Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Neste trabalho apresentamos os resultados obtidos com um novo dosímetro de eletreto plano para uso em Radioterapia. O princípio de funcionamento do dosímetro de eletreto se baseia na utilização do campo do eletreto como o campo coletor de íons, em um sistema análogo ao da câmara de ionização, e ainda, corno um detector para a carga integrada. O modelo inicial do dosímetro possuía urna geometria cilíndrica. Através das curvas de calibração deste dosímetro, onde analisamos a sensibilidade, reprodutibilidade, estabilidade e, ainda, a dependência da sensibilidade com o volume e a pressão, concluímos que para aumentar a sua faixa útil de exposição, deveríamos construir um dosímetro com geometria plana. Estudamos a dependência da sensibilidade do dosímetro plano com as condições de carregamento do eletreto, volume da câmara e material da parede (alumínio, latão e aço inox) e os melhores resultados foram obtidos com o dosímetro de aço inox. Comparamos o comportamento deste sistema dosimétrico com um dosímetro Baldwin-Farmer, comumentemente usado em Radioterapia e verificamos que os resultados se mostraram satisfatórios. As características finais deste dosímetro são as seguintes: sensibilidade de 10-13C/R, volume de 0.20 cm3, reprodutibilidade de 5% e alcance máximo de exposição de 700 R. Finalmente, desenvolvemos um dosímetro múltiplo de eletreto para a medida da uniformidade do feixe de radiação para um aparelho de Cobaltoterapia. Os resultados da sua intercomparação com o dosímetro Baldwin-Farmer apresentaram uma variação máxima de 3%. / This work presents the results obtained with a new plane electret dosemeter for use in Radiotherapy. The working principle of the electrets dosemeter in based on the use for the electret field the ion collecting field, similarly to an ionization chamber, and as charge integrator detector. The dosemeter had, initially, a cylindrical geometry. The results attained with its calibration curve concerning the sensitivity, the stability and the reproducibility lead to changes in the dosimeter geometry. A plane geometry dosemeter was built in order to increase the useful exposure range. The plane dosemeter sensitivity dependence was measured versus the electrets charging conditions, the chamber volume and wall material (aluminium, brass, and stainless steel). The stainless steel dosemeter showed the best results. This dosemeter has the following characteristics: sensitivity 10-13C/R, volume 0.20 cm3, reproducibility 5%, and maximum exposure range 700 R. Compared to the Baldwin-Farmer dosemeter, this results are fairly good. A multiple electret dosemeter was developed to monitor the uniformity of the radiation beam for a Cobalt teletherapy unit. The intercomparasion with the Baldwin-Farmer unit presented a maximum variation of 3%.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01369.pdf: 3260948 bytes, checksum: b6a5a2acfb479ecd41bb44242fca3a9d (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A radioterapia é uma das três principais modalidades de tratamento utilizadas no tratamento de doenças malignas, como o câncer; as duas outras são a quimioterapia e a radiocirurgia. Em contraste com outras especialidades médicas que necessitam principalmente de conhecimento clínico e da experiência de especialistas, a radioterapia, com o uso da radiação ionizante no tratamento do câncer, necessita de grandes investimentos em tecnologias modernas e do esforço colaborativo de diversos profissionais que contribuem para o sucesso do tratamento. Na área de dosimetria clínica, uma calibração eficiente e precisa do feixe de radiação garante o conhecimento da dose fornecida ao paciente, assegurando, portanto, o sucesso do tratamento radioterápico. Este trabalho tem por objetivo o estudo comparativo da resposta termoluminescente dos dosímetros de sulfato de cálcio dopado com disprósio (CaSO4:Dy) produzidos pelo IPEN (6 mm de diâmetro e 0,8 mm de espessura) com a resposta dos dosímetros de fluoreto de lítio dopado com magnésio e titânio (LiF:Mg,Ti com 3,15 x 3,15 x 0,9 mm3) na dosimetria de feixes clínicos de fótons (6 e 15 MV) e