Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-06-06T17:55:07Z No. of bitstreams: 1 2015_LuisFelipeOliveiraeSilva.pdf: 5470471 bytes, checksum: 1fe65af174596febff5a94a7a05ae399 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-06-15T11:30:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_LuisFelipeOliveiraeSilva.pdf: 5470471 bytes, checksum: 1fe65af174596febff5a94a7a05ae399 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-15T11:30:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_LuisFelipeOliveiraeSilva.pdf: 5470471 bytes, checksum: 1fe65af174596febff5a94a7a05ae399 (MD5) / A radioterapia de intensidade modulada (IMRT, do inglês intensitymodulatedradiotherapy) proporciona distribuições de dose bastante complexas, com regiões de alto gradiente de dose. Essa complexidade representa um desafio maior no controle de qualidade (CQ) quando se compara a IMRT com a radioterapia convencional. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver e avaliar um sistema de cálculo de dose independente, chamado SCI, para o controle de qualidade da IMRT do tipojawsonly. O software desenvolvido utiliza um algoritmo de cálculo de dose baseado em correções realizadas no fator de calibração do acelerador linear, por meio de fatores tabelados, derivados de medições e calculados a partir de simples modelagem. Os próprios dados gerados no comissionamento são usados para alimentar o algoritmo.Os cálculos são realizados em um plano de um fantoma retangular. Para validar o SCI, comparações entre as previsões dosimétricas do sistema e outras referências foram realizadas. Foram comparados: doses pontuais no centro de campos assimétricos medidos com câmara de ionização; perfis de campos medidos com filme radiocrômico e com câmara de ionização; distribuições planares de dose de cinco casos de câncer de próstata e cinco de cabeça e pescoço medidas com um arranjo bidimensional de câmaras de ionização e calculadas pelo sistema de planejamento de tratamento (SPT). A avaliação foi realizada utilizando diferenças percentuais de dose, a menor diferença de posição em que se encontra o mesmo valor de dose (DTA, do inglês distancetoagreement) e a avaliação gama com critérios: (i) diferença máxima de dose de 3%, DTA de 3 mm; (ii) diferença máxima de dose 5%, DTA de 3 mm; e (iii) diferença máxima de dose 5%, DTA de 5 mm. As diferenças encontradas nas comparações entre as doses obtidas no centro de campos assimétricos foram menores do que 2,5%.As diferenças nos perfis dos campos quadrados menores do que 30x30 cm2 foram menores do que 2% ou 2mm. Os campos menores, medidos com filme, apresentaram diferenças mais consideráveis (DTAs de até 5 mm foram observadas). Esse resultado já era esperado devido à maior resolução espacial do filme quando comparada à da câmara de ionização (volume sensível de 0,125 cc). As avaliações gama usando tanto as medições quanto o SPT como referência sugerem que o SCI representa a distribuição de dose real segundo o critério de 5% de diferença máxima de dose e 5 mm de DTA, uma vez que a média de pontos aprovados foi superior a 96,5% (p<0,001) em todos os casos quando esse critério foi utilizado. O sistema também apresenta um boa representação segundo o critério de 5% de diferença máxima de dose e 3 mm de DTA (média de pontos aprovados superior a 92,0%; p<0,01). As médias de pontos aprovados com esses dois critérios estão, portanto, de acordo com os valores tipicamente usados como referência por profissionais da área de radioterapia. Desta forma, o sistema desenvolvido no presente trabalho está pronto para ser utilizado para o CQ de IMRT do tipo jawsonly sem custo adicional em relação aos equipamentos já utilizados, reduzindo o fluxo de trabalho comparado a métodos mais tradicionais e sem ocupação adicional da máquina de tratamento. / Intensity modulated radiation therapy (IMRT) provides complex dose distributions with high dose gradient regions. This complexity is a major challenge for quality assurance (QA), specially when comparing IMRT with conventional radiotherapy. In this research, I propose, develop, and evaluate an independent dose calculation system for QA of jaws only IMRT (JOIMRT). The developed software uses a dose calculation algorithm based on corrections performed over the linear accelerator (linac) calibration factor. In order to perform this corrections I used tabulated factors derived from measurements and calculated from simple modeling. Also, I used the linac's commissioning data as input to the algorithm.The developed system then performs the main computations over a rectangular phantom plan. To validate the proposed system, I compared the predictions of the dosimetric system with references that are commonly used in the literature. Specifically, I compared: point doses in the center of asymmetric field measured with an ionization chamber; dose profiles measured with radiochromic film and an ionization chamber; planar dose distributions of five of prostate and five head and neck cases measured with a two-dimensional array of ionization chambers and calculated by the treatment planning system (TPS). The evaluation was performed