Os avanços nas técnicas de tratamento com radiação ionizante estão gerando distribuições de dose muito complexas que precisam ser verificadas antes da aplicação do tratamento no paciente. Diversos dosímetros já foram propostos para esta verificação, mas o que vem apresentando os melhores resultados são os géis poliméricos que permitem a visualização tridimensional da dose. Neste trabalho desenvolvemos um gel dosimétrico do tipo MAGIC com componentes nacionais, para baratear o custo e assim, facilitar a sua aplicação na rotina clínica. Nós adicionamos formaldeído ao gel para aumentar seu ponto de fusão e facilitar seu manuseio em temperatura ambiente. A avaliação das doses foi feita através da relaxometria em imagens de ressonância magnética nuclear (IRMN). Foi encontrada uma resposta linear para dose de até 15Gy e uma dependência energética significativa para feixes de baixa energia (kVp), enquanto que para alta energia (MV) a dependência encontrada foi pequena. A variação da resposta do dosímetro em função da taxa de dose da irradiação foi menor que 5% nas taxas de 100 a 600cGy/min. A adição de formaldeído não eliminou a dependência da resposta do dosímetro para variações na temperatura durante a aquisição das IRMN, já a integridade da distribuição de dose se manteve inalterada por um período de três meses na irradiação de um campo blindado ao meio. Medidas tridimensionais de distribuição de dose foram realizadas para dois planos de radioterapia com intensidade modulada de feixe o primeiro em um acelerador linear e o segundo em um equipamento de tomoterapia, grande semelhança entre a sobreposição das isodoses e dos perfis de dose das imagens medidas com o gel e esperadas pelo sistema de planejamento (TPS) foi encontrada. A avaliação realmente tridimensional foi feita com os histogramas dose-volume (DVH), sendo que uma sobreposição entre os DVHs calculados para o volume planejado e os esperados pelo TPS foi encontrada nos dois planejamentos. Por tudo o que foi estudado, pode-se concluir que a modificação realizada no gel MAGIC resultou em um dosímetro de fácil manuseio que pode ser aplicado para medidas tridimensionais. / Advances in the treatment techniques with ionizing radiation are resulting in complex dose distributions that need to be verified before the application of the treatment in the patient. Several dosimeters have been suggested for this application, but polymeric gel dosimeters are presenting the best results so far, since they allow three dimensional dose visualization, are tissue equivalent, don\'t have dependence with angular distribution of the incident radiation and have a high spatial resolution. In this work a polymeric gel dosimeter with national components, to reduce de costs and facilitate its introduction in the clinical practice was developed. Formaldehyde was added to the gel formulation to increase its melting temperature and facilitate its use in typical room temperatures found in our country. Dose response analysis was done using nuclear magnetic resonance relaxometry. All the dosimetric characterization was done. We found a linear dose-response curve for doses until 15Gy and significant energy dependence for low energy beams (kVp), but for high energy beams (MV) this dependence is smaller. The response variation when varying the dose rate of irradiation was smaller than 5% in the dose rate range of clinical use in teletherapy (100-600cGy/min). The addition of formaldehyde did not eliminate the dosimeter dependence with variation of the scanning temperature; the integrity of dose distribution was unaltered at least for a tree month period of time in a half beam irradiation phantom. Tri-dimensional dose distributions were measured in two radiotherapy systems using intensity modulated beams, the first one in a linear accelerator and the second in a tomotherapy machine. A high similarity was found between the overlapping of isodoses and dose profiles of the dose distribution measured with the gel and expected by the treatment planning. The real tri- dimensional analysis was done with dose-volume histograms (DVH) and the DVHs measured for the planning volume and expected by the treatment planning were in good agreement. Our results show that the modification done in the gel formulation resulted in a dosimeter easy to handle and feasible for tri-dimensional measurements.

