A radioterapia com intensidade modulada de feixe (IMRT) possibilitou a realização de tratamentos de múltiplos alvos simultaneamente em um esquema de tratamento acelerado conhecido como SMART (Simultaneous Modulated Accelerated Radiation Therapy). Estes tratamentos requerem um rigoroso controle de qualidade (QA) que deveria ser realizado, idealmente, em três dimensões. Uma potencial ferramenta para dosimetria tridimensional (3D) é o uso de gel polimérico associado à leitura de doses com Imagens de Ressonância Magnética Nuclear (IRMN). Neste trabalho, a dosimetria 3D com o gel MAGIC-f foi aplicada no CQ de 10 planejamentos radioterápicos usando a técnica SMART. Inicialmente, as distribuições de dose dos planejamentos avaliados foram recalculadas na geometria do simulador baseadas em sua tomogra_a computadorizada. Todos os planejamentos utilizados foram aprovados previamente no QA convencional pontual e planar, o que validou a distribuição de dose do sistema de planejamento (TPS) para comparação com a dosimetria gel. Os simuladores foram irradiados com os planejamentos estabelecidos e as distribuições de dose foram obtidas através da relaxometria em IRMN. A comparação das distribuições de dose calculadas pelo TPS e as medidas no gel foi feita pela análise gama (3%/3mm) e pela comparação entre os histogramas dose-volume (DVHs) calculados e medidos para dois volumes criados nas regiões equivalentes aos volumes alvo de tratamento. Esses resultados evidenciam o potencial do uso da dosimetria gel polimérica no QA 3D de planejamentos de IMRT com a técnica SMART, fornecendo informação completa 3D da dose absorvida em cada volume alvo planejado, desde que realizada seguindo os protocolos pré-estabelecidos. / Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT) treatments in the radiotherapy practice made possible the simultaneously treatment of multiple targets at an accelerated treatment regimen, this scheme is known as Simultaneous Modulated Accelerated Radiation Therapy (SMART). These treatments require a strict quality control (QC) that should be done, ideally, in three dimensions. A potential tool for tridimensional dosimetry (3D) is the use of polymeric gel with Nuclear Magnetic Resonance Images (NMRI). In this paper, the 3D dosimetry with MAGIC-f gel was applied in 10 QC radiotherapy planning using the SMART technique. Initially, the dose distributions of assessed plans were remeasured in simulator geometry based on a CT scan. All plans used were previously approved in punctual and planar conventional CQ, which validated the dose distribution planning system (TPS) for comparison with the gel dosimetry. The simulators were irradiated with established schedules and dose distributions were obtained by relaxometry in NMRI. The comparison of dose distributions calculated by TPS and measured in the gel was made by gamma analysis (3% / 3mm) and by comparing the dose-volume histograms (DVHs) calculated and measured for two volumes created in the equivalent regions to target volumes of treatment. These results highlight the potential use of the polymer gel dosimetry in IMRT planning 3D CQ with SMART technique, providing complete 3D information of the absorbed dose in each target volume planned, if carried out following the pre-established protocols.

