Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho é apresentada uma intercomparaçào das características dosimétricas entre três sistemas de colimadores multi-lâminas: Varian Millenium com 120 lâminas, mMLC m3 Brainlab e Varian Mark II ambos com 52 lâminas. A largura da projeção das lâminas no isocentro e na região central do campo é de 0,5 cm; 0,35 cm e 1,0 cm respectivamente. Foram comparadas características dosimétricas comuns aos três sistemas em modo estático e, no modo dinâmico, o trabalho limitou-se aos dois primeiros. Em modo dinâmico, foram realizados testes que avaliam o funcionamento através da irradiação em filme de figuras padrão, como a reprodutibilidade e estabilidade do MLC. Foi testada a linearidade das UM, sensibilidade â interrupção de tratamentos, a constância na velocidade das lâminas encontrando-se em todos os casos dentro do ±3%. Na linearidade da taxa de dose existem diferenças quando este parâmetro diminui. Encontrou-se que o desvio médio da dose é inversamente proporcional à abertura média dos campos dinâmicos. O fator de rendimento em modo dinâmico apresentou variações de até 1% quando o sistema suporte funcional se encontrava em posições laterais. Para os três sistemas de MLC, nos perfis para um mesmo tamanho de campo foi observada uma inclinação maior na região de penumbra para o mMLC; nos fatores de rendimento existem também pequenas diferenças de um sistema para outro. A abertura dosi métrica entre pares de lâminas foi determinado para o MLC 120, mMLC e MLC 52, os valores obtidos para 6 MV foram: (0,202 ± 0,054) cm; (0,157 ± 0,070) cm e (0,189 ± 0,081) cm respectivamente. A transmissão apresentou um comportamento crescente com a profundidade e o tamanho de campo para 6 MV nos três sistemas. Os valores médios determinados com câmara de ionização para 6 MV foram os seguintes: (1,630 ± 0,018)% para o MLC 120; (1,291 ± 0,029)% para o mMLC e (1,638 ± 0,010)% para o MLC 52. Quando testada com filme, a transmissão entre as lâminas e intralâminas apresentou dependência com a posição fora do eixo central tanto no MLC 120 quanto no mMLC. A porcentagem de espalhamento produzido pelo MLC, com relação a um campo aberto de referência de 6 MV foi: (0,297 ± 0,024)% para o MLC 120; (0,239 ± 0,052)% para o mMLC e (0,202 ± 0,028)% para o MLC 52. A penumbra (80-20%) em função do deslocamento fora do eixo não apresentou variações significativas nos três sistemas. Para todos os MLCs, a penumbra apresentou um comportamento crescente em função do tamanho de campo definido pelas lâminas. Em função da profundidade em 6 MV, a penumbra apresentou o menor valor para o mMLC em d max: 2,59 mm e o maior é 6,74 mm para o MLC Mark II a 10 cm de profundidade. A penumbra em função do ângulo que as lâminas formam com o seu eixo de movimento, para o ângulo de 10° no mMLC apresentou um valor 3,74 mm; já para os ângulos maiores, os maiores valores foram os obtidos para o Mark II. A série de testes descrita no presente trabalho permite estabelecer uma rotina no comissionamento de sistemas de MLC que pode ser aplicada nos serviços de Radioterapia que vão comissionar sistemas de MLC para IMRT em modo dinâmico. Os resultados descritos permitem caracterizar cada um dos sistemas de MLC estudados. Não é possível dizer que um sistema é melhor que outro, mas é possível, a partir da escolha de um deles, identificar as possíveis vantagens e desvantagens que cada um vai apresentar. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