using percentage dose differences, distance to agreement (DTA) and gamma evaluation with tree criterions: (i) maximum difference dose of 3% and 3 mm DTA, (ii) maximum difference dose of 5% and 3 mm DTA, and (iii) maximum difference dose of 5% and 5 mm DTA. The differences in the comparisons between the doses obtained in the center of asymmetric fields were smaller than 2.5%. Differences in the profiles of square fields up to 30x30 cm2 were smaller than 2% or 2 mm. Smaller fields measured with film showed more significant differences (I measured DTAs up to 5 mm). This result was expected because of the higher spatial resolution of the film, as compared to the ionization chamber that provided the measurements used as inputs to the calculation algorithm (sensitive volume of 0.125 cc). The point approval ratings using both measurements and the TPS as a reference suggest that the independent dose calculation system represents the actual dose distribution according to the criterion of 5 % maximum dose difference and 5 mm DTA, since the average was approved points above 96.5% (<0,001) in all cases when this criterion was used. The system also features a good representation according to the criterion of 5% maximal dose difference and 3 mm DTA (average of approved points above 92.0%; p <0.01). Therefore, the average of approved points obtained with those two criteria satisfies the values typically used as references by radiotherapy professionals. In this way, the system I developed is ready to be used for the JOIMRT QA with no additional cost with respect to equipment already used, reducing the workload compared to more traditional methods and without additional treatment machine occupation.

Atualmente a radioterapia de intensidade modulada (IMRT) está sendo implementada em um número crescente de centros no Brasil. Como conseqüência disto, muitas instituições estão enfrentando o problema de executar um programa de controle de qualidade antes e durante a execução do IMRT na prática da rotina clínica. O objetivo deste trabalho é avaliar e propor uma metodologia para o controle de qualidade de tratamentos com IMRT. Uma câmara de ionização e um detector bidimensional foram utilizados para avaliar a dose absoluta total de todos os campos em um determinado ponto. A distribuição de dose relativa total de todos os campos foi medida com filmes radiocrômicos e um detector bidimensional em uma profundidade no objeto simulador. Uma comparação entre as distribuições de dose medidas e calculadas foi realizada usando o método do índice gama, avaliando o percentual de pontos que satisfazem os critérios de diferença dose de ±3% e distância de concordância de ±3 mm. Como resultado da dosimetria absoluta de 113 feixes de IMRT medidos com uma câmara de ionização e 81 feixes usando o detector bidimensional, foi proposto um nível de ação de cerca de ± 5% em relação ao sistema de planejamento e de tratamento para a verificação da dose em um único ponto na região de baixo gradiente de dose. A análise das medições com o detector bidimensional mostrou que o valor da função gama foi <1 para 97,7% dos dados e, para o filme, o valor da função gama foi <1 para 96,6% dos dados. Neste trabalho pode-se concluir que para uma entrega exata de dose em IMRT sliding-window com um colimador micro multilâminas, os parâmetros de dose total absoluta e distribuição de dose total relativa devem ser verificados por dosimetria absoluta e relativa respectivamente. / Intensity modulated radiation therapy (IMRT) is currently been implemented in a rapidly growing number of centers in Brazil. As consequence many institutions are now facing the problem of performing a comprehensive quality control program before and during the implementation of IMRT in the clinical routine practice. The aim of this work is to evaluate and propose a methodology for quality assurance in IMRT treatments. An ionization chamber and a two-dimensional array detector were performed to assess the absolute value of the total dose of all fields in one specific point. The relative total dose distribution of all fields was measured with a radiochromic film and a two-dimensional array at one depth in a phantom. A comparison between measured and calculated dose distributions was performed using the gamma-index method, assessing the percentage of points that meet the criteria of ±3% dose difference and ±3 mm distance to agreement. As a result of 113 tested IMRT beams using ionization chamber and 81 using two-dimensional array, the proposal was to take an action level of about ± 5% compared to the treatment planning systems and measurements, for the verification of the dose in a single point at the low gradient dose region. Analysis of the two-dimensional array measurements showed that the gamma value was <1 for 97.7% of the data and for the film the gamma value was <1 for 96.6% of the data. This can be concluded that for an accurate delivery of dose in sliding-window IMRT with micro multileaf collimator, the absolute value of the total dose and the relative total dose distribution should be checked by absolute and relative dosimetry respectively.

