Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-08-07T14:35:13Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-08-07T14:35:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A braquiterapia de alta taxa de dose é uma das modalidades mais utilizadas em braquiterapia para o tratamento de câncer. Os diversos avanços tecnológicos, bem como a evolução das técnicas de tratamento tornaram a braquiterapia de alta taxa de dose uma das modalidades de estado da arte para o tratamento de alguns cânceres. Parte deste avanço é creditada à melhoria na acurácia e na prescrição de dose absorvida recomendada ao paciente, ao longo dos anos. Este avanço permite que atualmente seja possível realizar os cálculos dosimétricos, por meio de sistemas de planejamento computadorizado, considerando as heterogeneidades dos pacientes, tais como: tecidos e órgãos com composições diferentes da água (meio de referência em radioterapia), contorno do paciente individualizado, introdução de aplicadores, dentre outros. Tais avanços demandam o controle de qualidade destas ferramentas, com objetivo de assegurar que todo o processo de tratamento seja satisfatório e acurado. Até o momento, a comunidade carece de um sistema experimental capaz de avaliar, considerando os níveis de incerteza, se os sistemas de planejamento computadorizados são aptos a considerar a heterogeneidade dos tratamentos. Neste trabalho, apresentamos o desenvolvimento de medidas experimentais em um objeto simulador, com capacidade de mensurar as diferenças introduzidas pela heterogeneidade por meio de três técnicas dosimétricas experimentais: termoluminescência, filmes radiocrômicos e ionométrica. Os resultados experimentais foram comparados com as simulações de Monte Carlo e com um sistema de planejamento computadorizado comercial, apto a realizar correções de heterogeneidade em braquiterapia. Discutimos as principais etapas de desenvolvimento deste objeto simulador, seus resultados experimentais e as comparações com os demais sistemas. As conclusões e as etapas futuras deste projeto também são apresentadas. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Maria Eneide de Souza Araujo (mearaujo@ipen.br) on 2015-10-07T14:24:32Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-10-07T14:24:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O câncer é hoje a segunda maior causa de morte por doenças em vários países, inclusive no Brasil, sendo um dos problemas de saúde pública mais complexos. O câncer de próstata é o mais comum em homens no Brasil, desconsiderando o de pele do tipo não melanoma. A braquiterapia é uma modalidade da radioterapia na qual fontes radioativas seladas são colocadas dentro ou em contato com o órgão a ser tratado, uma das formas de tratamento para esse tipo de câncer. O radioisótopo mais utilizado é o iodo-125, que se apresenta fixado em um substrato de prata que é selado em uma cápsula de titânio. A técnica exige o implante de 80 a 120 sementes por paciente, sendo este tratamento considerado um procedimento de baixo impacto e não cirúrgico. A maioria dos pacientes pode retornar à atividade normal dentro de um a três dias, com pouca ou nenhuma dor. Este trabalho propõe a construção de um modelo de semente alternativo às sementes atualmente em uso, com a finalidade de reduzir o custo das mesmas. Para atingir esse objetivo, este trabalho buscou obter maior eficiência na fixação do iodo radioativo, utilizando um substrato polimérico. Foram desenvolvidos cinco métodos para a fixação do iodo-125 nesses substratos. Os parâmetros analisados nos experimentos foram: tipo de polímero, tempo de imersão, tipo de reação (estática ou dinâmica), concentração da solução de iodo radiativo, atividade específica da solução, necessidade do uso de carreador e a forma química do iodo radioativo. O estudo desses experimentos definiram o método mais eficaz da fixação do iodo no material polimérico (resina epóxi). Foram avaliados os rendimentos da reação de fixação, a atividade do iodo no substrato polimérico, a variação da distribuição da atividade num lote de núcleos poliméricos e a eficiência da resina epóxi em selar a semente. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-12-10T16:54:22Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-12-10T16:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tratamentos braquiterápicos são comumente realizados conforme o relatório da American Association of Physicists in Medicine (AAPM), Task Group report TG-43U1, o qual define o formalismo para cálculo de dose absorvida na água e não considera a composição dos materiais, densidades, dimensões do paciente e o efeito dos aplicadores. Estes efeitos podem ser significantes, conforme descrito pelo recente relatório da AAPM, Task Group report TG- 186, que define diretrizes para que sistemas de planejamento modernos, capazes de considerar as complexidades descritas acima, sejam implementados. Esta tese tem como objetivo contribuir para o aumento da exatidão dos planejamentos de tratamento braquiterápicos, seguindo as recomendações do TG-186 e indo além do mesmo. Um software foi desenvolvido para integrar planejamentos de tratamento e simulações pelo método de Monte Carlo (MC); modelos acurados, CAD-Mesh, foram utilizados para representar aplicadores braquiterápicos; Grandezas utilizadas para reportar dose absorvida, Dw,m (dose para água no meio) e Dm,m (dose para o meio no meio), foram calculadas para um tratamento de cabeça e pescoço, considerando a teoria para pequenas (SCT small cavity theory) e grandes cavidades (LCT large cavity theory); a componente da dose em razão do movimento da fonte foi avaliada para tratamentos de próstata e ginecológicos. Perfis de velocidade obtidos na literatura foram utilizados; medidas de velocidade de uma fonte braquiterapica foram realizadas com uma câmera de alta taxa de aquisição. Cálculos de dose obtidos usando MC (incluindo a composição e densidade dos tecidos, ar e o aplicador) mostram sobredoses de aproximadamente 5% dentro do volume alvo, em um tratamento ginecológico, quando comparados aos resultados obtidos com um meio homogêneo de água. Por sua vez, subdoses de aproximadamente 5% foram observadas ao considerar a composição dos tecidos e regiões com ar em um tratamento intersticial de braço. Um aplicador cilíndrico oco resultou na sobredose observada no caso ginecológico, ressaltando a necessidade de modelos acurados para representar os aplicadores. Os modelos CAD-Mesh utilizados incluem um aplicador Fletcher-Williamson, com blindagem, e um balão deformável para irradiação de mama. Os resultados obtidos com estes modelos são equivalentes aos obtidos com modelos geométricos convencionais. Este recurso pode ser conveniente para aplicadores complexos e/ou quando o projeto dos aplicadores for disponibilizado pelo fabricante. Cálculos de dose, com a composição real dos tecidos humanos, podem apresentar diferenças significativas em razão da grandeza adotada. Diferenças entre Dm,m e Dw,m (SCT ou LCT) chegam a 14% em razão da composição do osso. A metodologia adotada (SCT ou LCT) resulta em diferenças de até 28% para o osso e 36% para os dentes. A componente de dose de trânsito também pode levar a diferenças significativas, uma vez que baixas velocidades ou movimentos uniformemente acelerados foram descritos na literatura. Considerando a pior condição e sem incluir nenhuma correção no tempo de parada, a dose de trânsito pode chegar a 3% da dose prescrita para um caso ginecológico, com 4 cateteres, e até 11.1% da dose prescrita para um tratamento de próstata, com 16 cateteres. A dose de trânsito para a fonte avaliada (velocidade obtida experimentalmente) não é uniformemente distribuída e pode levar a sub ou sobredoses de até 1.4% das doses comumente prescritas (310 Gy). Os tópicos estudados são relevantes para tratamentos braquiterápicos e podem contribuir para o aumento de sua acurácia. Os efeitos estudados podem ser avaliados com o uso do software, associado a um código MC, desenvolvido. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP / FAPESP:11/01913-4

