Os órgãos de saúde internacionais e nacionais, como o Ministério da Saúde na portaria 453/98 da Vigilância Sanitária, exigem que a Dose de Entrada na Pele seja avaliada para cada equipamento mamográfico através da leitura de um sistema câmara de ionização-eletrómetro corrigida pelo fator de retroespalhamento. Ao não existir menção explícita na portaría de valores utilizáveis para o fator de retroespalhamento, este trabalho visa à determinação experimental do fator de retroespalhamento, através da utilização dos dosímetros termoluminescentes TLD-100. No estudo são verificadas as dependências geométricas e espectrais do fator de retroespalhamento, assim como do valor da Dose de Entrada na Pele, e da Dose em Profundidade, correspondentes com as técnicas radiográficas empregadas nos exames mamográficos convencionais de rotina. Foram avaliados feixes na faixa de 0,35 mmAl até 0,43 mmAl, tensões do tubo de 25kV, 28kV, 30kV, e 32kV, assim como os três tamanhos de campo disponíveis no Mamógrafo Senographe DMR utilizado, e distancias focofilme iguais a 56cm, 61cm e 66cm. Os resultados obtidos foram comparados com publicações existentes, as quais apresentam resultados obtidos através de Simulação Monte Carlo, câmaras de ionização, e dosímetros TLD-100. Os resultados obtidos neste trabalho permitem estabelecer e discutir as dependências das grandezas dosimétricas estudadas com a Camada Semi-Redutora, tensão do tubo, combinação ânodo-filtro, tamanho de campo, distância foco-filme e espessura da mama. / National and international health organizations such as the Brazilian Ministry of Health, through its Secretary of Health Surveillance establishes in the publication Nº 453/98 that in all mammographic equipments must be evaluated the entrance-skin dose through the readings of an ionization chamber-electrometer system corrected by the backscatter factor, among others factors. Nevertheless, there is no explicit mention for useful values of backscatter factor in this document; the main aim of this work is the experimental determination of backscatter factor through the use of TLD-100 dosimeters. In this study, the geometric and spectral dependencies of the backscatter factor, entrance-skin dose and the in-depth dose were evaluated, corresponding to the most radiographic techniques employed in conventional mammographic procedures, i.e., beam qualities in the range of 0.35 mmAl to 0.43 mmAl, tube voltages from 25kV to 32kV, focus-film distances from 56cm to 66cm, and three field sizes were evaluated. Our results were compared with those previously published obtained through Monte Carlo simulation, ionization chambers and TLD dosimeters. The results obtained in this work allow studying the dependency of the mentioned dosimetric quantities with the half-value layer, tube voltage, anode-filter combination, field size, focusfilm distance and breasting thickness of the breast.

Os órgãos de saúde internacionais e nacionais, como o Ministério da Saúde na portaria 453/98 da Vigilância Sanitária, exigem que a Dose de Entrada na Pele seja avaliada para cada equipamento mamográfico através da leitura de um sistema câmara de ionização-eletrómetro corrigida pelo fator de retroespalhamento. Ao não existir menção explícita na portaría de valores utilizáveis para o fator de retroespalhamento, este trabalho visa à determinação experimental do fator de retroespalhamento, através da utilização dos dosímetros termoluminescentes TLD-100. No estudo são verificadas as dependências geométricas e espectrais do fator de retroespalhamento, assim como do valor da Dose de Entrada na Pele, e da Dose em Profundidade, correspondentes com as técnicas radiográficas empregadas nos exames mamográficos convencionais de rotina. Foram avaliados feixes na faixa de 0,35 mmAl até 0,43 mmAl, tensões do tubo de 25kV, 28kV, 30kV, e 32kV, assim como os três tamanhos de campo disponíveis no Mamógrafo Senographe DMR utilizado, e distancias focofilme iguais a 56cm, 61cm e 66cm. Os resultados obtidos foram comparados com publicações existentes, as quais apresentam resultados obtidos através de Simulação Monte Carlo, câmaras de ionização, e dosímetros TLD-100. Os resultados obtidos neste trabalho permitem estabelecer e discutir as dependências das grandezas dosimétricas estudadas com a Camada Semi-Redutora, tensão do tubo, combinação ânodo-filtro, tamanho de campo, distância foco-filme e espessura da mama. / National and international health organizations such as the Brazilian Ministry of Health, through its Secretary of Health Surveillance establishes in the publication Nº 453/98 that in all mammographic equipments must be evaluated the entrance-skin dose through the readings of an ionization chamber-electrometer system corrected by the backscatter factor, among others factors. Nevertheless, there is no explicit mention for useful values of backscatter factor in this document; the main aim of this work is the experimental determination of backscatter factor through the use of TLD-100 dosimeters. In this study, the geometric and spectral dependencies of the backscatter factor, entrance-skin dose and the in-depth dose were evaluated, corresponding to the most radiographic techniques employed in conventional mammographic procedures, i.e., beam qualities in the range of 0.35 mmAl to 0.43 mmAl, tube voltages from 25kV to 32kV, focus-film distances from 56cm to 66cm, and three field sizes were evaluated. Our results were compared with those previously published obtained through Monte Carlo simulation, ionization chambers and TLD dosimeters. The results obtained in this work allow studying the dependency of the mentioned dosimetric quantities with the half-value layer, tube voltage, anode-filter combination, field size, focusfilm distance and breasting thickness of the breast.

