Este trabalho visa aprimorar e tornar mais precisa a utilização do dosímetro gel polimérico MAGIC-f no estudo da distribuição de dose para fonte radioativas utilizadas na terapia e diagnóstico em medicina nuclear. Para isso foram avaliados os parâmetros de leitura do gel em equipamentos de ressonância magnética e sua resposta quando comparado a resultados obtidos através da utilização do código PENELOPE de simulação Monte Carlo. Dentre as incertezas observadas no processo global da utilização do gel MAGIC-f, sua manufatura foi a que demonstrou uma maior preocupação uma vez que erro na frações de componentes químicos adicionados ocasiona grande diferença na resposta do dosímetro. A aquisição da informação dosimétrica em um equipamento de imagem por ressonância magnética demonstrou que tempos ao eco mais curtos são mais eficientes na diferenciação do sinal gerado no processo de polimerização devido a utilização de fontes de medicina nuclear do que ajustes na resolução da imagem e que a homogeneidade de campo magnético pode ocasionar grande alteração nos valores obtidos. Experimentos realizados com o gel MAGIC-f, demonstraram um baixa dependência energética e um grande dependência com a taxa de dose, dois fatores importantes em medicina, mas resultados simulados e experimentais comparativos utilizando fontes de I-131, Tc-99m e F-18, demonstraram uma grande precisão nos resultados apresentados, tornando assim o gel MAGIC-f uma excelente ferramenta na verificação volumétrica da dose absorvida na terapia com fontes de medicina nuclear. / This work aims to improve and make more accurate use of the gel dosimeter MAGIC-f polymer in the study of dose distribution for radioactive source used in therapy and diagnosis in nuclear medicine. For this, MRI parameters reading of the gel were evaluated and its response when compared to results obtained using a Monte Carlo simulation PENELOPE code. Among the uncertainties observed in the overall use of MAGIC-f gel, its manufacturing demonstrated a greater concern since error in chemical fractions added causes big difference in the response of the dosimeter. The acquisition of dosimetric equipment information in a magnetic resonance imaging showed that the shorter eco times are more efficient in differentiating the signal generated in the polymerization process due to the use of sources of nuclear medicine than image resolution changes and the homogeneity of the magnetic field can cause large difference in the results. Experiments performed with the MAGIC-f gel, demonstrated a low energy dependence and a large dependence on the dose rate, two important factors in nuclear medicine, but comparative results with simulated and experimental processes using sources of I-131, Tc-99m and F-18 showed a great accuracy in results, thus making the MAGIC-f gel an excellent tool for volumetric verification of absorbed dose therapy with sources of nuclear medicine.

Este trabalho visa aprimorar e tornar mais precisa a utilização do dosímetro gel polimérico MAGIC-f no estudo da distribuição de dose para fonte radioativas utilizadas na terapia e diagnóstico em medicina nuclear. Para isso foram avaliados os parâmetros de leitura do gel em equipamentos de ressonância magnética e sua resposta quando comparado a resultados obtidos através da utilização do código PENELOPE de simulação Monte Carlo. Dentre as incertezas observadas no processo global da utilização do gel MAGIC-f, sua manufatura foi a que demonstrou uma maior preocupação uma vez que erro na frações de componentes químicos adicionados ocasiona grande diferença na resposta do dosímetro. A aquisição da informação dosimétrica em um equipamento de imagem por ressonância magnética demonstrou que tempos ao eco mais curtos são mais eficientes na diferenciação do sinal gerado no processo de polimerização devido a utilização de fontes de medicina nuclear do que ajustes na resolução da imagem e que a homogeneidade de campo magnético pode ocasionar grande alteração nos valores obtidos. Experimentos realizados com o gel MAGIC-f, demonstraram um baixa dependência energética e um grande dependência com a taxa de dose, dois fatores importantes em medicina, mas resultados simulados e experimentais comparativos utilizando fontes de I-131, Tc-99m e F-18, demonstraram uma grande precisão nos resultados apresentados, tornando assim o gel MAGIC-f uma excelente ferramenta na verificação volumétrica da dose absorvida na terapia com fontes de medicina nuclear. / This work aims to improve and make more accurate use of the gel dosimeter MAGIC-f polymer in the study of dose distribution for radioactive source used in therapy and diagnosis in nuclear medicine. For this, MRI parameters reading of the gel were evaluated and its response when compared to results obtained using a Monte Carlo simulation PENELOPE code. Among the uncertainties observed in the overall use of MAGIC-f gel, its manufacturing demonstrated a greater concern since error in chemical fractions added causes big difference in the response of the dosimeter. The acquisition of dosimetric equipment information in a magnetic resonance imaging showed that the shorter eco times are more efficient in differentiating the signal generated in the polymerization process due to the use of sources of nuclear medicine than image resolution changes and the homogeneity of the magnetic field can cause large difference in the results. Experiments performed with the MAGIC-f gel, demonstrated a low energy dependence and a large dependence on the dose rate, two important factors in nuclear medicine, but comparative results with simulated and experimental processes using sources of I-131, Tc-99m and F-18 showed a great accuracy in results, thus making the MAGIC-f gel an excellent tool for volumetric verification of absorbed dose therapy with sources of nuclear medicine.