A radioterapia com intensidade modulada de feixe (IMRT) possibilitou a realização de tratamentos de múltiplos alvos simultaneamente em um esquema de tratamento acelerado conhecido como SMART (Simultaneous Modulated Accelerated Radiation Therapy). Estes tratamentos requerem um rigoroso controle de qualidade (QA) que deveria ser realizado, idealmente, em três dimensões. Uma potencial ferramenta para dosimetria tridimensional (3D) é o uso de gel polimérico associado à leitura de doses com Imagens de Ressonância Magnética Nuclear (IRMN). Neste trabalho, a dosimetria 3D com o gel MAGIC-f foi aplicada no CQ de 10 planejamentos radioterápicos usando a técnica SMART. Inicialmente, as distribuições de dose dos planejamentos avaliados foram recalculadas na geometria do simulador baseadas em sua tomogra_a computadorizada. Todos os planejamentos utilizados foram aprovados previamente no QA convencional pontual e planar, o que validou a distribuição de dose do sistema de planejamento (TPS) para comparação com a dosimetria gel. Os simuladores foram irradiados com os planejamentos estabelecidos e as distribuições de dose foram obtidas através da relaxometria em IRMN. A comparação das distribuições de dose calculadas pelo TPS e as medidas no gel foi feita pela análise gama (3%/3mm) e pela comparação entre os histogramas dose-volume (DVHs) calculados e medidos para dois volumes criados nas regiões equivalentes aos volumes alvo de tratamento. Esses resultados evidenciam o potencial do uso da dosimetria gel polimérica no QA 3D de planejamentos de IMRT com a técnica SMART, fornecendo informação completa 3D da dose absorvida em cada volume alvo planejado, desde que realizada seguindo os protocolos pré-estabelecidos. / Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT) treatments in the radiotherapy practice made possible the simultaneously treatment of multiple targets at an accelerated treatment regimen, this scheme is known as Simultaneous Modulated Accelerated Radiation Therapy (SMART). These treatments require a strict quality control (QC) that should be done, ideally, in three dimensions. A potential tool for tridimensional dosimetry (3D) is the use of polymeric gel with Nuclear Magnetic Resonance Images (NMRI). In this paper, the 3D dosimetry with MAGIC-f gel was applied in 10 QC radiotherapy planning using the SMART technique. Initially, the dose distributions of assessed plans were remeasured in simulator geometry based on a CT scan. All plans used were previously approved in punctual and planar conventional CQ, which validated the dose distribution planning system (TPS) for comparison with the gel dosimetry. The simulators were irradiated with established schedules and dose distributions were obtained by relaxometry in NMRI. The comparison of dose distributions calculated by TPS and measured in the gel was made by gamma analysis (3% / 3mm) and by comparing the dose-volume histograms (DVHs) calculated and measured for two volumes created in the equivalent regions to target volumes of treatment. These results highlight the potential use of the polymer gel dosimetry in IMRT planning 3D CQ with SMART technique, providing complete 3D information of the absorbed dose in each target volume planned, if carried out following the pre-established protocols.

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.

A dosimetria em braquiterapia é importante para garantir a igualdade entre a dose entregue ao paciente e a dose planejada, porém a determinação experimental da dose é difícil devido ao alto gradiente de dose em regiões próximas à fonte. Nesse sentido, a dosimetria gel polimérica têm sido estudada como forma de se obter a distribuição tridimensional das doses dessas fontes. O protocolo da Associação Americana de Físicos em Medicina, intitulado TG-43, propõe um formalismo para o cálculo de dose de fontes de braquiterapia através de parâmetros da atividade, anisotropia e geometria da fonte, além de atenuação e espalhamento da radiação produzida pela fonte. Porém, a determinação das funções dosimétricas necessárias para o cálculo da dose não é feita diretamente através de experimentos. Nessa linha, o Método Monte Carlo vêm sendo utilizado no cálculo dessas funções dosimétricas em braquiterapia. Neste trabalho, foram determinados os parâmetros dosimétricos de duas fontes de braquiterapia, 60Co e 192Ir, utilizando simulação Monte Carlo com o código PENELOPE, assim como as distribuições de dose utilizando