A radioterapia é uma das três principais modalidades utilizadas no tratamento de doenças malignas como o câncer; as outras duas são a quimioterapia e a radiocirurgia. Em contraste com outras especialidades médicas que necessitam principalmente do conhecimento clínico e da experiência de especialistas, a radioterapia, com a utilização da radiação ionizante no tratamento do câncer, depende do investimento pesado em tecnologias modernas e dos esforços colaborativos de diversos profissionais, cuja equipe coordenada influencia, sobremaneira, o resultado do tratamento. A Radioterapia de intensidade modulada (IMRT) com o uso de colimadores multilâminas (multileaf collimators MLCs) tem o potencial para alcançar um alto grau de conformidade da dose no alvo (tumor a ser tratado) e ainda promover a proteção de tecidos normais do que a maioria de outras técnicas de tratamento, especialmente para volumes-alvo ou órgãos de risco com formatos complexos. Entretanto, estudos recentes mostraram que baixas doses de radiação podem causar tumores secundários. Esse trabalho tem como objetivo a determinação da distribuição de dose de radiação absorvida em diversas simulações de tratamentos radioterápicos com o uso de dosímetros compostos de LiF:Mg,Ti; CaSO4:Dy e Al2O3:C, utilizando um objeto simulador de polimetilmetacrilato (PMMA) empregando as seguintes técnicas dosimétricas: termoluminescência (TL), luminescência opticamente estimulada (OSL) e detectores semicondutores (diodos). / Radiotherapy is one of three principal treatment modalities used in the treatment of malignant diseases such as cancer; the other two are chemotherapy and radiosurgery. In contrast to other medical specialties that rely mainly on the clinical knowledge and experience of medical specialists, radiotherapy, with its use of ionizing radiation in treatment of cancer, relies heavily on modern technology and the collaborative efforts of several professionals whose coordinated team approach greatly influences the outcome of the treatment. Intensity modulated radiation therapy (IMRT) with the use of multileaf collimators (MLCs) has the potential to achieve a much higher degree of target conformity and normal tissue sparing than most other treatment techniques, especially for target volumes or organs at risk with complex shapes. However, recent studies show that low doses of radiation can cause secondary cancers. This work aims to determine the radiation dose distribution in several radiation therapy treatment simulations with use of LiF:Mg,Ti; CaSO4:Dy and Al2O3:C dosimeters using a PMMA phantom for the following dosimetry techniques: thermoluminescence, optically stimulated luminescence (OSL) and semiconductor detectors.

A radioterapia é uma das três principais modalidades utilizadas no tratamento de doenças malignas como o câncer; as outras duas são a quimioterapia e a radiocirurgia. Em contraste com outras especialidades médicas que necessitam principalmente do conhecimento clínico e da experiência de especialistas, a radioterapia, com a utilização da radiação ionizante no tratamento do câncer, depende do investimento pesado em tecnologias modernas e dos esforços colaborativos de diversos profissionais, cuja equipe coordenada influencia, sobremaneira, o resultado do tratamento. A Radioterapia de intensidade modulada (IMRT) com o uso de colimadores multilâminas (multileaf collimators MLCs) tem o potencial para alcançar um alto grau de conformidade da dose no alvo (tumor a ser tratado) e ainda promover a proteção de tecidos normais do que a maioria de outras técnicas de tratamento, especialmente para volumes-alvo ou órgãos de risco com formatos complexos. Entretanto, estudos recentes mostraram que baixas doses de radiação podem causar tumores secundários. Esse trabalho tem como objetivo a determinação da distribuição de dose de radiação absorvida em diversas simulações de tratamentos radioterápicos com o uso de dosímetros compostos de LiF:Mg,Ti; CaSO4:Dy e Al2O3:C, utilizando um objeto simulador de polimetilmetacrilato (PMMA) empregando as seguintes técnicas dosimétricas: termoluminescência (TL), luminescência opticamente estimulada (OSL) e detectores semicondutores (diodos). / Radiotherapy is one of three principal treatment modalities used in the treatment of malignant diseases such as cancer; the other two are chemotherapy and radiosurgery. In contrast to other medical specialties that rely mainly on the clinical knowledge and experience of medical specialists, radiotherapy, with its use of ionizing radiation in treatment of cancer, relies heavily on modern technology and the collaborative efforts of several professionals whose coordinated team approach greatly influences the outcome of the treatment. Intensity modulated radiation therapy (IMRT) with the use of multileaf collimators (MLCs) has the potential to achieve a much higher degree of target conformity and normal tissue sparing than most other treatment techniques, especially for target volumes or organs at risk with complex shapes. However, recent studies show that low doses of radiation can cause secondary cancers. This work aims to determine the radiation dose distribution in several radiation therapy treatment simulations with use of LiF:Mg,Ti; CaSO4:Dy and Al2O3:C dosimeters using a PMMA phantom for the following dosimetry techniques: thermoluminescence, optically stimulated luminescence (OSL) and semiconductor detectors.