Stereotactic Body Radiation Therapy (SBRT) is a modern precision radiation therapy to deliver the dose in 1 to 5 fractions with high target dose conformity, and steep dose gradient towards healthy tissues. The dose delivered is influenced by the leaf width of the MLC, especially in case of SBRT. Treatment plans with high definition (HD) MLC having leaf-width 2.5 mm and normal MLC having leaf-width 5 mm, were compared to quantify dosimetric and radiobiological parameters. Dosimetric parameters conformity indices (CI), gradient indices (GI) and heterogeneity indices (HI) were compared. The radiobiological parameters were evaluated by normal tissue complication probability (NTCP) and tumor control probability (TCP) based on the equivalent uniform dose (EUD). The results show that there is dosimetric and radiobiological merit of the HD MLC over the normal MLC. However, the improvement is not consistent with all the plans and thus further research is required prior to conclusion. / Includes bibliography. / Thesis (M.S.)--Florida Atlantic University, 2018. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection

O estudo da distribuição e propagação a luz em tecidos biológicos é importante para diversas aplicações em fototerapias e diagnóstico. Os tecidos biológicos são considerados meios túrbidos, onde existe uma combinação de absorção e espalhamento, e a determinação do comportamento da luz dentro deles tem sido estudado através da aplicação de modelos que tem suas limitações. Então, determinar e manipular a distribuição para entrega da melhor dose de luz é crucial para o sucesso dos tratamentos. Para casos de Terapia Fotodinâmica, em particular, os tratamentos de lesões planas lisas, em grande parte dos casos, são bem sucedidos. Este sucesso deve-se ao fato de que existe uma boa possibilidade de distribuição uniforme da luz dentro do tecido da lesão tratada. Por outro lado, para tumores espessos de superfícies irregulares, a iluminação é dificultada devido à presença de sombras, rachaduras entre outras imperfeições sobre a lesão. Deste modo, a entrega da dose de luz inadequada e a iluminação não homogênea, resultam em regiões de necroses parciais e recidiva. Portanto, é decisivo melhorar o perfil da distribuição dentro do tecido. Neste trabalho avaliamos o acoplamento da luz utilizando um gel posicionado entre a fonte ( &#955= 630 nm) e a superfície de um phantom sólido. O acoplamento do feixe foi melhorado incorporando baixas concentrações de espalhadores ao gel. Imagens do perfil de distribuição da luz foram coletadas e transformadas em matrizes de intensidades, e posteriores curvas de isointensidades. Nossos resultados mostraram uma grande melhora na uniformidade da distribuição. De fato, utilizando um meio acoplador, conseguimos entregar um feixe mais homogêneo promovendo uma melhor iluminação. Esta técnica elimina drásticamente os efeitos da rugosidade da superfície do phantom dentro do volume tratado. Acreditamos que esse trabalho mostra uma possibilidade de melhora na dosimetria para fototerapias. / The light propagation and distribution studies in biological media are importante for several phototherapy and diagmostic aplications. The biological tissues are considered turbida medias, where there is absortion and scattering combination, and determinate the light behavior inside this tissues have been studied by models that has some limitations.Then, to determine and control the light distribution to improve the light dose delivery is important for the treatment successful. For particular cases, such as Photodynamic Therapy (PDT) applied on smooth planar lesions treatments is appropriated, since there is a good possibility of uniform distribution of light within the tissue of the treated lesion. On the other hand, tumors with more thickness may not receive the needed doses of energy to cause its death. For an efficient treatment by photodynamic therapy is required an optimal coupling light inside the lesion tissue. Shadow effects, slits or physical irregularities in the lesion can lead a nonhomogeneous light distribution inside the tissue. The results can be a partial necrosis regions and tumor recurrence. Therefore it is crucial improving the light profile inside the tissue to overcome these problems. In this study, we measured the light profile inside the phantom after the light passing through a gel as coupler. We used a solid phantom as biological tissue model and was used a red laser (&#955 = 630 nm) as light source with an optical fiber to direct illumination. The coupling is controlled by introducing a gel with low concentration of scatters between the fiber and de phantom. Was collected pictures of light profile with a camera and the data were processed with MatLab software. Our results shows a strong improvement in the light distribution when the gel with scatters is positioned between fiber and tissue. In fact, a more homogeneous laser bean is delivered to tissue promoting a better light distribution. This technique eliminates drastically the roughness effect of the phantom surface in the bulk. We believe that this work shows a possibility of dosimetry improvement for phototherapy.