elétrons (6 e 9 MeV) utilizando objetos simuladores de água sólida (RMI-457), água e PMMA. Foram obtidas as curvas de dose-resposta para a radiação gama do cobalto-60 (60Co) no ar e em condições de equilíbrio eletrônico (placa de PMMA), e para elétrons e fótons clínicos nas profundidades de dose máxima. Foi avaliada também a sensibilidade dos dosímetros termoluminescentes e determinada a reprodutibilidade da resposta e a eficiência intrínseca para os diferentes tipos de simuladores e energias de radiação estudadas. Os resultados obtidos indicam que a principal vantagem do dosímetro de CaSO4:Dy é a sua maior sensibilidade para as doses de radiação avaliadas para os feixes do 60Co, fótons e elétrons, representando, portanto, uma alternativa viável para a aplicação em dosimetria nos setores de radioterapia. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11307.pdf: 4388306 bytes, checksum: c125267132b30edad3f63953bc6e68a5 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:54:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A expansão do desenvolvimento de radionuclídeos para uso em terapia de tumores, permite que técnicas de tratamento de tumores sejam mais seletivas e adequadas. Novos agentes têm como finalidade reduzir o tempo de tratamento e acelerar o tempo de recuperação de muitos pacientes. O principal objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de microesferas de ácido lático e resina marcadas com Hólmio-166, para que se obtenha um radiofármaco que possa oferecer um tratamento localizado do tumor e, portanto para que se tenha a máxima irradiação do tumor e a diminuição dos efeitos de toxicidade nos tecidos adjacentes saudáveis. A metástase hepática é a principal causa de morte de pacientes com câncer de colo retal, para estes pacientes a resposta da quimioterapia e da radioterapia é baixa. Uma alternativa é a radioterapia interna seletiva utilizando microesferas marcadas com Hólmio-166, um emissor b (Emax=1,84 MeV), com um alcance máximo no tecido de 8,4mm e emissor de fótons (81 keV, 6,2%), apropriado para a aquisição de imagens. A produção de Hólmio-166 é possível no reator nuclear IEA-R1 (IPEN-CNEN/SP), um reator de pesquisa com baixo fluxo de nêutrons. O Hólmio tem uma abundância de 100% na natureza e seção de choque de 64 barns. Isso permite produzir uma atividade de 344mCi (~12GBq) (reator IEA-R1, 60 horas, 4,0x 1013n .s-1.cm-2), o suficiente para produção de doses terapêuticas. As resinas de troca catiônica, AG50W-X2, AG50W-X8, Amberlite, Sephadex e Sepharose, foram marcadas com 166Ho. Todas elas apresentaram um ótimo resultado de marcação. As resinas AG50W-X2, AG50W-X8, Amberlite e Sephadex não têm o tamanho de partícula ideal para terapia de tumores hepáticos, porém foi proposto que partículas com tamanho entre 100-450 m podem ser usadas no tratamento de tumores de cabeça e pescoço. A resina Sepharose tem as características essenciais para terapia de tumores hepáticos. Entretanto, estudos in vivo devem ser realizados para comprovar a sua eficácia. O preparo das microesferas de ácido lático não foi bem sucedido, mas a primeira fase da preparação apresentou bons resultados. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Foi desenvolvido um programa para fusão de imagens médicas para utilização nos sistemas de planejamento de tratamento de radioterapia CAT3D e de radiocirurgia MNPS. Foi utilizada uma metodologia de maximização da informação mútua para fazer a fusão das imagens de modalidades diferentes pela medida da dependência estatística entre os pares de voxels. O alinhamento por pontos referenciais faz uma aproximação inicial para o processo de otimização não linear pelo método de downhill simplex para gerar o histograma conjugado. A função de transformação de coordenadas utiliza uma interpolação trilinear e procura pelo valor de máximo global em um espaço de 6 dimensões, com 3 graus de liberdade para translação e 3 graus de liberdade para rotação, utilizando o modelo de corpo rígido. Este método foi avaliado com imagens de TC, RM e PET do banco de dados da Universidade Vanderbilt, para verificar sua exatidão pela comparação das coordenadas de transformação