A radioterapia é um procedimento que utiliza radiação ionizante de alta energia direcionado ao tumor, para destruir suas células. O objetivo é provocar o maior dano nas células tumorais enquanto se poupa o tecido sadio ao redor, para maximizar este resultado. Devido a alta complexidade dos feixes usados nestes tratamentos, um dosímetro tridimensional é desejado para garantir que a dose esteja sendo entregue da forma como foi planejada, sendo a dosimetria gel polimérica com leitura da dose em Imagens de Ressonância Magnética Nuclear (IRMN), uma opção para esta medida. Esse trabalho utiliza o dosímetro gel polimérico MAGIC-f como referência e tem como objetivo otimizar sua formulação, substituindo inicialmente os seus agentes antioxidantes (sulfato de cobre e ácido ascórbico) por um antioxidante mais potente, o cloreto de tetrakishidroximetilfosfônio (THPC), e, em seguida, variar as concentrações dos demais componentes do dosímetro a fim de obter a menor concentração de cada um deles que resulte em um dosímetro com sensibilidade adequada para uso em radioterapia.Foram feitas análises sobre a estabilidade térmica do dosímetro com THPC e estudos sobre as concentrações ideais de THPC (2mM, 5mM, 8mM, 10mM ou 20mM); Ácido Metacrílico (2%, 2,5%, 3%, 3,5% ou 4%); Gelatina (4%, 6%, 8% ou 10%). Após todas as modificações, a formulação otimizada contendo 88,96% Água MiliQ; 3% Ácido Metacrílico; 8% Gelatina; 0,04% THPC (5mM de concentração), apresentou uma sensibilidade próxima a 1,03 Gy-1s-1 e um ponto de fusão de aproximadamente 50C, utilizando as menores quantidades possíveis dos reagentes químicos e a sequência de leitura das IRMN implementada para esta dosimetria. O dosímetro otimizado obtido teve uma redução de 40% no seu custo, em comparação com o dosímetro MAGIC-f, e uma resolução de dose de 0,18 Gy. Obteve linearidade de resposta a dosede 0 a 10 Gy. Uma variação máxima na sensibilidade do dosímetro de 8,5% foi encontrada ao se variar a taxa de dose de 300 500 cGy/min.Também foi avaliada a integridade da distribuição de dose para esse dosímetro através da avaliação de uma irradiação com meio campo blindado. E, sua a maior variação em um teste de repetitividade foi de 15%. Um outro objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de uma metodologia para a reutilização do dosímetro gel, sendo que um dosímetro previamente irradiado com uma dose de 2Gy foi reutilizado após seu derretimento a 50C em um forno com controle digital de temperatura, seguido por uma nova gelificação.Para garantir sua resposta, foi necessária a readição de agentes antioxidantes à formulação reutilizada. Dessa forma, para o gel MAGAT com 1mM de THPC foi obtida uma sensibilidade 30% menor que a original para o dosímetro reutilizado e 15% para o mesmo dosímetro, com 2mM de THPC / Radiotherapy is a procedure that uses high energy ionizing radiation directed to the tumor to destroy its cells. The objective is to obtain tumoral cells more damaged avoiding the healthy cells around it and increase this result. Due to the high complexity of the energy beams used on these treatments, a three-dimensional dosimeter is demanded to assure that the dose is focused as planned, being the polymeric gel dosimetry using Nuclear Magnetic Resonance Images (NMRI) for dose scanning an option to this measurement. This work uses MAGIC-f gel as reference and its objective is to optimize the dosimeter formulation, by initiallyreplacing the antioxidants agents (Copper Sulfate and Ascorbic Acid) by a more power rating antioxidant, Tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride (THPC), and then, variatingthe others dosimeter´s components concentration in order to obtain the smallest concentration of each one that result in an adequate dosimeter´ssensitivity for radiotherapy application. Studies were made to check the thermal stability of the gel containing THPC and studies were carried out about the ideals concentrations of THPC (2mM, 5mM, 8mM, 10mM or 20mM); Methacrylic Acid (2%, 2.5%, 3%, 3.5% or 4%); Gelatin (4%, 6%, 8% or 10%). After the modifications, the optimized formulation containing 88.96% of mili-Q water; 3% of methacrylic acid; 8% of gelatine; 0.04% of THPC (5mM) showed a sensitivity of approximately 1.03 Gy-1s-1 and a melting point approximately of 50°C, using the smallest possible chemical compounds concentrations and the NMRI scanning sequence implemented for this dosimetry. The optimized dosimeter obtained presents a 40% cost reduction, comparing with the dosimeter MAGIC-f, and a dose resolution of 0.18 Gy. The dosimeter responds linearlywith doses from 0 to 10 Gy. A maximal sensitivity variation of 8.5% was found when varing the dose rate from 300 to 500 cGy/min. Its dose integrity was checked by a half beam blocked irradiation. And its largestsensitivity variation at a repeatability test was 15%. The second objective of this work was the development of a methodology for reusing the dosimeter.The dosimeter previously irradiated with 2Gy was reused after being melted in a digitaltemperature control oven at 50°C, followed by the re-addition of THPC and a new gelation. The reused MAGAT gel dosimeter with 1mM of THPC presented 30% sensitivity reductioin when compared to the the same dosimeter before the reusing process, while the MAGAT gel with 2mMof THPC presented a reduction of only 15%