Atualmente a radioterapia de intensidade modulada (IMRT) está sendo implementada em um número crescente de centros no Brasil. Como conseqüência disto, muitas instituições estão enfrentando o problema de executar um programa de controle de qualidade antes e durante a execução do IMRT na prática da rotina clínica. O objetivo deste trabalho é avaliar e propor uma metodologia para o controle de qualidade de tratamentos com IMRT. Uma câmara de ionização e um detector bidimensional foram utilizados para avaliar a dose absoluta total de todos os campos em um determinado ponto. A distribuição de dose relativa total de todos os campos foi medida com filmes radiocrômicos e um detector bidimensional em uma profundidade no objeto simulador. Uma comparação entre as distribuições de dose medidas e calculadas foi realizada usando o método do índice gama, avaliando o percentual de pontos que satisfazem os critérios de diferença dose de ±3% e distância de concordância de ±3 mm. Como resultado da dosimetria absoluta de 113 feixes de IMRT medidos com uma câmara de ionização e 81 feixes usando o detector bidimensional, foi proposto um nível de ação de cerca de ± 5% em relação ao sistema de planejamento e de tratamento para a verificação da dose em um único ponto na região de baixo gradiente de dose. A análise das medições com o detector bidimensional mostrou que o valor da função gama foi <1 para 97,7% dos dados e, para o filme, o valor da função gama foi <1 para 96,6% dos dados. Neste trabalho pode-se concluir que para uma entrega exata de dose em IMRT sliding-window com um colimador micro multilâminas, os parâmetros de dose total absoluta e distribuição de dose total relativa devem ser verificados por dosimetria absoluta e relativa respectivamente. / Intensity modulated radiation therapy (IMRT) is currently been implemented in a rapidly growing number of centers in Brazil. As consequence many institutions are now facing the problem of performing a comprehensive quality control program before and during the implementation of IMRT in the clinical routine practice. The aim of this work is to evaluate and propose a methodology for quality assurance in IMRT treatments. An ionization chamber and a two-dimensional array detector were performed to assess the absolute value of the total dose of all fields in one specific point. The relative total dose distribution of all fields was measured with a radiochromic film and a two-dimensional array at one depth in a phantom. A comparison between measured and calculated dose distributions was performed using the gamma-index method, assessing the percentage of points that meet the criteria of ±3% dose difference and ±3 mm distance to agreement. As a result of 113 tested IMRT beams using ionization chamber and 81 using two-dimensional array, the proposal was to take an action level of about ± 5% compared to the treatment planning systems and measurements, for the verification of the dose in a single point at the low gradient dose region. Analysis of the two-dimensional array measurements showed that the gamma value was <1 for 97.7% of the data and for the film the gamma value was <1 for 96.6% of the data. This can be concluded that for an accurate delivery of dose in sliding-window IMRT with micro multileaf collimator, the absolute value of the total dose and the relative total dose distribution should be checked by absolute and relative dosimetry respectively.