de cada fusão de imagens com os valores de referência. O valor da mediana dos erros de alinhamento das imagens foi de 1,6 mm para a fusão de TC-RM e de 3,5 mm para PET-RM, com a exatidão dos padrões de referência estimada em 0,4 mm para TC-RM e 1,7 mm para PET-RM. Os valores máximos de erros foram de 5,3 mm para TC-RM e de 7,4 mm para PET-RM e 99,1% dos erros foram menores que o tamanho dos voxels das imagens. O tempo médio de processamento para a fusão de imagens foi de 24 s. O programa foi concluído com sucesso e inserido na rotina de 59 serviços de radioterapia, dos quais 42 estão no Brasil e 17 na América Latina. Este método não apresenta limitações quanto às resoluções diferentes das imagens, tamanhos de pixels e espessuras de corte. Além disso, o alinhamento pode ser realizado com imagens transversais, coronais ou sagitais. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Atualmente a maior parte dos tratamentos radioterápicos é feita através de irradiações com feixes de fótons de alta energia. Esses feixes se originam em fontes radioativas (de nuclídeos como o cobalto 60) ou são gerados em aceleradores lineares de elétrons. Para as medidas dosimétricas nesses feixes, uma das técnicas mais utilizada é a termoluminescência (TL) e, para a correta utilização dos dosímetros termoluminescentes (TLDs), é necessário conhecer suas características dosimétricas como, por exemplo, a variação da sua resposta com a energia do feixe de radiação. O objetivo desse trabalho foi estudar essa dependência energética da resposta TL de diversos materiais quando irradiados em feixes de fótons de alta energia. Para isso, foram obtidas curvas de resposta TL em função da dose absorvida em água para os LDs de LiF:Mg, Ti (TLD-100), fluorita natural brasileira, CaSO4:Dy, Mg2SiO4:Tb e l2O3:C irradiados em feixes gama de 60Co e de raios X de aceleradores lineares com potenciais de aceleração nominais de 6, 10, 15 e 18 MV. O estudo foi feito em uma faixa de doses equivalente à utilizada em fracionamentos padrão de tratamentos de radioterapia e os resultados demonstram que, nessas condições, não há variação maior que 3% na resposta TL em função da energia dos fótons. A relação entre a deposição e doses nos TLDs e a deposição de doses na água em função da variação da energia oi estudada por simulação de Monte Carlo (MC), através do código PENELOPE, e os resultados foram coerentes com os resultados experimentais. Os TLDs também foram irradiados com nêutrons térmicos e epitérmicos e apresentaram sensibilidade a esse tipo de radiação. No entanto, a coerência dos resultados experimentais e de MC (que não levaram em conta a presença de nêutrons), o estudo da variação da sensibilidade relativa com a energia e a análise das curvas de emissão dos TLDs levam à conclusão e que a influência na resposta TL devida a nêutrons que contaminam os feixes de fótons estudados, é desprezível para todos os materiais. Os resultados desse trabalho indicam que, para a faixa de doses e energias utilizadas rotineiramente na radioterapia, os TLDs de LiF:Mg, Ti (TLD-100), fluorita natural brasileira, CaSO4:Dy, Mg2SiO4:Tb e Al2O3:C podem ser utilizados sem a aplicação de fatores de correção para a energia do feixe. / Currently the majority of radiotherapy treatments are done by irradiation with high energy photon beams. These beams are emitted by radioactive sources (of nuclides such as cobalt 60) or generated in electron linear accelerators. For dosimetric measurements on these beams, one of the most used techniques is the thermoluminescence (TL). For the correct use of the thermoluminescent dosimeters (TLDs), it is necessary to know their dosimetric properties like, for example, the variation of their response with the energy of the radiation beam. The purpose of this study was to assess the energy response of various TL materials when irradiated with high energy photon beams. So, curves relating the TL response and absorbed dose to water were obtained for LiF:Mg, Ti (TLD-100), Brazilian natural fluorite, CaSO4:Dy, g2SiO4:Tb and Al2O3:C TLDs irradiated with gamma rays from a 60Co source and linear accelerator X ray beams with nominal accelerating