Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015. / Submitted by Guimaraes Jacqueline (jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-11-20T09:38:06Z No. of bitstreams: 1 2015_JulianaRosadaDias.pdf: 31393679 bytes, checksum: c8721c906510421d6c5a443a36752c94 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2015-12-21T11:38:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_JulianaRosadaDias.pdf: 31393679 bytes, checksum: c8721c906510421d6c5a443a36752c94 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-21T11:38:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_JulianaRosadaDias.pdf: 31393679 bytes, checksum: c8721c906510421d6c5a443a36752c94 (MD5) / Neste trabalho as principais características ópticas do dosímetro gel VIPARnd foram avaliadas para feixes de fótons de 6 MV usados em radioterapia externa. O espectro de absorvância do dosímetro gel foi avaliado com espectrofotometria óptica e através do processamento de imagens fotográficas adquiridas com câmera de sensor CMOS para doses de 0 a 50 Gy. Foram avaliadas duas soluções com concentrações diferentes dos componentes do gel. Os dados obtidos através da espectrofotometria óptica mostram que o VIPARnd apresenta pico de absorção entre 300 a 320 nm dependendo da dose absorvida. O aumento da dose absorvida causa aumento na absorvância do VIPARnd. As curvas de dose resposta foram analisadas em função do máximo de absorção e também através da área sob o espectro. A solução 1 apresenta região linear de 3 a 20 Gy e a solução 2 para a região de 0,5 a 5 Gy. A repetitividade entre amostras de um mesmo lote ficou em 0,5% e a reprodutibilidade inter-lotes em 5 %. A estabilidade do gel VIPARnd foi mantida para um tempo pós-irradiação de pelo menos 15 dias. As imagens fotográficas foram adquiridas em escala RGB, a partir da análise de absorção óptica foi suposto que a componente azul apresentasse maior resposta para determinação da dose absorvida o que de fato foi comprovado com os dados obtidos. Para este caso a faixa de resposta linear obtida foi entre 3 e 20 Gy para a solução 1 e entre 0,5 e 20 Gy para a solução 2. Como testes adicionais, foi analisado a curva de dose resposta a partir de imagens de tomografia computadorizada, assim como o estudado da aplicação do gel para medidas de perfil de campos pequenos e PDP para feixes de raios X de 6 MV e a resposta do gel à irradiações com fonte de irídio 192 usadas em braquiterapia de alta taxa de dose. O bom desempenho do dosímetro VIPARnd nos testes realizados indica que este pode ser utilizado na avaliação tridimensional da dose em tratamento radioterápicos. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work aims to evaluate the optical characteristics of a dosimeter VIPARnd for 6 MV photon beam used in radiotherapy. The absorbance spectrum of irradiated gel dosimeter was evaluated with optical spectrophotometer techniques and with CMOS camera readout for dose range of 0 to 50 Gy. Two solutions with different concentration were evaluated. Data shows that the VIPARnd has a maximum absorbance at 300 to 320 nm depending on the absorbed dose. The absorbed dose increases the absorbance values of VIPARnd. The dose response curves were obtained by the peak value and the relative area under of absorbance curve. The solution 1 shown interval of linearity from 3 to 20 Gy and the solution 2 from 0,5 to 5 Gy. The repeatability and inter-batch reproducibility of gel response were 0,5 % and 5% respectively. Temporal analysis indicates that the gel dosimeter has no significant variation in absorbance peak for the post irradiation times until 15 days. The CMOS camera readouts were obtained in RGB color, the absorbance measurements suggest a major response of dose for blue matrix verified with data. The dose response curve for blue component showed interval of linearity from 3 to 20 Gy for solution 1 and from 0,5 to 20 Gy. Additional tests were performed to determine the dose response with X-ray computed tomography, analyses of dose profile measurements for small field radiation therapy and percentage depth dose for 6 MV photon beam and gel response for irradiation with Iridium 192 source in high dose rate brachytherapy. These characteristics indicate that the presented VIPARnd polymer gel could be helpful for radiotherapy dosimetry.

A presença de material de alto número atômico adjacente ao tecido mole aumenta localmente a dose absorvida pelo tecido quando submetido à radiação. Este efeito ocorre devido aos fotoelétrons ejetados do material de alto número atômico. Dosímetros de gel polimérico com partículas de ouro foram utilizados para investigar este efeito. Foram realizados cálculos analíticos para estimar o aumento de dose e simulações com o método de Monte Carlo. A irradiação de amostras de gel polimérico (GP) puro e com 0,005 gAu/gGP utilizando um feixe de raios X produzido por um potencial de 150 kV filtrado com 4 mmAl e 5 mmCu resultou em uma dose absorvida pelas amostras com ouro aproximadamente 20% maior que a dose absorvida pelas amostras de gel polimérico puro. Os cálculos analíticos e a simulação com o método de Monte Carlo resultaram em um aumento de aproximadamente 30% na dose absorvida. / The presence of high-Z material adjacent to soft tissue, when submitted to irradiation, enhances locally the absorbed dose in these soft tissues. Such effect occurs due to the outscattering of photoelectrons from the high-Z material. Polymer gel dosimeters have been used to investigate this effect. Analytic calculations to estimate the dose enhancement and Monte Carlo simulations have been performed. Samples containing polymer gel (PG) with 0.005 gAu/gPG and pure polymer gel have been irradiated using an X-rays beam produced by 150 kV, filtered with 4 mm Al and 5 mm Cu, which resulted in an approximately 20% higher absorbed dose in the samples with gold in comparison to those with pure polymer gel. The analytic calculations and the Monte Carlo simulation resulted in a dose enhancement factor of approximately 30%.

A presença de material de alto número atômico adjacente ao tecido mole aumenta localmente a dose absorvida pelo tecido quando submetido à radiação. Este efeito ocorre devido aos fotoelétrons ejetados do material de alto número atômico. Dosímetros de gel polimérico com partículas de ouro foram utilizados para investigar este efeito. Foram realizados cálculos analíticos para estimar o aumento de dose e simulações com o método de Monte Carlo. A irradiação de amostras de gel polimérico (GP) puro e com 0,005 gAu/gGP utilizando um feixe de raios X produzido por um potencial de 150 kV filtrado com 4 mmAl e 5 mmCu resultou em uma dose absorvida pelas amostras com ouro aproximadamente 20% maior que a dose absorvida pelas amostras de gel polimérico puro. Os cálculos analíticos e a simulação com o método de Monte Carlo resultaram em um aumento de aproximadamente 30% na dose absorvida. / The presence of high-Z material adjacent to soft tissue, when submitted to irradiation, enhances locally the absorbed dose in these soft tissues. Such effect occurs due to the outscattering of photoelectrons from the high-Z material. Polymer gel dosimeters have been used to investigate this effect. Analytic calculations to estimate the dose enhancement and Monte Carlo simulations have been performed. Samples containing polymer gel (PG) with 0.005 gAu/gPG and pure polymer gel have been irradiated using an X-rays beam produced by 150 kV, filtered with 4 mm Al and 5 mm Cu, which resulted in an approximately 20% higher absorbed dose in the samples with gold in comparison to those with pure polymer gel. The analytic calculations and the Monte Carlo simulation resulted in a dose enhancement factor of approximately 30%.