Caracterização dosimétrica e estudo de campos pequenos para um sistema de irradiação pré-clínica com feixe de raios X de média energia

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Muñoz Arango, Erika Tatiana
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Biociências
• Palavras-chave em Português: Preclinical radiotherapy; Ionization chambers; Solid-state detectors; EBT3; Small field kV photon dosimetry; Small animal radiation research platform; SARRP; Radioterapia pré-clínica; Câmaras de ionização; Detectores de estado sólido; Dosimetria de campos pequenos de fótons de kV; Radiação – Dosimetria; Câncer – Radioterapia; Radiobiologia; Planejamento da radioterapia assistida por computador; ENGENHARIAS::ENGENHARIA NUCLEAR::APLICACOES DE RADIOISOTOPOS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16866

Grandes avanços tecnológicos estão sendo desenvolvidos nos sistemas de irradiação de pequenos animais para simular modernas técnicas de irradiação com fins de terapia, permitindo assim uma ampla variedade de estudos radiobiológicos. No entanto, o gap entre a dosimetria das radiações no ambiente pré-clínico e a dosimetria com aplicações clínicas tem reduzido a possibilidade de trasladar a validação das hipóteses biomédicas e os resultados das pesquisas pré-clínicas para ensaios randomizados em humanos. A combinação dos feixes de fótons de média energia gerados pelos irradiadores pré-clínicos, com as dimensões milimétricas dos colimadores, necessários pelas dimensões das amostras, traz enormes desafios dosimétricos, para os quais atualmente não existem códigos de prática (CoPs). Neste trabalho, foi desenvolvida uma metodologia para realizar a dosimetria de campos pequenos de um irradiador com feixe de raios X de 220 kVp (SARRP) para investigações pré-clínicas. A metodologia baseou-se na adaptação da dosimetria de referência para tamanhos de campo não convencionais, a partir do documento AAPM TG-61 e nas análises quantitativas das respostas de diversos detectores de radiação que ainda não tinham sido amplamente investigados para dosimetria relativa de campos pequenos de fótons de média energia na água. As respostas dos detectores foram avaliadas nas transições entre os campos de 40 × 40 mm2 até 3 × 3 mm2, adaptando conceitos dosimétricos propostos nos CoPs para feixes de fótons de alta energia. A partir de dados dosimétricos, adquiridos com um sistema automático de varredura de alta resolução 3D, foi comissionado um sistema de planejamento (TPS) CAT3D no algoritmo baseado em fatores. Diversos métodos de avaliação e validação foram aplicados. Em relação ás comparações das distribuições de dose relativa; as câmaras de ionização (CI) Semiflex 31010 (0,125 cm3) e PinPoint 3D (0,016 cm3), exibiram coincidências dentro dos 1,5-3% quando comparadas com as distribuições da CI plano paralela Advanced Markus, nas medições de dose em profundidade (P); e o detector PTW-60019 microDiamond (μD) exibiu uma coincidência com a CI PinPoint 3D, melhor do que 1,6% e coincidências dentro dos 0,8% com os cálculos do Monte Carlo MC3D até o 3 × 3 mm2, sem aplicação de fatores de correção. Nas comparações de perfis entre os detectores de estado sólido e a dosimetria EBT3 do fabricante, foram obtidos valores de gama globais menores que 1 para os 100% dos pontos e o critério 1 mm/3%. O método de cálculo baseado em tamanhos de campo intermediários, permitiu determinar corretamente os fatores de campo (FC) até o menor cone de 3 × 3 mm2 com o μD, diminuindo o efeito das variações na resposta pelas possíveis dependências energéticas do detector. Os resultados das análises gama 2D com EBT3 na água e os testes “end-to-end” validaram a metodologia de medição e o comissionamento para a obtenção de distribuições de dose complexas, a partir de dados medidos, assim como a sensibilidade do CAT3D “fast” para reproduzir distribuições de dose na água e em meios similares. Os resultados gama, dos mapas de dose indicaram uma média de aprovação de 96% dos pontos para o critério gama global de 1 mm/3%, com tolerância aumentada para 5% nas regiões de baixa dose. O uso de tamanhos de campo intermediários, integrado com todos os métodos propostos, permitiu reduzir a necessidade de fatores de correção na dosimetria de campos pequenos do SARRP. Este trabalho propõe uma metodologia inovadora que pode ser inserida em um protocolo de dosimetria pré-clínica.