by Chan Yiu Nam. / Chinese title: / Includes bibliographical references / Thesis (M.Phil.) -- Chinese University of Hong Kong, 1983

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de sistemas dosimétricos baseados em diodos especiais de Si, resistentes a danos de radiação, para monitoração online de processos de irradiação com elétrons de 1,5 MeV de energia e para dosimetria relativa e escaneamento de feixe de elétrons clínicos dentro de uma faixa de energia de 6 a 21 MeV. Os diodos utilizados foram produzidos pelos métodos de fusão zonal padrão (FZ), Czochralski em presença de um campo magnético (MCz) e crescimento Epitaxial (EPI). Para utilizar os diodos como detectores, eles foram fixados em uma base de alumina permitindo a ligação dos eletrodos de polarização e de extração de sinais. Após a montagem na base, cada diodo foi fixado em uma sonda acrílica preta dotada de uma janela de Mylar® aluminizado e de conector do tipo LEMO®. Com os dispositivos operando em modo fotovoltaico, a integração dos sinais de corrente em função do tempo de irradiação permitiu obter a carga produzida no volume sensível de cada diodo irradiado. O acelerador de elétrons utilizado para as irradiações de doses altas foi o DC 1500/25/4 - JOB 188 de 1,5 MeV instalado no Centro de Tecnologia das Radiações do IPEN/CNEN-SP. Foram estudados o perfil da corrente em função do tempo de exposição, a repetibilidade de resposta, a sensibilidade em função da dose absorvida e a curva resposta de cada dispositivo. Foi observada uma queda na sensibilidade mais acentuada para o diodo MCz do que para o diodo FZ e uma boa repetibilidade nos dois casos. Ainda, o aumento da carga com a dose absorvida obedeceu a uma função polinomial de segunda ordem. Na caracterização do diodo EPI, ele exibiu melhor repetibilidade que a obtida por dosímetros CTA, rotineiramente aplicados em processamento por radiação. Os resultados acima descritos indicam a potencial utilização desses diodos de Si resistentes a danos de radiação em dosimetria online para aplicações envolvendo elevadas doses. Para as irradiações de doses baixas foram utilizados os Aceleradores Lineares KD2 e Primus, ambos fabricados pela Siemens e instalados no Hospital Sírio-Libanês. A resposta dos diodos foi avaliada para energias de 6 a 21 MeV. Foram estudados: a repetibilidade de resposta, a curva dose-resposta em função da dose absorvida, a sensibilidade em carga com a energia do feixe de elétrons, a porcentagem de dose profunda (PDP) e o perfil transversal de dose. Apesar da resposta dos diodos FZ, MCz e EPI serem levemente dependentes da energia do feixe de elétrons, a resposta dosimétrica, em todo o intervalo de energia de feixe estudado, mostrou-se linear. Ainda, em relação aos diodos epitaxiais, os dispositivos estudados mostraram excelente acordo com simulações de Monte Carlo e medições realizadas com MatriXX®, demonstrando que os dispositivos podem ser usados como dosímetros em elétrons radioterápicos para escaneamento de varredura de feixe, mapeamento de distribuições de dose de feixes, monitoramento rotineiro da constância do fator calibração e dosimetria relativa. / This work had the aim of the development of dosimetric systems based on Si special diodes, resistant to radiation damage to online monitoring of irradiation processing using 1.5 MeV electrons energy and for relative dosimetry and clinical electron beam scanning within an energy range of 6 MeV up to 21 MeV. The diodes used were produced by Float Zone standard (FZ), Magnetic Czochralski (MCz) and epitaxy growth (EPI) methods. In order to use the diodes as detectors, they were fixed on alumina base to allow the connection of the polarization electrodes and the signals extraction. After the diode assembly on the base, each one was housed in a black acrylic probe with aluminized Mylar® window and LEMO® connector. With the devices operating in photovoltaic mode, the integration of the current signals as a function of irradiation time allowed obtain the charge produced in the sensitive volume of each diode irradiated. The electron accelerator used for high doses irradiation was the DC 1500/25/4 JOB 188 of the 1.5 MeV installed at the Radiation Technology Center of the IPEN/CNEN-SP. The current profile as function of exposure time, the response repeatability, the sensitivity as function of absorbed dose and the dose response curve were studied for each device. In comparison to FZ diode, we observed a greater