A Radiocirurgia Estereotática é a técnica de tratamento que usa feixes estreitos de radiação focalizados com grande exatidão em uma lesão pequena. A introdução dos colimadores micro multi-lâminas (mMLC) permite que essa técnica alcance um maior grau de conformação de dose na lesão alvo, possibilitando uma menor irradiação das estruturas críticas e dos tecidos normais. Este trabalho visa apresentar os resultados dos testes de aceite e do comissionamento de um acelerador linear Varian ® 6EX dedicado à Radiocirurgia, associado com o colimador multi-lâminas da BrainLab ® instalado no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP (HC-FMUSP) e estabelecer um Programa de Garantia de Qualidade que seja exequível para os serviços que pretendem implantar essa técnica especial. Os resultados dos testes de aceitação mostraram-se coerentes e satisfatórios com as especificações definidas pelo fabricante e os testes de comissionamento ficaram dentro das recomendações internacionais. Os testes e as medidas que compõem o processo de controle de qualidade devem ser específicos para cada unidade de tratamento, assim como a necessidade, a frequência e os níveis de tolerância. / Stereotactic Radiosurgery is a treatment technique that uses narrow beams of radiation focused with great accuracy in a small lesion. The introduction of micro multileaf collimators (mMLC) allows this technique to reach a higher degree of dose conformation of the target lesion allowing a smaller irradiation of critical structures and normal tissues. This paper presents the results of the acceptance tests and commissioning of a Varian ® 6EX linear accelerator dedicated to radiosurgery associated with the BrainLab ® micro multileaf collimator installed in the Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP (HC-FMUSP) and establish feasible quality assurance program for the services that employ this special technique. The results of the acceptance tests were satisfactory and are willing with the specifications provided by the manufacturer and the commissioning tests were within the international recommendations. The tests and measures that are part of quality control process should be specific to each treatment unit, and the need, frequency and levels of tolerance.

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Thesis (M.Sc.). / Written for the Dept. of Medical Radiation Physics. Title from title page of PDF (viewed 2008/05/13). Includes bibliographical references.

Thesis (M.S.)--State University of New York at Binghamton, Department of Physics, Applied Physics and Astronomy, 2009. / Includes bibliographical references.

Thesis (M.A.) -- University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas, 2006. / Vita. Bibliography: pp. 73-78

A radiocirurgia é uma técnica especialmente indicada para o tratamento de lesões intracranianas pequenas. Uma das características marcantes desta técnica é a necessidade da utilização de feixes com diâmetros pequenos, dirigidos com precisão num volume alvo. O tratamento comumente utiliza feixes de fótons produzidos por aceleradores lineares (6 e 10 MV) e valores altos de dose absorvida (> 20 Gy). Este trabalho tem por objetivos principais a implementação de um Sistema de Controle de Qualidade Postal (CQP) na radiocirurgia, para avaliação da dose fornecida ao volume alvo e a precisão do posicionamento desse volume [AAPM (1995)]. Dessa forma, para garantir a consistência entre a prescrição clínica da dose absorvida e a sua administração ao paciente, um estudo da caracterização de dosímetros foi realizado, para se avaliar vantagens e desvantagens de cada um deles para os citados objetivos. Os dosímetros (Câmara de ionização (CI), Fricke (FXG), termoluminescente (TLD) e filme) foram utilizados na obtenção de parâmetros dosimétricos para campos pequenos (< 5 cm) quadrados e circulares. Dois desses dosímetros (TLD e filme) foram selecionados para aplicação no CQP na radiocirurgia, devido as suas resolução espacial, praticidade e equivalência ao tecido. Para tal, objetos simuladores (OSs) em acrílico um para avaliação dos parâmetros de campos pequenos e outro para simulação do crânio de um paciente (com um volume alvo) foram confeccionados. Irradiações postais foram feitas em 3 diferentes instituições, que fazem uso da radiocirurgia, e dessas análises pode-se concluir que o sistema postal desenvolvido pode ser utilizado para controlar feixes radiocirúrgicos em programas nacionais e internacionais de CQ na radiocirurgia. / Radiosurgery is a special technique indicated for small intracranial injuries treatment. For that, a high dose (> 20 Gy) from 6 and 10 MV fotons is delivered into a small target volume. The scope of this work is to implement a Quality Control Postal System (QCP) in radiosurgery, in order to evaluate the absorbed dose delivered to the target volume [AAPM (1995)]. In this way the consistency between the clinical absorbed dose prescription and its administration to the patient, could be guaranted. For such, a dosimeters characterization study had been carried out in order to evaluate the advantages and disadvantages of each one of the selected dosimeters (Ionization chamber (IC), Fricke (FXG), termoluminescent (TLD) and film). First they were applied to obtain small square and circular field dosimetric parameters, and latter, the two more suitable for the QCP application (as the TLD and film) were selected. Acrylic phantoms were planned and manufactured to simulate a small targed volume inserted in a human skull in order to check the precision of its position and the dose delivered. The phantom was sent to 3 different radiosurgery institutions and their shown that the QCP system is reliable to be used in national and/or international programs of quality control in radiosurgery.

Functional proton-beam stereotactic radiosurgery requires sub-millimeter alignment accuracy. A patient tracking system called Sequential Alignment and Position Verification System (SAVPS) is under development at Loma Linda University Medical Center. An optical positioning system (OPS), manufactured by Vicon Peak, has been chosen to verify the correct alignment of the target with the proton beam axis. The main objective of this thesis is to optimize an existing version of SAVPS by conducting error analysis. An image processing algorithm was developed and applied to estimate the error introduced by the Patient Positioning System (PPS) in order to derive the true error of the SAVPS.

In the application of stereotactic radiosurgery for treatment of brain tumors it is imperative that patients are positioned with sub-millimetre accuracy so as to not damage surrounding healthy tissue during treatment. We investigate how feasible the technique of digitally reconstructed radiographs is as a registration method for patient positioning in this type of high-accuracy application. In particular, since most registration methods based on said technique only rely on two simultaneous projection angles seldom reaching high enough accuracy, we consider any arbitrary amount and observe its effects on the registration accuracy. Three different approaches are considered for how multiple projections can be combined into one single metric. The results seem to indicate that although computed tomography yields accuracies well within the boundaries for stereotactic radiosurgery, cone beam computed tomography in its current state does not. Possible reasons explaining the difference include problems with reconstruction artifacts in the model and inadequate metrics. / Inom tillämpningen av stereotaktisk strålkirurgi för behandling av hjärntumörer är det absolut nödvändigt att patienter positioneras inom millimeternoggrannhet för att undvika skada hos närliggande vävnad vid behandling. Vi undersöker hur trolig tekniken om digitaliserade återskapande röntgenbilder är som en registreringsmetod för patientpositionering i den här typen av mycket noggranna applikationer. Framförallt betraktas godtyckligt många projektionsvinklar och observerar dess effekt på registreringsnoggrannheten, eftersom de flesta tidigare presenterade registreringsmetoderna endast är baserade på två projektionsvinklar och sällan uppfyller det krav som ställs på noggrannhet. Tre olika tillvägagångssätt betraktas för hur flertalet projektionsvinklar kan kombineras till ett enda avståndsmått. Resultaten verkar tyda på att datortomografi medför noggrannheter väl inom ramen för stereotaktisk strålkirurgi, medan konstråledatortomografi i sitt nuvarande tillstånd inte verkar göra detta. Anledningar till denna olikhet tros vara problem med rekonstruktionsartefakter i modellen och otillräckliga avståndsmått.

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