Buildup dose of Mega Voltage (MV) photon beams can be a limiting factor in intensitymodulated radiation therapy (IMRT) treatments. Excessive doses can cause patient discomfort and treatment interruptions, while underdosing may lead to local failure. Many factors which contribute to buildup dose, including the photon beam energy spectrum, scattered or contaminant radiation and their angular distribution, are not modeled well in commercial treatment planning systems. The accurate Monte Carlo method was employed in the studies to estimate the doses. Buildup dose of 6MV photon beams was investigated for three fundamentally different IMRT modalities: between Helical TomoTherapy and traditional opposed tangential beams, solid IMRT and multileaf collimator (MLC)-based IMRT techniques. Solid IMRT, as an alternative to MLC, achieves prescription dose distribution objectives, according to our study. Measurements and Monte Carlo calculations of buildup dose in chest wall treatment were compared between TomoTherapy IMRT and traditional tangential-beam technique. The effect of bolus in helical delivery was also investigated in this study. In addition, measurements and Monte Carlo calculations of buildup dose in solid IMRT and MLC based IMRT treatment modalities were compared. A brass step compensator was designed and built for the solid IMRT. Matching MLC step sequences were used for the MLC IMRT. This dissertation also presents the commissioning of a Monte Carlo code system, BEAMnrc, for a Varian Trilogy linear accelerator (LINAC) and the application in buildup dose calculation. Scattered dose components, MLC component dose and mean spectral energy for the IMRT treatment techniques were analyzed. The agreement between measured 6MV and calculated depth dose and beam profiles was (± 1% or ±1 mm) for 10x10 and 40x40 cm2 fields. The optimum electron beam energy and its radial distribution incident on tungsten target were found to be 6 MeV and 1 mm respectively. The helical delivery study concluded that buildup dose is higher with TomoTherapy compared to the opposed tangential technique in chest wall treatment. The solid and MLC IMRT comparison concluded that buildup dose was up to 7% lower for solid IMRT compared to MLC IMRT due to beam hardening of brass.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2017-03-21T19:51:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE FINAL versão digital.pdf: 2839254 bytes, checksum: 962b7ff83b975bcd276b612274de7368 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T19:51:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE FINAL versão digital.pdf: 2839254 bytes, checksum: 962b7ff83b975bcd276b612274de7368 (MD5) Previous issue date: 2016-08-15 / Facepe / Dentre os diversos procedimentos intervencionistas com fins terapêuticos, a quimioembolização hepática tem se destacado por ser de alta complexidade e resultar em altas doses de radiação aos pacientes e à equipe médica. Em alguns casos, o paciente requer várias sessões para tratar a mesma lesão, o que aumenta a probabilidade de ocorrência de lesões na pele e/ou efeitos estocásticos. Embora seja uma técnica altamente utilizada no Brasil, a quimioembolização não tem sido alvo de estudos dosimétricos. Este estudo apresenta os resultados da avaliação dosimétrica realizada na equipe médica e pacientes durante 109 procedimentos de quimioembolização hepática, realizados em seis serviços de hemodinâmica na cidade de Recife, Pernambuco. Os procedimentos foram realizados utilizando equipamentos de angiografia digital de diferentes fabricantes e tecnologias. A dosimetria dos pacientes foi caracterizada através das estimativas da máxima dose na pele (MDP), do produto kerma ar-área (PKA) e do kerma ar de referência (Ka,r). A MDP foi estimada a partir da utilização de filmes radiocrômicos do tipo Gafchromic XR RV3. Para avaliar o risco de efeitos estocásticos, foi estimada a dose absorvida em órgãos a partir de simulações Monte Carlo utilizando fantomas antropomórficos femininos e masculinos da serie FASH e MASH. Os resultados da dosimetria com filme radiocrômico mostraram valores da MDP variando de 180 a 5650 mGy; sendo que 40% dos pacientes apresentaram valores de dose na entrada da pele que ultrapassaram o limiar de dose para ocorrência de eritema transitório, que é de 2 Gy. O estudo das correlações entre a MDP, PKA e Ka,r mostrou que o Ka,r pode ser utilizado para avaliar a possibilidade de ocorrência de reações tissulares na pele dos pacientes submetidos a procedimentos de quimioembolização. Os resultados das simulações mostraram que alguns órgãos internos dos pacientes podem receber doses