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-09-30T12:24:37Z No. of bitstreams: 1 adrianadesouzasergioferreira.pdf: 4960629 bytes, checksum: b90d61012929ce42f060b1462cf6d78c (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2016-09-30T13:38:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 adrianadesouzasergioferreira.pdf: 4960629 bytes, checksum: b90d61012929ce42f060b1462cf6d78c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-30T13:38:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 adrianadesouzasergioferreira.pdf: 4960629 bytes, checksum: b90d61012929ce42f060b1462cf6d78c (MD5) Previous issue date: 2010-06-24 / Este estudo teve como objetivo analisar e comparar a sobrevida livre de recidiva bioquímica em cinco anos e fatores prognósticos em pacientes portadores de câncer de próstata submetidos à braquiterapia ou cirurgia radical. Foram analisados 129 pacientes com câncer de próstata, destes 64 foram submetidos à braquiterapia permanente com sementes de Iodo 125 e 75 pacientes foram tratados com prostatovesiculectomia radical, no período de janeiro de 2002 a dezembro de 2005, em um hospital da rede privada da cidade de Juiz de Fora-MG. As principais variáveis analisadas, coletadas dos prontuários dos pacientes, foram: idade, data de nascimento, PSA inicial, escore de Gleason à biópsia prostática e na peça cirúrgica para os pacientes operados, estadiamento clínico e patológico para os casos cirurgicos, volume da próstata ao pré-planejamento e no momento da braquiterapia, atividade das sementes de Iodo 125 e dosagens seriadas de PSA após o tratamento. Os pacientes foram classificados, segundo D’Amico, em grupos de risco: baixo, intermediário e alto. A recidiva bioquímica foi definida como níveis de PSA> 0,4ng/ml para os casos de prostatectomia radical e três elevações consecutivas de PSA para os pacientes implantados (ASTRO). Para estudo do efeito do tratamento na sobrevida livre de recidiva bioquímica foram geradas curvas de Kaplan-Meier, e teste de log-rank foi usado para determinar diferenças entre as curvas. A influência de múltiplas variáveis na sobrevida livre de recidiva bioquímica, como Gleason, estadiamento, iPSA, categoria de risco e idade foram estimados por regressão de Cox. No primeiro artigo, foi observada taxa de sobrevida livre de recidiva bioquímica superior (p=0,0056) para os pacientes submetidos à braquiterapia 79,70% (IC95%:66,87-87,99) quando comparado aos pacientes submetidos à cirurgia 44,30% (IC95%:23,28-63,47) sendo identificados como fatores prognósticos associados de forma independente à sobrevida livre de recidiva bioquímica a modalidade terapêutica (HR= 3,33 ;IC95% :1,41-7,88), os níveis séricos de iPSA (HR=2,54;IC95%:1,11-5,78) e a categoria de risco (HR=4,18 ;IC95%:1,89-9,23). No segundo artigo, que avaliou somente os pacientes submetidos à braquiterapia, foi verificada uma taxa de sobrevida livre de recidiva bioquimica em cinco anos, significativamente superior (p=0,0012) para os pacientes do grupo de baixo risco 91,6% (IC 95%:75,92-97,24), quando comparada com àquela dos pacientes do grupo de risco intermediário/alto 59,19% (IC 95%:36,00-76,40). A sobrevida livre de recidiva bioquimica também foi significativamente superior nos pacientes com iPSA ≤ 10ng/ml (p=0,0084) e com escore de Gleason ≤ 6 à biópsia prostática (p=0,0057). Na análise multivariada, o risco de falha bioquímica também se manteve maior nos pacientes que pertenciam ao grupo de risco moderado/alto e para pacientes com iPSA superior a 10ng/ml. Os dados de sobrevida livre de recidiva bioquimica em cinco anos, para os pacientes desta análise, tratados com braquiterapia, foram comparáveis aos da