Neste trabalho, as doses absorvidas produzidas em água pelo feixe de radiação de um Acelerador Linear Clínico - CLINAC 600C TM (Varian), com feixes de fótons de 6MV, foram avaliadas teórica e experimentalmente em configurações de campos quadrados, em seguida, em configurações de campos estreitos e circulares, obtidos com um colimador micro multi-lâminas - mMLC m3TM (BrainLab). A avaliação teórica foi feita por meio de cálculos com o Método de Monte Carlo. As curvas de porcentagem de dose profunda PDP e respectivas razões tecido máximo TMRs derivadas, do CLINAC 600C, medidas experimentalmente, foram validadas por meio de comparações com valores de referência, bem como com medidas usando diferentes detectores. Os resultados indicam diferenças menores que 5% pontualmente e em média menores que 1,5% para cada campo avaliado, quando comparados aos valores do comissionamento anterior (realizado no ano de 1999) e aos valores da literatura. Na comparação das medidas feitas com câmara de ionização e com diodo, a média das diferenças pontuais das curvas de PDP foi de -0,6% e as diferenças entre os perfis laterais de dose ficaram dentro de 1%, na região plana. O diodo fornece medidas de perfil com melhor resolução espacial. Os fatores relativos de dose dos campos abertos, atualizados, concordam com os valores de referência anteriores dentro de 1,03% de discrepância. As curvas de distribuição de dose absorvida em água, atualizadas, são, agora, consideradas de referência e permitem caracterizar o feixe desse CLINAC para o cálculo de dose em pacientes. Os espectros de fótons resultantes das simulações por Monte Carlo com os códigos PENELOPE e MCNP concordam em aproximadamente 80% dos pontos amostrados, sendo que as energias médias de (1,6 ± 0,3)MeV, com o MCNP, e de (1,72 ± 0,08)MeV, com o PENELOPE, são coincidentes. O modelo de fonte simples do CLINAC 600C, criado com o código PENELOPE, permite calcular as distribuições de dose em água, de campos abertos, com discrepâncias da ordem de ±1,0% na dose e de ±0,1 cm na posição, se comparados a medidas experimentais. Esses valores de discrepância atingem os critérios propostos inicialmente para validar o modelo de simulação e garantir sua aplicabilidade nas avaliações dosimétricas da Radioterapia desse CLINAC. A descrição geométrica do mMLC m3 para fins de simulação pelo Método de Monte Carlo, utilizando o código PENELOPE, foi considerada satisfatória ao permitir avaliar a transmissão desse colimador dentro de uma incerteza de ±0,2% e calcular uma subdosagem média de (11,4±2,0)%, devida ao efeito lingüeta-vão, que coincide com o valor determinado experimentalmente de (12,5±2,7)%, específicos para esse projeto de colimador. Os programas de simulação por Monte Carlo, que fazem o uso de um modelo de fonte simples do CLINAC 600C, combinado com o modelo completo do mMLC m3, permitiram calcular PDPs em água, de campos conformados, dentro do intervalo de ±1% de discrepância, enquanto que os fatores relativos de dose de campos conformados pelo mMLC puderam ser calculados com incertezas que variam de 1 a 3% concordando com os valores experimentais. Esses campos avaliados representam campos próximos àqueles usados nos tratamentos. Os resultados do trabalho garantem um conhecimento dosimétrico maior do colimador micro multi-lâminas m3, utilizado nas técnicas de radioterapia e radiocirurgia estereotáxica tridimensionais, e fornece uma ferramenta útil na avaliação das doses produzidas em configurações de campos complexas. / In this work, absorbed dose to water produced by the radiation beam of a clinical linear accelerator - CLINAC 600C TM (Varian), with a photon beam of 6 MV, were evaluated both theoretically and experimentally. This determination includes square and circular field configurations, the last one obtained with a micro multileaf collimator - mMLC m3TM (BrainLab). Theoretical evaluation was performed throughout Monte Carlo method. Experimental measurements of Percentage Depht Dose - PDD and derived Tissue Maximum Ratio - TMR curves from CLINAC 600C were validated by comparison with reference values as well as with measurements using different detectors. The results indicate local differences smaller than 5% and average differences smaller than 1,5% for each evaluated field, if they are compared to the previous commissioning values (made in 1999) and to the values of literature. Comparisons of ionization chamber and diode