Orientador: Helenice de Oliveira Florentino Silva / Banca: Diana Rodrigues de Pina / Banca: Maria do Socorro Nogueira Rangel / Resumo: Um planejamento para radioterapia é considerado ótimo quando todos os parâmetros envolvidos sejam eles físicos ou biológicos, foram investigados e adequados individualmente para cada paciente. Neste tipo de planejamento, a grande preocupação é com a irradiação do tumor com o mínimo dano possível aos tecidos saudáveis da região irradiada, principalmente aos órgãos de riscos. O planejamento ótimo para radioterapia pode ser auxiliado pela Programação Linear e existe uma ampla literatura abordando este assunto, mas, a maioria das formulações matemáticas publicadas não contemplam um cenário do ponto de vista de aplicações práticas, pois não incorporam determinados fatores que são de extrema importância para a construção de um planejamento real, como exemplos a atenuação do feixe de radiação e a beterogeneidade na composição dos tecidos irradiados. Assim, este trabalho apresenta uma metodologia para correção de heterogeneidade na composição dos diferentes tipos de tecidos irradiados baseado nas proporções entre seus diferentes coeficientes de atenuação linear. Esta metodologia tem como objetivo tornar as simulações de planejamentos otimizados mais próximos dos planejamentos reais e desta forma, possibilitar um estudo mais amplo e confiável, faznedo com que modelos de programação linear possam ser utilizados como ferramentas auxiliares na criação de planejamentos reais para radioterapia / Abstract: Planning for radiotherapy is considered optimal when all the parameters involved, physical or biological, have been investigated and are appropriate for each patient. In this type of planning, the major concern is with the irradiation of the tumor with the minimum possible damage to healthly tissues of the irradiated region, especially the organs at risk. The optimal planning for radiation therapy can be aided by Linear Programming and there is a wide literature addressing this subject. However, most published mathematical formulations do not contemplate a scenario in terms of practical applications. They do not incorporate certain factors that are extremely important for building a real planning, as examples there are attenuation of the radiation beam and the heterogeneous composition of the irradiated tissue. This work presents a methodology for correction of heterogeneity in the composition of different types of tissuers irradiated based on the proportions among their different linear attenuation coefficient. This methodology aims to make the simulations of optimized planning closer to the real planning and thus enable a more comprehensive and reliable, allowing the use of linear programming models as aids in the creation of real planning for radiotherapy / Mestre

A incidência de neoplasias tem aumentado expressivamente nos últimos anos e o contínuo crescimento populacional, bem como seu envelhecimento, aumentará de forma significativa a estatística desta enfermidade nas doenças mundiais. O tratamento das neoplasias geralmente consiste do uso singular ou combinado entre a quimioterapia, cirurgia e radioterapia dependendo da etiologia do tumor. Nos casos onde a radioterapia é empregada, além dos efeitos terapêuticos da radiação, podem ocorrer complicações específicas e, na pele, estas complicações podem se apresentar com uma expressão clínica que varia desde o eritema cutâneo até a radionecrose, sendo este ultimo o efeito adverso com maior gravidade. O tratamento para a radionecrose consiste no desbridamento das áreas necróticas e recobrimento do leito cirúrgico. Os enxertos autólogos são mais comumente usados para este recobrimento, entretanto quando grandes áreas são afetadas, os aloenxertos são uma alternativa de tratamento oclusivo e ainda, com a adição de queratinócitos e células mesenquimais derivadas da gordura (ADSC), torna-se uma alternativa por seu conhecido papel imunomodulatório e regenerativo. Neste sentido, visando simular os efeitos adversos da radionecrose, foi criado um modelo animal de radionecrose cutânea induzida em camundongos Nude (Nu/Nu) para o desenvolvimento de terapias regenerativas baseadas em substitutos dermoepidérmicos humanos contendo, queratinócitos e ADSC, que se mostrou eficiente como tratamento oclusivo. Além disso, com este modelo animal de radionecrose estabelecido, novas possibilidades de tratamento de enfermidades envolvendo regeneração cutânea, podem ser testadas. / The neoplasms incidence has increased significantly in recent years and continued population growth and aging will increase the statistics of this illness in the world\'s diseases. The cancer treatment usually consists in individual or combined use of chemotherapy, surgery and radiotherapy depending on the etiology of the tumor. In cases where radiotherapy is used in addition to the therapeutic effects of radiation, specific complications can occur, and in the skin, these complications can be present with a clinical expression ranging from erythema to radionecrosis, and this latter being the adverse effect with greater severity. The radionecrosis treatment consists in debridementing necrotic areas and covering the surgical wounds. Autologous grafts are most commonly used for this covering, however when large areas are affected, allografts can be used for occlusive treatment and the keratinocytes and adipose derived stem cells (ADSC) addition becomes an alternative, due to the knowing for immunomodulatory and regenerative response. For that reason, aiming to simulate the radionecrosis adverse effects, an animal model of induced cutaneous radionecrosis was created, in athymic mouse Nude (Nu/Nu), for developing regenerative therapies based on human dermal-epidermal substitutes containing keratinocytes and ADSC, which proved occlusive as an efficient treatment, furthermore, having this radionecrosis animal model established, new possibilities for treatment of diseases involving dermal regeneration, can be tested.