dosimetria gel polimérica com o MAGIC-f. Os dados obtidos computacionalmente foram comparados com a literatura, obtendo-se concordância melhor que 98% em todos os parâmetros para a fonte de 60Co. Para a fonte de 192Ir, encontraram-se diferenças de até 22%, embora quando os resultados deste trabalho foram comparados com o sistema de planejamento, o ajuste utilizado para o conjunto de pontos possui R2 de 0,9996. A comparação das distribuições de dose da fonte de 192Ir simuladas e determinadas com o gel polimérico MAGIC-f, apresentou concordância de 97% nos pontos englobados pela isodose de 50%, quando o critério de 3% e 3 mm foi utilizado. Esses resultados evidenciam o potencial do uso da dosimetria gel polimérica e da simulação Monte Carlo com o código PENELOPE em dosimetria de fontes de braquiterapia de alta taxa de dose. / Dosimetry in brachytherapy is important to assure the conformity between the planned and the delivered dose to the patient. However, the experimental determination of dose is difficult in this technique due the high dose gradient in regions near the source. Hence, polymer gel dosimetry has been studied as a tool to obtain three-dimensional distribution dose for these sources. A report of American Association of Medical Physics, entitled TG-43, proposes a formalism for dose calculation for brachytherapy sources through parameters such as activity, anisotropy and geometry of the source, and the attenuation and radiation scattering produced in the surrounding medium. However, the dosimetric functions needed for dose calculations are not directly determined through experiments. In this concern, the Monte Carlo method has been used in the calculation of these dosimetric funcions in brachytherapy. In the present work, the dosimetric parameters for two brachytherapy sources, 60Co e 192Ir, were determined using Monte Carlo simulation with PENELOPE code, and the dose distributions for the 192Ir source were determined using polymer gel dosimetry with MAGIC-f. Data obtained computationally were compared to literature, showing more than 98% agreement in all parameters for the 60Co source. For 192Ir, differences up to 22% were found to the literature, although when the results of this work were compared to the treatment planning system, a R2 equal to 0,9996 was found to the data fitting adjusting both data. The comparison of simulated dose distributions for 192Ir and those determined with MAGIC-f polymer gel showed that 97% of the points covered by 50% isodose are in agreement when gamma index criteria of 3% and 3 mm was used. These results indicate the potential use of polymer gel dosimetry with MAGIC-f and Monte Carlo simulation with PENELOPE code in dosimetry of high dose rate brachytherapy sources.

A dosimetria em braquiterapia é importante para garantir a igualdade entre a dose entregue ao paciente e a dose planejada, porém a determinação experimental da dose é difícil devido ao alto gradiente de dose em regiões próximas à fonte. Nesse sentido, a dosimetria gel polimérica têm sido estudada como forma de se obter a distribuição tridimensional das doses dessas fontes. O protocolo da Associação Americana de Físicos em Medicina, intitulado TG-43, propõe um formalismo para o cálculo de dose de fontes de braquiterapia através de parâmetros da atividade, anisotropia e geometria da fonte, além de atenuação e espalhamento da radiação produzida pela fonte. Porém, a determinação das funções dosimétricas necessárias para o cálculo da dose não é feita diretamente através de experimentos. Nessa linha, o Método Monte Carlo vêm sendo utilizado no cálculo dessas funções dosimétricas em braquiterapia. Neste trabalho, foram determinados os parâmetros dosimétricos de duas fontes de braquiterapia, 60Co e 192Ir, utilizando simulação Monte Carlo com o código PENELOPE, assim como as distribuições de dose utilizando dosimetria gel polimérica com o MAGIC-f. Os dados obtidos computacionalmente foram comparados com a literatura, obtendo-se concordância melhor que 98% em todos os parâmetros para a fonte de 60Co. Para a fonte de 192Ir, encontraram-se diferenças de até 22%, embora quando os resultados deste trabalho foram comparados com o sistema de planejamento, o ajuste utilizado para o conjunto de pontos possui R2 de 0,9996. A comparação das distribuições de dose da fonte de 192Ir simuladas e determinadas com o gel polimérico MAGIC-f, apresentou concordância de 97% nos pontos englobados pela isodose de 50%, quando