potential of 6, 10, 15 and 18 MV. The study was done in a dose range similar to that used in standard fractionated radiotherapy treatments and the results show that under these conditions, there is no variation larger than 3% in the TL response as a function of photon energy. The relationship between the dose deposition in the TLD and the dose deposition in water in function of the photon energy was studied by Monte Carlo method (MC), using the PENELOPE code system, and the results were consistent with the experimental outcomes. The TLDs were also irradiated with thermal and epithermal neutrons and proved to be sensitive to them. However, the consistency of the experimental and MC results (which did not take into account the presence of neutrons), the study of the variation in TL relative sensitivity with the beam energy, and the TLD glow curve shape analysis lead to the conclusion that the influence on TL response due to neutron contamination in the therapeutic photon beams is negligible for all materials. The results indicate that for the range of doses and energies used routinely in radiotherapy, the LiF:Mg, Ti (TLD-100), Brazilian natural fluorite, CaSO4:Dy, Mg2SiO4:Tb and Al2O3:C TLDs can be used without applying any correction factors for the beam energy.

O Relatório Mundial do Câncer, a Agência Internacional Para Pesquisa no Câncer e a Organização Mundial da Saúde estimam que, a cada ano há 12,4 milhões de novos casos de câncer no mundo, havendo 7,6 milhões de mortes causadas pela doença, onde para os homens o mais recorrente é o câncer de próstata. Por isso, o tratamento de câncer de próstata, neste caso, por radioterapia deve apresentar elevada precisão. Um complicador para tal precisão pode ser a presença de próteses metálicas no fêmur e na pélvis, podendo ser unilateral ou bilateral. O objetivo deste trabalho foi analisar e comparar o tratamento radioterápico de próstata para três situações diferentes, com duas próteses, com uma prótese e sem nenhuma prótese através da dosimetria por Ressonância Paramagnética (EPR) utilizando o aminoácido alanina com dosímetro, que se baseia na determinação de radicais livres produzidos pela interação entre a radiação e a alanina através do registro do espectro da alanina irradiada. Para tal análise foi construído um simulador físico (phantom), com as medidas reais de um ser humano, feito de acrílico e água, simulando o tecido mole, e ossos humanos. Na região da próstata foi feita uma abertura cilíndrica onde foram inseridos os dosímetros de alanina compostos 95% de DL-alanina e 5% de Polivinil Álcool (PVA) com 3mm de diâmetro, 4 mm de comprimento e massa de 0,05 g. O phantom foi irradiado para cada situação, nas condições de tratamento em um acelerador linear Oncor Plus da Siemens com feixe de raios X de 6MV para quatro campos 10x10cm2 e uma dose de 2 Gy, onde as mesmas condições foram utilizadas para a calibração dos dosímetros. Os dosímetros foram analisados em um espectrômetro de banda X JEOL JES-FA200 (9.5 GHz). Através da curva de calibração e a amplitude da linha central do espectro foi possível calcular a dose obtida em cada dosímetro de DL-alanina obtendo uma variação de até 6,15% para as medidas da dose prescrita de 2 Gy. Os resultados mostraram-se semelhantes para as três situações estudadas, assim como calculado no sistema de planejamento. / The World Cancer Report, the International Agency for Research on Cancer and the World Health Organization estimates that each year there are 12.4 million new cases of cancer worldwide, with 7.6 million deaths from the disease, for which men is the most recurrent prostate cancer. Therefore, the treatment of prostate cancer, in this case by radiotherapy should have a high accuracy. A complicating factor for such precision may be the presence of metallic prosthesis in the femur and pelvis and may be unilateral or bilateral. The objective of this study was to analyze and compare the radiotherapy of prostate for three different situations, with two prostheses, with one prosthesis and without a prosthesis through dosimetry Paramagnetic Resonance (EPR) using the amino acid alanine with dosimeter, which