entre 500 mGy e 1 Gy. A dosimetria ocupacional foi realizada utilizando dosímetros termoluminescentes e dispositivos eletrônicos pessoais distribuídos em varias regiões do corpo dos profissionais. Os resultados mostraram que, com apenas uma quimioembolização por semana, o médico principal pode ultrapassar o limite anual de 20 mSv para o cristalino quando não são utilizados dispositivos de radioproteção como óculos ou telas de acrílico plumbíferos. O valor mais alto de equivalente de dose pessoal Hp(d) por procedimento medido no corpo do médico principal foi 5135,3 μSv no pé esquerdo. A ausência da cortina plumbífera durante a realização dos procedimentos é uma explicação para os valores altos registrados. Os valores médios de dose efetiva por procedimento para o médico principal, médico auxiliar e anestesista numa das instituições acompanhadas foram: 13 μSv, 6,1 μSv e 13,7 μSv, respectivamente. Estes resultados mostram que os níveis de exposição recebidos pelo anestesista em procedimentos de quimioembolização podem ser superiores aos do médico principal. Os resultados da dosimetria ocupacional com dosimetros eletrônicos mostraram que estes dispositivos podem ser utilizados de forma complementar na estimativa da dose ocupacional no cristalino em procedimentos de quimioembolização hepática. Nas seis instituições avaliadas observou-se uma alta variabilidade nos valores de dose no paciente e equipe médica, devido, principalmente, ao desempenho dos equipamentos, complexidade dos procedimentos, características físicas dos pacientes e experiência dos médicos. / Among interventional procedures, hepatic chemoembolization has been recognized as a complex procedure where high radiation doses to patients and medical staff are delivered. In some cases the patient has to endure several sessions to treat the same lesion, which increases even more the probability of skin injuries or stochastic effects. In Brazil, chemoembolization is widely used; however few dosimetric studies have been done so far. This study presents dosimetric results for medical staff and patients based on 109 hepatic chemoembolization procedures conducted in six hemodynamic departments in Recife, Pernambuco. The procedures were performed using digital angiography equipments from different manufacturers, using different technologies. Patient dosimetry comprised the measurement of the maximum skin dose (MSD), air kerma-area product (PKA) and reference air kerma (Ka,r). The MSD was measured using radiochromic films of type Gafchromic XR RV3. To assess the risk of stochastic effects, organ absorbed doses were calculated by Monte Carlo simulations using female and male anthropometric phantoms of the FASH and MASH series. MSDs between 180 and 5650 mGy were found based on the radiochromic film measurements. 40% of the patients monitored with radiochromic films received MSDs above the 2 Gy threshold for transient skin erythema. The findings of this study showed that the Ka,r can be used for risk estimates of tissue reactions in patients undergoing chemoembolization procedures. The Monte Carlo simulations showed that patients may receive organ doses between 500 mGy and 1 Gy. Occupational dosimetry was performed using thermoluminescent dosimeters and personal electronic devices distributed over various regions of the physician’s body. The results showed that the main operator could reach the annual limit of 20 mSv for the equivalent dose in the lens of the eyes with just one procedure per week if the radiation shields such as the ceiling suspended screen and goggles are not used. The highest values of personal dose equivalent Hp(d), measured in the body of the main operator was 5135.3 μSv in the left foot. Lack of table curtains explains the registered high values. Mean effective doses for the main operator, the auxiliary physician and the anesthesiologist in one of the institutions were 13 μSv, 6.1 μSv e 13.7 μSv, respectively. These results show that occupational doses received by the anesthesiologist in chemoembolization procedures may be higher than those received by the main operator. The results of the occupational dosimetry using electronic dosimeters showed that these devices can be used in a complementary way to estimate the occupational eye lens doses in hepatic chemoembolization procedures. High variability of radiation doses to patients and medical staff was observed among the six medical institutions, mainly because of the performance of X-ray equipments, complexity of the procedures, physical characteristics of the patients and the physician´s experience

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