O propósito de um objeto simulador é representar a alteração do campo de radiação provocada pela absorção e espalhamento em um dado tecido ou órgão de interesse. Suas características geométricas e de composição devem estar próximos o máximo possível aos valores associados ao seu análogo natural. Estruturas anatômicas podem ser transformadas em objetos virtuais 3D por técnicas de imageamento médico (p. ex. Tomografia Computadorizada) e impressas por prototipagem rápida utilizando materiais como, por exemplo, o ácido poliláctico. Sua produção para pacientes específicos requer o preenchimento de requisitos como a acurácia geométrica com a anatomia do individuo e a equivalência ao tecido, de modo que se possa realizar medidas utilizáveis, e ser insensível aos efeitos da radiação. O objetivo desse trabalho foi avaliar o comportamento de materiais impressos 3D quando expostos a feixes de fótons diversos, com ênfase para a qualidade de radiotherapia (6 MV), visando a sua aplicação na dosimetria clínica. Para isso foram usados 30 dosímetros termoluminescentes de LiF:Mg,Ti. Foi analisada também a equivalência entre o PMMA e o PLA impresso para a resposta termoluminescente de 30 dosímetros de CaSO4:Dy. As irradiações com feixes de fótons com qualidade de radioterapia foram simuladas com o uso do sistema de planejamento Eclipse™, com o Anisotropic Analytical Algorithm e o Acuros&reg XB Advanced Dose Calculation algorithm. Além do uso do Eclipse™ e dos testes dosimétricos, foram realizadas simulações computacionais utilizando o código MCNP5. As simulações com o código MCNP5 foram realizadas para calcular o coeficiente de atenuação de placas impressas expostas a diversas qualidades de raios X de radiodiagnóstico e para desenvolver um modelo computacional de placas impressas 3D. / The purpose of a phantom is to represent the change in the radiation field caused by absorption and scattering in a given tissue or organ of interest. Its geometrical characteristics and composition should be as close as possible to the values associated with its natural analogue. Anatomical structures can be transformed into 3D virtual objects by medical imaging techniques (e.g. Computed Tomography) and printed by rapid prototyping using materials, for example, polylactic acid. Its production for specific pacients requires fulfilling requirements such as geometric accuracy with the individual\'s anatomy and tissue equivalence, so that usable measurements can be made, and be insensitive to the radiation effects. The objective of this work was to evaluate the behavior of 3D printed materials when exposed to different photon beams, with emphasis on the quality of radiotherapy (6 MV), aiming its application in clinical dosimetry. For this, 30 thermoluminescent dosimeters of LiF:Mg,Ti were used. The equivalence between the PMMA and the printed PLA for the thermoluminescent response of 30 dosimeters of CaSO4: Dy was also analyzed. The irradiations with radiotherapy photon beams were simulated using the Eclipse™ treatment planning system,with the Anisotropic Analytical Algorithm and the Acuros&reg XB Advanced Dose Calculation algorithm. In addition to the use of Eclipse™ and dosimetric tests, computational simulations were realized using the MCNP5 code. Simulations with the MCNP5 code were performed to calculate the attenuation coefficient of printed plates exposed to different radiodiagnosis X-rays qualities and to develop a computational model of 3D printed plates.

