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.

O dosímetro alanina gel é um novo material na forma de gel desenvolvido pelo IPEN, que apresenta uma melhora significativa em relação ao sistema a base de Alanina desenvolvido por Costa. A DL-Alanina (C3H7NO2) é um aminoácido tecido equivalente que favorece a produção de íons Férricos na solução. Este trabalho visa analisar as principais características dosimétricas deste novo material na forma de gel para futura aplicação na medida da distribuição da dose. Foi avaliado o desempenho da solução gel de Alanina para radiação gama, de fótons, de elétrons e de nêutrons térmicos utilizando a técnica de espectrofotometria. De acordo com os resultados obtidos para os diferentes tipos de radiação estudados, as reprodutibilidades intra e inter-lotes são melhores que 4% e 5%, respectivamente. A resposta em função da dose apresenta um comportamento linear para o intervalo de dose estudado. A dependência da resposta em função da taxa de dose e energia da radiação incidente é melhor que 2% e 3%, respectivamente. A dose mínima detectável é 0,1 Gy. Os resultados obtidos indicam que o dosímetro Alanina gel apresenta um bom desempenho, e pode ser usado como dosímetro alternativo na área de radioterapia, utilizando a técnica de ressonância magnética para avaliar a distribuição tridimensional de dose. / Alanine Gel Dosimeter is a new gel material developed at IPEN that presents significant improvement on Alanine system developed by Costa. The DL-Alanine (C3H7NO2) is an amino acid tissue equivalent that improves the production of ferric ions in the solution. This work aims to analyse the main dosimetric characteristics this new gel material for future application to measure dose distribution. The performance of Alanine gel solution was evaluated to gamma, photons, electrons and thermal neutrons radiations using the spectrophometry technique. According to the obtained results for the different studied radiation types, the reproducibility intra-batches and inter-batches is better than 4% and 5%, respectively. The dose response presents a linear behavior in the studied dose range. The response dependence as a function of dose rate and incident energy is better 2% and 3%, respectively. The lower detectable dose is 0.1 Gy. The obtained results indicate that the Alanine gel dosimeter presents good performance and can be useful as an alternative dosimeter in the radiotherapy area, using MRI technique for tridimensional dose distribution evaluation.

O dosímetro alanina gel é um novo material na forma de gel desenvolvido pelo IPEN, que apresenta uma melhora significativa em relação ao sistema a base de Alanina desenvolvido por Costa. A DL-Alanina (C3H7NO2) é um aminoácido tecido equivalente que favorece a produção de íons Férricos na solução. Este trabalho visa analisar as principais características dosimétricas deste novo material na forma de gel para futura aplicação na medida da distribuição da dose. Foi avaliado o desempenho da solução gel de Alanina para radiação gama, de fótons, de elétrons e de nêutrons térmicos utilizando a técnica de espectrofotometria. De acordo com os resultados obtidos para os diferentes tipos de radiação estudados, as reprodutibilidades intra e inter-lotes são melhores que 4% e 5%, respectivamente. A resposta em função da dose apresenta um comportamento linear para o intervalo de dose estudado. A dependência da resposta em função da taxa de dose e energia da radiação incidente é melhor que 2% e 3%, respectivamente. A dose mínima detectável é 0,1 Gy. Os resultados obtidos indicam que o dosímetro Alanina gel apresenta um bom desempenho, e pode ser usado como dosímetro alternativo na área de radioterapia, utilizando a técnica de ressonância magnética para avaliar a distribuição tridimensional de dose. / Alanine Gel Dosimeter is a new gel material developed at IPEN that presents significant improvement on Alanine system developed by Costa. The DL-Alanine (C3H7NO2) is an amino acid tissue equivalent that improves the production of ferric ions in the solution. This work aims to analyse the main dosimetric characteristics this new gel material for future application to measure dose distribution. The performance of Alanine gel solution was evaluated to gamma, photons, electrons and thermal neutrons radiations using the spectrophometry technique. According to the obtained results for the different studied radiation types, the reproducibility intra-batches and inter-batches is better than 4% and 5%, respectively. The dose response presents a linear behavior in the studied dose range. The response dependence as a function of dose rate and incident energy is better 2% and 3%, respectively. The lower detectable dose is 0.1 Gy. The obtained results indicate that the Alanine gel dosimeter presents good performance and can be useful as an alternative dosimeter in the radiotherapy area, using MRI technique for tridimensional dose distribution evaluation.

