). "Histograma de dosis y volumen" (Diapositivas) . Compartir diapositivas . pag.  28.