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.

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.

As câmaras de extrapolação são câmaras de ionização com volume variável e são utilizadas principalmente como detectores de radiação beta. Neste trabalho foram caracterizadas duas câmaras de extrapolação, uma comercial da marca PTW, e uma outra desenvolvida no Laboratório de Calibração do IPEN, para aplicação como sistemas de referência em feixes de mamografia, radiodiagnóstico convencional e radioterapia. Os resultados obtidos nos testes de caracterização da resposta das câmaras de extrapolação: corrente de fuga, estabilidade de curto e médio prazos, determinação das correntes de saturação e das eficiências de coleção de íons, dependência angular e energética, mostram que estas câmaras de extrapolação podem ser utilizadas em dosimetria de feixes de radiação X de energias baixas. Os fatores de transmissão no tecido e os fatores de calibração foram também determinados para todas as qualidades de radiação citadas. Finalmente, foi estabelecido um procedimento de calibração de detectores de radiação em feixes padronizados de radiação X, utilizando as câmaras de extrapolação. / The extrapolation chambers are ionization chambers with variable volume, and they are mainly utilized as beta radiation detectors. In this work two extrapolation chambers were characterized, a commercial PTW extrapolation chamber and another extrapolation chamber developed at the Calibration Laboratory of IPEN, for application as reference systems in mammography, conventional diagnostic radiology and radiotherapy beams. The results obtained from the characterization tests of the chamber response: leakage current, short- and medium terms stability, determination of the saturation currents and the ion collection efficiencies, angular and energy dependence, show that these extrapolation chambers may be utilized for low-energy X radiation beam dosimetry. The transmission factors in tissue and the calibration factors were also determined for all cited radiation qualities. Finally, a procedure was established for calibration of radiation detectors in standard X radiation beams, using the extrapolation chambers.

As câmaras de extrapolação são câmaras de ionização com volume variável e são utilizadas principalmente como detectores de radiação beta. Neste trabalho foram caracterizadas duas câmaras de extrapolação, uma comercial da marca PTW, e uma outra desenvolvida no Laboratório de Calibração do IPEN, para aplicação como sistemas de referência em feixes de mamografia, radiodiagnóstico convencional e radioterapia. Os resultados obtidos nos testes de caracterização da resposta das câmaras de extrapolação: corrente de fuga, estabilidade de curto e médio prazos, determinação das correntes de saturação e das eficiências de coleção de íons, dependência angular e energética, mostram que estas câmaras de extrapolação podem ser utilizadas em dosimetria de feixes de radiação X de energias baixas. Os fatores de transmissão no tecido e os fatores de calibração foram também determinados para todas as qualidades de radiação citadas. Finalmente, foi estabelecido um procedimento de calibração de detectores de radiação em feixes padronizados de radiação X, utilizando as câmaras de extrapolação. / The extrapolation chambers are ionization chambers with variable volume, and they are mainly utilized as beta radiation detectors. In this work two extrapolation chambers were characterized, a commercial PTW extrapolation chamber and another extrapolation chamber developed at the Calibration Laboratory of IPEN, for application as reference systems in mammography, conventional diagnostic radiology and radiotherapy beams. The results obtained from the characterization tests of the chamber response: leakage current, short- and medium terms stability, determination of the saturation currents and the ion collection efficiencies, angular and energy dependence, show that these extrapolation chambers may be utilized for low-energy X radiation beam dosimetry. The transmission factors in tissue and the calibration factors were also determined for all cited radiation qualities. Finally, a procedure was established for calibration of radiation detectors in standard X radiation beams, using the extrapolation chambers.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Área de Especialização de Vias de Comunicação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012