O Irradiador Multipropósito de Cobalto-60 do Centro de Tecnologia das Radiações, CTR-IPEN-CNEN/SP, tem tratado diversos acervos bibliográficos da Universidade de São Paulo, USP, para desinfestação e desinfecção de materiais contaminados com insetos e fungos. A irradiação com feixe de elétrons também permite processar materiais com maior velocidade, porém com pouca penetração. Muitos desses acervos bibliográficos incluem filmes fotográficos e cinematográficos em suporte de triacetato de celulose. Considerando-se a dificuldade no seu armazenamento adequado, um dos problemas decorrentes mais comuns é a contaminação por fungos nos acervos e a degradação físico-química chamada \"síndrome do vinagre\", em que ocorre a desacetilação da cadeia polimérica. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da radiação ionizante, raios gama e feixe de elétrons, e caracterizar amostras de filmes fotográficos e cinematográficos irradiados e não irradiados. Adicionalmente, determinar o intervalo de dose de radiação aceitável e segura que promova a eliminação dos fungos e não altere a estrutura das matrizes poliméricas. Estudar a possibilidade da dose ideal de radiação ionizante para o efeito da reticulação do suporte nos filmes. Os filmes selecionados foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho (FTIR-ATR) e microscopia eletrônica de varredura (FEGSEM-EDS). Em seguida, aplicaram-se doses entre 2 kGy e 200 kGy de raios gama e feixe de elétrons, nas amostras dos filmes, que foram analisadas por técnicas de espectroscopia UV-visível (UV-vis), microscopia eletrônica de varredura (FEGSEM), termogravimetria (TG) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). Os resultados demonstraram que a desinfecção por radiação gama e feixe de elétrons pode ser realizada com segurança, aplicando-se a dose de desinfecção entre 6 kGy e 10 kGy, sem que ocorra alteração ou modificação das propriedades principais dos materiais constitutivos. A irradiação com raios gama e feixe de elétrons com a dose absorvida de 50 kGy constitui-se como uma alternativa para tratar filmes afetados pela síndrome do vinagre e prolongar a vida útil dos bens culturais. / The Nuclear and Energy Research Institute IPEN-CNEN/SP through the Multipurpose Gamma Irradiation Facility has treated several bibliographical collections of the University of São Paulo USP for disinfestation and disinfection of contaminated materials with insects and fungi. In this sense, gamma radiation from cobalt-60 is an excellent alternative tool to the traditional preservation process mainly because the biocidal action. Electron beam irradiation also processes materials with greater speed, despite having limited penetration. Disinfection using gamma radiation for cultural heritage materials has been widely applied around the world in the last decades. Adequate storage of photographic and cinematographic materials is a challenge for conservators experts from preservation institutions. Contamination by fungi is one of leading causes of problem in this kind of collections. In addition, another common physicochemical degradation affecting cellulose triacetate films causing deacetylation of polymer chain is called \"vinegar syndrome\". In this work are presented results of the effect of the ionizing radiation on photographic and cinematographic films. Selected film samples were characterized by FTIR-ATR spectroscopy and FEGSEM-EDS microscopy. Samples were irradiated by gamma rays and electron beam with absorbed dose between 2 kGy and 200 kGy. Irradiated samples were analyzed by UV-Vis spectrophotometry, FEGSEM, thermogravimetric analysis (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). Results showed that disinfection by gamma rays and electron beam radiation can be achieved safely applying radiation absorbed doses between 6 kGy to 10 kGy with no change or modification of main properties of the constitutive polymeric materials. Gamma rays and electron beam irradiation, due to the effect of crosslinking is presented as an alternative to treat films affected by \"vinegar syndrome\" applying absorbed dose of 50 kGy in order to increase shelf life of cultural heritage materials.