o critério de 3% e 3 mm foi utilizado. Esses resultados evidenciam o potencial do uso da dosimetria gel polimérica e da simulação Monte Carlo com o código PENELOPE em dosimetria de fontes de braquiterapia de alta taxa de dose. / Dosimetry in brachytherapy is important to assure the conformity between the planned and the delivered dose to the patient. However, the experimental determination of dose is difficult in this technique due the high dose gradient in regions near the source. Hence, polymer gel dosimetry has been studied as a tool to obtain three-dimensional distribution dose for these sources. A report of American Association of Medical Physics, entitled TG-43, proposes a formalism for dose calculation for brachytherapy sources through parameters such as activity, anisotropy and geometry of the source, and the attenuation and radiation scattering produced in the surrounding medium. However, the dosimetric functions needed for dose calculations are not directly determined through experiments. In this concern, the Monte Carlo method has been used in the calculation of these dosimetric funcions in brachytherapy. In the present work, the dosimetric parameters for two brachytherapy sources, 60Co e 192Ir, were determined using Monte Carlo simulation with PENELOPE code, and the dose distributions for the 192Ir source were determined using polymer gel dosimetry with MAGIC-f. Data obtained computationally were compared to literature, showing more than 98% agreement in all parameters for the 60Co source. For 192Ir, differences up to 22% were found to the literature, although when the results of this work were compared to the treatment planning system, a R2 equal to 0,9996 was found to the data fitting adjusting both data. The comparison of simulated dose distributions for 192Ir and those determined with MAGIC-f polymer gel showed that 97% of the points covered by 50% isodose are in agreement when gamma index criteria of 3% and 3 mm was used. These results indicate the potential use of polymer gel dosimetry with MAGIC-f and Monte Carlo simulation with PENELOPE code in dosimetry of high dose rate brachytherapy sources.

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

Historicamente a radioterapia é divida em radioterapia externa, braquiterapia e radioisotopoterapia sistemática. As diferenças entre as três está no posicionamento da fonte de radiação com respeito ao corpo humano. Na radioterapia externa a fonte fica a uma certa distância do paciente, já no caso da braquiterapia as fontes podem ser inseridas dentro de cavidades do corpo ou implantadas diretamente nos tecidos. Na radioisotopoterapia sistemática isótopos radiativos são administrados por via oral ou venosa. Dessas três a radioterapia externa é a mais usada pois, ela permite realizar planejamentos de radioterapia em três dimensões (3D), partindo inicialmente de uma tomografia computadorizada da região do tumor. O planejamento baseado na tomografia computadorizada permite que a distribuição da radiação nos tecidos seja feito com mais precisão evitando assim, que os tecidos sadios sejam afetados. Nesse trabalho a radioterapia externa convencional, foi implementada e executada para um tratamento de próstata com implantes metálicos, usando 4 campos de irradiação (0, 90, 180, 270 graus) e uma dose total planejada de 70 Gy fracionada em 35 sessões, cada uma com 2 Gy. Em qualquer tipo de tratamento que envolva a radiação ionizante é exigido um controle de qualidade para assim, determinar se a dose inicialmente planejada será entregue ou não ao tumor. Idealmente deveria ser implementado um controle de qualidade em três dimensões mas, até o momento não há um dosímetro 3D consolidado na rotina clinica. No entanto, o uso de géis poliméricos associados à técnica de leitura de dose com imagem de ressonância magnética (IRM) possibilita a dosimetria tridimensional. Nesse contexto, é aplicada a dosimetria 3D usando para isso, o gel magic com formaldeído (magic-f). Além da dosimetria 3D, foram realizadas medidas de dose absorvida por meio de dosimetria pontual, para tal fim são utilizados dosímetros termoluminescentes e de alanina. Na avaliação da distribuição de dose feita pelo planejamento e a medida com o gel é usado a análise gama (3%/3mm), neste caso, a distribuição de dose medida concorda com a distribuição de dose planejada TPS. A análise gama apresenta um porcentagem de aprovação do 93%. Os valores de dose absorvida na interface osso-metal