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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.5.2019.tde-23082019-082058
Document
Author
Full name
Ana Paula Vollet Cunha
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Rodrigues, Laura Natal (President)
Carvalho, Heloisa de Andrade
Ros, Renato Assenci
Yoshimura, Elisabeth Mateus
Title in Portuguese
Implementação do formalismo para dosimetria de campos pequenos, TRS-483, e avaliação do impacto na radioterapia
Keywords in Portuguese
Algoritmos
Campos pequenos
Dosimetria
Dosímetros de radiação
Efeito de média volumétrica
Planejamento da radioterapia assistida por computador
Abstract in Portuguese
INTRODUÇÃO: O desenvolvimento de novas tecnologias possibilitou a utilização frequente dos campos cada vez menores e/ou modulados, e esse processo apresentou um aumento de incertezas na aquisição dos dados dosimétricos bem como em sua utilização nos sistemas de planejamento computadorizados (SPC). Este estudo teve como objetivo realizar medidas dosimétricas baseadas no TRS-483 e avaliar o impacto desses dados em quatro algoritmos de cálculo de dose em condições de não referência ou campos pequenos. METODOLOGIA: Utilizando um objeto simulador de varredura automática, Blue Phantom, e os detectores CC01, CC13, Razor e EFD, foram realizadas medidas de perfis (transversal e radial) e porcentagem de dose em profundidade (PDP) dos feixes de tamanhos de campo entre 5 mm x 5 mm e 100 mm x 100 mm nos aceleradores lineares 6 EX e 2100 CD, Varian. Aproximando os perfis dos campos de 5 mm x 5 mm e 10 mm x 10 mm por uma gaussiana e considerando a função peso adequada ao formato do detector, foi avaliado o efeito de média volumétrica dos detectores utilizados. Em seguida, considerando as recomendações do TRS-483, foram coletadas as medidas necessárias para o comissionamento dos algoritmos AAA e Acuros XB do sistema de planejamento Eclipse® e Pencil Beam (PB) e X-Ray Voxel Monte Carlo (MC) do iPlan®. RESULTADOS: Com as medidas iniciais de perfis e PDP foi possível avaliar o desempenho dos diferentes detectores. A câmara CC13 não se mostrou adequada, apresentando os resultados mais discrepantes dos demais detectores, devido a sua maior dimensão com relação aos menores tamanhos de campo. O detector com menor efeito de média volumétrica foi o Razor, menor que 1 %, enquanto a câmara CC01 apresentou até 2 % de efeito e o EFD não ultrapassou 1,5 %. Com relação ao comissionamento dos SPC, AAA e AcurosXB não se mostraram sensíveis nos resultados calculados de perfis para a mesma configuração das medidas, apresentando diferenças nas regiões de maior intensidade do feixe. No caso do iPlan®, os dados calculados diferiram dos medidos apenas no sentido radial e para o campo 6 mm x 6 mm. Com relação ao fator output inserido, este apresentou redução média de 8,5 % no valor de unidade monitora (UM) nos planos calculados com AAA e Acuros XB, 6 % para PB e não houve diferença para o MC, bem como uma maior concordância de resultados entre os algoritmos de cada sistema após esses serem comissionados com o formalismo do TRS-483. CONCLUSÃO: Para ambos sistemas de planejamento, Eclipse® e iPlan®, pode-se concluir que, para campos maiores que 10 mm x 10 mm, os algoritmos de cálculo de dose apresentam-se adequados e correspondentes entre si quando comissionados para campos pequenos e, avaliando as incertezas desse processo, houve uma redução de 2,2 %
Title in English
Implementation of small field dosimetry formalism, TRS-483, and evaluation of the impact on radiotherapy
Keywords in English
Algorithms
Dosimetry
Radiation dosimeters
Radiotherapy planning computer-assisted
Small field
Volume averaging effect
Abstract in English
INTRODUCTION: The development of new technologies has facilitated frequent use of smaller and/or modulated fields, and this process has increased uncertainties in the acquisition of dosimetric data as well as its use in computerized treatment planning systems (TPS).This study aimed to perform dosimetric measurements based on TRS-483 and to evaluate the impact of these data on four dose calculation algorithms in non-reference conditions or small fields. METHODS: Using a Blue Phantom automatic scanning system and CC01, CC13, Razor and EFD detectors, profiles measurements for radial, transversal and depth dose (PDD) of field sizes between 5 mm x 5 mm and 100 mm x 100 mm on two Varian linear accelerators models 6 EX and 2100 CD were performed. 5 mm x 5 mm and 10 mm x 10 mm fields profiles were approximated by a Gaussian and appropriated weight function applied depending on detector format, volume averaging effects were evaluated. Subsequently, following TRS-483 recommendations, the necessary measurements for the commissioning of Eclipse® AAA and Acuros XB algorithms and iPlan® Pencil Beam (PB) and XRay Voxel Monte Carlo (MC) algorithms were done. RESULTS: Evaluation of detectors performance with initial profiles and PDD measurements were performed. The CC13 chamber was not adequate, presenting the most discrepant results, due to its larger dimension in relation to the smaller field sizes. The detector with lower volume averaging effect was Razor, less than 1%, while CC01 ion chamber showed up to 2% and EFD did not exceed 1.5%. Regarding the commissioning of TPS, calculated results for AAA and Acuros XB profiles demonstrated no sensitivity for the same measurements configuration, presenting differences in high beam intensity regions. For iPlan®, the calculated data differed from measured only radially and for the field 6 mm x 6 mm. In relation to the output factor, monitor unit (MU) mean value was 8.5% lower for AAA and Acuros XB calculated plans, 6% for PB, and there was no difference for MC. Higher algorithm agreement were achieved for each system after commissioned with the TRS-483 formalism. CONCLUSION: Dose calculation algorithms of Eclipse® and iPlan® treatment planning systems are adequate and correspond to each other when commissioned for small fields and for fields greater than 10 mm x 10 mm. Uncertainties evaluation presented a 2.2% reduction
 
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Publishing Date
2020-06-17
 
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