A radioterapia é um procedimento que utiliza radiação ionizante de alta energia direcionado ao tumor, para destruir suas células. O objetivo é provocar o maior dano nas células tumorais enquanto se poupa o tecido sadio ao redor, para maximizar este resultado. Devido a alta complexidade dos feixes usados nestes tratamentos, um dosímetro tridimensional é desejado para garantir que a dose esteja sendo entregue da forma como foi planejada, sendo a dosimetria gel polimérica com leitura da dose em Imagens de Ressonância Magnética Nuclear (IRMN), uma opção para esta medida. Esse trabalho utiliza o dosímetro gel polimérico MAGIC-f como referência e tem como objetivo otimizar sua formulação, substituindo inicialmente os seus agentes antioxidantes (sulfato de cobre e ácido ascórbico) por um antioxidante mais potente, o cloreto de tetrakishidroximetilfosfônio (THPC), e, em seguida, variar as concentrações dos demais componentes do dosímetro a fim de obter a menor concentração de cada um deles que resulte em um dosímetro com sensibilidade adequada para uso em radioterapia.Foram feitas análises sobre a estabilidade térmica do dosímetro com THPC e estudos sobre as concentrações ideais de THPC (2mM, 5mM, 8mM, 10mM ou 20mM); Ácido Metacrílico (2%, 2,5%, 3%, 3,5% ou 4%); Gelatina (4%, 6%, 8% ou 10%). Após todas as modificações, a formulação otimizada contendo 88,96% Água MiliQ; 3% Ácido Metacrílico; 8% Gelatina; 0,04% THPC (5mM de concentração), apresentou uma sensibilidade próxima a 1,03 Gy-1s-1 e um ponto de fusão de aproximadamente 50C, utilizando as menores quantidades possíveis dos reagentes químicos e a sequência de leitura das IRMN implementada para esta dosimetria. O dosímetro otimizado obtido teve uma redução de 40% no seu custo, em comparação com o dosímetro MAGIC-f, e uma resolução de dose de 0,18 Gy. Obteve linearidade de resposta a dosede 0 a 10 Gy. Uma variação máxima na sensibilidade do dosímetro de 8,5% foi encontrada ao se variar a taxa de dose de 300 500 cGy/min.Também foi avaliada a integridade da distribuição de dose para esse dosímetro através da avaliação de uma irradiação com meio campo blindado. E, sua a maior variação em um teste de repetitividade foi de 15%. Um outro objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de uma metodologia para a reutilização do dosímetro gel, sendo que um dosímetro previamente irradiado com uma dose de 2Gy foi reutilizado após seu derretimento a 50C em um forno com controle digital de temperatura, seguido por uma nova gelificação.Para garantir sua resposta, foi necessária a readição de agentes antioxidantes à formulação reutilizada. Dessa forma, para o gel MAGAT com 1mM de THPC foi obtida uma sensibilidade 30% menor que a original para o dosímetro reutilizado e 15% para o mesmo dosímetro, com 2mM de THPC / Radiotherapy is a procedure that uses high energy ionizing radiation directed to the tumor to destroy its cells. The objective is to obtain tumoral cells more damaged avoiding the healthy cells around it and increase this result. Due to the high complexity of the energy beams used on these treatments, a three-dimensional dosimeter is demanded to assure that the dose is focused as planned, being the polymeric gel dosimetry using Nuclear Magnetic Resonance Images (NMRI) for dose scanning an option to this measurement. This work uses MAGIC-f gel as reference and its objective is to optimize the dosimeter formulation, by initiallyreplacing the antioxidants agents (Copper Sulfate and Ascorbic Acid) by a more power rating antioxidant, Tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium chloride (THPC), and then, variatingthe others dosimeter´s components concentration in order to obtain the smallest concentration of each one that result in an adequate dosimeter´ssensitivity for radiotherapy application. Studies were made to check the thermal stability of the gel containing THPC and studies were carried out about the ideals concentrations of THPC (2mM, 5mM, 8mM, 10mM