A radioterapia externa ocupa lugar de destaque nos tratamentos de câncer. As construções das salas que abrigam os aceleradores lineares são custosas e este fator é limitante para que sejam instalados mais equipamentos. Faz-se necessária a pesquisa de opções construtivas com objetivo de redução de custos, mantendo-se a estabilidade estrutural e a barreira de proteção radiológica. Para a blindagem destas instalações podem ser empregados diversos materiais para a atenuação de radiação. O concreto armado é empregado em muitas destas instalações, seja pelo seu custo ou a prática construtiva no Brasil, face ao notório conhecimento deste material e abundância de matéria prima. Foram elaborados dois projetos estruturais de bunker em concreto armado. O projeto denominado bunker enterrado foi concebido com estrutura localizada no subsolo e dimensionado levando-se em conta inclusive os esforços decorrentes do solo adjacente às paredes. Foi adotada blindagem de concreto no teto. As demais faces da construção tem atenuação de radiação por solo compactado. O projeto do bunker não enterrado considerou a geometria de um projeto padrão do Ministério da Saúde e o acesso é pelo pavimento térreo. Em função da espessura necessária de blindagem, foi projetada uma estrutura com dimensões que contemplam a barreira no teto e paredes. Os resultados obtidos neste estudo foram satisfatórios quanto aos dois modelos estruturais propostos, com vantagens e desvantagens. Foi mostrada a diferença de custos entre uma estrutura de edificação enterrada e outra não enterrada. A estrutura enterrada mostrou-se mais viável, pois aproveita o solo compactado adjacente para atenuação da radiação. / External radiotherapy occupies a prominent place in cancer treatments. The constructions of the rooms that shelter the linear accelerators are costly and this is a limiting factor to have more equipment installed. It is necessary to research construction options with the objective of reducing costs, maintaining the structural stability and the radiological protection barrier. For the shielding of these installations, various materials can be used for the attenuation of radiation. Reinforced concrete is used in many of these facilities, either for its cost or the constructive practice in Brazil, due to the know-how of this material and abundance of raw material. Two structural bunker structural projects were developed. The buried bunker project was designed with a structure located underground and dimensioned taking into account including the efforts from the soil adjacent to the walls. Concrete shield was used in the ceiling. The other faces of the construction have radiation attenuation by compacted soil. The not buried bunker project considered the geometry of a standard design of the Health Ministry and its access is by the ground floor. Due to the required thickness of shielding, a structure with dimensions that contemplate the barrier in the ceiling and walls was designed. The results obtained in this study were satisfactory, regarding the two proposed structural models, taking in consideration advantages and disadvantages. The difference in costs of a buried structure and not buried one was provided. The buried structure proved to be more viable, since it utilizes adjacent compacted soil to attenuate the radiation.