Nenhuma / A braquiterapia é uma modalidade de radioterapia em que a fonte radioativa é colocada em contato com o tecido a ser tratado. Na braquiterapia intersticial são utilizadas pequenas fontes radioativas seladas, denominadas sementes. A busca por novos modelos de sementes é constante. O CDTN desenvolveu parcialmente um protótipo para tratamento de braquiterapia que consiste de uma matriz cerâmica porosa capaz de incorporar diferentes radionuclídeos. A etapa seguinte ao desenvolvimento de um novo tipo de semente consiste na sua caracterização dosimétrica, que deve ser realizada em concordância com determinados padrões internacionais. Uma metodologia prática, que utiliza filmes fotográficos foi desenvolvida em um trabalho prévio de mestrado do CDTN para caracterizar parcialmente sementes de braquiterapia e avaliar possíveis problemas que podem ocorrer nas fases iniciais do desenvolvimento de novas sementes, tais como baixa taxa de incorporação, que se traduz numa baixa dose depositada ou uma incorporação não homogênea, que resultaria numa deformação espacial do campo de radiação (anisotropia). Essa metodologia foi agora aprimorada e utilizada na obtenção das curvas de isodose de sementes de iodo-125, na obtenção da curva de calibração dos filmes e nas estimativas de dose em meios com diferentes níveis de atenuação da radiação, assim como para diferentes distribuições espaciais de sementes. Como o protótipo da semente do CDTN não foi totalmente finalizado utilizou-se, neste trabalho, como referência, uma semente comercial de iodo-125. A metodologia mostrou-se sensível, podendo ser utilizada para sementes com baixa atividade. A utilização dos filmes fotográficos permite visualizar, caso existam, problemas de incorporação do material radioativo, o que pode ocorrer até mesmo em sementes comerciais. Portanto, o método mostra-se útil para uma verificação rápida de sementes antes de serem utilizadas em pacientes. / Brachytherapy is a form of radiotherapy where a radioactive source is placed in contact with the tissue to be treated. In interstitial brachytherapy, small radioactive sealed sources are used, which are called seeds. The search for new types of seeds is constant. CDTN has partially developed a prototype for brachytherapy treatment consisting of a porous ceramic matrix capable of incorporating different radionuclides. The next step of developing a new type of seed is its dosimetric characterization, which must be performed in accordance with certain international standards. A practical methodology that uses photographic film was developed in a prior masters work accomplished at CDTN to characterize partially brachytherapy seeds and evaluate possible problems that can occur in the early stages of new seeds development, such as low incorporation rate, which translates in a low dose deposition or a inhomogeneous incorporation, resulting in a space radiation field deformation (anisotropy). This method has now been improved and used in obtaining the iodine-125 seeds isodose curves, in the the film calibration curve obtainment and dose values estimates in mediums with different radiation attenuation levels as well as different seeds spatial distributions. As the CDTNs prototype seed has not been fully finalized, in this work, it was used as reference, a commercial seed of iodine-125. The method was sensitive and can be used for seeds with low activity. The use of photographic film allows the visualization of radioactive material incorporation problems, if any, which can occur even in commercial seeds. Therefore, the method shows to be useful for a quick check of seeds before they are used in patients.