literatura. / This study aimed to analyze and compare the biochemical relapse-free survival at five years and prognostic factors in patients with prostate cancer undergoing radical surgery or brachytherapy. We analyzed 129 patients with prostate cancer, these 64 underwent brachtherapy with permanent seeds implantation and 75 patients were treated with radical prostatectomy, from January 2002 to December 2005 in a private hospital network in the city of Juiz de Fora-MG. The main variables analyzed were collected from medical records and were: age, date of birth, initial PSA, Gleason score of prostate biopsy and of surgical specimens, clinical and pathologic staging on surgical cases, the prostate volume pre-planning and at the time of brachytherapy, seed activity of lodine 125 and serial measurements of PSA after treatment. Patients were classified according to D’Amico, at risk groups; low, intermediate and high. The biochemical recurrence was defined as PSA levels>0.4 ng/ml for cases of radical prostatectomy and three consecutive elevations of PSA for patients implanted (ASTRO). For the study of the effect of the treatment on biochemical relapse-free survival Kaplan-Meier curves were generated, and log rank test was used to determine the differences among the curves. The influence of multiple variables in the biochemical relapse-free survival as age, initial PSA, Gleason score, staging and risk category was estimated by Cox regression. In the first article, was observed rate of biochemical relapse-free survival superior (p = 0.0056) for patients undergoing brachytherapy 79.70% (CI95% :66,87-87, 99) when compared with patients undergoing surgery 44.30% (CI95% :23,28-63, 47) and were identified as prognostic factors independently associated with survival free of biochemical recurrence modality therapy (HR = 3.33, CI95% :1,41-7 88), serum levels of IPSA (HR = 2.54, CI95% :1,11-5, 78) and risk category (HR = 4.18, CI95% :1,89-9, 23). In the second article, which evaluated only the patients who underwent brachytherapy, there was a rate of biochemical relapse-free survival at five years, significantly higher (p = 0.0012) for patients with low-risk group 91.6% (CI 95% :75,92-97, 24), when compared with that of patients in the intermediate/high risk group 59.19% (CI95% :36,00-76, 40).The biochemical relapse-free survival was also significantly higher in patients with IPSA ≤ 10ng/ml (p = 0.0084) and Gleason score ≤ 6 on prostate biopsy (p = 0.0057). In multivariate analysis, the risk of biochemical failure also remained higher in patients who belonged to the group of moderate / high risk and patients with IPSA more than 10ng/ml. Data from biochemical relapse-free survival at five years for the patients of this analysis were comparable to literature.

Orientador: Leonardo Oliveira Reis / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-24T16:48:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FramilSanches_BrunnoCezar_M.pdf: 1330489 bytes, checksum: 3aed09d72f2ce65fc826ce7231b9c31b (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: INTRODUÇÃO: A identificação e refinamento dos fatores preditores de resultados e morbidade são fundamentais na seleção ideal dos pacientes que podem se beneficiar de braquiterapia exclusiva como modalidade de tratamento do câncer de próstata. OBJETIVOS: Identificar preditores de resultados em pacientes com câncer de próstata localizado tratados com braquiterapia com iodo-125, em um estudo não controlado longitudinal. MÉTODOS: Estudo retrospectivo utilizando banco de dados colhidos prospectivamente a partir de informações obtidas durante o tratamento de 560 pacientes com diagnóstico de câncer de próstata e tratados com braquiterapia no período de 2000 a 2011. Destes, 305 foram selecionados para o estudo, pois apresentavam tumor localizado e tiveram mais de 24 meses de acompanhamento. RESULTADOS: A idade média dos pacientes foi de 63,93 