or 20mM); Methacrylic Acid (2%, 2.5%, 3%, 3.5% or 4%); Gelatin (4%, 6%, 8% or 10%). After the modifications, the optimized formulation containing 88.96% of mili-Q water; 3% of methacrylic acid; 8% of gelatine; 0.04% of THPC (5mM) showed a sensitivity of approximately 1.03 Gy-1s-1 and a melting point approximately of 50°C, using the smallest possible chemical compounds concentrations and the NMRI scanning sequence implemented for this dosimetry. The optimized dosimeter obtained presents a 40% cost reduction, comparing with the dosimeter MAGIC-f, and a dose resolution of 0.18 Gy. The dosimeter responds linearlywith doses from 0 to 10 Gy. A maximal sensitivity variation of 8.5% was found when varing the dose rate from 300 to 500 cGy/min. Its dose integrity was checked by a half beam blocked irradiation. And its largestsensitivity variation at a repeatability test was 15%. The second objective of this work was the development of a methodology for reusing the dosimeter.The dosimeter previously irradiated with 2Gy was reused after being melted in a digitaltemperature control oven at 50°C, followed by the re-addition of THPC and a new gelation. The reused MAGAT gel dosimeter with 1mM of THPC presented 30% sensitivity reductioin when compared to the the same dosimeter before the reusing process, while the MAGAT gel with 2mMof THPC presented a reduction of only 15%

A radioterapia externa pós-operatória em mulheres diagnosticadas com câncer de mama em estágio inicial é tido como um procedimento padrão, no entanto durante o planejamento para irradiação do volume alvo as possíveis incertezas dosimétricas introduzidas dado o movimento respiratório intrínseco da paciente são desconsideradas. Este estudo avalia não apenas a influência da respiração na distribuição tridimensional da dose, mas como essa distribuição se modifica dado a técnica radioterápica empregada para o tratamento. Três técnicas de planejamento foram analisadas: a radioterapia conformacional tridimensional (3D-RT) com filtros, a radioterapia com intensidade modulada (IMRT) usando planejamento direto e o IMRT inverso. A fim de simular o movimento de contração e expansão da caixa torácica, utilizou-se uma plataforma com amplitudes de oscilação pré-determinadas, sendo a frequência de oscilação provida por uma fonte de tensão variável. Para simular a mama usou-se objetos simuladores semiesféricos preenchidos com gel dosimétrico (MAGIC-f). Os planejamentos para cada técnica foram realizados sobre a mesma tomografia computadorizada (CT) do objeto simulador preenchido com água no modo estático. Foram produzidos três lotes de dosímetro gel para o projeto, cada lote foi irradiado com uma técnica radioterápica diferente, sendo que cada lote inclui cinco objetos simuladores e um conjunto de nove tubos de calibração preenchidos com gel MAGIC-f. O primeiro dos objetos simuladores é utilizado como referência, o segundo é irradiado no modo estático, os demais são irradiados em diferentes amplitudes, respectivamente: 0,34 cm, 0,88 cm e 1,22 cm. A informação volumétrica de dose foi obtida utilizando imagens por ressonância magnética nuclear (IRMN), para cada lote foram adquiridos IRMN com sequência multi spin echo e os mapas de relaxometria, que são associados à dose, foram extraídos em um software desenvolvido e aprimorado pelo nosso grupo de pesquisa. A comparação quantitativa dos mapas de relaxometria dos objetos simuladores em movimento em relação ao modo estático foi realizado pelo índice gamma tridimensional (3% / 3mm / 15% Threshold). Para o 3D-RT a porcentagem de pontos aprovados do objeto estático em relação ao oscilante na amplitude de 0,34 cm foi de 96,44%, para amplitude de 0,88 cm foi de 93,23% e para amplitude de 1,22 cm foi de 91,65%. Para o IMRT direto a porcentagem de pontos aprovados do objeto estático em relação ao oscilante na amplitude de 0,34 cm foi de 98,42%, para amplitude de 0,88 cm foi de 95,66% e para amplitude de 1,22 cm foi de 94,31%. Para o IMRT inverso a porcentagem de pontos aprovados do objeto estático em relação ao oscilante na amplitude de 0,34 cm foi de 94,49%, para amplitude de 0,88 cm foi de 93,51% e para amplitude de 1,22 cm foi de 86,62%. A partir dos resultados, infere-se que a movimentação respiratória de baixa amplitude, para tratamentos de câncer de mama, não é um fator preocupante para a rotina clínica, porém o aumento da amplitude da oscilação aumenta a inomogeneidade de dose e pode afetar os parâmetros dosimétricos da cobertura do volume alvo em relação ao planejamento do tratamento. Observou-se em conjunto que a distribuição de dose se modifica claramente com a técnica em uso e no caso do IMRT inverso