result in an average local difference of -0,6% for PDD measurements, and within 1% for lateral dose profiles, at depth, in the flat region. Diode provides measurements with better spatial resolution. Current output factors of open fields agree with reference values within 1,03% of discrepancy level. Current absorbed dose distributions in water are, now, considered reference values and allow characterization of this CLINAC for patient dose calculation. The photon spectra resulting from simulations with PENELOPE and MCNP codes agree approximately in 80% of the sampled points, in what average energies of (1,6 ± 0,3)MeV, with MCNP, and of (1,72 ± 0,08)MeV, with PENELOPE, are coincident. The created simple source model of the CLINAC 600C, using the PENELOPE code, allows one to calculate dose distributions in water, for open fields, with discrepancies of the order of ±1,0% in dose and of ±0,1cm in position, if they are compared to experimental measurements. These values met the initial proposed criteria to validate the simulation model and guarantee its applicability in dosimetric evaluations of radiotherapy with this CLINAC. The geometrical description of the mMLC m3 for Monte Carlo purposes, using the PENELOPE code, was considered satisfactory, providing the characterization of relevant physical parameters such as the transmission of the mMLC, within an estimated uncertainty of ±0,2%, and the average underdose of (11,4±2,0)%, due the tongue and groove effect, which is coincident with the experimental value of (12,5±2,7)%, for this particular collimator design. The Monte Carlo simulation codes which combine a single source model of the CLINAC 600C with the full m3 model, allows to calculate dose distributions in water for conformal beams within the discrepancy level of ±1%. However, output factors of conformal beams with the mMLC can be calculated with uncertainties varying from 1 to 3%, when they are compared to experimental results. These evaluated fields represent, and come close to treatment fields. The results of this work guarantee a better dosimetric knowledge of the micro multileaf collimator m3, which is used in three-dimensional stereotactic radiotherapy and radiosurgery techniques. This provides a useful tool in the evaluation of the mMLC as well as the absorbed doses produced in complex field configurations.

No presente trabalho serão apresentadas as diretrizes e os testes necessários para a implantação de um programa de controle de qualidade para o Eclipse 7.3.10 da Varian no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP, de acordo com a mais recente publicação da AIEA o TRS 430. Os testes recomendados pelo TRS 430 são basicamente divididos em testes de aceitação, comissionamento (testes dosimétricos e não dosimétricos), e testes rotineiros. O documento da AIEA está sendo implementado para o Eclipse no HC para os feixes de fótons de dois aceleradores lineares da Varian, Clinac 600C e Clinac 2100C. Os testes de aceitação verificaram parâmetros de \"hardware\"; integração do sistema \"network\"; transferência de dados, e \"softwares\". Os resultados obtidos mostraram boa concordância com as especificações do fabricante. Para os testes dosimétricos de comissionamento, foram realizadas medidas de dose absoluta para diversos arranjos experimentais. Esses valores foram comparados com os valores de dose gerados pelo SPTC. A grande maioria dos testes apresentou cerca de 90% a 80% dos pontos comparados, dentro dos níveis de tolerância, ou seja, uma boa concordância entre os valores experimentais e os valores gerados pelo SPTC. Somente arranjos de campos assimétricos apresentaram discordâncias grosseiras, mostrando a necessidade de uma investigação mais apurada para esses casos. Os testes de comissionamento não dosimétricos também apresentaram resultados excelentes, com praticamente todas as ferramentas e desempenho geral do sistema de acordo com as recomendações estipuladas no TRS 430. Foram aplicados também critérios de aceitabilidade para a comparação entre os valores de UMs gerados pelo sistema e os valores de UMs calculados manualmente. Os feixes no Eclipse foram caracterizados com dados transferidos do CadPlan e com dados provenientes do recomissionamento dos aceleradores, assim sendo, para esses testes encontrou- se uma diferença de até 3% para campos conformacionados para os dados de feixe provenientes do recomissionamento dos aceleradores, e de