INTRODUÇÃO: A combinação de radioterapia e altas doses de cisplatina no tratamento do meduloblastoma tem se mostrado causa de importante ototoxicidade. Com a introdução da técnica de intensidade modulada do feixe (IMRT), tornou-se possível diminuir a dose média de radiação no aparelho auditivo. OBJETIVOS: O objetivo é determinar se com a radioterapia com reforço de dose com IMRT, é possível atingir índices menores de perda auditiva e se há um limite de dose no ouvido para a mesma. Analisar também se o volume de ouvido contornado durante o planejamento inverso influencia o resultado. MÉTODO: Quarenta e um pacientes com meduloblastoma (idade mediana, 10 anos) com audição normal ao início da radioterapia com IMRT foram avaliados retrospectivamente. O último seguimento e a última audiometria realizada após o término da radioterapia foram considerados. A função auditiva foi graduada em uma escala de 0 a 4 de acordo com os critérios de toxicidade do Pediatric Oncology Group (POG). As doses mínima, máxima, média e mediana recebidas pelo aparelho auditivo, bem como o volume contornado no planejamento do IMRT foram correlacionados com o grau de função auditiva. Foi realizada análise univariada e multivariada dos dados. RESULTADOS: O seguimento mediano foi de 41 meses (12,8 a 71) para avaliação audiométrica e 44 meses (14-72) para a sobrevida global. As doses medianas mínima, máxima, média e mediana recebidas pelo aparelho auditivo foram respectivamente de: 3785 (589,4 a 4758,2), 4832,5 (3724 a 5447,9), 4366,5 (2808,5 a 5097,3) e 4360,5 (2878 a 5031,1). Sete pacientes (17%) apresentaram perda auditiva graus 3 e 4. A análise univariada entre as variáveis não mostrou diferença com significância estatística, exceto para a dose de cisplatina (P < 0,03). Na análise multivariada com regressão logística, a dose mediana no aparelho auditivo foi um fator significativo para a perda auditiva graus 3 e 4 (P < 0,01), ao passo que a dose cumulativa de cisplatina apresentou tendência à perda graus 3 e 4 (P = 0,075). Não houve correlação entre o volume contornado no planejamento a perda auditiva. Perda auditiva graus 3 e 4 foi incomum com dose mediana no aparelho auditivo menor que 42 Gy (P = 0,063) e dose cumulativa de cisplatina abaixo de 375 mg/m² (P < 0,01). Nenhum paciente que recebeu carboplatina em substituição à cisplatina apresentou perda auditiva grave. Não houve associação, com significância estatística, entre as variáveis analisadas e a ototoxicidade, quando estes pacientes foram excluídos da análise. Quatro pacientes morreram e dois apresentaram recidiva no momento do estudo, levando a uma sobrevida global de 90% e uma sobrevida livre de doença de 85% em 44 meses. CONCLUSÕES: Os resultados mostram que o tratamento com IMRT leva a uma baixa taxa de perda auditiva grave, mesmo com um seguimento maior, o que é consistente com outros estudos. Acreditamos ser seguro contornar somente a cóclea e que uma dose mediana para a mesma deve ser mantida abaixo de 42 Gy. A quimioterapia com cisplatina continua a ter um papel importante no tratamento, no entanto a dose cumulativa não deve exceder 375 mg/m². A sobrevida foi impressionante neste estudo, uma vez que 21 (51,2%) foram classificados como alto risco / INTRODUCTION: The combination of radiation therapy and cisplatin chemotherapy for the treatment of medulloblastoma is a known cause of important ototoxicity. With the introduction of intensity-modulated radiation therapy (IMRT), it became possible to deliver less radiation to the auditory apparatus. PURPOSE: To determine if boost radiotherapy with IMRT can achieve a lower rate of hearing loss and if theres a cutoff dose for it. Also, to analyze whether the auditory apparatus volume contoured in inverse planning influences the outcome. METHODS: Forty-one pediatric medulloblastoma patients (median age, 10 years) with normal hearing at the time of radiation with IMRT were retrospectively evaluated. The last audiogram and follow-up from the completion of radiation were considered. Hearing function was graded on a scale 0 to 4 according to Pediatric Oncology groups toxicity criteria. Minimum, maximum, mean and median doses to the inner ear and its volume contoured in IMRT planning, as well the cisplatin dose were recorded and correlated with hearing function. Univariate and multivariate data analysis were performed. RESULTS: The median follow-up was 41 months (range 12.8-71.0 months) for audiometric evaluation and 44 months (range 14-72 months) for survival. Median doses for minimum, maximum, mean and median in the inner ear were respectively: 3785 (range, 589.4 to 4758.2), 4832.5 (range 3724 to 5447.9), 4366.5 (range 2808.5 to 5097,3) and 4360,5 (range 2878 to 5031,1). Seven patients (17%) have experienced Grade 3 or 4 hearing