O tratamento dos gliomas malignos cerebrais é um dos grandes desafios da medicina atualmente, pois, apesar do grande avanço no conhecimento destes tumores, o prognóstico de vida dos portadores desta doença é muito ruim. Foram estudados retrospectivamente 61 pacientes com diagnóstico de glioblastoma multiforme ou astrocitoma anaplásico, no período de 1998 a 2002, com o objetivo de avaliar o uso do Paclitaxel como potencializador do tratamento radioterápico destes tumores. Todos os pacientes foram tratados inicialmente com cirurgia para retirada ampla do volume tumoral (mínimo de 80%) seguido de tratamento com radioterapia fracionada e reforço com radiocirurgia estereotáxica. Em caso de crescimento tumoral, após o tratamento inicial dos pacientes com KPS > 70, novo tratamento cirúrgico e nova radiocirurgia foram indicados. Destes 61 pacientes, 32 receberam tratamento com Paclitaxel, na dose de 100mg/m2 e 29 pacientes não receberam nenhum tipo de quimioterápico. Os grupos foram comparados, em relação ao tipo histológico, faixa etária, sexo e localização tumoral, não havendo diferenças estatisticamente significantes entre os mesmos. Os pacientes de ambos os grupos tiveram acompanhamento laboratorial antes, durante e após o tratamento com paclitaxel e foram acompanhados até o óbito causado pela doença. Foram excluídos do estudo os portadores de tumor que foram a óbito por outras causas. A análise dos resultados mostrou que não houve diferenças estatísticas em relação à sobrevida média do grupo tratado com Paclitaxel e o grupo sem o tratamento (p=1,000). Da mesma forma, a comparação entre os pacientes com glioblastomas (p=0,8933) e com astrocitomas anaplásicos (p=0,5920) de ambos os grupos não mostrou diferença estatística em relação à sobrevida. O número de craniotomias( p=0,5268) e o número de radiocirurgias (p=0,3666) foram semelhantes estatisticamente. Os estudos laboratoriais realizados durante o tratamento no grupo que recebeu o paclitaxel, não mostraram alterações que levassem à suspensão do tratamento. A análise dos resultados deste estudo permitiu concluir que o uso do paclitaxel, concomitante ao tratamento radioterápico dos gliomas malignos cerebrais, não mostrou nenhum ganho adicional na sobrevida dos pacientes portadores destes tumores e, pela análise da necessidade de novo tratamento durante o curso da doença, não potencializou os efeitos da radioterapia. Palavras-chave: Paclitaxel, gliomas malignos, radioterapia / Nowadays, the treatment of the malignant cerebral gliomas is one of the greatest challenges for neurosurgons. Despite of the advance regarding these tumors? knowledge expectance of life for these patients is very bad. The main purpose of this study was to evaluate the use of paclitaxel to enhance the radiotherapy treatment in those tumors. Sixty-one patients with diagnosis for glioblastoma multiforme or anaplastic astrocytoma in the period of 1998 to 2002 were, retrospectively, studied. All patients were initially treated with surgery in order to remove a wide portion of the tumor?s volume (minimum of 80%). Then, the patients were treated with fractionated radiotherapy and reinforcement with stereotactic radiosurgery. If there was an increase in the tumor after the initial treatment, the patients with a KPS higher than 70 had new treatment with surgery as well as with radiosurgery. Among the 61 patients, 32 were treated with a 100 mg/m2 dose of paclitaxel, and 29 of then did not have any kind of chemotherapy treatment. Comparisons bettwen both regardhg to the histological type, age, gender and location of the tumor showed no differences . Patients of both groups had a laboratory follow-up before, during and after the treatment with paclitaxel. All of them were followed until their death, which was caused by the disease. Patients that died from other diseases were not included in the study. The analysis of the results indicated that there were no statistics differences regarding the mean survival time between the groups treated or nor treated with paclitaxel ( p=1,000). Likewise, a comparison between the glioblastomas (p=0,8933) and the anaplastic astrocytomas (p=0,5920) of both groups did not indicate any statistic difference regarding to the survival time. The was no statistic difference between the number of craniotomies (p=0,5268) as well as between the number of radiosurgeries. (p=0,3666). The laboratory studies held during the treatment of the group that received the paclitaxel did not show any changes which could lead to cease the treatment. Hence the results led to the conclusion that the treatment of malignant cerebral gliomas with paclitaxel and radiotherapy treatment at the same time did not give any additional gain in the patients?survival. Regarding to the demand for new treatment throughout the disease, there was no enhance of the radiotherapy effects with the Paclitaxel. Key words: Paclitaxel, malignant gliomas, radiotherapy.

