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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.85.2017.tde-20012017-134741
Document
Author
Full name
Isabela Soares Lopes Branco
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2017
Supervisor
Committee
Yoriyaz, Hélio (President)
Fernandes, Marco Antonio Rodrigues
Zeituni, Carlos Alberto
Title in Portuguese
Estudo dos efeitos na dose devido à heterogeneidade em braquiterapia com fontes de I125
Keywords in Portuguese
braquiterapia
dosimetria
heterogeneidade
iodo-125
Abstract in Portuguese
A braquiterapia de baixas taxas de dose realizada com sementes de 125I tem sido amplamente usada por décadas em variados sítios anatômicos, com bons resultados clínicos. O advento de algoritmos para cálculo de dose baseados em modelos (MBDCAs) permitiu aprimorar oestudo de deposição da dose considerando heterogeneidades como diferentes tecidos, órgãos,aplicadores com composições diferentes da água, proporcionando a análise em geometriascomplexas. As simulações matemáticas realizadas através destes algoritmos possibilitam odesenvolvimento de modelos fisicamente mais acurados que estendem sua aplicabilidade àverificação de sistemas de planejamento em braquiterapia. Neste trabalho foram estudadasconfigurações de objetos simuladores confeccionados para medidas experimentais e simuladosatravés do código MCNP de Monte Carlo a fim de observar as diferenças ocasionadas pelaintrodução de heterogeneidades quando presentes fontes de 125I de baixa taxa de dose. Para estepropósito, distintas as vertentes do tema foram abordadas, entre elas o estudo da influênciaexercida pelos parâmetros de densidade e composição dos materiais tecido equivalentes. Osresultados obtidos demonstraram que, o efeito que a composição de cada um dos materiaisexerce sobre a deposição de dose é mais expressivo que o efeito de sua densidade. Em outroestudo, foi estabelecida uma relação para estimar, de maneira simples, a dose de atenuação detecidos heterogêneos a partir da aferição ou simulação da dose obtida num objeto simuladorconstituído por PMMA, metodologia que pode ser desenvolvida e implementada na rotina clínica.Para complementação das análises dos estudos dosimétricos com a presença deheterogeneidades, foi realizada a validação da geometria simulada da semente de 125I, onde sereproduziu a metodologia de cálculo dosimétrico presente no TG-43 da AAPM. Além disto, foirealizado o estudo teórico da dependência energética dos dosímetros termoluminescentes paraanalisar a variação de sua resposta conforme a energia. A metodologia desenvolvida para oestudo dos efeitos da heterogeneidade na deposição de dose é recomendada na avaliação desistemas de planejamento computadorizados que possuem algoritmos de cálculo de dosebaseados em modelos, quando utilizadas fontes de 125I com baixa taxa de dose, de forma acontribuir na incorporação de novas estimativas de doses com maior acurácia.
Title in English
Study of the dose effects due to the heterogeneity in brachytherapy with 125I sources
Keywords in English
brachytherapy
dosimetry
heterogeinity
iodine-125
Abstract in English
The low dose rate brachytherapy performed with 125I seeds has been widely used for decades in various anatomical sites with good clinical results. The advent of model-based dose calculation algorithms (MBDCAs) allowed improving the study of dose deposition considering patients heterogeneities such as tissues and organs with different compositions, patient contouring, and influence of applicators, providing the analysis in complex geometries. The mathematical simulations performed through algorithms enable the development of models physically much more accurate, extending its applicability to verify brachytherapy planning systems. In this work, different configurations of phantoms were confectioned for experimental studies and simulations using the Monte Carlo MCNP code to observe the differences caused by the introduction of heterogeneities for low dose rate brachytherapy using 125I sources. For this purpose, different aspects of the theme were discussed, among them the influence exerted by the density and composition parameters of the tissue equivalent materials. The results showed that each material composition effect in the dose deposition is more expressive than its density effect. In another study, a ratio was established to estimate the heterogeneous tissues attenuation from the dose measurement or simulation obtained using a PMMA phantom, this methodology can be developed and implemented in the clinical routine. In order to complement the analysis of the dosimetric studies with heterogeneities presence, the 125I seed simulated geometry was validated, showing the reproduction of the calculation methodology present in TG-43 of the AAPM. In addition, the theoretical study of the energy dependence of the thermoluminescent dosimeters was performed to analyze the variation its response according to energy. The methodology developed for the heterogeneity effects study on dose deposition is recommended for the evaluation of planning systems that use model-based dose calculation algorithms for low dose rate 125I sources, in order to contribute to the incorporation of dose estimates with greater accuracy.
 
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2017BrancoEstudo.pdf (4.66 Mbytes)
Publishing Date
2017-03-21
 
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