decrease in the sensitivity for MCz diode, and good repeatability in both cases. Also, the increasing of the charge with the absorbed dose was well fitted by a second order polynomial function. In the EPI diode characterization, this one exhibited repeatability better than CTA dosimeters applied routinely in radiation processing. The above results indicate the potential use of these radiation hardness Si diodes in online dosimetry to high doses applications. For low doses irradiation were used the linear accelerators KD2 and Primus, both manufactured by Siemens and located at Sirio-Libanês Hospital. The diodes responses were evaluated for electron beams within the energy range of 6 MeV up to 21 MeV. The following studies were carried out: the short-term repeatability, the dose-response curve as a function of absorbed dose, the charge sensitivity as function of electron beam energy, the percentage depth dose (PPD) and the dose transversal profile. Despite the response of the diodes FZ, MCz and EPI be slightly dependent on the electron beam energy, the dosimetric response was linear in all electron beam energy range studied. In addition to this, the EPI devices showed excellent agreement with simulation performed with Monte Carlo code and the measurements performed with MatriXX®, confirming that the devices can be used as dosimeters in radiotherapy for scanning purposes, dose distribution mapping, constancy monitoring of calibration factor and relative dosimetry.

Ever increasing demand for more radiation resistant detectors from experiments such as those at the Large Hadron Collider has pushed the development of novel radiation resistant technologies. Recent developments in the laser processing of diamond have led to the construction of the first 3D diamond detectors: diamond detectors with graphitic electrodes embedded in the sensor material bulk rather than on the surface. This technology also presents interesting properties for the medical field, where 3D diamond detectors are also of interest. This thesis details some of the steps that were carried out between the fabrication of some of the first 3D diamond devices to the present day production and testing of the first 3D pixel devices and the first use of 3D diamond devices in Particle Physics experiments. This progress has in part been pushed by improvements in the laser processing techniques allowing the production of columns with lower resistances and more consistent properties. This thesis describes the fabrication of a number of these devices and details the experiments that these devices have undergone in a number of different conditions at the Diamond Light Source (Oxford), the Ruder Boskovic Institute (Zagreb), the Paul Scherrer Institute (Zurich), and the test beam facilities at CERN. This thesis also describes the simulations that were carried out to replicate the data obtained from some of the earlier devices, and hence understand how charge is collected in 3D diamond detectors and to explain some of the observed behavior of these devices.

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%.

Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de sistemas dosimétricos baseados em diodos especiais de Si, resistentes a danos de radiação, para monitoração online de processos de irradiação com elétrons de 1,5 MeV de energia e para dosimetria relativa e escaneamento de feixe de elétrons clínicos dentro de uma faixa de energia de 6 a 21 MeV. Os diodos utilizados foram produzidos pelos métodos de fusão zonal padrão (FZ), Czochralski em presença de um campo magnético (MCz) e crescimento Epitaxial (EPI). Para utilizar os diodos como detectores, eles foram fixados em uma base de alumina permitindo a ligação dos eletrodos de polarização e de extração de sinais. Após a montagem na base, cada diodo foi fixado em uma sonda acrílica preta dotada de uma janela de Mylar® aluminizado e de conector do tipo LEMO®. Com os dispositivos operando em modo fotovoltaico, a integração dos sinais de corrente em função do tempo de irradiação permitiu obter a carga produzida no volume sensível de cada diodo irradiado. O acelerador de elétrons utilizado para as irradiações de doses altas foi o DC 1500/25/4 - JOB 188 de 1,5 MeV instalado no Centro de Tecnologia das Radiações do IPEN/CNEN-SP. Foram estudados o perfil da corrente em função do tempo de exposição, a repetibilidade de resposta, a sensibilidade em função da dose absorvida e a curva resposta