até 4% para os dados de feixe transferidos do CadPlan, sendo que o nível de tolerância estabelecido pelo TRS 430 para o arranjo era de 3%. / This work presents the guidelines and necessary tests tom implement a quality assurance program for Eclipse 7.3.10 from Varian at Hospital das Clinicas, Sao Paulo University School of Medicine - Brazil, in accordance with the new IAEA publication TRS 430. The recommended tests for the TRS 430 air mainly classified into acceptance tests, commissioning (dosimetric and non-dosimetric tests), and routine tests. The IAEA document\'s recommendations are being implemented at the hospital for two Varian linear accelerators - Clinac 600C e Clinac 2100C. The acceptance tests verified \'hardware\', integration of network systems, data transfer and \'software\' parameters. The results obtained are in a good agreement with the manufacturer\'s specifications. Measurements of absolute dose in several set-ups were made for the commissioning dosimetric tests. These data were compared to the absolute doses determined by the TPS. The great majority of the tests showed 90% to 80% of the analyzed data in acceptance levels, with a good agreement between the experimental data and the data determined by the TPS. Only settings with asymmetric fields presented significant discords, showing the need for a more detailed inquiry for these settings. The non-dosimetric commissioning tests have also presented excellent results, with virtually all the system tools and general performance in compliance with TRS 430. The acceptance criteria have been applied for a comparison between the values of MUs generated by TPS and the calculated manually ones. The beams have been characterized for Eclipse with data transferred from CadPlan and with data from recommissioning of accelerators, so for these tests it was found a difference of at least 3% for the conformal field shape for the data originated in the beams of recommissioning and at least 4% for the data proceeded from CadPlan. The tolerance level established by TRS 430 for this setting was 3%.

Neste trabalho, as doses absorvidas produzidas em água pelo feixe de radiação de um Acelerador Linear Clínico - CLINAC 600C TM (Varian), com feixes de fótons de 6MV, foram avaliadas teórica e experimentalmente em configurações de campos quadrados, em seguida, em configurações de campos estreitos e circulares, obtidos com um colimador micro multi-lâminas - mMLC m3TM (BrainLab). A avaliação teórica foi feita por meio de cálculos com o Método de Monte Carlo. As curvas de porcentagem de dose profunda PDP e respectivas razões tecido máximo TMRs derivadas, do CLINAC 600C, medidas experimentalmente, foram validadas por meio de comparações com valores de referência, bem como com medidas usando diferentes detectores. Os resultados indicam diferenças menores que 5% pontualmente e em média menores que 1,5% para cada campo avaliado, quando comparados aos valores do comissionamento anterior (realizado no ano de 1999) e aos valores da literatura. Na comparação das medidas feitas com câmara de ionização e com diodo, a média das diferenças pontuais das curvas de PDP foi de -0,6% e as diferenças entre os perfis laterais de dose ficaram dentro de 1%, na região plana. O diodo fornece medidas de perfil com melhor resolução espacial. Os fatores relativos de dose dos campos abertos, atualizados, concordam com os valores de referência anteriores dentro de 1,03% de discrepância. As curvas de distribuição de dose absorvida em água, atualizadas, são, agora, consideradas de referência e permitem caracterizar o feixe desse CLINAC para o cálculo de dose em pacientes. Os espectros de fótons resultantes das simulações por Monte Carlo com os códigos PENELOPE e MCNP concordam em aproximadamente 80% dos pontos amostrados, sendo que as energias médias de (1,6 ± 0,3)MeV, com o MCNP, e de (1,72 ± 0,08)MeV, com o PENELOPE, são coincidentes. O modelo de fonte simples do CLINAC 600C, criado com o código PENELOPE, permite calcular as distribuições de dose em água, de campos abertos, com discrepâncias da ordem de ±1,0% na dose e de ±0,1 cm na posição, se comparados a medidas experimentais. Esses valores de discrepância atingem os critérios propostos inicialmente para validar o modelo de simulação e garantir sua aplicabilidade nas avaliações dosimétricas da Radioterapia desse CLINAC. A descrição geométrica do mMLC m3 para fins de simulação pelo Método de