Neste trabalho é apresentada uma intercomparaçào das características dosimétricas entre três sistemas de colimadores multi-lâminas: Varian Millenium com 120 lâminas, mMLC m3 Brainlab e Varian Mark II ambos com 52 lâminas. A largura da projeção das lâminas no isocentro e na região central do campo é de 0,5 cm; 0,35 cm e 1,0 cm respectivamente. Foram comparadas características dosimétricas comuns aos três sistemas em modo estático e, no modo dinâmico, o trabalho limitou-se aos dois primeiros. Em modo dinâmico, foram realizados testes que avaliam o funcionamento através da irradiação em filme de figuras padrão, como a reprodutibilidade e estabilidade do MLC. Foi testada a linearidade das UM, sensibilidade â interrupção de tratamentos, a constância na velocidade das lâminas encontrando-se em todos os casos dentro do ±3%. Na linearidade da taxa de dose existem diferenças quando este parâmetro diminui. Encontrou-se que o desvio médio da dose é inversamente proporcional à abertura média dos campos dinâmicos. O fator de rendimento em modo dinâmico apresentou variações de até 1% quando o sistema suporte funcional se encontrava em posições laterais. Para os três sistemas de MLC, nos perfis para um mesmo tamanho de campo foi observada uma inclinação maior na região de penumbra para o mMLC; nos fatores de rendimento existem também pequenas diferenças de um sistema para outro. A abertura dosi métrica entre pares de lâminas foi determinado para o MLC 120, mMLC e MLC 52, os valores obtidos para 6 MV foram: (0,202 ± 0,054) cm; (0,157 ± 0,070) cm e (0,189 ± 0,081) cm respectivamente. A transmissão apresentou um comportamento crescente com a profundidade e o tamanho de campo para 6 MV nos três sistemas. Os valores médios determinados com câmara de ionização para 6 MV foram os seguintes: (1,630 ± 0,018)% para o MLC 120; (1,291 ± 0,029)% para o mMLC e (1,638 ± 0,010)% para o MLC 52. Quando testada com filme, a transmissão entre as lâminas e intralâminas apresentou dependência com a posição fora do eixo central tanto no MLC 120 quanto no mMLC. A porcentagem de espalhamento produzido pelo MLC, com relação a um campo aberto de referência de 6 MV foi: (0,297 ± 0,024)% para o MLC 120; (0,239 ± 0,052)% para o mMLC e (0,202 ± 0,028)% para o MLC 52. A penumbra (80-20%) em função do deslocamento fora do eixo não apresentou variações significativas nos três sistemas. Para todos os MLCs, a penumbra apresentou um comportamento crescente em função do tamanho de campo definido pelas lâminas. Em função da profundidade em 6 MV, a penumbra apresentou o menor valor para o mMLC em d max: 2,59 mm e o maior é 6,74 mm para o MLC Mark II a 10 cm de profundidade. A penumbra em função do ângulo que as lâminas formam com o seu eixo de movimento, para o ângulo de 10° no mMLC apresentou um valor 3,74 mm; já para os ângulos maiores, os maiores valores foram os obtidos para o Mark II. A série de testes descrita no presente trabalho permite estabelecer uma rotina no comissionamento de sistemas de MLC que pode ser aplicada nos serviços de Radioterapia que vão comissionar sistemas de MLC para IMRT em modo dinâmico. Os resultados descritos permitem caracterizar cada um dos sistemas de MLC estudados. Não é possível dizer que um sistema é melhor que outro, mas é possível, a partir da escolha de um deles, identificar as possíveis vantagens e desvantagens que cada um vai apresentar. / In this work a dosimetric comparison between three multileaf collimator systems is presented: a Varian Millennium with 120 leaves, Brainlab mMLC m3 and Varian Mark II both with 52 leaves. The width projection at isocenter level in field\'s central region are: 0,5 cm; 0,35 cm and 1,0 cm respectively. Common dosimetric characteristics for the three systems in static mode and dynamic capabilities for the two first were compared. In dynamic mode, tests validating proper MLC function through film irradiation were done, such MLC stability, MU linearity, treatment interruptions sensitivity, stability of MLC in dynamic mode, leaf speed stability, were found within ±3% deviation in all cases. Dose rate linearity showed differences when this parameter decreases in dynamic mode. Average dose errors for fixed width gaps moving at constant speed were found to be proportional to gap errors and inversely