de cada dispositivo. Foi observada uma queda na sensibilidade mais acentuada para o diodo MCz do que para o diodo FZ e uma boa repetibilidade nos dois casos. Ainda, o aumento da carga com a dose absorvida obedeceu a uma função polinomial de segunda ordem. Na caracterização do diodo EPI, ele exibiu melhor repetibilidade que a obtida por dosímetros CTA, rotineiramente aplicados em processamento por radiação. Os resultados acima descritos indicam a potencial utilização desses diodos de Si resistentes a danos de radiação em dosimetria online para aplicações envolvendo elevadas doses. Para as irradiações de doses baixas foram utilizados os Aceleradores Lineares KD2 e Primus, ambos fabricados pela Siemens e instalados no Hospital Sírio-Libanês. A resposta dos diodos foi avaliada para energias de 6 a 21 MeV. Foram estudados: a repetibilidade de resposta, a curva dose-resposta em função da dose absorvida, a sensibilidade em carga com a energia do feixe de elétrons, a porcentagem de dose profunda (PDP) e o perfil transversal de dose. Apesar da resposta dos diodos FZ, MCz e EPI serem levemente dependentes da energia do feixe de elétrons, a resposta dosimétrica, em todo o intervalo de energia de feixe estudado, mostrou-se linear. Ainda, em relação aos diodos epitaxiais, os dispositivos estudados mostraram excelente acordo com simulações de Monte Carlo e medições realizadas com MatriXX®, demonstrando que os dispositivos podem ser usados como dosímetros em elétrons radioterápicos para escaneamento de varredura de feixe, mapeamento de distribuições de dose de feixes, monitoramento rotineiro da constância do fator calibração e dosimetria relativa. / This work had the aim of the development of dosimetric systems based on Si special diodes, resistant to radiation damage to online monitoring of irradiation processing using 1.5 MeV electrons energy and for relative dosimetry and clinical electron beam scanning within an energy range of 6 MeV up to 21 MeV. The diodes used were produced by Float Zone standard (FZ), Magnetic Czochralski (MCz) and epitaxy growth (EPI) methods. In order to use the diodes as detectors, they were fixed on alumina base to allow the connection of the polarization electrodes and the signals extraction. After the diode assembly on the base, each one was housed in a black acrylic probe with aluminized Mylar® window and LEMO® connector. With the devices operating in photovoltaic mode, the integration of the current signals as a function of irradiation time allowed obtain the charge produced in the sensitive volume of each diode irradiated. The electron accelerator used for high doses irradiation was the DC 1500/25/4 JOB 188 of the 1.5 MeV installed at the Radiation Technology Center of the IPEN/CNEN-SP. The current profile as function of exposure time, the response repeatability, the sensitivity as function of absorbed dose and the dose response curve were studied for each device. In comparison to FZ diode, we observed a greater decrease in the sensitivity for MCz diode, and good repeatability in both cases. Also, the increasing of the charge with the absorbed dose was well fitted by a second order polynomial function. In the EPI diode characterization, this one exhibited repeatability better than CTA dosimeters applied routinely in radiation processing. The above results indicate the potential use of these radiation hardness Si diodes in online dosimetry to high doses applications. For low doses irradiation were used the linear accelerators KD2 and Primus, both manufactured by Siemens and located at Sirio-Libanês Hospital. The diodes responses were evaluated for electron beams within the energy range of 6 MeV up to 21 MeV. The following studies were carried out: the short-term repeatability, the dose-response curve as a function of absorbed dose, the charge sensitivity as function of electron beam energy, the percentage depth dose (PPD) and the dose transversal profile. Despite the response of the diodes FZ, MCz and EPI be slightly dependent on the electron beam energy, the dosimetric response was linear in all electron beam energy range studied. In addition to this, the EPI devices showed excellent agreement with simulation performed with Monte Carlo code and the measurements performed with MatriXX®, confirming that the devices can be used as dosimeters in radiotherapy for scanning purposes, dose distribution mapping, constancy monitoring of calibration factor and relative dosimetry.