para amplitude de oscilação de 1,22 cm a aprovação no índice gamma foi menor que 90% / External postoperative radiotherapy in women diagnosed with early stage breast cancer is considered as a standard procedure, however during planning for target volume irradiation as possible dosimetric uncertainties reabsorption of the patient\'s intrinsic respiratory movement are disregarded. This study evaluates not only the influence of respiration on the three-dimensional distribution of the dose but how this distribution is modified due to the radiotherapy technique used for treatment. Three planning techniques were analyzed: three-dimensional conformational radiotherapy (3D-RT) with filters, intensity-modulated radiotherapy (IMRT) using direct planning and inverse IMRT. In order to simulate the movement of contraction and expansion of the chest wall, a platform with predetermined oscillation amplitudes was used, the oscillation frequency was provided by a variable voltage source. To simulate the breast, semi-spherical simulator objects filled with dosimetric gel (MAGIC-f) were used. The plannnings for each technique were performed on the computerized tomography (CT) of the simulator object filled with water in static mode. Three batches of gel dosimeters were prepared for the project, each batch was irradiated with a different radiothermic technique and comprised five simulator objects and a set of nine calibration tubes filled with MAGIC-f gel. The first simulator objects is used as reference, the second is irradiated in the static mode, the others are irradiated using different amplitudes, respectively: 0,34 cm, 0,88 cm and 1,22 cm. Volumetric dose information was obtained using Nuclear Magnetic Resonance Imaging, each batch was scanned with a multi spin echo sequence and the dose-related relaxometry maps were extracted in a software developed and improved by our Group of research. The quantitative comparison of the relaxometry maps of the moving simulator objects with respect to the static mode was performed by the three-dimensional gamma index (3% / 3mm / 15% threshold). For the 3D-RT, the percentage of approved points of the static object with respect to the oscillator in the amplitude of 0.34 cm was 96.44%, for amplitude of 0.88 cm was 93.23% and for amplitude of 1.22 cm was 91.65%. For the direct IMRT the percentage of approved points of the static object in relation to the oscillator in the amplitude of 0.34 cm was 98.42%, for amplitude of 0.88 cm was 95.66% and for amplitude of 1.22 cm was 94.31%. For the inverse IMRT, the percentage of approved points of the static object in relation to the oscillator in the amplitude of 0.34 cm was 94.49%, for amplitude of 0.88 cm was 93.51% and for amplitude of 1.22 cm was 86.62%. From the results, it is inferred that a low-amplitude respiratory movement, for breast cancer treatments, is not a worrying factor for clinical routine, however, increasing the amplitude of the oscillation increases the inomogeneity of the dose and this affects the dosimetry parameters of the target volume coverage. It was observed that the dose distribution changes with the technique in use and in the case of the inverse IMRT for amplitude of oscillation of 1.22 cm, less than 90% of points were approved in the gamma index evaluation

A radioterapia externa pós-operatória em mulheres diagnosticadas com câncer de mama em estágio inicial é tido como um procedimento padrão, no entanto durante o planejamento para irradiação do volume alvo as possíveis incertezas dosimétricas introduzidas dado o movimento respiratório intrínseco da paciente são desconsideradas. Este estudo avalia não apenas a influência da respiração na distribuição tridimensional da dose, mas como essa distribuição se modifica dado a técnica radioterápica empregada para o tratamento. Três técnicas de planejamento foram analisadas: a radioterapia conformacional tridimensional (3D-RT) com filtros, a radioterapia com intensidade modulada (IMRT) usando planejamento direto e o IMRT inverso. A fim de simular o movimento de contração e expansão da caixa torácica, utilizou-se uma plataforma com amplitudes de oscilação pré-determinadas, sendo a frequência de oscilação provida por uma fonte de tensão variável. Para simular a mama usou-se objetos simuladores semiesféricos preenchidos com gel dosimétrico (MAGIC-f). Os planejamentos para cada técnica foram realizados sobre a mesma tomografia computadorizada (CT) do objeto simulador preenchido com água no modo estático. Foram produzidos três lotes de dosímetro gel para o projeto, cada lote foi irradiado com uma técnica radioterápica diferente, sendo que cada lote inclui cinco