loss. Univariate analysis showed no difference among the variables with statistical significance, except for cisplatin dose (P < 0.03). In multivariate analysis with logistic regression, median dose in inner ear was a significant factor for hearing loss grade 3 or 4 (P < 0,01), meanwhile cisplatin dose had a trend to hearing loss grade 3 or 4 (P = 0.075). There was no relationship between the auditory apparatus volume contoured in planning and hearing loss. Grade 3 or 4 hearing loss were uncommon with median dose to the inner ear bellow 42 Gy (P = 0.063) and cisplatin dose less than 375 mg/m² (P < 0.01). None of the patients who received carboplatin in lieu of cisplatin had severe hearing loss. There was no statistically significant association between ototoxicity and the variables, when these patients were excluded from the analysis. Four patients died and two have recurred at the time of the study with a 90% overall survival rate and 85% disease free survival in 44 months. CONCLUSIONS: Our findings shows that IMRT treatment leads to a low rate of serious hearing loss even with a longer follow-up, which is consistent with others trials. We believe that is safe to contour only the cochlea and that a median dose to it should be kept below 42Gy. Cisplatin chemotherapy continues to have an important role in treatment, however doses should not exceed 375 mg/m². Survival rates were impressing in this trial given the fact that 21 (51.2%) patients were classified as high risk

A radioterapia com intensidade modulada de feixe (IMRT) possibilitou a realização de tratamentos de múltiplos alvos simultaneamente em um esquema de tratamento acelerado conhecido como SMART (Simultaneous Modulated Accelerated Radiation Therapy). Estes tratamentos requerem um rigoroso controle de qualidade (QA) que deveria ser realizado, idealmente, em três dimensões. Uma potencial ferramenta para dosimetria tridimensional (3D) é o uso de gel polimérico associado à leitura de doses com Imagens de Ressonância Magnética Nuclear (IRMN). Neste trabalho, a dosimetria 3D com o gel MAGIC-f foi aplicada no CQ de 10 planejamentos radioterápicos usando a técnica SMART. Inicialmente, as distribuições de dose dos planejamentos avaliados foram recalculadas na geometria do simulador baseadas em sua tomogra_a computadorizada. Todos os planejamentos utilizados foram aprovados previamente no QA convencional pontual e planar, o que validou a distribuição de dose do sistema de planejamento (TPS) para comparação com a dosimetria gel. Os simuladores foram irradiados com os planejamentos estabelecidos e as distribuições de dose foram obtidas através da relaxometria em IRMN. A comparação das distribuições de dose calculadas pelo TPS e as medidas no gel foi feita pela análise gama (3%/3mm) e pela comparação entre os histogramas dose-volume (DVHs) calculados e medidos para dois volumes criados nas regiões equivalentes aos volumes alvo de tratamento. Esses resultados evidenciam o potencial do uso da dosimetria gel polimérica no QA 3D de planejamentos de IMRT com a técnica SMART, fornecendo informação completa 3D da dose absorvida em cada volume alvo planejado, desde que realizada seguindo os protocolos pré-estabelecidos. / Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT) treatments in the radiotherapy practice made possible the simultaneously treatment of multiple targets at an accelerated treatment regimen, this scheme is known as Simultaneous Modulated Accelerated Radiation Therapy (SMART). These treatments require a strict quality control (QC) that should be done, ideally, in three dimensions. A potential tool for tridimensional dosimetry (3D) is the use of polymeric gel with Nuclear Magnetic Resonance Images (NMRI). In this paper, the 3D dosimetry with MAGIC-f gel was applied in 10 QC radiotherapy planning using the SMART technique. Initially, the dose distributions of assessed plans were remeasured in simulator geometry based on a CT scan. All plans used were previously approved in punctual and planar conventional CQ, which validated the dose distribution planning system (TPS) for comparison with the gel dosimetry. The simulators were irradiated with established schedules and dose distributions were obtained by relaxometry in NMRI. The comparison of dose distributions calculated by TPS and measured in the gel was made by gamma analysis (3% / 3mm) and by comparing the dose-volume histograms (DVHs) calculated and measured for two volumes created in the equivalent regions to target volumes of treatment. These results highlight the potential use of the polymer gel dosimetry in IMRT planning 3D CQ with SMART technique, providing complete 3D information of the absorbed dose in each target volume planned, if carried out following the pre-established protocols.