anos (44-88), a média pré-tratamento do PSA foi de 6,34 ng/ml (0,67-33,09), a média geral de acompanhamento foi de 75,35 meses (24-158,37), recorrência bioquímica ocorreu em 17 pacientes (5,57%), a sobrevida específica por câncer foi de 100% e a sobrevida global 98,03%. Na análise multivariada, apenas nadir de PSA em um ano e idade foram relacionadas à sobrevida livre de doença: a cada unidade de aumento do PSA- nadir, o risco de recorrência aumenta 87,3% (OR=1,87, p< 0,001; IC95%-1,31-2,67). O risco recorrência foi 4,7 vezes maior para aqueles com menos de 50 anos em comparação com aqueles com mais de 70 anos (OR=4,69, (p= 0,04; IC95%-1,39-18,47). Melhor corte para nadir de PSA em um ano foi de 0,285 (AUC = 0,78, p<0,001; IC95% - 0,68-0,89). Análise de Kaplan-Meier confirmou nadir do PSA como fator preditor independente de prognóstico (p<0,001), enquanto que a classificação de prognóstico D'Amico falhou neste quesito (p=0,24). Nenhum grau 3 ou 4 de complicação foi relatada após o procedimento, e apenas 31,4% dos pacientes apresentaram grau 2 de toxicidade urinária ou retal. PSA bounce ?0,4 ng/mL ocorreu em 18,4%, sem impacto sobre a recorrência bioquímica. CONCLUSÕES: Metade (50,49%) dos pacientes no cenário do câncer de próstata localizado tratados com braquiterapia com iodo -125 alcançaram PSA nadir em um ano <0,285, e este foi reconhecido como um fator prognóstico independente / Abstract: Introduction: The identification and refinement of outcome predictors and morbidity are critical in the optimal selection of patients who can benefit from exclusive brachytherapy as a treatment modality for prostate cancer. Objectives: To identify predictors of outcomes in patients with localized prostate cancer treated with iodine-125brachytherapy in a longitudinal uncontrolled study. Methods: Between 2000 and 2011, 560 histologically confirmed patients were treated with brachytherapy of whom 305 with >24-month follow-up and localized tumor were evaluated after exclusion of those locally advanced and under androgen ablation. Results: Patients¿ mean age was 63.93 years (44¿88), mean pretreatment prostate-specific antigen (PSA) was 6.34 ng/mL (0.67¿33.09), overall median follow-up was 75.35 months (24¿158.37), biochemical recurrence occurred in 17 patients (5.57%), cancer-specific survival was 100%, and overall survival was 98.03%. At multivariate analyses, only PSA-nadir at 1 year and age were related to disease-free survival: To each unit of PSA-nadir, the risk increases 87.3%¿OR 1.87 (p<0.001; 95% CI 1.31¿2.67), and risk was 4.7 times higher for those under 50 years (vs. [70)¿OR 4.69 (p = 0.04; 95% CI 1.39¿18.47). Best cutoff for PSA-nadir at one year was 0.285 (AUC=0.78; p<0.001; 95 % CI 0.68¿0.89). Kaplan¿Meier analysis confirmed PSA-nadir (p<0.001) as prognostic, while D¿Amico¿s classification failed (p = 0.24). No grade 3 or 4 complication was reported, and only 31.4% of patients had grade 2 urinary or rectal toxicity. PSA bounce ?0.4 ng/mL occurred in 18.4% with no impact on biochemical recurrence. Conclusions: Half (50.49%) of patients in the scenario of localized prostate cancer treated with iodine-125 brachytherapy reach PSA-nadir at 1 year ?0.285, recognized as a key independent prognostic factor / Mestrado / Fisiopatologia Médica / Mestre em Ciências

Abstract Prostate cancer is the most common cancer among men in Western industrialized countries. Approximately 60% of prostate cancer patients receive radiotherapy at some phase of the disease, a treatment based on the use of ionizing radiation to kill or control malignant cells. Unfortunately, adjoining healthy tissues are also affected by exposure to ionization, potentially leading to the emergence of adverse side effects, even several years later. The main radiation treatment modalities are external radiotherapy and low dose rate (LDR) or high dose rate (HDR) brachytherapy. Different techniques and methods