O processo de radioterapia consiste em várias etapas, iniciando na indicação pelo médico. O plano de tratamento passa então por um processo denominado simulação, onde é adquirida uma série de imagens por tomografia computadorizada que são transferidas para o sistema de planejamento, onde a delineação dos volumes alvos e tecidos normais adjacentes serão realizadas. Após a delineação desses volumes, no sistema de planejamento são colocados os campos de irradiação e a dose desejada conforme prescrição médica. O sistema de planejamento calcula então a dose que o volume alvo e os tecidos adjacentes poderão receber. Se estas doses estão dentro dos padrões aceitáveis, o planejamento então é aprovado e enviado ao acelerador linear para a execução do tratamento. Antes da execução do tratamento, é realizada uma imagem, seja através de filme radiográfico ou digitalmente, para avaliar a posição no paciente na mesa de tratamento. Se a localização do paciente está correta, a dose é então liberada. Esse protocolo de aquisição de imagem é denominado como Radioterapia Guiada por Imagem (IGRT). A quantidade de radiografias de posicionamento segue um protocolo definido conforme a região a ser irradiada. Como resultado deste procedimento, sabe-se que uma determinada dose adicional é recebida pelos pacientes, tornando-se um fator importante a ser determinado. Esta avaliação foi realizada através da simulação de Monte Carlo, utilizando o código MCNP. Para isso foi realizada primeiramente toda a caracterização da fonte de raios X com uso de câmaras de ionização e dosimetros TL juntamente com as simulações no MCNP. Após essa caracterização, as imagens e as estruturas do planejamento radioterápico foram convertidas para serem utilizadas no código MCNP. Para que as doses fossem calculadas nos principais órgãos de risco no tratamento de próstata: bexiga, reto e cabeças de fêmur direita e esquerda. / The process of radiotherapy treatment consists of several stages, starting from the statement given by the physician. The treatment planning undergoes a process called simulation, where a series of computed tomography images is acquired and transferred to the treatment planning system, where the delineation of target volumes and adjacent normal tissues will be performed. After the delineation of these volumes, then irradiation fields and dose precribed by the physician are placed in the treatment planning system. It calculates the dose that target volume and surrounding tissues are receiving. If the doses are within acceptable standard values, then the design is approved and submitted to the linear accelerator for the treatment course. Before treatment course, an image is performed, either by radiographic or digital film, in order to evaluate (check) the patient position on the treatment table. If the patient position is correct, the treatment is realized. This image acquisition protocol is called Image-Guided Radiotherapy (IGRT). The amount of radiographic positioning follow a protocol defined for the region to be treated. As a result of this procedure, it is known that a specific additional dose is received by the patient, becoming an important factor to be determined. In this work, this additional dose evaluation was performed by the Monte Carlo simulation using the MCNP algorithm. The characterization of the entire X-ray source was primarily realized with ionization chamber thermoluminescent dosimeters and simulations with the MCNP code. After the X-ray tube characterization, images and the structures for the radiotherapy planning were converted to be used in the MCNP code for dose calculation at the main organs at risk during a prostate treatment: bladder, rectum and femoral heads right and left.

No combate às neoplasias, diferentes técnicas radioterápicas têm surgido, apoiadas em avanços tecnológicos, com o objetivo de otimizar a eliminação das células tumorais produzindo o menor dano a tecidos sadios dos pacientes. Os planejamentos de tratamentos radioterápicos visam o estabelecimento de parâmetros técnicos de irradiação de forma que as doses prescritas nos volumes de tratamento sejam atingidas. Enquanto que a prescrição das doses se baseiam em considerações biológicas de radiosensibilidade dos tecidos, os cálculos físicos do planejamento levam em conta parâmetros dosimétricos associados aos feixes de radiação e às características físicas dos tecidos irradiados. A incorporação de informações de sensibilidade de tecidos aos cálculos radioterápicos pode auxiliar na particularização de tratamentos e no estabelecimento de critérios de comparação e escolha de técnicas radioterápicas, contribuindo para o controle tumoral e sucesso do tratamento. Para tanto, modelos biológicos de resposta celular à radiação ionizante devem ser bem estabelecidos. Este trabalho visou estudar a aplicabilidade do uso de modelos biológicos em cálculos de planejamento radioterápico com objetivo de auxiliar na avaliação de técnicas radioterápicas. A probabilidade de controle tumoral (TCP) foi estudada para duas formulações do modelo linear-quadrático, com e sem consideração de repopulação celular, em função de parâmetros de planejamento, como dose por fração, e de parâmetros radiobiológicos, como a razão ?