O estudo da distribuição e propagação a luz em tecidos biológicos é importante para diversas aplicações em fototerapias e diagnóstico. Os tecidos biológicos são considerados meios túrbidos, onde existe uma combinação de absorção e espalhamento, e a determinação do comportamento da luz dentro deles tem sido estudado através da aplicação de modelos que tem suas limitações. Então, determinar e manipular a distribuição para entrega da melhor dose de luz é crucial para o sucesso dos tratamentos. Para casos de Terapia Fotodinâmica, em particular, os tratamentos de lesões planas lisas, em grande parte dos casos, são bem sucedidos. Este sucesso deve-se ao fato de que existe uma boa possibilidade de distribuição uniforme da luz dentro do tecido da lesão tratada. Por outro lado, para tumores espessos de superfícies irregulares, a iluminação é dificultada devido à presença de sombras, rachaduras entre outras imperfeições sobre a lesão. Deste modo, a entrega da dose de luz inadequada e a iluminação não homogênea, resultam em regiões de necroses parciais e recidiva. Portanto, é decisivo melhorar o perfil da distribuição dentro do tecido. Neste trabalho avaliamos o acoplamento da luz utilizando um gel posicionado entre a fonte ( &#955= 630 nm) e a superfície de um phantom sólido. O acoplamento do feixe foi melhorado incorporando baixas concentrações de espalhadores ao gel. Imagens do perfil de distribuição da luz foram coletadas e transformadas em matrizes de intensidades, e posteriores curvas de isointensidades. Nossos resultados mostraram uma grande melhora na uniformidade da distribuição. De fato, utilizando um meio acoplador, conseguimos entregar um feixe mais homogêneo promovendo uma melhor iluminação. Esta técnica elimina drásticamente os efeitos da rugosidade da superfície do phantom dentro do volume tratado. Acreditamos que esse trabalho mostra uma possibilidade de melhora na dosimetria para fototerapias. / The light propagation and distribution studies in biological media are importante for several phototherapy and diagmostic aplications. The biological tissues are considered turbida medias, where there is absortion and scattering combination, and determinate the light behavior inside this tissues have been studied by models that has some limitations.Then, to determine and control the light distribution to improve the light dose delivery is important for the treatment successful. For particular cases, such as Photodynamic Therapy (PDT) applied on smooth planar lesions treatments is appropriated, since there is a good possibility of uniform distribution of light within the tissue of the treated lesion. On the other hand, tumors with more thickness may not receive the needed doses of energy to cause its death. For an efficient treatment by photodynamic therapy is required an optimal coupling light inside the lesion tissue. Shadow effects, slits or physical irregularities in the lesion can lead a nonhomogeneous light distribution inside the tissue. The results can be a partial necrosis regions and tumor recurrence. Therefore it is crucial improving the light profile inside the tissue to overcome these problems. In this study, we measured the light profile inside the phantom after the light passing through a gel as coupler. We used a solid phantom as biological tissue model and was used a red laser (&#955 = 630 nm) as light source with an optical fiber to direct illumination. The coupling is controlled by introducing a gel with low concentration of scatters between the fiber and de phantom. Was collected pictures of light profile with a camera and the data were processed with MatLab software. Our results shows a strong improvement in the light distribution when the gel with scatters is positioned between fiber and tissue. In fact, a more homogeneous laser bean is delivered to tissue promoting a better light distribution. This technique eliminates drastically the roughness effect of the phantom surface in the bulk. We believe that this work shows a possibility of dosimetry improvement for phototherapy.