Monte Carlo, utilizando o código PENELOPE, foi considerada satisfatória ao permitir avaliar a transmissão desse colimador dentro de uma incerteza de ±0,2% e calcular uma subdosagem média de (11,4±2,0)%, devida ao efeito lingüeta-vão, que coincide com o valor determinado experimentalmente de (12,5±2,7)%, específicos para esse projeto de colimador. Os programas de simulação por Monte Carlo, que fazem o uso de um modelo de fonte simples do CLINAC 600C, combinado com o modelo completo do mMLC m3, permitiram calcular PDPs em água, de campos conformados, dentro do intervalo de ±1% de discrepância, enquanto que os fatores relativos de dose de campos conformados pelo mMLC puderam ser calculados com incertezas que variam de 1 a 3% concordando com os valores experimentais. Esses campos avaliados representam campos próximos àqueles usados nos tratamentos. Os resultados do trabalho garantem um conhecimento dosimétrico maior do colimador micro multi-lâminas m3, utilizado nas técnicas de radioterapia e radiocirurgia estereotáxica tridimensionais, e fornece uma ferramenta útil na avaliação das doses produzidas em configurações de campos complexas. / In this work, absorbed dose to water produced by the radiation beam of a clinical linear accelerator - CLINAC 600C TM (Varian), with a photon beam of 6 MV, were evaluated both theoretically and experimentally. This determination includes square and circular field configurations, the last one obtained with a micro multileaf collimator - mMLC m3TM (BrainLab). Theoretical evaluation was performed throughout Monte Carlo method. Experimental measurements of Percentage Depht Dose - PDD and derived Tissue Maximum Ratio - TMR curves from CLINAC 600C were validated by comparison with reference values as well as with measurements using different detectors. The results indicate local differences smaller than 5% and average differences smaller than 1,5% for each evaluated field, if they are compared to the previous commissioning values (made in 1999) and to the values of literature. Comparisons of ionization chamber and diode result in an average local difference of -0,6% for PDD measurements, and within 1% for lateral dose profiles, at depth, in the flat region. Diode provides measurements with better spatial resolution. Current output factors of open fields agree with reference values within 1,03% of discrepancy level. Current absorbed dose distributions in water are, now, considered reference values and allow characterization of this CLINAC for patient dose calculation. The photon spectra resulting from simulations with PENELOPE and MCNP codes agree approximately in 80% of the sampled points, in what average energies of (1,6 ± 0,3)MeV, with MCNP, and of (1,72 ± 0,08)MeV, with PENELOPE, are coincident. The created simple source model of the CLINAC 600C, using the PENELOPE code, allows one to calculate dose distributions in water, for open fields, with discrepancies of the order of ±1,0% in dose and of ±0,1cm in position, if they are compared to experimental measurements. These values met the initial proposed criteria to validate the simulation model and guarantee its applicability in dosimetric evaluations of radiotherapy with this CLINAC. The geometrical description of the mMLC m3 for Monte Carlo purposes, using the PENELOPE code, was considered satisfactory, providing the characterization of relevant physical parameters such as the transmission of the mMLC, within an estimated uncertainty of ±0,2%, and the average underdose of (11,4±2,0)%, due the tongue and groove effect, which is coincident with the experimental value of (12,5±2,7)%, for this particular collimator design. The Monte Carlo simulation codes which combine a single source model of the CLINAC 600C with the full m3 model, allows to calculate dose distributions in water for conformal beams within the discrepancy level of ±1%. However, output factors of conformal beams with the mMLC can be calculated with uncertainties varying from 1 to 3%, when they are compared to experimental results. These evaluated fields represent, and come close to treatment fields. The results of this work guarantee a better dosimetric knowledge of the micro multileaf collimator m3, which is used in three-dimensional stereotactic radiotherapy and radiosurgery techniques. This provides a useful tool in the evaluation of the mMLC as well as the absorbed doses produced in complex field configurations.