are used to decrease the dose to healthy tissues, thus limiting the possibility of adverse effects. In this thesis a novel technique and associated equipment were developed whereby brachytherapy can be performed by inserting all needles simultaneously. This reduces the implantation time, thus minimizing the impairing effect on seed positioning accuracy resulting from prostate swelling. A phantom model was also constructed for testing and training purposes. DuraSeal® was investigated as a spacer material between the prostate and rectum, and its effect on rectal dose was evaluated during brachytherapy and external radiotherapy. DuraSeal® is resorbed over one to six months, thus altering rectal doses compared with the original dose plan. In brachytherapy, the resorption effect on rectal doses was calculated along with an evaluation of the potential of using different isotopes. In external radiotherapy, the resorption effect on rectal dose-volume histograms (DVHs) was calculated and the need for adaptive planning considered. DuraSeal®, as a spacer gel, clearly has favorable effects on rectal and anterior rectal wall DVHs in brachytherapy and external radiotherapy, and has the potential to decrease adverse effects. It is especially beneficial in hypofractionated treatments and external radiotherapy and brachytherapy combination treatment. In LDR brachytherapy using permanent seeds, dose planning is recommended prior to gel injection to prevent excessive rectal tolerance doses in situations where gel is rapidly resorbed. In external radiotherapy, the use of adaptive planning with a spacer gel improves rectal DVH, but is not necessary according to this thesis. / Tiivistelmä Eturauhasen syöpä on läntisten teollistuneiden maiden miesten yleisin syöpä. Arviolta 60 % eturauhassyöpäpotilaista saa sairauden jossain vaiheessa sädehoitoa. Sädehoito perustuu syöpäsolujen kontrolloimiseen ja tuhoamiseen ionisoivalla säteilyllä. Valitettavasti ionisoiva säteily vaikuttaa myös ympäröivään tervekudokseen aiheuttaen mahdollisia haittavaikutuksia jopa vuosien päästä. Sädehoidon kolme päätyyppiä ovat ulkoinen sädehoito sekä matala- ja korkea-annosnopeuksinen tykösädehoito (brakyterapia). Tervekudosannosten pienentämiseksi ja siten myös mahdollisten haittavaikutusten vähentämiseksi käytetään eri menetelmiä ja tekniikoita. Tässä väitöskirjassa kehitettiin uusi menetelmä ja laitteisto, joiden avulla voidaan brakyterapiassa asettaa kaikki neulat samanaikaisesti eturauhaseen. Menetelmä nopeuttaa implantointivaihetta, jolloin eturauhasen turpoaminen ei ehdi vaikuttaa jyvien asettelutarkkuutta heikentävästi. Samassa yhteydessä rakennettiin myös fantomi laadunvalvontaa ja harjoittelua varten. Työssä tutkittiin ja arvioitiin myös DuraSeal® geelin käyttöä välikemateriaalina eturauhasen ja peräsuolen välissä sekä geelin vaikutusta peräsuoliannoksiin. DuraSeal® resorboituu kuuden kuukauden aikana muuttaen alkuperäisen annossuunnitelman mukaista peräsuoliannosta. Brakyterapiassa tutkittiin ja laskettiin resorption vaikutusta sekä arvioitiin eri isotooppien käyttöä. Ulkoisessa sädehoidossa laskettiin resorption vaikutusta peräsuolen tilavuushistogrammeihin ja tutkittiin mahdollisen adaptiivisen suunnittelun käyttöä. DuraSeal® geelin käyttö välikemateriaalina pienentää selkeästi peräsuoliannoksia ja siten myös mahdollisesti tervekudosten haittavaikutuksia sekä ulkoisessa sädehoidossa että brakyterapiassa. Geelin käyttö on erityisen hyödyllistä hypofraktiohoidoissa sekä ulkoisen sädehoidon ja brakyterapian kombinoidussa käytössä. Matala-annosnopeuksisessa brakyterapiassa (jyvähoidoissa) annossuunnitelma suositellaan tehtäväksi ennen geelin ruiskutusta, jotta peräsuolen toleranssiannoksia ei ylitettäisi vaikka geeli resorboituisikin nopeasti. Ulkoisessa sädehoidossa adaptiivinen suunnittelu välikegeelin kanssa tuo lisäarvoa pienentämällä edelleen peräsuoliannoksia, mutta ei ole välttämätöntä.