A Terapia de Captura de Nêutron por Boro (BNCT) é uma terapia de combate ao câncer bimodal, na qual a energia útil da terapia vem da reação nuclear que ocorre pelo Boro quando irradiado com nêutrons térmicos. No IPEN há uma instalação de pesquisas em BNCT, na qual o feixe de radiação contendo nêutrons é proveniente do reator IEA-R1. Como condição desta terapia é necessário realizar a dosimetria do feixe de radiação, que atualmente é feito com o uso de folhas de ativação, para cálculo do fluxo de nêutrons, e do dosímetro TLD 400, para estimativa da dose gama. Para campos mistos de nêutrons e gamas, a Comissão Internacional de Unidades e Medidas (ICRU) recomenda o uso de dosímetros com sensibilidades distintas para as componentes do feixe, como o caso do par TLD 600 e TLD 700 que apresentam sensibilidades distintas a nêutrons térmicos, devido à diferente quantidade do isótopo 6Li em sua composição, o qual apresenta uma alta seção de choque para nêutrons térmicos. Este trabalho constou da realização de simulações e experimentos visando a implementação da metodologia de dosimetria utilizando o par TLD 600 e TLD 700 e sua comparação com a metodologia atualmente utilizada pelo grupo de pesquisa em BNCT, que utiliza o TLD 400. Portanto, foi realizado um estudo das respostas de cada um destes TLDs a partir de irradiações em diferentes campos e sempre utilizando simulações com o MCNP para fornecer a discriminalização das componentes de dose depositadas em cada TLD. Foram realizadas varias irradiações em campo de gama puro e em campo misto de nêutrons e gamas para o estudo da reprodutibilidade destes TLDs. Este estudo mostrou que mesmo TLDs do mesmo tipo têm sensibilidades distintas, e assim foi criado um Fator de Normalização para cada um dos TLDs, eliminando assim a necessidade de selecionamento. Foi realizado um estudo sobre a diferença das respostas destes TLDs devido à diferentes campos. Este estudo mostrou ser possível estimar o fluxo relativo entre gamas e nêutrons a partir da relação existente entre as duas regiões de interesse dos TLDs 600 e 700. Também foi possível observar que o TLD 700 apresenta resposta para nêutrons, e se a recomendação da ICRU for seguida, a resposta devido à radiação gama será superestimada. Foram obtidas as curvas de calibração dose resposta destes TLDs para campos de gamas puro e campos mistos. Este trabalho propõe o uso desta metodologia com o uso do par TLD 600 e TLD 700, por apresentar maior precisão de resposta frente a atual metodologia que utiliza o TLD 400, porém precauções devem ser tomadas para evitar que a dose gama seja superestimada. / Boron Neutron Capture Therapy, BNCT, is a bimodal radiotherapic procedure for cancer treatment. Its usefull energy comes from a nuclear reaction driven by impinging thermal neutron upon Boron 10 atoms. A BNCT research facility has been constructed in IPEN at the IEA-R1 reactor, to develop studies in this area. One of its prime experimental parameter is the beam dosimetry which is nowadays made by using activation foils, for neutron measurements, and TLD 400, for gamma dosimetry. For mixed field dosimetry, the International Commmission on Radiation Units and Measuments, ICRU, recommends the use of pair of detectors with distinct responses to the field components. The TLD 600/ TLD 700 pair meets this criteria, as the amount of 6Li, a nuclide with high thermal neutron cross section, greatily differs in their composition. This work presents a series of experiments and simulations performed in order to implement the mixed field dosimetry based on the use of TLD 600/TLD 700 pair. It also intended to compare this mixed field dosimetric methodology to the one so far used by the BNCT research group of IPEN. The response of all TLDs were studied under irradiations in different irradiation fields and simulations, underwent by MCNP, were run in order to evaluate the dose contribution from each field component. Series of repeated irradiations under pure gamma field and mixed field neutron/gamma field showed differences in the TLD individual responses which led to the adoption of a Normalization Factor. From the use of Normalization Factor the TLD selection it has allowed to overcome TLD selection. TLD responses due to different field components and spectra were studied. It has shown to be possible to evaluate the ralative gamma/neutron fluxes from the relative responses observed in the two Regions of Interest of TLDs glow curves, ROIs, from TLD 600 and TLD 700. It has also been possible to observe the TLD 700 response to neutron, which leads to a gamma dose overstimation when one follows the ICRU recommended mixed field dosimetric procedure. Dose response curves were obtained for the distinct types of TLDs for pure gamma and mixed fields. This work recommends the TLD 600/TLD 700 pair methodology for mixed field dosimetry, this methodology presents a better precision than the one based on TLD 400, however one has to be carefull to avoid gamma dose superestimation.