No presente trabalho serão apresentadas as diretrizes e os testes necessários para a implantação de um programa de controle de qualidade para o Eclipse 7.3.10 da Varian no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP, de acordo com a mais recente publicação da AIEA o TRS 430. Os testes recomendados pelo TRS 430 são basicamente divididos em testes de aceitação, comissionamento (testes dosimétricos e não dosimétricos), e testes rotineiros. O documento da AIEA está sendo implementado para o Eclipse no HC para os feixes de fótons de dois aceleradores lineares da Varian, Clinac 600C e Clinac 2100C. Os testes de aceitação verificaram parâmetros de \"hardware\"; integração do sistema \"network\"; transferência de dados, e \"softwares\". Os resultados obtidos mostraram boa concordância com as especificações do fabricante. Para os testes dosimétricos de comissionamento, foram realizadas medidas de dose absoluta para diversos arranjos experimentais. Esses valores foram comparados com os valores de dose gerados pelo SPTC. A grande maioria dos testes apresentou cerca de 90% a 80% dos pontos comparados, dentro dos níveis de tolerância, ou seja, uma boa concordância entre os valores experimentais e os valores gerados pelo SPTC. Somente arranjos de campos assimétricos apresentaram discordâncias grosseiras, mostrando a necessidade de uma investigação mais apurada para esses casos. Os testes de comissionamento não dosimétricos também apresentaram resultados excelentes, com praticamente todas as ferramentas e desempenho geral do sistema de acordo com as recomendações estipuladas no TRS 430. Foram aplicados também critérios de aceitabilidade para a comparação entre os valores de UMs gerados pelo sistema e os valores de UMs calculados manualmente. Os feixes no Eclipse foram caracterizados com dados transferidos do CadPlan e com dados provenientes do recomissionamento dos aceleradores, assim sendo, para esses testes encontrou- se uma diferença de até 3% para campos conformacionados para os dados de feixe provenientes do recomissionamento dos aceleradores, e de até 4% para os dados de feixe transferidos do CadPlan, sendo que o nível de tolerância estabelecido pelo TRS 430 para o arranjo era de 3%. / This work presents the guidelines and necessary tests tom implement a quality assurance program for Eclipse 7.3.10 from Varian at Hospital das Clinicas, Sao Paulo University School of Medicine - Brazil, in accordance with the new IAEA publication TRS 430. The recommended tests for the TRS 430 air mainly classified into acceptance tests, commissioning (dosimetric and non-dosimetric tests), and routine tests. The IAEA document\'s recommendations are being implemented at the hospital for two Varian linear accelerators - Clinac 600C e Clinac 2100C. The acceptance tests verified \'hardware\', integration of network systems, data transfer and \'software\' parameters. The results obtained are in a good agreement with the manufacturer\'s specifications. Measurements of absolute dose in several set-ups were made for the commissioning dosimetric tests. These data were compared to the absolute doses determined by the TPS. The great majority of the tests showed 90% to 80% of the analyzed data in acceptance levels, with a good agreement between the experimental data and the data determined by the TPS. Only settings with asymmetric fields presented significant discords, showing the need for a more detailed inquiry for these settings. The non-dosimetric commissioning tests have also presented excellent results, with virtually all the system tools and general performance in compliance with TRS 430. The acceptance criteria have been applied for a comparison between the values of MUs generated by TPS and the calculated manually ones. The beams have been characterized for Eclipse with data transferred from CadPlan and with data from recommissioning of accelerators, so for these tests it was found a difference of at least 3% for the conformal field shape for the data originated in the beams of recommissioning and at least 4% for the data proceeded from CadPlan. The tolerance level established by TRS 430 for this setting was 3%.