Background &amp; Purpose: The current standard dosimetry in brachytherapy treatment planning, the TG-43 formalism, ignore the presence of non-water media and finite patient dimensions. This can cause clinically relevant errors in dose estimates. To over- come the limitations of the TG-43 formalism, Model-Based Dose Calculation Algorithms (MBDCAs) have evolved. One of the commercial available MBDCAs is the Advanced Collapsed cone Engine (ACE) by Elekta. In ACE, the total dose is divided into three components, the primary, the first-scattered and the multiple-scattered dose, where the two last mentioned are calculated by the means of the Collapsed Cone Algorithm. In this study the performance of ACE has been investigated. The study has been di- vided into 2 parts, where the aim of part 1 was to analyze the relationship between the so called discretization artifacts, caused by the collapsed cone approximation, and the number of dwell positions. The severeness of the artifact is thought to decrease as the number of dwell positions are increased. The second part focus on ACE’s behavior in cortical bone, with the aim to form a hypothesis (explanation and solution) to the previously observed dose underestimation of the dose to bone made by ACE. Materials and Methods: The generic 192Ir source, the Oncentra Brachy (OcB) treatment planning system (TPS) and the Monte Carlo (MC) platform ALGEBRA have been utilized. In the first part of the study, six source configurations, all with a different number of dwell positions, were created and placed in the center of large water phantoms, i.e. under TG-43 conditions in which the TG-43 formalism can be assumed to yield a high accuracy of the estimated dose. The accuracy of ACE has been judged by its’ deviation from TG-43. In the second part of the study, a cubic source configuration, of 27 dwell positions, was positioned at the center of a cubic water phantom. Three cases where constructed, with a small cortical bone heterogeneity positioned at different distances from the source configu- ration. The ACE calculated dose distribution has been divided into its’ three constituents. The accuracy of ACE and TG-43 has been judged by its’ deviation from MC. Results: Part 1 showed that increasing the number of dwell positions does not guar- antee an improved accuracy of ACE. Local dose difference ratios of &gt; 2%, caused by the artifacts, were mainly located outside the 5% isodose line. A general dose underestima- tion was observed in ACE, with an increased magnitude as the dose level decreased. The majority of local dose difference ratios below -4% were found where the multi-resolution voxelization grid of ACE has a voxel size of ≥23 mm3, that is at a distance of ≥8 cm from the closest dwell position when using the ACE standard accuracy level. In part 2, ACE underestimated the dose to cortical bone, with an increased magnitude as the bone was positioned farther away from the source configuration. The TG-43 formalism gave slightly better estimates of the mean dose to bone than ACE, especially at higher dose levels. For a mean dose to the cortical bone heterogeneity equal to 45% of the prescribed dose, TG-43 and ACE underestimated the mean dose with 1% and 4%, respectively. The estimated mean dose to a volume located directly behind the heterogeneity agreed within 1% between ACE and MC. However, an increased amount of positive local dose difference ratios were observed in this volume. Conclusions: Increasing the number of dwell positions cause a ”blurring” effect of the artifact, but may also increase the fluence gradient. In such situations the severeness of the artifact may not be improved. In patient cases the dwell positions are usually added in a more random manner which may favor the ”blurring effect”. The underestimations observed in ACE are thought to be caused by both the multiple- resolution voxelization grid of ACE and the relationship between the dimensions of the phantom in which the multiple-scattered kernel has been generated and the current calcu- lation volume. ACE was unsuccessful to predict the dose to cortical bone, and should hence be used with caution when cortical bone is an organ at risk, as long as the problem remains. The results indicates that the error in ACE is located in the scatter dose calculations and that the heterogeneity cause ACE to displace the dose. The error is thought to be located in the multiple-scattered dose component, which was also shown by Terribilni et al.. A hypothesis is that the problem is caused by the neglected effect of media dependent absorption coefficients in the multiple-scattered dose calculation. A suggested solution, left to be proven, is to use effective attenuation scaling factors.