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A verificação de forma independente do cálculo de dose e de unidades monitoras num plano de tratamento de IMRT é um passo importante nos procedimentos de garantia de qualidade da técnica em questão. Atualmente este verificação é baseada apenas em medidas experimentais demoradas e trabalhosas. Neste trabalho foi desenvolvido uma metodologia de cálculo de unidades monitoras de forma independente como uma nova ferramenta para garantir a qualidade e exatidão dos tratamentos de IMRT. Os valores encontrados se aproximam bastante dos valores calculados pelo sistema de planejamento utilizado, de forma que o algoritmo de cálculo desenvolvido apresentou uma concordância dentro de ± 1,8 % para uma geometria simples. Após diversos testes e com os níveis de ação devidamente estabelecidos, a verificação independente da unidade monitora para planos de tratamento de IMRT se tornará uma ferramenta efetiva e eficiente no controle de qualidade que ajuda a identificar e reduzir possíveis erros de tratamento em radioterapia. Como contribuição original deste trabalho, assegura-se aos serviços de Radioterapia a utilização da metodologia desenvolvida como ferramenta de controle de qualidade em tratamentos com IMRT. Em especial aos serviços que não dispõem de recursos econômicos para adquirirem softwares comercialmente disponíveis para o cálculo independente da unidade monitora. / Independent verification of dose calculations and monitor units settings of IMRT treatment plans is an important step in the quality assurance procedure for IMRT technique. At present, the verification is mainly based on experimental measurements, which are time consuming and laborious. In this work an independent methodology of monitor units calculation was developed as a new tool for IMRT treatments quality and precision assurance. The values found are near those calculated by the treatment planning system used, in a manner that the calculation algorithm demonstrated ± 1,8 % concordance in a simple geometry with the system. After several tests and the levels of action well established, the independent monitor units verification for IMRT treatment plans will become an effective and efficient tool in quality assurance, helping identification and the reduction of possible mistakes in radiotherapy treatments. To radiotherapy services is assured the use of the developed methodology as a tool of quality control in IMRT treatments as an original contribution of this work, specially those that do not dispose financial resources to acquire commercially available independent monitor unit calculus software.