/?. Além disso, o uso de critérios biológicos para comparação de técnicas radioterápicas foi testado através da simulação de um planejamento de próstata utilizando simulação Monte Carlo com o código PENELOPE. Posteriormente, planejamentos radioterápicos de tumores de próstata de cinco pacientes do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, USP, utilizando-se três técnicas de irradiação diferentes, foram comparados através do critério de probabilidade de controle tumoral. Para tanto, matrizes de dose obtidas do sistema de planejamento radioterápico XiO foram utilizadas para obter as distribuições de TCP e histogramas TCP-volume. Os estudos realizados permitiram concluir que variações em parâmetros radiobiológicos podem influenciar significativamente cálculos de controle tumoral e que a análise de histogramas TCP-volume pode fornecer informações importantes para avaliação de tratamentos radioterápicos. Entretanto, o estabelecimento de fatores quantitativos de comparação através de critérios radiobiológicos passa pelo estabelecimento de protocolos de prescrição clínica baseados nesses critérios. Além disto, valores radiobiológicos sofreram grandes alterações na literatura recentemente e, portanto, a inclusão destes parâmetros nos cálculos de planejamentos requer grandes cuidados. / In the fight against cancer, different irradiation techniques have been developed based on technological advances and aiming to optimize the elimination of tumor cells with the lowest damage to healthy tissues. The radiotherapy planning goal is to establish irradiation technical parameters in order to achieve the prescribed dose distribution over the treatment volumes. While dose prescription is based on radiosensitivity of the irradiated tissues, the physical calculations on treatment planning take into account dosimetric parameters related to the radiation beam and the physical characteristics of the irradiated tissues. To incorporate tissue\'s radiosensitivity into radiotherapy planning calculations can help particularize treatments and establish criteria to compare and elect radiation techniques, contributing to the tumor control and the success of the treatment. Accordingly, biological models of cellular response to radiation have to be well established. This work aimed to study the applicability of using biological models in radiotherapy planning calculations to aid evaluating radiotherapy techniques. Tumor control probability (TCP) was studied for two formulations of the linear-quadratic model, with and without repopulation, as a function of planning parameters, as dose per fraction, and of radiobiological parameters, as the ?/? ratio. Besides, the usage of biological criteria to compare radiotherapy techniques was tested using a prostate planning simulated with Monte Carlo code PENELOPE. Afterwards, prostate plannings for five patients from the Hospital das Clínicas da Faculdadede Medicina de Ribeirão Preto, USP, using three different techniques were compared using the tumor control probability. In that order, dose matrices from the XiO treatment planning system were converted to TCP distributions and TCP-volume histograms. The studies performed allow the conclusions that radiobiological parameters can significantly influence tumor control calculations and that the TCP-volume histograms can provide important information for treatment techniques evaluation. However, the establishment of quantitative comparison parameters using radiobiological criteria demands the establishment of prescription protocols based on these same parameters. Also, the literature recently showed large variations in radiobiological parameters, meaning that the inclusion of those in treatment planning calculations should require a careful endeavor.

A propriedade intelectual tem se tornado cada vez mais importante e é uma parte fundamental do desenvolvimento. No entanto, ainda é pouca literatura sobre a avaliação desses ativos intangíveis. Não se sabe ao certo sequer quais variáveis (idade, número de citações, atividade inventiva etc.), estabelecem o valor de uma patente, e essas variáveis podem diferir dependendo do setor. Também pouco se sabe sobre como se relacionam umas com as outras em termos de formação rotas tecnológicas, e quais fatores mais importantes para uma patente ser usada como inspiração para outra invenção. Neste trabalho são usadas análises de redes formadas pelas citações das patentes do segmento de equipamentos para radioterapia para descobrir o que os principais atores produziram nos últimos vinte anos no mercado de equipamentos para radioterapia. Foram levantados também os países de maior interesse de proteção dessas invenções, os principais atores no mercado. Tendências tecnológicas foram analisadas pelas formações de clusteres de reivindicações de tais documentos. Descobriu-se que a formação da rede e dos grupos de patentes têm como principal característica a semelhança das tecnologias envolvidas e, também, de fatores geográficos. Os principais playeres são grandes companhias de países desenvolvidos e praticamente não há proteção de invenções deste segmento em países emergentes ou subdesenvolvidos, com exceção da China. / Intellectual property has become increasingly important and is a key part of the development. However, it is still little literature on the valuation of these intangible assets. No one knows for sure even what variables (age, number of citations, inventive activity etc.), set the value of a patent, and these variables may differ depending on the sector. Also little is known about how they relate to each other in terms of technological routes formation, and which are the most important factors for a patent to be used as inspiration for other invention. This work analyzes the networks formed by the citations of the patents in the radiation therapy devices segment to find out what the main actors produced in the last twenty years in the radiotherapy equipment market. Countries of greatest interest to protect these inventions and the principal players were also pointed. Technological trends were identified by the formation of clusters of documents\' claims. It was found that the formation of the network and groups of patents have as main feature the likeness of the technologies involved, and also geographic factors. The main players are large companies from developed countries and there is virtually no protection for inventions in this segment in emerging or developing countries, excluding China.