A qualidade para o tratamento radioterápico depende essencialmente da capacidade de realizar medidas de dose absorvida no volume de tratamento, minimizando aquela nos tecidos vizinhos, para tal é necessária a determinação dos parâmetros dosimétricos como Porcentagem de Dose Profunda, Perfil de Campo e Fator de Campo que auxiliam a rotina da radioterapia. Os objetivos deste trabalho são: a determinação desses parâmetros para campos pequenos com feixes de elétrons, através dos dosímetro FXG e compará-los com os obtidos com uma câmara de ionização (CI), além de obter o coeficiente de difusão para o dosímetro FXG e sua energia de ativação. Dessa maneira, campos pequenos foram formados através de colimadores especiais dos quais os parâmetros puderam ser inferidos para ambos os dosímetros. O parâmetro dosimétrico Perfil de Campo foi utilizado também para as medidas do coeficiente de difusão, necessário para se corrigir a dose absorvida no tempo, o qual foi analisado através de uma metodologia inovadora das medidas das absorbâncias espaçostemporais e devido aos seus comportamentos comparados a funções gaussianas, o que possibilitou a sua determinação. O FXG apresentou resolução espacial suficiente para a determinação dos parâmetros dosimétricos, os coeficientes de difusão obtidos têm valores respectivos de 0,20 ± 0,03 e 0,40 ± 0,02 mm2/h, e destes a energia de ativação inferida foi de 0,3 ± 0,1 eV. Das análises dos resultados, pode-se concluir que o FXG pode ser utilizado na rotina de radioterapia também para campos pequenos. / Dosimetric parameters such as Percentage Depth Dose, Field Profile and Output Factor are necessary in radiotherapy routine, once they can help to improve the quality of the treatment and consequently of the absorbed dose delivered to the tumor. In this work the dosimetric parameters for electron beams of 8 and 10 MeV were measured with the chemical dosimeter Fricke Xylenol Gel for small field sizes (square and circular) and were compared with those obtained with an ionization chamber. The chemical dosimeter signal, given by the complex Fe+3 - Xylenol concentration, has a temporal dependency, to which its diffusion coefficient was determined together with the activation energy, necessary for the Fe+3 migrations in the gel. These two parameters were measured, for the first time, for the Fricke Xylenol Gel and for that a novel methodology was also created. The measured parameters, dosimetric ones together with the diffusion coefficient and activation energy corroborate, to present the chemical dosimeter, as an adequate one to be used in radiotherapy with electron beams for small field sizes.

Thesis (doctoral)--Lund University, 1998. / Added t.p. with thesis statement inserted. Includes bibliographical references.

Thesis (doctoral)--Lund University, 1998. / Added t.p. with thesis statement inserted. Includes bibliographical references.

Techn. Diss., 1998--Freiberg (Sachsen).

A qualidade para o tratamento radioterápico depende essencialmente da capacidade de realizar medidas de dose absorvida no volume de tratamento, minimizando aquela nos tecidos vizinhos, para tal é necessária a determinação dos parâmetros dosimétricos como Porcentagem de Dose Profunda, Perfil de Campo e Fator de Campo que auxiliam a rotina da radioterapia. Os objetivos deste trabalho são: a determinação desses parâmetros para campos pequenos com feixes de elétrons, através dos dosímetro FXG e compará-los com os obtidos com uma câmara de ionização (CI), além de obter o coeficiente de difusão para o dosímetro FXG e sua energia de ativação. Dessa maneira, campos pequenos foram formados através de colimadores especiais dos quais os parâmetros puderam ser inferidos para ambos os dosímetros. O parâmetro dosimétrico Perfil de Campo foi utilizado também para as medidas do coeficiente de difusão, necessário para se corrigir a dose absorvida no tempo, o qual foi analisado através de uma metodologia inovadora das medidas das absorbâncias espaçostemporais e devido aos seus comportamentos comparados a funções gaussianas, o que possibilitou a sua determinação. O FXG apresentou resolução espacial suficiente para a determinação dos parâmetros dosimétricos, os coeficientes de difusão obtidos têm valores respectivos de 0,20 ± 0,03 e 0,40 ± 0,02 mm2/h, e destes a energia de ativação inferida foi de 0,3 ± 0,1 eV. Das análises dos resultados, pode-se concluir que o FXG pode ser utilizado na rotina de radioterapia também para campos pequenos. / Dosimetric parameters such as Percentage Depth Dose, Field Profile and Output Factor are necessary in radiotherapy routine, once they can help to improve the quality of the treatment and consequently of the absorbed dose delivered to the tumor. In this work the dosimetric parameters for electron beams of 8 and 10 MeV were measured with the chemical dosimeter Fricke Xylenol Gel for small field sizes (square and circular) and were compared with those obtained with an ionization chamber. The chemical dosimeter signal, given by the complex Fe+3 - Xylenol concentration, has a temporal dependency, to which its diffusion coefficient was determined together with the activation energy, necessary for the Fe+3 migrations in the gel. These two parameters were measured, for the first time, for the Fricke Xylenol Gel and for that a novel methodology was also created. The measured parameters, dosimetric ones together with the diffusion coefficient and activation energy corroborate, to present the chemical dosimeter, as an adequate one to be used in radiotherapy with electron beams for small field sizes.

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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.