No presente trabalho serão apresentados testes de comissionamento e de avaliação da utilização do portal dosimetry, da Varian, no controle de qualidade dos planejamentos de radioterapia de intensidade modulada. Os testes de comissionamento foram realizados para caracterizar o portal dosimetry em termos dosimétricos e para avaliar a sua possível aplicação em radioterapia. Esses testes demonstraram que o portal dosimetry possui todas as características necessárias para ser utilizado em dosimetria na radioterapia tais como linearidade da resposta com a dose, independência com a taxa de dose, reprodutibilidade, dentre outras. A avaliação da utilização do portal dosimetry no controle de qualidade de IMRT foi realizada em duas etapas: avaliação da capacidade do dispositivo em detectar erros propositalmente introduzidos em fluências simples e em fluências complexas. Foram introduzidos erros de magnitude conhecida em áreas determinadas das fluências e foi realizado o controle de qualidade dessas fluências com o portal dosimetry e com mais três sistemas dosimétricos: câmara de ionização, filme e matriz de câmaras de ionização. Os dados obtidos com o portal foram comparados com os dos outros dispositivos e todos foram capazes de identificar os erros introduzidos de maneira satisfatória, sendo os valores, normalizados para a fluência original, obtidos com o dosímetro portal indênticos aos da câmara de ionização e aos da matriz de câmaras de ionização (seven29) e diferindo em até 2% dos valores obtidos com os filmes. As fluências medidas com o portal dosimetry foram avaliadas em termos quantitativos e qualitativos. Os índices da função gama fornecidos pelo software de análise do portal dosimetry não apresentaram regras definidas de comportamento em relação aos erros introduzidos e por essa razão a análise qualitativa se mostrou indispensável nos casos avaliados. / In this paper we present commissioning testing and evaluation of the use of Varians portal dosimetry in the quality assurance of intensity-modulated radiotherapy. The commissioning tests were performed to characterize the portal dosimetry in terms dosimetric and to assess the its possible application in radiotherapy. These tests demonstrated that portal dosimetry has all the characteristics to be used for dosimetry in radiotherapy such as linear response with dose, the independence of dose rate, reproducibility, and others. The evaluation of the use of portal dosimetry in quality control of IMRT was performed in two steps: assessing the ability of the device to detect errors deliberately introduced in simple and complex fluences. Errors of known magnitude were introduced in certain areas of fluences and was carried out quality control of these fluences with portal dosimetry and three dosimetric systems: ionization chamber, film and array of ionization chambers. The data obtained from the portal were compared with those of other devices and all were able to identify errors introduced satisfactorily, the values, normalized to the original fluence, obtained with the portal dosimetry were similar to the ionization chamber and the array of ion chambers (seven29) and differing in up to 2% of the values obtained with the films. The fluences measured with the portal dosimetry were evaluated both quantitatively and qualitatively. The index of the gamma function provided by software analysis of portal dosimetry showed no defined rules of behavior in relation to the errors introduced and for this reason the qualitative analysis has proved indispensable in cases evaluated.

A aferição da dose por técnica de dosimetria in vivo garante que a dose calculada pelo sistema de planejamento seja àquela entregue pelo acelerador linear (AL) durante a radioterapia, garantindo assim os processos de controle de qualidade. O objetivo deste trabalho foi validar a técnica de controle de qualidade em IMRT utilizando filme radiocrômico. Foram analisados 47 planejamentos de IMRT de três regiões: próstata, cabeça e pescoço e crânio. Para cada planejamento utilizouse um filme radiocrômico EBT2 acoplado ao cabeçote do acelerador linear através de uma bandeja preparada para o filme. A leitura e posterior análise da dose pontual e distribuição de dose após 24 horas, foi realizada em sofware desenvolvido em MatLab. O índice de aprovação foi de 92%. Quatro planos foram reprovados em pelo menos 1 critério, sendo 3 de cabeça e pescoço e 1 de crânio. Os resultados da dosimetria in vivo com filme radiocrômico foi validada, podendo ser considerada uma técnica confiável e prática na aferição da dose em radioterapia. / The measurement of dose, using the in vivo technique dosimetry, ensures that the dose calculated by the planning system is exactly the same as the dose delivered in linear accelerator, this ensures quality assurance in radiotherapy. The objective of this study was to evaluate the quality control techinique of IMRT treatments using radiochromic film. We analyzed 47 IMRT plans, which divided into three regions: Prostate, head and neck, and skull. For each plan, we used a radiochromic film coupled in linear accelerator head by a tray prepared to film placement. The film was stored for 24 hours after irradiation. Reading and analysis of point dose and 2D dose distribution were performed after this period. ll plans analyzed, the approval rating was 92%, and the others were flunked at least one criterion. Based on the results obtained in vivo dosimetry with radiochromic film was validated. This technique is reliable and practical to measure the dose delivered by linear accelerator.