determinados pelos dosímetros TL apresentam um aumento de 1,73 Gy na região do osso sacro e outros aumentos entre o 0,16 e 0,33 Gy foram encontrados em regiões como a cabeça do fêmur e quadril. Esses aumentos na dose foram só para duas sessões com doses entregadas ao fantom de 2 Gy. De igual maneira para os dosímetros de alanina se encontro um aumento na dose de 1,22 e 2,42 Gy na região do osso sacro. O planejamento feito nesse caso foi de 6 Gy. Os resultados evidentemente mostram como as inomogeneidades de um material com número atómico alto, gera perturbações sobre as distribuições de dose inicialmente planejadas. / Historically, Radiotherapy is divided into external radiotherapy, brachytherapy and systemic radioisotopotherapy. The difference between the three lies in the position of the radiation source regarding the human body. In external radiotherapy the source is at a certain distances of patient, and in the case of brachytherapy, this source can be inserted into cavities of body or implanted directly in the tissues. In systemic radiotherapy radioisotopes are administered orally or intravenously. Of these three, external radiotherapy is the most used because it allows planning of radiotherapy in three dimensions (3D), starting from a CT scan of the tumor region. Computed tomography planning allows the distribution of radiation in the tissues to be more accurate thus avoiding, that healthy tissues are affected. In our case, conventional external radiotherapy was implemented and executed for a prostate treatment with metal implants, using 4 irradiation fields (0, 90, 180, 270 degrees) and a total planned dose of 70 Gy fractioned in 35 sessions each with 2 Gy. In any type of treatment involving ionizing radiation, quality control (QC) is required to determine if the dose initially planned is delivered or not to the tumor. Ideally, a quality control should be implemented in three dimensions but to date there is no consolidated 3D dosimeter system in the clinic routine. However, the used of polymeric gels associated with magnetic resonance image (IRM) allow three-tridimensional dosimetry. In this context, the 3D dosimetry is applied using the magic gel with formaldehyde (magic-f). In addition to 3D dosimetry, absorbed dose measurements were performed by means of a dose in a point, using thermoluminescent and alanine dosimeters. The comparison of dose distributions calculated by TPS and measured in the gel was made using by gamma analysis (3% / 3mm), in this case, the distribution of dose measurement agrees with the distributions expected by TPS. The analysis shows a percentage of approval of 93%. The absorbed dose values at the bone-metal interface determined by the TL dosimeters, presented a 1.73 Gy increase in the region of the sacral bone, and another increases between 0,16 and 0,33 Gy were found in the regions as the head of the femur and the hip. These dose increases were only for two sessions with doses delivered to the phanton of 2 Gy. Similarly for alanine dosimeters were found increases in the dose of 1.22 and 2.42 Gy in the region of sacral bone. The planning done in this case was 6 Gy. The results evidently show how the inomogeneities of a material with a high atomic number generate disturbances over the initially planned dose distributions.

Historicamente a radioterapia é divida em radioterapia externa, braquiterapia e radioisotopoterapia sistemática. As diferenças entre as três está no posicionamento da fonte de radiação com respeito ao corpo humano. Na radioterapia externa a fonte fica a uma certa distância do paciente, já no caso da braquiterapia as fontes podem ser inseridas dentro de cavidades do corpo ou implantadas diretamente nos tecidos. Na radioisotopoterapia sistemática isótopos radiativos são administrados por via oral ou venosa. Dessas três a radioterapia externa é a mais usada pois, ela permite realizar planejamentos de radioterapia em três dimensões (3D), partindo inicialmente de uma tomografia computadorizada da região do tumor. O planejamento baseado na tomografia computadorizada permite que a distribuição da radiação nos tecidos seja feito com mais precisão evitando assim, que os tecidos sadios sejam afetados. Nesse trabalho a radioterapia externa convencional, foi implementada e executada para um tratamento de próstata com implantes metálicos, usando 4 campos de irradiação (0, 90, 180, 270 graus) e uma dose total planejada de 70 Gy fracionada em 35 sessões, cada