Os aceleradores lineares representam a mais importante, prática e versátil produtores de raios-X de alta energia em radioterapia. O comportamento funcional destes equipamentos pode variar devido a defeitos eletrônicos, falhas de componentes ou rupturas mecânicas, ou então podem variar devido ao deterioramento e envelhecimento de seus componentes. A manutenção da qualidade dos tratamentos depende essencialmente da estabilidade dos aceleradores e do controle de qualidade das instituições para monitorar desvios nos parâmetros do feixe. O objetivo deste trabalho consiste em avaliar e analisar a estabilidade do fator de calibração dos aceleradores lineares, bem como os demais parâmetros dosimétricos normalmente incluídos em um programa de controle de qualidade em radioterapia. A média dos fatores de calibração dos aceleradores para o período de aproximadamente quatro anos para os Clinacs 600C e 6EX foram (0,998 ± 0,012) e (0,996 ± 0,014), respectivamente. Para o Clinac 2100CD de 6 MV e 15 MV foi (1,008 ± 0,009) e (1,006 ± 0,010), respectivamente, em um período de aproximadamente quatro anos. Através de análises estatísticas nos três aceleradores lineares verificou-se que os coeficientes de variação dos fatores de calibração apresentaram valores inferiores a 2% o que mostra uma homogeneidade nos dados. Através do cálculo da distribuição normal dos fatores de calibração, verificou-se que para os Clinacs 600C e 2100CD, é esperada uma probabilidade de que em mais de 90% dos casos os valores estejam dentro dos limites aceitáveis segundo o protocolo TG-142, enquanto que para o Clinac 6EX é esperado em torno de 85% uma vez que esse acelerador apresentou diversas trocas de componentes. Os valores do TPR20,10 dos três aceleradores são praticamente constantes e dentro dos limites aceitáveis segundo o protocolo TG-142. Pode-se concluir que um estudo detalhado dos dados do fator de calibração dos aceleradores e do TPR20,10 a partir de um ponto de vista quantitativo, é extremamente útil em um programa de garantia de qualidade. / The linear accelerators represent the most important, practical and versatile source of ionizing radiation in radiotherapy. These functional characteristics influence the geometric and dosimetric accuracy of therapeutic doses applied to patients. The performance of this equipment may vary due to electronic defects, component failures or mechanical breakdowns, or may vary due to the deterioration and aging of components. Maintaining the quality of care depends on the stability of the accelerators and quality control of the institutions to monitor deviations in the parameters of the beam. The aim of this study is to assess and analyze the stability of the calibration factor of linear accelerators, as well as the other dosimetric parameters normally included in a program of quality control in radiotherapy. The average calibration factors of the accelerators for the period of approximately four years for the Clinac 600C and Clinac 6EX were (0,998 ± 0,012) and (0,996 ± 0,014), respectively. For the Clinac 2100CD 6 MV and 15 MV was (1,008 ± 0,009) and (1,006 ± 0,010), respectively, in a period of approximately four years. Statistical analysis of the three linear accelerators was found that the coefficient of variation of calibration factors had values below 2% which shows a consistency in the data. By calculating the normal distribution of calibration factors, we found that for the Clinac 600C and Clinac 2100CD, is an expected probability that more than 90% of cases the values are within acceptable limits according to the TG-142, while for the Clinac 6EX is expected around 85% since this had several exchanges of accelerator components. The values of TPR20,10 of three accelerators are practically constant and within acceptable limits according to the TG-142. It can be concluded that a detailed study of data from the calibration factor of the accelerators and TPR20,10 from a quantitative point of view, is extremely useful in a quality assurance program.