A aferição da dose por técnica de dosimetria in vivo garante que a dose calculada pelo sistema de planejamento seja àquela entregue pelo acelerador linear (AL) durante a radioterapia, garantindo assim os processos de controle de qualidade. O objetivo deste trabalho foi validar a técnica de controle de qualidade em IMRT utilizando filme radiocrômico. Foram analisados 47 planejamentos de IMRT de três regiões: próstata, cabeça e pescoço e crânio. Para cada planejamento utilizouse um filme radiocrômico EBT2 acoplado ao cabeçote do acelerador linear através de uma bandeja preparada para o filme. A leitura e posterior análise da dose pontual e distribuição de dose após 24 horas, foi realizada em sofware desenvolvido em MatLab. O índice de aprovação foi de 92%. Quatro planos foram reprovados em pelo menos 1 critério, sendo 3 de cabeça e pescoço e 1 de crânio. Os resultados da dosimetria in vivo com filme radiocrômico foi validada, podendo ser considerada uma técnica confiável e prática na aferição da dose em radioterapia. / The measurement of dose, using the in vivo technique dosimetry, ensures that the dose calculated by the planning system is exactly the same as the dose delivered in linear accelerator, this ensures quality assurance in radiotherapy. The objective of this study was to evaluate the quality control techinique of IMRT treatments using radiochromic film. We analyzed 47 IMRT plans, which divided into three regions: Prostate, head and neck, and skull. For each plan, we used a radiochromic film coupled in linear accelerator head by a tray prepared to film placement. The film was stored for 24 hours after irradiation. Reading and analysis of point dose and 2D dose distribution were performed after this period. ll plans analyzed, the approval rating was 92%, and the others were flunked at least one criterion. Based on the results obtained in vivo dosimetry with radiochromic film was validated. This technique is reliable and practical to measure the dose delivered by linear accelerator.

A verificação de forma independente do cálculo de dose e de unidades monitoras num plano de tratamento de IMRT é um passo importante nos procedimentos de garantia de qualidade da técnica em questão. Atualmente este verificação é baseada apenas em medidas experimentais demoradas e trabalhosas. Neste trabalho foi desenvolvido uma metodologia de cálculo de unidades monitoras de forma independente como uma nova ferramenta para garantir a qualidade e exatidão dos tratamentos de IMRT. Os valores encontrados se aproximam bastante dos valores calculados pelo sistema de planejamento utilizado, de forma que o algoritmo de cálculo desenvolvido apresentou uma concordância dentro de ± 1,8 % para uma geometria simples. Após diversos testes e com os níveis de ação devidamente estabelecidos, a verificação independente da unidade monitora para planos de tratamento de IMRT se tornará uma ferramenta efetiva e eficiente no controle de qualidade que ajuda a identificar e reduzir possíveis erros de tratamento em radioterapia. Como contribuição original deste trabalho, assegura-se aos serviços de Radioterapia a utilização da metodologia desenvolvida como ferramenta de controle de qualidade em tratamentos com IMRT. Em especial aos serviços que não dispõem de recursos econômicos para adquirirem softwares comercialmente disponíveis para o cálculo independente da unidade monitora. / Independent verification of dose calculations and monitor units settings of IMRT treatment plans is an important step in the quality assurance procedure for IMRT technique. At present, the verification is mainly based on experimental measurements, which are time consuming and laborious. In this work an independent methodology of monitor units calculation was developed as a new tool for IMRT treatments quality and precision assurance. The values found are near those calculated by the treatment planning system used, in a manner that the calculation algorithm demonstrated ± 1,8 % concordance in a simple geometry with the system. After several tests and the levels of action well established, the independent monitor units verification for IMRT treatment plans will become an effective and efficient tool in quality assurance, helping identification and the reduction of possible mistakes in radiotherapy treatments. To radiotherapy services is assured the use of the developed methodology as a tool of quality control in IMRT treatments as an original contribution of this work, specially those that do not dispose financial resources to acquire commercially available independent monitor unit calculus software.