is based on determining free radicals produced by the interaction between radiation and alanine by recording the spectrum of irradiated alanine. For this analysis we built a physical simulator (phantom), with the real measurements of a human being, made of acrylic and water, simulating soft tissue, and human bones. In the region of the prostate was made a cylindrical opening in which the dosimeters were inserted alanine compounds 95% DL-alanine and 5% Polyvinyl Alcohol (PVA) with 3mm diameter, 4 mm in length and mass of 0.05 g. The phantom was irradiated for each situation, the conditions of treatment in a linear accelerator Oncor Plus Siemens X-ray beam with 6mV for four fields of 10x10cm2 and a dose of 2 Gy, where the same conditions were used for calibration of the dosimeter. The dosimeters were analyzed in a JEOL X-band spectrometer JES-FA200 (9.5 GHz). Through the calibration curve and the amplitude of the centerline of the spectrum was possible to calculate the dose obtained in each of DL-alanine dosimeter obtaining a variation of up to 6.15% for the measurements of the prescribed dose of 2 Gy. The results were similar for the three cases studied, as calculated in the planning system.

Abstract Radiotherapy is used in the treatment of breast cancer in order to reduce local recurrence rate. However, radiation is known to cause both acute and delayed side-effects on normal tissues. A common late complication of radiotherapy is fibrosis of skin and other organs. Fibrosis has been described as excessive accumulation of extracellular matrix components, especially collagens. Collagens are a group of extracellular matrix proteins that provide connective tissues with tensile strength. Type I and III collagens are the major structural proteins in skin. Alterations in collagen synthesis occur in various pathological conditions, during ageing and in association with diverse medical therapies. Collagens are degraded by matrix metalloproteinase enzymes (MMPs). The activity of MMPs is restrained by their specific tissue inhibitors (TIMPs). Elastic fibres constitute about 2–4% of skin dry weight. Despite their low quantity, elastic fibres are responsible for the resilient and elastic properties of skin. Dermal elastic fibres may be affected by intrinsic ageing, by extrinsic reasons such as photodamage and in several connective tissue diseases. The effect of radiotherapy on human skin type I and III collagen synthesis was investigated in a group of women who had been treated for breast cancer surgically and with radiotherapy. The levels of MMP-9, MMP-2/TIMP-2 complex, TIMP-1 and TIMP-2 in irradiated skin were also analysed. The effect of radiotherapy on elastic fibres was analysed using skin samples. The physio-mechanical properties of radiotherapy-treated skin were studied using ultrasound and elastometer devices, and compared with those of non-treated skin. In addition, skin samples were stained for haematoxylin-eosin, tenascin and mast cells. Factor VIII immunostaining was performed to visualize dermal blood vessels. Wound regeneration in irradiated skin was also studied using suction blister as a model. The synthesis of type I and III collagens was markedly increased as a result of radiotherapy. An increased amount of cross-linked type I collagen was detected in irradiated skin, and collagen turnover was also increased in irradiated skin. No difference in the amount or structure of the elastic fibres could be found between radiotherapy-treated and non-treated skin. A slight increase of skin thickness and stiffness was found in irradiated skin compared to non-treated skin. Increased tenascin expression was found in irradiated skin. The number of dermal blood vessels visualized by FVIII immunostaining was slightly higher in irradiated than in control skin. The amount of mast cells positive for tryptase, Kit receptor and chymase was increased in the upper dermis of irradiated skin. No difference in epidermal regeneration was found between irradiated and non-treated skin. The results of this study suggest that alteration of collagen metabolism contributes to dermal side effects of therapeutic irradiation.