objetos simuladores e um conjunto de nove tubos de calibração preenchidos com gel MAGIC-f. O primeiro dos objetos simuladores é utilizado como referência, o segundo é irradiado no modo estático, os demais são irradiados em diferentes amplitudes, respectivamente: 0,34 cm, 0,88 cm e 1,22 cm. A informação volumétrica de dose foi obtida utilizando imagens por ressonância magnética nuclear (IRMN), para cada lote foram adquiridos IRMN com sequência multi spin echo e os mapas de relaxometria, que são associados à dose, foram extraídos em um software desenvolvido e aprimorado pelo nosso grupo de pesquisa. A comparação quantitativa dos mapas de relaxometria dos objetos simuladores em movimento em relação ao modo estático foi realizado pelo índice gamma tridimensional (3% / 3mm / 15% Threshold). Para o 3D-RT a porcentagem de pontos aprovados do objeto estático em relação ao oscilante na amplitude de 0,34 cm foi de 96,44%, para amplitude de 0,88 cm foi de 93,23% e para amplitude de 1,22 cm foi de 91,65%. Para o IMRT direto a porcentagem de pontos aprovados do objeto estático em relação ao oscilante na amplitude de 0,34 cm foi de 98,42%, para amplitude de 0,88 cm foi de 95,66% e para amplitude de 1,22 cm foi de 94,31%. Para o IMRT inverso a porcentagem de pontos aprovados do objeto estático em relação ao oscilante na amplitude de 0,34 cm foi de 94,49%, para amplitude de 0,88 cm foi de 93,51% e para amplitude de 1,22 cm foi de 86,62%. A partir dos resultados, infere-se que a movimentação respiratória de baixa amplitude, para tratamentos de câncer de mama, não é um fator preocupante para a rotina clínica, porém o aumento da amplitude da oscilação aumenta a inomogeneidade de dose e pode afetar os parâmetros dosimétricos da cobertura do volume alvo em relação ao planejamento do tratamento. Observou-se em conjunto que a distribuição de dose se modifica claramente com a técnica em uso e no caso do IMRT inverso para amplitude de oscilação de 1,22 cm a aprovação no índice gamma foi menor que 90% / External postoperative radiotherapy in women diagnosed with early stage breast cancer is considered as a standard procedure, however during planning for target volume irradiation as possible dosimetric uncertainties reabsorption of the patient\'s intrinsic respiratory movement are disregarded. This study evaluates not only the influence of respiration on the three-dimensional distribution of the dose but how this distribution is modified due to the radiotherapy technique used for treatment. Three planning techniques were analyzed: three-dimensional conformational radiotherapy (3D-RT) with filters, intensity-modulated radiotherapy (IMRT) using direct planning and inverse IMRT. In order to simulate the movement of contraction and expansion of the chest wall, a platform with predetermined oscillation amplitudes was used, the oscillation frequency was provided by a variable voltage source. To simulate the breast, semi-spherical simulator objects filled with dosimetric gel (MAGIC-f) were used. The plannnings for each technique were performed on the computerized tomography (CT) of the simulator object filled with water in static mode. Three batches of gel dosimeters were prepared for the project, each batch was irradiated with a different radiothermic technique and comprised five simulator objects and a set of nine calibration tubes filled with MAGIC-f gel. The first simulator objects is used as reference, the second is irradiated in the static mode, the others are irradiated using different amplitudes, respectively: 0,34 cm, 0,88 cm and 1,22 cm. Volumetric dose information was obtained using Nuclear Magnetic Resonance Imaging, each batch was scanned with a multi spin echo sequence and the dose-related relaxometry maps were extracted in a software developed and improved by our Group of research. The quantitative comparison of the relaxometry maps of the moving simulator objects with respect to the static mode was performed by the three-dimensional gamma index (3% / 3mm / 15% threshold). For the 3D-RT, the percentage of approved points of the static object with respect to the oscillator in the amplitude of 0.34 cm was 96.44%, for amplitude of 0.88 cm was 93.23% and for amplitude of 1.22 cm was 91.65%. For the direct IMRT the percentage of approved points of the static object in relation to the oscillator in the amplitude of 0.34 cm was 98.42%, for amplitude of 0.88 cm was 95.66% and for amplitude of 1.22 cm was 94.31%. For the inverse IMRT, the percentage of approved points of the static object in relation to the oscillator in the amplitude of 0.34 cm was 94.49%, for amplitude of 0.88 cm was 93.51% and for amplitude of 1.22 cm was 86.62%. From the results, it is inferred that a low-amplitude respiratory movement, for breast cancer treatments, is not a worrying factor for clinical routine, however, increasing the amplitude of the oscillation increases the inomogeneity of the dose and this affects the dosimetry parameters of the target volume coverage. It was observed that the dose distribution changes with the technique in use and in the case of the inverse IMRT for amplitude of oscillation of 1.22 cm, less than 90% of points were approved in the gamma index evaluation

A radioterapia de intensidade modulada (IMRT) é uma das mais modernas técnicas radioterapêuticas que permite a entrega de elevadas e complexas distribuição de doses ao volume tumoral, que necessita de novos métodos para o controle de qualidade dos procedimentos efetuados. Nos serviços de radioterapia costuma-se usar para o controle de qualidade do sistema de planejamento, a câmara de ionização para verificação pontual da dose e um dispositivo com diodos semicondutores (MapCHECK2) para a verificação bidimensional em um plano da fluência planejada, entretanto, para a verificação tridimensional dessas distribuições de doses ainda não há um dosímetro consolidado na rotina clínica. Nesse contexto, para a dosimetria tridimensional se destacam os géis poliméricos. Neste trabalho foram feitas a dosimetria convencional, pontual e bidimensional como se faz na rotina clínica e a dosimetria tridimensional utilizando o gel polimérico Magic-f, que apresenta a distribuição de dose volumétrica. Para este trabalho foi escolhido o tratamento de câncer de próstata, pois na atualidade é um dos tipos de cânceres mais comuns entre os homens. No contexto da dosimetria gel, para se obter a informação volumétrica é necessária uma técnica de imagem, no presente caso foram utilizadas imagens por ressonância magnética (magnetic resonance imaging, MRI). A partir dessas imagens é possível determinar as distribuições de doses processando-as em um software desenvolvido pelo grupo que determina as taxas de relaxação R2 associada à dose absorvida e posteriormente comparar as imagens obtidas com as imagens do sistema de planejamento. Para isso, se obteve dez cortes ao longo de cada simulador físico ou fantom em que sua comparação foi feita com a respectiva fatia do sistema de planejamento, na posição correspondente. Para uma avaliação quantitativa foi utilizado o conceito de índice gama, no critério padrão da radioterapia, 3% da dose e 3mm de distância de concordância. Os resultados obtidos com a dosimetria gel se mostram de acordo com os controles de qualidade convencionais e oferecem uma visão global da distribuição de dose no volume alvo. / The intensity modulated radiotherapy (IMRT) is one of the most modern radiotherapeutic technique that enables the delivery of high and complexes conformational doses to the tumor volume, that requires new methods for the quality assurance of the procedures performed. Radiotherapy services usually perform quality assurance of the planning system with the ionization chamber for spot-checking and an array of semiconductor diodes (MapCHECK2) to check on a two-dimensional plane, however for tridimensional dose verification does not exist an established dosimeter in the clinical routine. In this context, for three-dimensional dosimetry the polymeric gels were used. In This work the conventional one and two-dimensional dosimetry as employed in the clinical routine, and the three-dimensional dosimetry using polymer gel MAGIC- f, which provide the volumetric dose distribution. Prostate cancer clinical cases were chosen for this work because this kind of tumor is one of the most common cases in male individuals. In the context of dosimetry gel to obtain volumetric information an imaging technique is necessary, in this case the magnetic resonance imaging (MRI), was used to measure the dose. From these images it is possible to determine the distributions of doses processing them in a software developed by our research group that determines R2 relaxation rates associated with the absorbed dose and subsequently compare the images obtained with the images of the planning system. For this, ten slices were obtained along each phantom, and comparisons were made with the respective slice of the treatment planning system, in the corresponding position. For a quantitative evaluation of the gamma index , in the standard criterion in radiotherapy, 3 % dose and 3 mm distance to agreement was used. The results obtained shown that gel dosimetry agrees with the conventional quality controls and provide an overview of dose distribution in the target volume.

A radioterapia de intensidade modulada (IMRT) é uma das mais modernas técnicas radioterapêuticas que permite a entrega de elevadas e complexas distribuição de doses ao volume tumoral, que necessita de novos métodos para o controle de qualidade dos procedimentos efetuados. Nos serviços de radioterapia costuma-se usar para o controle de qualidade do sistema de planejamento, a câmara de ionização para verificação pontual da dose e um dispositivo com diodos semicondutores (MapCHECK2) para a verificação bidimensional em um plano da fluência planejada, entretanto, para a verificação tridimensional dessas distribuições de doses ainda não há um dosímetro consolidado na rotina clínica. Nesse contexto, para a dosimetria tridimensional se destacam os géis poliméricos. Neste trabalho foram feitas a dosimetria convencional, pontual e bidimensional como se faz na rotina clínica e a dosimetria tridimensional utilizando o gel polimérico Magic-f, que apresenta a distribuição de dose volumétrica. Para este trabalho foi escolhido o tratamento de câncer de próstata, pois na atualidade é um dos tipos de cânceres mais comuns entre os homens. No contexto da dosimetria gel, para se obter a informação volumétrica é necessária uma técnica de imagem, no presente caso foram utilizadas imagens por ressonância magnética (magnetic resonance imaging, MRI). A partir dessas imagens é possível determinar as distribuições de doses processando-as em um software desenvolvido pelo grupo que determina as taxas de relaxação R2 associada à dose absorvida e posteriormente comparar as imagens obtidas com as imagens do sistema de planejamento. Para isso, se obteve dez cortes ao longo de cada simulador físico ou fantom em que sua comparação foi feita com a respectiva fatia do sistema de planejamento, na posição correspondente. Para uma avaliação quantitativa foi utilizado o conceito de índice gama, no critério padrão da radioterapia, 3% da dose e 3mm de distância de concordância. Os resultados obtidos com a dosimetria gel se mostram de acordo com os controles de qualidade convencionais e oferecem uma visão global da distribuição de dose no volume alvo. / The intensity modulated radiotherapy (IMRT) is one of the most modern radiotherapeutic technique that enables the delivery of high and complexes conformational doses to the tumor volume, that requires new methods for the quality assurance of the procedures performed. Radiotherapy services usually perform quality assurance of the planning system with the ionization chamber for spot-checking and an array of semiconductor diodes (MapCHECK2) to check on a two-dimensional plane, however for tridimensional dose verification does not exist an established dosimeter in the clinical routine. In this context, for three-dimensional dosimetry the polymeric gels were used. In This work the conventional one and two-dimensional dosimetry as employed in the clinical routine, and the three-dimensional dosimetry using polymer gel MAGIC- f, which provide the volumetric dose distribution. Prostate cancer clinical cases were chosen for this work because this kind of tumor is one of the most common cases in male individuals. In the context of dosimetry gel to obtain volumetric information an imaging technique is necessary, in this case the magnetic resonance imaging (MRI), was used to measure the dose. From these images it is possible to determine the distributions of doses processing them in a software developed by our research group that determines R2 relaxation rates associated with the absorbed dose and subsequently compare the images obtained with the images of the planning system. For this, ten slices were obtained along each phantom, and comparisons were made with the respective slice of the treatment planning system, in the corresponding position. For a quantitative evaluation of the gamma index , in the standard criterion in radiotherapy, 3 % dose and 3 mm distance to agreement was used. The results obtained shown that gel dosimetry agrees with the conventional quality controls and provide an overview of dose distribution in the target volume.