INTRODUÇÃO: A combinação de radioterapia e altas doses de cisplatina no tratamento do meduloblastoma tem se mostrado causa de importante ototoxicidade. Com a introdução da técnica de intensidade modulada do feixe (IMRT), tornou-se possível diminuir a dose média de radiação no aparelho auditivo. OBJETIVOS: O objetivo é determinar se com a radioterapia com reforço de dose com IMRT, é possível atingir índices menores de perda auditiva e se há um limite de dose no ouvido para a mesma. Analisar também se o volume de ouvido contornado durante o planejamento inverso influencia o resultado. MÉTODO: Quarenta e um pacientes com meduloblastoma (idade mediana, 10 anos) com audição normal ao início da radioterapia com IMRT foram avaliados retrospectivamente. O último seguimento e a última audiometria realizada após o término da radioterapia foram considerados. A função auditiva foi graduada em uma escala de 0 a 4 de acordo com os critérios de toxicidade do Pediatric Oncology Group (POG). As doses mínima, máxima, média e mediana recebidas pelo aparelho auditivo, bem como o volume contornado no planejamento do IMRT foram correlacionados com o grau de função auditiva. Foi realizada análise univariada e multivariada dos dados. RESULTADOS: O seguimento mediano foi de 41 meses (12,8 a 71) para avaliação audiométrica e 44 meses (14-72) para a sobrevida global. As doses medianas mínima, máxima, média e mediana recebidas pelo aparelho auditivo foram respectivamente de: 3785 (589,4 a 4758,2), 4832,5 (3724 a 5447,9), 4366,5 (2808,5 a 5097,3) e 4360,5 (2878 a 5031,1). Sete pacientes (17%) apresentaram perda auditiva graus 3 e 4. A análise univariada entre as variáveis não mostrou diferença com significância estatística, exceto para a dose de cisplatina (P < 0,03). Na análise multivariada com regressão logística, a dose mediana no aparelho auditivo foi um fator significativo para a perda auditiva graus 3 e 4 (P < 0,01), ao passo que a dose cumulativa de cisplatina apresentou tendência à perda graus 3 e 4 (P = 0,075). Não houve correlação entre o volume contornado no planejamento a perda auditiva. Perda auditiva graus 3 e 4 foi incomum com dose mediana no aparelho auditivo menor que 42 Gy (P = 0,063) e dose cumulativa de cisplatina abaixo de 375 mg/m² (P < 0,01). Nenhum paciente que recebeu carboplatina em substituição à cisplatina apresentou perda auditiva grave. Não houve associação, com significância estatística, entre as variáveis analisadas e a ototoxicidade, quando estes pacientes foram excluídos da análise. Quatro pacientes morreram e dois apresentaram recidiva no momento do estudo, levando a uma sobrevida global de 90% e uma sobrevida livre de doença de 85% em 44 meses. CONCLUSÕES: Os resultados mostram que o tratamento com IMRT leva a uma baixa taxa de perda auditiva grave, mesmo com um seguimento maior, o que é consistente com outros estudos. Acreditamos ser seguro contornar somente a cóclea e que uma dose mediana para a mesma deve ser mantida abaixo de 42 Gy. A quimioterapia com cisplatina continua a ter um papel importante no tratamento, no entanto a dose cumulativa não deve exceder 375 mg/m². A sobrevida foi impressionante neste estudo, uma vez que 21 (51,2%) foram classificados como alto risco / INTRODUCTION: The combination of radiation therapy and cisplatin chemotherapy for the treatment of medulloblastoma is a known cause of important ototoxicity. With the introduction of intensity-modulated radiation therapy (IMRT), it became possible to deliver less radiation to the auditory apparatus. PURPOSE: To determine if boost radiotherapy with IMRT can achieve a lower rate of hearing loss and if theres a cutoff dose for it. Also, to analyze whether the auditory apparatus volume contoured in inverse planning influences the outcome. METHODS: Forty-one pediatric medulloblastoma patients (median age, 10 years) with normal hearing at the time of radiation with IMRT were retrospectively evaluated. The last audiogram and follow-up from the completion of radiation were considered. Hearing function was graded on a scale 0 to 4 according to Pediatric Oncology groups toxicity criteria. Minimum, maximum, mean and median doses to the inner ear and its volume contoured in IMRT planning, as well the cisplatin dose were recorded and correlated with hearing function. Univariate and multivariate data analysis were performed. RESULTS: The median follow-up was 41 months (range 12.8-71.0 months) for audiometric evaluation and 44 months (range 14-72 months) for survival. Median doses for minimum, maximum, mean and median in the inner ear were respectively: 3785 (range, 589.4 to 4758.2), 4832.5 (range 3724 to 5447.9), 4366.5 (range 2808.5 to 5097,3) and 4360,5 (range 2878 to 5031,1). Seven patients (17%) have experienced Grade 3 or 4 hearing