Thesis (M.S.); Submitted to the Univ. of South Carolina, Columbia, SC (US); 1 Apr 2003. / Published through the Information Bridge: DOE Scientific and Technical Information. "JLAB-PHY-03-37" "DOE/ER/40150-2740" Clarisse Tur. 04/01/2003. Report is also available in paper and microfiche from NTIS.

Thesis; Thesis information not provided; 1 Feb 2003. / Published through the Information Bridge: DOE Scientific and Technical Information. "JLAB-PHY-03-39" "DOE/ER/40150-2763" Silvia Niccolai. 02/01/2003. Report is also available in paper and microfiche from NTIS.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho são apresentados os resultados da caracterização dosimétrica de dois diodos especiais de silício, resistentes a danos de radiação, crescidos pelo método epitaxial com vistas a sua aplicação na monitoração em tempo real de feixes de fótons de qualidades de radiodiagnóstico convencional, mamografia e tomografia computadorizada, no intervalo de tensão de 28 kV a 150 kV. Os dispositivos utilizados, um submetido à pré-dose de 200 kGy de raios gama do 60Co no Centro de Tecnologia das Radiações (CTR) do IPENCNEN/ SP, e outro sem qualquer irradiação prévia, foram processados na Universidade de Hamburgo a partir de uma camada epitaxial com 50 μm de espessura. Apenas para comparação, um diodo de Si crescido por fusão zonal padrão foi também estudado. As irradiações foram realizadas no Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI) do IPEN/CNEN-SP, onde está instalado um gerador de radiação X, Pantak-Seifert, Isovolt 160 HS, cujas qualidades de radiação foram verificadas por câmaras de ionização padronizadas. Os diodos foram ligados a um eletrômetro Keithley 6517B em modo fotovoltaico, com a distância do ponto focal do gerador aos diodos mantida em 1 m. Os principais parâmetros dosimétricos das amostras foram avaliados de acordo com a norma IEC61674. Os coeficientes de calibração dos diodos em termos do kerma no ar também foram determinados. Os diodos apresentaram excelente estabilidade de resposta em curto prazo para as qualidades estudadas, com coeficientes de variação em corrente equivalentes e não superiores a 0,3%. O comportamento das fotocorrentes em função da taxa de dose foi linear para os três dispositivos no intervalo de 0,8 a 77,2 mGy/min. As curvas carga-dose obtidas pela integração dos sinais de corrente tornaram evidente a ausência de dependência energética para feixes de mamografia e de radiodiagnóstico até 70 kV. O diodo epitaxial sem pré-dose apresentou maior sensibilidade em corrente e em carga em relação aos demais, com queda neste parâmetro de 8% após receber dose acumulada de 49 Gy. Até este limite de dose, as correntes de fuga dos dispositivos mantiveram-se estáveis em cerca de 0,4 pA ao longo das irradiações, sendo menores por um fator até 104 em relação às correntes em condição de irradiação. A variação da resposta direcional de ambos diodos para o intervalo de ± 5° foi inferior a 0,1 % e seus coeficientes de calibração para os feixes estudados foram determinados a partir dos padrões de referência do LCI. As alterações das características elétricas das amostras em função de danos de radiação foram também estudadas e não revelaram alteração significativa para tensão de polarização nula. Com base nos resultados obtidos até o presente e considerando as recomendações da norma IEC 61674, pode-se afirmar que diodos epitaxiais sem pré-dose e com pré-dose podem ser empregados de forma confiável na dosimetria de feixes de radiação eletromagnética para imagens médicas até o limite de dose acumulada de 10 Gy e acima de 206 kGy, respectivamente. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP