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Avaliação da Influência do Tamanho do Campo de Radiação Na Determinação da Camada Semi-redutora Pela Simulação Monte Carlo Penelope

ANDRADE, Márcia Maria Freire Paes de 19 October 2012 (has links)
Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-13T12:56:22Z No. of bitstreams: 2 Dissertação de Mestrado - Márcia Paes de Andrade 19-10-12.pdf: 1511097 bytes, checksum: cb13a967ab78d3a09e80cf24e15b6299 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T12:56:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação de Mestrado - Márcia Paes de Andrade 19-10-12.pdf: 1511097 bytes, checksum: cb13a967ab78d3a09e80cf24e15b6299 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-10-19 / Amostras de materiais de blindagens têm sido testadas e caracterizadas através de medidas da camada semi-redutora (CSR). Em alguns casos, os resultados experimentais publicados na literatura científica não especificam os tamanhos dos campos de radiação utilizados na determinação das CSRs. Nas medidas experimentais, os campos de radiação estreitos e largos conduzem à determinação dos coeficientes de atenuação linear (μ) e atenuação efetivo (μ’). Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência do tamanho do campo de radiação para se determinar a CSR, sendo realizado por simulação pelo código Monte Carlo PENELOPE. Para o propósito deste trabalho, um concreto de magnetita-limonita constituído de 7,71% de água, 9,64% de cimento, 12,72% de limonita e 69,93% de magnetita foi moldado e simulações da atenuação do feixe de fótons para diferentes espessuras do concreto e campos de radiação com diâmetros entre 3, 5,6 e 20 cm foram feitas utilizando-se o programa computacional Monte Carlo PENELOPE. As simulações foram feitas com um número de histórias entre 106 e 108. As CSRs foram determinadas mediante um ajuste polinomial das curvas de atenuação do feixe de radiação versus espessura da blindagem com base no quadrado do coeficiente de correlação. Os resultados mostram que a espessura da CSR aumenta com o tamanho do campo de radiação em decorrência do aumento da radiação secundária.
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Development of a Low Energy Electron Accelerator System for Surface Treatments and Coatings

Phantkankum, Nuttapong January 2015 (has links)
No description available.
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Estudo de uma câmara de ionização tipo poço através de simulação Monte Carlo / Study of a well-type ionization chamber by Monte Carlo simulation

Santos, Mairon Marques dos 25 September 2009 (has links)
O uso de simulação Monte Carlo do transporte de radiação na matéria tem sido cada vez mais empregado nas áreas de física radiológica e dosimétrica. Em Medicina Nuclear é possível usar diversos códigos de simulação como ferramenta para estudar diferentes características de resposta de calibradores de dose. O código de simulação Monte Carlo PENELOPE (Penetration and ENErgy LOss of Positron and Electrons) possui um algoritmo misto do transporte de radiação, condensando eventos de interação, conforme os parâmetros de entrada estabelecidos. Neste trabalho, o código de simulação PENELOPE foi usado para estudar a resposta de uma câmara de ionização em função de diversos parâmetros que influenciam suas características de resposta. Neste trabalho os parâmetros de resposta de uma câmara de ionização tipo poço foram estudados através de simulação Monte Carlo, comparando-se os resultados obtidos com dados experimentais. A eficiência da câmara foi testada através de simulação e mostrou-se condizente com os valores previstos através de cálculos. Com relação à atividade, a resposta se mostrou linear para todos os nuclídeos estudados, sendo possível se obter a sensibilidade relativa da câmara através de simulação e de medidas experimentais. A resposta da câmara em função a energia, obtida através de simulação, também representou bem os valores experimentais, sendo possível extendê-los para energias mais altas e mais baixas que os valores das medidas experimentais. Estudos do volume de radiofármaco e da posição da fonte no poço da câmara obtidos através de simulação apresentaram comportamento esperado de acordo com a literatura. O código PENELOPE foi validado para o estudo desta câmara de ionização, permitindo que parâmetros geométricos e de materiais sejam estudados sem os custos e as dificudades dos arranjos experimentais. / The use of Monte Carlo simulation to the radiation transport in matter has been widly applied in the radiological and dosimetric areas. In Nuclear Medicine it is possible to use a variety of simulation codes as tools to study different response characteristics of dose calibrators used to measure radionuclides activities. The PENELOPE (Penetration and ENErgy LOss of Positron and Electrons) Monte Carlo simulation code has a mixed algorithm for the transport of radiation, which condenses the interaction events according to the input parameters. In this work, the PENELOPE code of simulation was used to study the response of an ionization chamber as function of parameters influencing its response. The chamber efficiency was tested by simulation and it showed a good agreement with calculated results. To the activity, its response showed a linear behavior for all studied nuclides, allowing one to obtain its sensitivity by simulation and measurements. The response of the chamber as a function of the energy obtained by simulation also showed a good agreement with the measurements, allowing one to extrapolate it to energies below and above the measured ones. The analysis with the volume of radiopharmaceuticals and position of the sourse in the chamber well obtained by simulation showed the expected behavior compared to the ones in literature. PENELOPE was validated to study this ionization chamber, so allow one to perform geometric and material parameters studies without experimental costs and difficulties.
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Desenvolvimento de um software de Monte Carlo para transporte de fótons em estruturas de voxels usando unidades de processamento gráfico / Development of a GPU Monte Carlo software for photon transport in voxel structures

Bellezzo, Murillo 26 June 2014 (has links)
Sendo o método mais preciso para estimar a dose absorvida em radioterapia, o Método de Monte Carlo (MMC) tem sido amplamente utilizado no planejamento de tratamento radioterápico. No entanto, a sua eciência pode ser melhorada para aplicações clínicas de rotina. Nesta dissertação é apresentado o código CUBMC, um código de Monte Carlo que simula o transporte de fótons para cálculo de dose, desenvolvido na plataforma CUDA (Compute Unified Device Architecture). A simulação de eventos físicos é baseada no algoritmo presente no código PENELOPE, e as tabelas de seção de choque utilizadas são geradas pela rotina MATERIAL, também presente no código PENELOPE. Os fótons são transportados em objetos simuladores descritos por voxels. Existem duas abordagens distintas utilizadas para a simulação. A primeira delas obriga o fóton a realizar uma parada toda vez que cruza a fronteira de um voxel, a segunda e pelo Método de Woodcock, onde o fóton ignora a existência de fronteiras e é transportado em um meio homogêneo fictício. O código CUBMC tem como objetivo ser uma opção de código simulador que, ao utilizar a capacidade de processamento paralelo de unidades de processamento gráfico (GPU), apresente alto desempenho em máquinas compactas e de baixo custo, podendo assim ser aplicado em casos clínicos e incorporado a sistemas de planejamento de tratamento em radioterapia. / As the most accurate method to estimate absorbed dose in radiotherapy, Monte Carlo Method (MCM) has been widely used in radiotherapy treatment planning. Nevertheless, its efficiency can be improved for clinical routine applications. In this master thesis, the CUBMC code is presented, a GPU-based MC photon transport algorithm for dose calculation under the Compute Unified Device Architecture (CUDA) platform. The simulation of physical events is based on the algorithm used in PENELOPE, and the cross section table used is the one generated by the MATERIAL routine, also present in PENELOPE code. Photons are transported in voxel-based geometries with different compositions. There are two distinct approaches used for transport simulation. The first of them forces the photon to stop at every voxel frontier, the second one is the Woodcock method, where the photon ignores the existence of borders and travels in homogeneous fictitious medium. The CUBMC code aims to be an alternative for Monte Carlo simulator code that, by using the capability of parallel processing of graphics processing units (GPU), provides high performance simulations in low cost compact machines, and thus can be applied in clinical cases and incorporated in treatment planning systems for radiotherapy.
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Determinação de espectros de energia de elétrons clínicos do eixo central a partir de curvas de porcentagem de dose em profundidade de feixes largos / Determination of central axis energy spectra of clinical electron beam from percentage depth dose curves of broad beams

Visbal, Jorge Homero Wilches 15 August 2018 (has links)
Em radioterapia, o espectro de energia é o componente mais importante dos feixes de elétrons. Espectros de energia de elétrons são relevântes para o cálculo acurado da dose, aplicações do sistema de planejamento e simulações realistas. Reconstrução inversa consiste na derivação do espectro de energia de elétrons a partir de curvas de porcentagem de dose em profundidade utilizando um apropiado modelo matemático. Reconstrução inversa é considerada a melhor dentre muitas abordagens porque: i) não requer nenhum equipamento suplementar ou do conhecimento detalhado da geometria e composição do cabeçote do acelerador; ii) equipamentos para a medição de curvas de porcentagem de dose em profundidade estão disponíveis em qualquer clínica e iii) é computacionalmente rápida. Neste trabalho, usou-se o método de reconstrução inversa baseado na sinergia recozimento simulado generalizado-regularização de Tikhonov. A validação da reconstrução foi realizada através do índice gama sob critérios clínicos de aceitação restritivos. Resultados mostraram que os espectros de energia reconstruídos reproduzem com precisão a porcentagem de dose em profundidade clínica bem como valores de dose fora do eixo central. Assim, concluí-se que o método empregado é ecaz para reconstruir espectros de energia que representam efetivamente espectros de energia do acelerador que atingem na supercie do fantoma. Consequentemente, sob certos limites, eles poderiam auxiliar em simulações realistas do tratamento. / In radiotherapy, energy spectrum is the most critical component of any electron beam. Knowledge of energy spectrum is important for accurate dose calculation, treatment planning applications and realistic simulations. Inverse reconstruction derives energy spectrum from the measured percentage depth dose using an appropriate mathematical model. There are several advantages to using inverse reconstruction: i) it does not require any supplementary equipment or detailed knowledge of the geometry head and composition; ii) the equipment for measurement of the percentage depth dose is standard and already available in any clinic and iii) it is computationally fast. In this work, we used the inverse reconstruction method based on the synergy simulated annealing generalized-Tikhonov regularization. Validation of inverse reconstruction was done by comparing the measured and reconstructed percentage depth dose via the gamma index. Results show the reconstructed electron energy spectra accurately reproduce the clinical dose percentage as well as o-axis dose values. Therefore, it was concluded that the method employed is eective to reconstruct energy spectra that eectively represent accelerator energy spectra reaching the phantom surface. Consequently, under certain limits, they could aid in realistic simulations of treatment.
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Avaliação de parâmetros dosimétricos de fontes de braquiterapia utilizando simulação Monte Carlo e dosimetria gel polimérica / Evaluation of Dosimetric Parameters of Brachytherapy Sources Using Monte Carlo Simulation and Polymer Gel Dosimetry.

Silva, Ana Luiza Quevedo Ramos da 08 September 2014 (has links)
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.
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Simulação Monte Carlo e avaliação das distribuições de dose de radioterapia intraoperatória para tumores mamários / Monte Carlo Simulation and dose distribution evaluation for intraoperative radiation therapy in breast cancer

Baltazar, Camila Eduarda Polegato 06 April 2018 (has links)
Cirurgia conservadora de mama seguida de radioterapia é considerada como tratamento padrão para câncer de mama. A radioterapia intraoperatória (IORT) pode ser vantajosa, pois diminui o tempo de tratamento, geralmente de 4 a 6 semanas, para uma única fração, aplicada durante o procedimento cirúrgico. As distribuições de doses para tratamento por IORT não são bem conhecidas, pois o volume a ser irradiado é definido no momento da aplicação e não existe uma rotina de otimização do plano. Dessa forma as distribuições de dose não foram foco de estudos até o momento, de forma que torna-se interessante conhece-las. O objetivo do presente trabalho é simular e comparar as distribuições de doses para IORT com diferentes feixes e geometrias mamárias e compará-las com as distribuições obtidas para radioterapia 3D (3DR). Através do pacote de simulação Monte Carlo PENELOPE foram obtidas as distribuições de doses em técnicas radioterápicas 3DR e IORT por feixe de elétrons, gerados pelo acelerador NOVAC7, e por raios-X de baixa energia, gerado pelo acelerador Intrabeam. A validação dos feixes estudados, realizada através de comparação com dados da literatura, mostrou, para o feixe de 3DR, o perfil de dose esperado para os feixes com os filtros simulados. As maiores diferenças ocorreram nas regiões de horns, que aparecem subestimados na simulação. Para os feixes de IORT, as maiores diferenças entre simulação e literatura, de 7,79 e 8,6 pontos percentuais, respectivamente para NOVAC7 e Intrabeam, ocorrem em baixas profundidades. A simulação do tratamento para três diferentes volumes mamários gerou distribuições de doses que puderam ser usadas para comparação qualitativa entre as técnicas de tratamento. Para 3DR, as distribuições de doses mostram que parte considerável da dose é depositada no tórax. Embora as maiores doses sejam entregues dentro do volume da mama, ocorrem regiões frias dentro desse volume. As distribuições de dose obtidas para o Intrabeam mostraram que parte da dose pode ser entregue no tórax, dependendo do volume mamário e da posição do aplicador. O tratamento com NOVAC7 apresentou distribuições mais homogêneas dentro do volume alvo, em relação às outras técnicas. De forma geral, os resultados indicam que os tratamentos podem ser largamente influenciados pelo tamanho e posicionamento do campo para 3DR e posicionamento do aplicador para ambas as técnicas de IORT. O tratamento através do Intrabeam é comparável à 3DR. Segundo os parâmetros de avaliação do plano, IORT por feixe de elétrons proporcionaria o melhor tratamento, independentemente do volume mamário. / Conservative breast surgery followed by radiation therapy is considered the standart treatment for breast cancer. Intraoperative radiation therapy (IORT) has the advantage of decreasing the treatment duration, from the usual 4 to 6 weeks, to a single fraction, delivered during the surgical procedure. The dose distribution for treatment given through IORT are not well known, as the volume to be irradiated is defined at the moment of treatment deliver and there is not a plan optimization routine. Therefore the dose distributions were not, to the moment, the goal of any study, what makes interesting to know them. The goal of the present work is to simulate and compare the IORT dose distribution for different beams and breast geometries, and to compare to the 3D radiation therapy (3DR) dose distribution. The dose distributions for 3DR and for electron beam IORT, generated by the NOVAC7 dedicated accelerator, and for low energy x-ray IORT, generated by Intrabeam dedicated accelerator, were obtained using the Monte Carlo simulation package PENELOPE. The beams validation, performed through comparison with literature data, showed, for the 3DR beam, the dose profile expected for the simulated filters. The greatest differences occurred at the horns region, that appear sub estimated in the simulation. For IORT beams the greatest difference between simulation and literature, of 7.79 and 8.6 percentage points, respectively for the NOVAC7 and Intrabeam, occurred at low depths. The treatment simulation, with three different breast volumes, generated dose distributions that were used for a qualitative comparison of the techniques. 3DR dose distribution showed that a considerable fraction of the dose was delivered to the thorax. Although the highest doses were delivered inside the breast volume, cold regions occurred inside this volume also. Intrabeam dose distributions showed that part of the dose may be delivered to the thorax, given the breast volume and applicator position. The treatment through NOVAC7 presented more homogeneous dose distribution in relation to the other techniques. In general the results indicated that the treatment may be greatly affected by field size and position in 3DR and by the applicator position for both of the IORT techniques. Treatment through low energy x-ray IORT is comparable to 3DR treatment. According to the plan evaluation parameters electron beam IORT could give the best treatment for all the breast volumes evaluated.
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Taxonomia e distribuição geográfica do complexo Penelope superciliaris Temminck, 1815 (Aves: Galliformes: Cracidae) / Taxonomy and geographic distribution of Penelope superciliaris complex Temminck, 1815 (Aves: Galliformes: Cracidae)

Vargas, Oscar Diego Evangelista 09 May 2017 (has links)
Penelope superciliaris Temminck, 1815, comumente conhecido como jacupemba, é o jacu com a mais ampla área de distribuição, ocorrendo no Brasil, Paraguai, Argentina e Bolívia, sendo também uma das sete espécies do gênero Penelope distribuída no Brasil. Suas subespécies foram descritas com base na largura e a tonalidade das bordas das penas, no desenvolvimento da linha superciliar, pigmentação das partes nuas, coloração geral da plumagem e tamanho. A taxonomia deste táxon é complexa e até hoje muitos autores nunca chegaram a um consenso sobre a validade dos táxons subordinados, a maioria deles reconhece apenas três subespécies: P. s. superciliaris, P. s. jacupemba e P. s. major, outras populações propostas como novas subespécies geográficas são atualmente sinonimizadas com as três anteriores. Para este complexo nenhuma revisão foi realizada nos últimos 70 anos, é por isso que, com coletas recentes de material novo, estamos realizando uma revisão taxonômica com base em caráteres morfológicos externos. O objetivo deste trabalho é verificar quantos táxons estão no nível de espécie no complexo Penelope superciliaris e delimitar suas respectivas distribuições geográficas, de acordo com o bioma em que eles ocorrem. Para atingir esses objetivos, realizamos análises qualitativas de carácteres morfológicos externos como coloração da plumagem, pigmentação das partes nuas, e também foram testadas variações inter- e intra-populacionais de acordo com esses caráteres. Para a análise estatística foram realizados testes univariados e multivariados para avaliar o dimorfismo sexual e a variação geográfica. De dezoito grupos geográficos formados, as análises qualitativas revelam que não há dimorfismo sexual, e a maioria delas tem um alto grau de variação individual. As análises estatísticas não discriminaram os sexos e populações com base nas oito medidas corporais utilizadas, porém os táxons foram discriminados pela coloração da plumagem e a pigmentação das regiões nuas. De acordo com o Conceito Filogenético de Espécies (PSC), consideramos que o complexo Penelope superciliaris deve ser dividido em quatro espécies: Penelope pseudonyma Neumann, 1933, uma população de jacus de cara azul restrita ao interflúvio Madeira-Tapajós na floresta amazônica; Penelope ochromitra Neumann, 1933, da Caatinga e Cerrado que limita com este bioma; Penelope alagoensis Nardelli, 1993, do Centro de Endemismo Pernambuco; e Penelope superciliaris Temminck, 1815, que ocorre no resto da distribuição do complexo. / Penelope superciliaris Temminck, 1815, known as Rusty-margined Guan, is a forest guan with the widest distribution, occurring in Brazil, Paraguay, Argentina and Bolivia, being also one of the seven species of the genus Penelope distributed in Brazil. Its subspecies have been described based on the width and shade of edges of feathers, the development of the superciliary stripe, naked parts pigmentation, general plumage coloration and size. The taxonomy of this taxon is complex and even today many authors never reached a consensus on the validity of the subordinate taxa; most of them recognize only three subspecies: P. s. superciliaris, P. s. jacupemba and P. s. major; other populations proposed as new races are currently synonymized with the previous three. For this complex, no review was conducted in the last 70 years that is why, with recent collection of new material, I performed a taxonomic revision based on external morphological characters. The aim on this work is to verify how many taxa exist at the species level in the Penelope superciliaris complex, and delimit their respective geographic distributions. To achieve these goals, we performed qualitative analyzes of external morphological characters as plumage coloration, naked parts pigmentation, and were tested inter- and intra-populational variations according to these characters. For statistical analyzes we performed univariate and multivariate tests to evaluate the sexual dimorphism and geographical variation. From eighteen geographic groups formed, the qualitative analyzes reveals that there is no sexual dimorphism, and most of them have a high degree of individual variation. Statistical analyzes did not discriminate the sexes and populations based on the eight body measurements used, but the taxa were discriminated by plumage coloration and naked parts pigmentation. According to the Phylogenetic Species Concept (PSC), we consider that the Penelope superciliaris complex must be divided in four species: Penelope pseudonyma Neumann, 1933, a blue-faced guans population restricted to the Madeira-Tapajós interfluvium in the Amazon forest; Penelope ochromitra Neumann, 1933, from the Caatinga and Cerrado that borders with this biome; Penelope alagoensis Nardelli, 1993, from the Pernambuco Center of Endemism; and Penelope superciliaris Temminck, 1815, which occurs in the rest of the distribution of the complex.