O tempo de simulação computacional em planejamento de radioterapia ainda é muito alto. Diversas técnicas de redução de variância têm sido desenvolvidas para o transporte de elétrons a fim de reduzir o tempo de simulação. Destacamos algumas delas: Macro Monte Carlo (MMC), Response History Monte Carlo (RHMC) e Macro Response Monte Carlo (MRMC). Todas es- sas técnicas utilizam base de dados onde as histórias dos elétrons foram previamente simuladas. Tais algoritmos, até o presente momento, foram somente avaliados através da dose absorvida. Neste trabalho, fazemos uma comparação dos espectros dos elétrons utilizando uma implemen- tação própria do MRMC. A base de dados do MRMC consiste de histórias pré-simuladas de elétrons em pequenas esferas de material homogêneo (chamadas de kugel) para diferentes ti- pos de energias e tamanhos de raios. O MRMC usa o kugel de maior raio para transportar o elétron, desde que o mesmo não cruze nenhuma interface entre materiais. Nesta implementa- ção, o transporte do elétron através de uma interface é aproximado por uma linha reta e, ao final, corrige-se sua energia pela perda contínua de energia. A base de dados kugel foi gerada pelo Geant4 versão 8.0 para água, tecido mole e osso compacto, para a faixa de energia de 31,63 MeV até 178 keV, com raios de 0,025 cm a 1,0 cm. Os testes consistem na simulação de um feixe estreito de elétrons em objetos simuladores homogêneos e heterogêneos de forma cilíndrica. Foram obtidos os espectros frontais e laterais pelo MRMC e comparados aos respec- tivos espectros simulados pelo Geant4. Foram simulados 106 histórias em ambos os sistemas, por este motivo não houve a necessidade de normalizar os histogramas. Os espectros avaliados mostram uma boa concordância para energias acima de 5 MeV. A diferença entre as energias dos picos foi menor que 1,7%, para energias acima de 5 MeV em objetos simuladores homo- gêneos. Para o osso compacto as diferenças entre os espectros frontais foram cerca de 5%, e para os laterais menor que 2% para energias acima de 5 MeV. Os tempos de simulação com o MRMC foram de até 15 vezes menores para objetos simuladores homogêneos e cerca de 5 vezes menores para objetos simuladores heterogêneos. / In radiotherapy the computer simulation elapsed time for treatment planning is still a prob- lem. Several techniques for electron transport variance reduction have been developed in order to speed up the calculations. Some of them are: Macro Monte Carlo (MMC), Response History Monte Carlo (RHMC) and Macro Response Monte Carlo (MRMC). All of them use a database where electrons histories were previously simulated. These algorithms have been evaluated only by absorbed dose. This work shows a comparison between electron spectra simulated by our implementation of MRMC. Such algorithm uses a database where electron histories were pre-simulated in small homogeneous spheres (called kugel) for several different initial ener- gies and some different radii. The MRMC transportation code uses the largest kugel size for electron transportation, since it does not cross any material boundary. In this implementation the electron transport through a boundary is done in a straight line and the energy correction is made by continuous slowing down approximation. The kugel database has been generated using Geant4 version 8.0 for water, soft tissue and compact bone, with energy range spanning from 31.63 MeV down to 178 keV and with radius range from 0.025 to 1.0 cm. The MRMC benchmarks consist of an electron pencil beam simulation in homogeneous and heterogeneous cylindrical phantoms. The forward and lateral electron output spectra are computed and com- pared against Geant4 simulations. We have simulated 106 histories in both systems, so the histograms are compared without any normalization factors. The agreement between spectra shapes have been evaluated and show to be good above 5 MeV. The results show an agreement better than 1.7% in the peak energy for energies above 5 MeV, for water and soft tissue homo- geneous phantoms. The agreement for compact bone homogeneous phantom between peaks of forward spectra were around 5% and for side spectra were better than 2% for energies above 5 MeV. The benchmarks have shown that our implementation of MRMC are up to 15 times faster than Geant4 for homogeneous phantoms and 5 times for heterogeneous ones.