loss. Univariate analysis showed no difference among the variables with statistical significance, except for cisplatin dose (P < 0.03). In multivariate analysis with logistic regression, median dose in inner ear was a significant factor for hearing loss grade 3 or 4 (P < 0,01), meanwhile cisplatin dose had a trend to hearing loss grade 3 or 4 (P = 0.075). There was no relationship between the auditory apparatus volume contoured in planning and hearing loss. Grade 3 or 4 hearing loss were uncommon with median dose to the inner ear bellow 42 Gy (P = 0.063) and cisplatin dose less than 375 mg/m² (P < 0.01). None of the patients who received carboplatin in lieu of cisplatin had severe hearing loss. There was no statistically significant association between ototoxicity and the variables, when these patients were excluded from the analysis. Four patients died and two have recurred at the time of the study with a 90% overall survival rate and 85% disease free survival in 44 months. CONCLUSIONS: Our findings shows that IMRT treatment leads to a low rate of serious hearing loss even with a longer follow-up, which is consistent with others trials. We believe that is safe to contour only the cochlea and that a median dose to it should be kept below 42Gy. Cisplatin chemotherapy continues to have an important role in treatment, however doses should not exceed 375 mg/m². Survival rates were impressing in this trial given the fact that 21 (51.2%) patients were classified as high risk

A radioterapia com intensidade modulada de feixe (IMRT) possibilitou a realização de tratamentos de múltiplos alvos simultaneamente em um esquema de tratamento acelerado conhecido como SMART (Simultaneous Modulated Accelerated Radiation Therapy). Estes tratamentos requerem um rigoroso controle de qualidade (QA) que deveria ser realizado, idealmente, em três dimensões. Uma potencial ferramenta para dosimetria tridimensional (3D) é o uso de gel polimérico associado à leitura de doses com Imagens de Ressonância Magnética Nuclear (IRMN). Neste trabalho, a dosimetria 3D com o gel MAGIC-f foi aplicada no CQ de 10 planejamentos radioterápicos usando a técnica SMART. Inicialmente, as distribuições de dose dos planejamentos avaliados foram recalculadas na geometria do simulador baseadas em sua tomogra_a computadorizada. Todos os planejamentos utilizados foram aprovados previamente no QA convencional pontual e planar, o que validou a distribuição de dose do sistema de planejamento (TPS) para comparação com a dosimetria gel. Os simuladores foram irradiados com os planejamentos estabelecidos e as distribuições de dose foram obtidas através da relaxometria em IRMN. A comparação das distribuições de dose calculadas pelo TPS e as medidas no gel foi feita pela análise gama (3%/3mm) e pela comparação entre os histogramas dose-volume (DVHs) calculados e medidos para dois volumes criados nas regiões equivalentes aos volumes alvo de tratamento. Esses resultados evidenciam o potencial do uso da dosimetria gel polimérica no QA 3D de planejamentos de IMRT com a técnica SMART, fornecendo informação completa 3D da dose absorvida em cada volume alvo planejado, desde que realizada seguindo os protocolos pré-estabelecidos. / Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT) treatments in the radiotherapy practice made possible the simultaneously treatment of multiple targets at an accelerated treatment regimen, this scheme is known as Simultaneous Modulated Accelerated Radiation Therapy (SMART). These treatments require a strict quality control (QC) that should be done, ideally, in three dimensions. A potential tool for tridimensional dosimetry (3D) is the use of polymeric gel with Nuclear Magnetic Resonance Images (NMRI). In this paper, the 3D dosimetry with MAGIC-f gel was applied in 10 QC radiotherapy planning using the SMART technique. Initially, the dose distributions of assessed plans were remeasured in simulator geometry based on a CT scan. All plans used were previously approved in punctual and planar conventional CQ, which validated the dose distribution planning system (TPS) for comparison with the gel dosimetry. The simulators were irradiated with established schedules and dose distributions were obtained by relaxometry in NMRI. The comparison of dose distributions calculated by TPS and measured in the gel was made by gamma analysis (3% / 3mm) and by comparing the dose-volume histograms (DVHs) calculated and measured for two volumes created in the equivalent regions to target volumes of treatment. These results highlight the potential use of the polymer gel dosimetry in IMRT planning 3D CQ with SMART technique, providing complete 3D information of the absorbed dose in each target volume planned, if carried out following the pre-established protocols.