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Determinação de espectros de energia de elétrons clínicos do eixo central a partir de curvas de porcentagem de dose em profundidade de feixes largos / Determination of central axis energy spectra of clinical electron beam from percentage depth dose curves of broad beams

Jorge Homero Wilches Visbal 15 August 2018 (has links)
Em radioterapia, o espectro de energia é o componente mais importante dos feixes de elétrons. Espectros de energia de elétrons são relevântes para o cálculo acurado da dose, aplicações do sistema de planejamento e simulações realistas. Reconstrução inversa consiste na derivação do espectro de energia de elétrons a partir de curvas de porcentagem de dose em profundidade utilizando um apropiado modelo matemático. Reconstrução inversa é considerada a melhor dentre muitas abordagens porque: i) não requer nenhum equipamento suplementar ou do conhecimento detalhado da geometria e composição do cabeçote do acelerador; ii) equipamentos para a medição de curvas de porcentagem de dose em profundidade estão disponíveis em qualquer clínica e iii) é computacionalmente rápida. Neste trabalho, usou-se o método de reconstrução inversa baseado na sinergia recozimento simulado generalizado-regularização de Tikhonov. A validação da reconstrução foi realizada através do índice gama sob critérios clínicos de aceitação restritivos. Resultados mostraram que os espectros de energia reconstruídos reproduzem com precisão a porcentagem de dose em profundidade clínica bem como valores de dose fora do eixo central. Assim, concluí-se que o método empregado é ecaz para reconstruir espectros de energia que representam efetivamente espectros de energia do acelerador que atingem na supercie do fantoma. Consequentemente, sob certos limites, eles poderiam auxiliar em simulações realistas do tratamento. / In radiotherapy, energy spectrum is the most critical component of any electron beam. Knowledge of energy spectrum is important for accurate dose calculation, treatment planning applications and realistic simulations. Inverse reconstruction derives energy spectrum from the measured percentage depth dose using an appropriate mathematical model. There are several advantages to using inverse reconstruction: i) it does not require any supplementary equipment or detailed knowledge of the geometry head and composition; ii) the equipment for measurement of the percentage depth dose is standard and already available in any clinic and iii) it is computationally fast. In this work, we used the inverse reconstruction method based on the synergy simulated annealing generalized-Tikhonov regularization. Validation of inverse reconstruction was done by comparing the measured and reconstructed percentage depth dose via the gamma index. Results show the reconstructed electron energy spectra accurately reproduce the clinical dose percentage as well as o-axis dose values. Therefore, it was concluded that the method employed is eective to reconstruct energy spectra that eectively represent accelerator energy spectra reaching the phantom surface. Consequently, under certain limits, they could aid in realistic simulations of treatment.
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Estudo e desenvolvimento de dosímetros opticamente estimulados para aplicações em radioterapia / Study and development of Optically Stimulated Luminescent dosimeters for Radiotherapy applications.