proportional to the gap width. Output factors differences delivered through a sweeping gap were found less than ±1% when the gantry was in a lateral position. For the three MLC systems, when comparing beam profiles for the same field was observed that for mMLC presents the sharpest dose gradient region. In the output factors small differences where observed in every MLC system. Dosimetric leaf gap was determined for MLC 120, mMLC and MLC 52, obtained values for a 6 MV beam are: (0,202 ± 0,054) cm; (0,157 ± 0,070) cm and (0,189 ± 0,081) cm respectively. The transmission showed an increase with depth and field width for 6 MV in all the three systems. Average values obtained with ionization chamber for this energy were: (1,630 ± 0,018)% for MLC 120; (1,291 ± 0,029)% for mMLC and (1,638 ± 0,010)% for MLC 52. When obtained through film irradiation, inter and intra leaf transmission showed an off axis dependent behavior for MLC 120 and mMLC. Scatter produced by MLC as a 6 MV open reference field ratio was: (0,297 ± 0,024)% for MLC 120; (0,239 ± 0,052)% for mMLC and (0,202 ± 0,028)% for MLC 52. It was verified that penumbra width (80-20%) as a function of off axis leaf position do not showed significant differences in all systems. As a function of field width defined by MLC leaves, penumbra width presented an increasing behavior. When tests as a depth function in a 6 MV field, penumbra showed the smallest value for the mMLC at dmax: 2,59 mm and the biggest was 6,74 mm for the MLC Mark II AT 10 cm depth. Penumbra dependence with leaf movement axis showed that for 10 deg, the mMLC presented a 3,74 mm value, for larger angles, the higher values were obtained for MLC Mark 11. Described series of tests described in the present investigation allows to establish a commissioning routine for MLC systems, that could be applied in a Radiotherapy Department that will commission those systems for dynamic IMRT. Obtained results allow to characterize every MLC studied system. It is not possible to establish which system is better, but when one is chosen it is feasible to identify vantages and disadvantages that everyone will present.

Neste trabalho é apresentada uma intercomparaçào das características dosimétricas entre três sistemas de colimadores multi-lâminas: Varian Millenium com 120 lâminas, mMLC m3 Brainlab e Varian Mark II ambos com 52 lâminas. A largura da projeção das lâminas no isocentro e na região central do campo é de 0,5 cm; 0,35 cm e 1,0 cm respectivamente. Foram comparadas características dosimétricas comuns aos três sistemas em modo estático e, no modo dinâmico, o trabalho limitou-se aos dois primeiros. Em modo dinâmico, foram realizados testes que avaliam o funcionamento através da irradiação em filme de figuras padrão, como a reprodutibilidade e estabilidade do MLC. Foi testada a linearidade das UM, sensibilidade â interrupção de tratamentos, a constância na velocidade das lâminas encontrando-se em todos os casos dentro do ±3%. Na linearidade da taxa de dose existem diferenças quando este parâmetro diminui. Encontrou-se que o desvio médio da dose é inversamente proporcional à abertura média dos campos dinâmicos. O fator de rendimento em modo dinâmico apresentou variações de até 1% quando o sistema suporte funcional se encontrava em posições laterais. Para os três sistemas de MLC, nos perfis para um mesmo tamanho de campo foi observada uma inclinação maior na região de penumbra para o mMLC; nos fatores de rendimento existem também pequenas diferenças de um sistema para outro. A abertura dosi métrica entre pares de lâminas foi determinado para o MLC 120, mMLC e MLC 52, os valores obtidos para 6 MV foram: (0,202 ± 0,054) cm; (0,157 ± 0,070) cm e (0,189 ± 0,081) cm respectivamente. A transmissão apresentou um comportamento crescente com a profundidade e o tamanho de campo para 6 MV nos três sistemas. Os valores médios determinados com câmara de ionização para 6 MV foram os seguintes: (1,630 ± 0,018)% para o MLC 120; (1,291 ± 0,029)% para o mMLC e (1,638 ± 0,010)% para o MLC 52. Quando testada com filme, a transmissão entre as lâminas e intralâminas apresentou dependência com a posição fora do eixo central tanto no MLC 120 quanto no mMLC. A porcentagem de espalhamento produzido pelo MLC, com relação a um campo aberto de