Orientador: Marco Antônio Rodrigues Fernandes / Resumo: O presente estudo consiste na análise da viabilidade econômica e financeira da implantação da radioterapia de intensidade modulada (IMRT) no tratamento do câncer de próstata e comparar seus benefícios clínicos frente aos procedimentos similares custeados pelos sistemas de saúde públicos e privados. Para tanto, foram analisadas as distribuições de dose de radiação preconizadas nos planejamentos radioterápicos com as técnicas de radioterapia conformacional tridimensional (3D-CRT) e de intensidade modulada (IMRT), prescrita para 20 pacientes com câncer de próstata tratados em um serviço de radioterapia privado. Para verificação da qualidade da distribuição de dose de radiação no volume de tratamento, foram analisados os índices de homogeneidade (IH) e de conformidade (IC) de cada um dos planos radioterápicos estudados. Em comparação com a técnica 3D-CRT, a técnica de IMRT permitiu uma melhor cobertura e conformação da dose prescrita no volume alvo de planejamento (PTV), porém distribuída de forma mais heterogênea. Além disso, avaliou-se os custos financeiros para aquisição dos equipamentos de irradiação e manutenção dos tratamentos, bem como os valores de repasses feitos pelos sistemas de saúde para os procedimentos de radioterapia em próstata. / Mestre

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Orientador: Marco Antônio Rodrigues Fernandes / Resumo: Os modernos sistemas de planejamentos de tratamento (Treatment Planning System - TPS) computadorizados possibilitam a análise de parâmetros que informam sobre a homogeneidade (Índice de Homogeneidade - IH) e a conformidade (Índice de Conformidade - IC) da distribuição de dose de radiação em todo o volume irradiado. O IH é determinado verificando o gradiente de dose de radiação em todo o volume de tratamento planejado (PTV), uma distribuição de dose perfeitamente homogênea implica em IH igual a zero. O IC representa o grau de conformidade entre a região do PTV coberta pela dose prescrita e o volume total do PTV, quanto mais próximo do valor 1,0 melhor a conformidade do tratamento. Nesta pesquisa foram analisados os índices IH e IC para 82 casos clínicos de pacientes anteriormente submetidos à radioterapia, comparando os valores calculados destes parâmetros em planejamentos realizados com a técnica radioterápica tridimensional conformacional (3D-CRT) com a técnica de radioterapia de intensidade modulada (IMRT), e correlacionando estes índices com a dose de radiação preconizada em cada um dos casos clínicos estudados. Os planejamentos radioterápicos foram efetuados em dois diferentes Sistemas de Planejamento de Tratamento (TPS), o TPS Eclipse e o TPS XiO. Os resultados apontam que os planejamentos feitos com a técnica de IMRT apresentam valores de IC e IH levemente melhores do que os obtidos com a técnica 3D-CRT. / Abstract: Modern Treatment Planning System (TPS) computerized allows the analysis of parameters that report on the homogeneity index (HI) and conformity index (CI) of radiation dose distribution throughout the irradiated volume. IH is determined by checking the radiation dose gradient across the PTV (planned treatment volume), a perfectly homogeneous dose distribution implies IH = zero. The IC represents the degree of conformity between the PTV region covered by the prescribed dose and the total PTV volume, the closer to 1.0 the better the treatment compliance. In this research IH and IC indices were analyzed for 82 clinical cases previously submitted to radiotherapy, comparing the calculated values of these parameters in three-dimensional conformal radiation therapy (3D-CRT) planning with the intensity modulated radiation therapy (IMRT) technique, and correlating these indices with radiation dose recommended in each of the clinical cases studied. Radiotherapy planning was carried out in two different treatment planning system (TPS): TPS Eclipse and TPS XiO. The results indicated that the plans made with the IMRT technique present slightly better IC and IH values than those obtained by 3DCRT technique. / Mestre