uma com 2 Gy. Em qualquer tipo de tratamento que envolva a radiação ionizante é exigido um controle de qualidade para assim, determinar se a dose inicialmente planejada será entregue ou não ao tumor. Idealmente deveria ser implementado um controle de qualidade em três dimensões mas, até o momento não há um dosímetro 3D consolidado na rotina clinica. No entanto, o uso de géis poliméricos associados à técnica de leitura de dose com imagem de ressonância magnética (IRM) possibilita a dosimetria tridimensional. Nesse contexto, é aplicada a dosimetria 3D usando para isso, o gel magic com formaldeído (magic-f). Além da dosimetria 3D, foram realizadas medidas de dose absorvida por meio de dosimetria pontual, para tal fim são utilizados dosímetros termoluminescentes e de alanina. Na avaliação da distribuição de dose feita pelo planejamento e a medida com o gel é usado a análise gama (3%/3mm), neste caso, a distribuição de dose medida concorda com a distribuição de dose planejada TPS. A análise gama apresenta um porcentagem de aprovação do 93%. Os valores de dose absorvida na interface osso-metal determinados pelos dosímetros TL apresentam um aumento de 1,73 Gy na região do osso sacro e outros aumentos entre o 0,16 e 0,33 Gy foram encontrados em regiões como a cabeça do fêmur e quadril. Esses aumentos na dose foram só para duas sessões com doses entregadas ao fantom de 2 Gy. De igual maneira para os dosímetros de alanina se encontro um aumento na dose de 1,22 e 2,42 Gy na região do osso sacro. O planejamento feito nesse caso foi de 6 Gy. Os resultados evidentemente mostram como as inomogeneidades de um material com número atómico alto, gera perturbações sobre as distribuições de dose inicialmente planejadas. / Historically, Radiotherapy is divided into external radiotherapy, brachytherapy and systemic radioisotopotherapy. The difference between the three lies in the position of the radiation source regarding the human body. In external radiotherapy the source is at a certain distances of patient, and in the case of brachytherapy, this source can be inserted into cavities of body or implanted directly in the tissues. In systemic radiotherapy radioisotopes are administered orally or intravenously. Of these three, external radiotherapy is the most used because it allows planning of radiotherapy in three dimensions (3D), starting from a CT scan of the tumor region. Computed tomography planning allows the distribution of radiation in the tissues to be more accurate thus avoiding, that healthy tissues are affected. In our case, conventional external radiotherapy was implemented and executed for a prostate treatment with metal implants, using 4 irradiation fields (0, 90, 180, 270 degrees) and a total planned dose of 70 Gy fractioned in 35 sessions each with 2 Gy. In any type of treatment involving ionizing radiation, quality control (QC) is required to determine if the dose initially planned is delivered or not to the tumor. Ideally, a quality control should be implemented in three dimensions but to date there is no consolidated 3D dosimeter system in the clinic routine. However, the used of polymeric gels associated with magnetic resonance image (IRM) allow three-tridimensional dosimetry. In this context, the 3D dosimetry is applied using the magic gel with formaldehyde (magic-f). In addition to 3D dosimetry, absorbed dose measurements were performed by means of a dose in a point, using thermoluminescent and alanine dosimeters. The comparison of dose distributions calculated by TPS and measured in the gel was made using by gamma analysis (3% / 3mm), in this case, the distribution of dose measurement agrees with the distributions expected by TPS. The analysis shows a percentage of approval of 93%. The absorbed dose values at the bone-metal interface determined by the TL dosimeters, presented a 1.73 Gy increase in the region of the sacral bone, and another increases between 0,16 and 0,33 Gy were found in the regions as the head of the femur and the hip. These dose increases were only for two sessions with doses delivered to the phanton of 2 Gy. Similarly for alanine dosimeters were found increases in the dose of 1.22 and 2.42 Gy in the region of sacral bone. The planning done in this case was 6 Gy. The results evidently show how the inomogeneities of a material with a high atomic number generate disturbances over the initially planned dose distributions.

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