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Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2018-02-07T13:06:22Z No. of bitstreams: 1 ANA CAROLINA MASSAROTTO.pdf: 924874 bytes, checksum: 09a1ac55208a09df27e003db121d89d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-07T13:06:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANA CAROLINA MASSAROTTO.pdf: 924874 bytes, checksum: 09a1ac55208a09df27e003db121d89d6 (MD5) Previous issue date: 2017-12-15 / Breast cancer is the second most common type of cancer in the world, and the most common among women, affecting men who account for 1% of all cases of the disease. The risk factors of the disease are related to age, endocrine / reproductive history, behavioral / environmental factors, and genetic / hereditary factors. The prognosis of the disease depends on its extension (staging), with greater curative potential when diagnosed at baseline.Among the types of treatment of breast cancer stand out surgery, radiotherapy, chemotherapy, hormone therapy and biological therapy. It is highlighted in the radiotherapy modality, Brachytherapy, which is the application of radiation in a more precise and localized way in the tumor. In this work we will focus on high-grade interstitial brachytherapy dose rate, partial and accelerated breast irradiation (IPAM), which has been shown to have better esthetic results, lower risk of injury from radiation from healthy adjacent tissues, shorter duration of treatment, and low recurrence rates. This is a retrospective, longitudinal, descriptive, analytical study, with a review of medical records of patients diagnosed with breast cancer, stages 0-I-II, between the years 2004 and 2013 who received IPAM using brachytherapy after conservative surgery of the breast at the Radium Institute of Campinas, Campinas-SP, Brazil.This work aims to report and evaluate the viability, acute and chronic toxicity, aesthetic aspects, efficacy and factors related to the use of Partial and Accelerated Breast Irradiation with high dose rate brachytherapy for patients with early stage of breast cancer. In addition to assessing recurrence rates and local control of the disease. / O c?ncer de mama ? o segundo tipo de c?ncer mais comum no mundo,e o mais frequente entre as mulheres, acometendo tamb?m homens que representam 1% do total de casos da doen?a. Os fatores de risco da doen?a est?o relacionados com idade, fatores end?crinos/hist?ria reprodutiva, fatores comportamentais/ambientais e fatores gen?ticos/heredit?rios. O progn?stico da doen?a depende da sua extens?o (estadiamento), com maior potencial curativo quando diagnosticada no in?cio. Entre os tipos de tratamento do c?ncer de mama destacam-se a cirurgia, radioterapia , quimioterapia, hormonioterapia e terapia biol?gica. Apresenta destaque na modalidade radioter?pica, a Braquiterapia, que trata-se da aplica??o de radia??o de forma mais precisa e localizada no tumor. Neste trabalho teremos como enfoque a braquiterapia intersticial de alta taxa de dose, irradia??o parcial e acelerada da mama (IPAM), que vem apresentando melhores resultados est?ticos, menor risco de les?o pela radia??o de tecidos adjacentes saud?veis, menor dura??o do tratamento, e baixas taxas de recorr?ncia. Trata-se de um estudo retrospectivo, longitudinal, descritivo, anal?tico, com revis?o de prontu?rios de pacientes com diagn?stico de c?ncer de mama, est?dios 0-I-II , entre os anos de 2004 e 2013 que receberam IPAM utilizando braquiterapia ap?s a cirurgia conservadora da mama no Instituto do Radium de Campinas, Campinas-SP, Brasil. Tal trabalho objetiva relatar e avaliar a viabilidade, toxicidade aguda e cr?nica, aspectos est?ticos, efic?cia e fatores relacionados com utiliza??o de Irradia??o Parcial e Acelerada da Mama com braquiterapia de alta taxa de dose para pacientes com est?dio inicial de c?ncer de mama. Al?m de avaliar as taxas de recorr?ncia e controle local da doen?a.