referência de 6 MV foi: (0,297 ± 0,024)% para o MLC 120; (0,239 ± 0,052)% para o mMLC e (0,202 ± 0,028)% para o MLC 52. A penumbra (80-20%) em função do deslocamento fora do eixo não apresentou variações significativas nos três sistemas. Para todos os MLCs, a penumbra apresentou um comportamento crescente em função do tamanho de campo definido pelas lâminas. Em função da profundidade em 6 MV, a penumbra apresentou o menor valor para o mMLC em d max: 2,59 mm e o maior é 6,74 mm para o MLC Mark II a 10 cm de profundidade. A penumbra em função do ângulo que as lâminas formam com o seu eixo de movimento, para o ângulo de 10° no mMLC apresentou um valor 3,74 mm; já para os ângulos maiores, os maiores valores foram os obtidos para o Mark II. A série de testes descrita no presente trabalho permite estabelecer uma rotina no comissionamento de sistemas de MLC que pode ser aplicada nos serviços de Radioterapia que vão comissionar sistemas de MLC para IMRT em modo dinâmico. Os resultados descritos permitem caracterizar cada um dos sistemas de MLC estudados. Não é possível dizer que um sistema é melhor que outro, mas é possível, a partir da escolha de um deles, identificar as possíveis vantagens e desvantagens que cada um vai apresentar. / In this work a dosimetric comparison between three multileaf collimator systems is presented: a Varian Millennium with 120 leaves, Brainlab mMLC m3 and Varian Mark II both with 52 leaves. The width projection at isocenter level in field\'s central region are: 0,5 cm; 0,35 cm and 1,0 cm respectively. Common dosimetric characteristics for the three systems in static mode and dynamic capabilities for the two first were compared. In dynamic mode, tests validating proper MLC function through film irradiation were done, such MLC stability, MU linearity, treatment interruptions sensitivity, stability of MLC in dynamic mode, leaf speed stability, were found within ±3% deviation in all cases. Dose rate linearity showed differences when this parameter decreases in dynamic mode. Average dose errors for fixed width gaps moving at constant speed were found to be proportional to gap errors and inversely proportional to the gap width. Output factors differences delivered through a sweeping gap were found less than ±1% when the gantry was in a lateral position. For the three MLC systems, when comparing beam profiles for the same field was observed that for mMLC presents the sharpest dose gradient region. In the output factors small differences where observed in every MLC system. Dosimetric leaf gap was determined for MLC 120, mMLC and MLC 52, obtained values for a 6 MV beam are: (0,202 ± 0,054) cm; (0,157 ± 0,070) cm and (0,189 ± 0,081) cm respectively. The transmission showed an increase with depth and field width for 6 MV in all the three systems. Average values obtained with ionization chamber for this energy were: (1,630 ± 0,018)% for MLC 120; (1,291 ± 0,029)% for mMLC and (1,638 ± 0,010)% for MLC 52. When obtained through film irradiation, inter and intra leaf transmission showed an off axis dependent behavior for MLC 120 and mMLC. Scatter produced by MLC as a 6 MV open reference field ratio was: (0,297 ± 0,024)% for MLC 120; (0,239 ± 0,052)% for mMLC and (0,202 ± 0,028)% for MLC 52. It was verified that penumbra width (80-20%) as a function of off axis leaf position do not showed significant differences in all systems. As a function of field width defined by MLC leaves, penumbra width presented an increasing behavior. When tests as a depth function in a 6 MV field, penumbra showed the smallest value for the mMLC at dmax: 2,59 mm and the biggest was 6,74 mm for the MLC Mark II AT 10 cm depth. Penumbra dependence with leaf movement axis showed that for 10 deg, the mMLC presented a 3,74 mm value, for larger angles, the higher values were obtained for MLC Mark 11. Described series of tests described in the present investigation allows to establish a commissioning routine for MLC systems, that could be applied in a Radiotherapy Department that will commission those systems for dynamic IMRT. Obtained results allow to characterize every MLC studied system. It is not possible to establish which system is better, but when one is chosen it is feasible to identify vantages and disadvantages that everyone will present.