Schuch, Franciely Fernanda 24 February 2012 (has links)
Dosímetros Luminescentes Opticamente Estimulados (OSL) vêm sendo testados como alternativa dosimétrica no controle da qualidade e verificação de tratamentos por possuir características adequadas para esse fim, como elevada sensibilidade à radiação ionizante, alta resolução espacial e facilidade de leitura. Neste trabalho, o óxido de alumínio, dopado com diferentes concentrações de carbono (Al2O3:C), foi estudado como material dosimétrico OSL. Nanotubos de carbono de paredes simples também foi avaliado como dopante, associados ao mesmo material, Al2O3:NTC, em alguns testes preliminares de resposta em função da dose em feixes de fótons de 50 kVp. O presente trabalho apresenta o processo de fabricação do dosímetro OSL, além de testes dosimétricos envolvendo metodologia experimental e por simulação Monte Carlo com o código PENELOPE para avaliação da resposta dosimétrica do Al2O3:C em função da concentração do carbono dopante. Neste trabalho foi investigada a resposta do dosímetro OSL para doses entre 50 cGy e 1000 cGy, em um amplo intervalo de energia de feixes de fótons. Foi analisada também, a interferência do uso do dosímetro OSL de Al2O3:C nas doses superficial e profunda em tratamentos radioterápicos. O dosímetro Al2O3:C(1%) apresentou diferença percentual máxima de 12% na homogeneidade de resposta em um grupo de 100 dosímetros e linearidade de resposta entre as doses de 50 cGy e 800 cGy para feixes de fótons de alta energia de 1,25 MV, 6 MV e 15 MV. Já para feixes de fótons de baixas energias, de 50 kVp, 120 kVp e 200 kVp, o dosímetro apresentou diferença significativa entre as respostas, evidenciando dependência com a energia. Além disso, foi investigada a estabilidade do sinal OSL em função do tempo e estipulado um tempo mínimo de armazenamento do dosímetro, entre a exposição e a leitura. O dosímetro Al2O3:NTC apresentou um aumento de sensibilidade de até 30% em relação ao dosímetro Al2O3:C(1%). Os resultados encontrados neste trabalho sugerem o uso do material dosimétrico OSL estudado como ferramenta em controle da qualidade em procedimentos clínicos de rotina na Radioterapia. / Optically Stimulated Luminescent dosimeters (OSL) have been tested as a dosimetric alternative in quality control and treatment verification since they have suitable characteristics for this purpose, such as high sensitivity to ionizing radiation, high spatial resolution and readability. In this work the aluminum oxide, doped with different concentrations of carbon (Al2O3:C), was studied as OSL dosimetric material. Single-walled carbon nanotubes were also evaluated as a dopant associated with the same material, Al2O3:NTC, and preliminary tests of response to dose in photon beams of 50 kVp were performed. This work presents the fabrication process of the OSL dosimeter, and dosimetric tests involving experimental methodology and Monte Carlo simulation with PENELOPE code to evaluate the response of the dosimetric Al2O3:C as a function of the concentration of carbon dopant. In this study we investigated the response of the OSL dosimeter for doses ranging from 50 cGy to 1000 cGy in a wide range of energy of photon beams. The interference of the OSL dosimeter Al2O3:C in superficial and deep doses in Radiotherapy treatments was also analyzed. The dosimeter Al2O3:C (1%) had a maximum percentage difference of 12% in the homogeneity of a group of 100 dosimeters and presented linearity of response in a dose range of 50 cGy and 800 cGy for photon beams of high energy of 1.25 MV, 6 MV and 15 MV. As for photon beams of low energies of 50 kVp, 120 kVp and 200 kVp, the dosimeter showed a significant difference between responses, indicationg dependence on energy. In addition, we investigated the stability of the OSL signal as a function of time and set a minimum time of storage of the dosimeter, between exposure and reading. The dosimeter Al2O3:NTC showed an increased sensitivity of up to 30% over the dosimeter Al2O3:C (1%). The findings on this study suggest the use of the material studied as OSL dosimeter as a tool in quality control in routine clinical procedures in Radiotherapy.

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