Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06118.pdf: 5177469 bytes, checksum: 1a0ed58fc3fd28df339dcde05cba57d4 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06118.pdf: 5177469 bytes, checksum: 1a0ed58fc3fd28df339dcde05cba57d4 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06644.pdf: 6476949 bytes, checksum: 537fe5234ba74d48639417cebfe94231 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06644.pdf: 6476949 bytes, checksum: 537fe5234ba74d48639417cebfe94231 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Radioterapia é a modalidade de tratamento, principalmente de neoplasias malignas, cuja finalidade é a deposição de uma quantidade controlada de radiação ionizante numa região limitada do corpo do paciente. Para que a dose de controle da lesão seja ministrada com a maior exatidão o possível, deve-se conhecer todos as características do feixe de radiação utilizado no tratamento. Dessa forma, foram desenvolvidos protocolos de calibração, para feixes de radiacão ionizante, que estabelecem as regras que, quando seguidas adequadamente, conduzirão ao conhecimento do feixe de radiação no seu aspecto clínico e dosimétrico. O presente trabalho faz uma análise dos parâmetros de caracterização e dosimetria de feixes de raios-x superficiais de 100 e 140 kVp utilizados em radioterapia, através do AAPM protocol for 40-300 kV x-ray beam dosimetry in radiotherapy and radiobiology, cujos os parâmetros dosimétricos relatados para terapia superficial são os mais atuais existentes. Tal análise forneceu um guia de calibração para físicos e médicos que pretendem disponibilizar feixes de raios-x terapêuticos de 40 a 300 kVp em hospitais e se restringiu à metodologia de calibração do feixe no ar livre, onde foram determinados e analisados, parâmetros de caracterização como: camada semi-redutora, coeficiente de homogeneidade, distribuição espectral do feixe, energia máxima e média do feixe, tempo de estabilização e parâmetros dosimétricos como: fator de retroespalhamento, fator de calibração, linearidade da dose absorvida e coeficiente de absorção de energia mássico médio água-ar, no ar livre, além dos fatores de correção da leitura obtida com a câmara de ionização. A análise das incertezas associadas aos parâmetros de caracterização e dosimetria, permitiu estabelecer quais parâmetros contribuem de forma mais significativa no aumento da incerteza expandida associada à taxa de dose absorvida na superfície da água; e portanto, sua determinação deve ser metrologicamente melhorada. / Radiotherapy is the modality used in the treatment of malignant neoplasias that aims the deposition of a controlled amount of ionizing radiation in a limited area of the patient body. In order to provide a well-known and as accurate as possible absorbed dose for controlling a lesion, all characteristics of the treatment radiation beam must be known. For this purpose, protocols were developed and used for calibrating those beams; they are a set of rules and procedures that are to be followed appropriately to achieve the knowledge of the clinical and dosimetric aspects of the radiation beam. This work carries out the measurement and analysis of parameters aiming the characterization and dosimetry of a 100 and a 140 kVp superficial x-ray beams to be used for radiotherapy; the AAPM protocol for 40-300 kV x-ray beam dosimetry in radiotherapy and radiobiology was used for such purpose. Characterization parameters as half-value layer, homogeneity coefficients, spectral beam distribution, maximum and minimum radiation energy, time stabilization and dosimetric parameters as backscatter factor, calibration factor, linearity of the absorbed dose in air, free-in air, air to water ratios of the mass energy-absorption coefficients, besides ionization chamber corrections factors were determined and analyzed. The analysis of the uncertainty components concerned to the beam characterization and dosimetry was done and it allowed to identify which one is more significant and it needs to be improved to reduce the expanded uncertainty in the absorbed dose rate on the water surface. By adopting the free-in-airmethodology, a calibration guideis offered to physicists and doctors who intend to apply therapeutic soft x-ray beams from 40 to 300 kVp in hospitals.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Um sistema de referência para determinação do equivalente de dose pessoal, HP (10), e um programa de controle da qualidade de sistemas geradores de raios X utilizados em radioproteção inclui a verificação periódica da constância dos feixes de raios X empregados na calibração de instrumentos medidores de radiação em laboratórios de calibração de instrumentos. Neste trabalho foram desenvolvidas duas câmaras de ionização de placas paralelas inseridas em objetos simuladores de tronco humano. Uma das câmaras de ionização possui eletrodo coletor de grafite, para a medida do equivalente de dose pessoal; a segunda câmara de ionização foi confeccionada com eletrodo coletor de alumínio para, juntamente com a primeira câmara de ionização, formarem um sistema Tandem. A dependência energética diferente da resposta das duas câmaras de ionização é que permite a formação do sistema Tandem, que apresenta grande utilidade na verificação da constância de feixes de radiação X. Foram ainda implantados feixes padronizados de radiação X de energias médias (48 keV a 118 keV), nível radioproteção, por meio do desenvolvimento de uma metodologia dosimétrica e da análise dos parâmetros físicos destes feixes. As câmaras desenvolvidas foram testadas em relação às suas características operacionais e foram calibradas em feixes de radiação X, níveis radioproteção, radiodiagnóstico, mamografia e radioterapia, e ainda em campos de radiação gama, seguindo as recomendações internacionais. Apresentaram bom desempenho. Foi estabelecido o procedimento da determinação do equivalente de dose pessoal, Hp (10). / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Marco Antonio Oliveira da Silva (maosilva@ipen.br) on 2016-08-26T10:42:03Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-08-26T10:42:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Para avaliar os níveis de exposição e a dose absorvida em pacientes submetidos a exames de tomografia computadorizada, TC, é necessário calcular os índices de dose em medições com um simulador de PMMA, ou cheio de água. O simulador deve ser capaz de reproduzir as características de absorção e espalhamento do corpo ou parte do corpo humano em um campo de radiação. As grandezas específicas em TC: índice de kerma livre no ar (Ca,100), índice de kerma no ar ponderado (CW), índice de kerma no volume total (Cvol) e produto kerma no ar-comprimento (PKL) devem ser determinadas e comparadas com os níveis de referência já existentes na literatura. Neste trabalho foi desenvolvido um simulador pediátrico craniano, já que no Brasil os níveis de referência para diagnósticos (NRDs) disponíveis foram determinados baseados em um simulador padrão adulto. O simulador desenvolvido inovou em sua construção apresentando materiais que simulam a calota craniana em osso cortical (alumínio) e osso esponjoso (PVC). O seu interior foi preenchido com água destilada. As dimensões foram escolhidas de acordo com as recomendações da Organização Mundial da Saúde e do International Commission on Radiation Units, para o tamanho da cabeça de uma criança de 0 a 5 anos: 160 mm de diâmetro e 155 mm de altura. A calota craniana tem uma espessura de 4 mm e diâmetro interno de 111,9 mm. Para avaliar seu comportamento foram realizados testes em laboratórios e em feixes clínicos. Os resultados apresentaram uma atenuação de até 23% na utilização dos materiais que simulam a calota craniana evidenciando que os valores adotados para os cálculos de NRD podem estar superestimando a dose recebida por pacientes pediátricos. Percebe-se que a dose recebida em exames de crânio apresenta uma distribuição diferente por ser parcialmente atenuada e/ou retroespalhada pela calota craniana, o que não é considerado ao se utilizar o simulador constituído apenas de PMMA. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Pedro Silva Filho (pfsilva@ipen.br) on 2017-11-17T16:39:31Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-11-17T16:39:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A radiação ionizante é amplamente utilizada em diversas áreas na indústria e na medicina. No campo da medicina, a radiação ionizante é utilizada tanto para fins terapêuticos como para fins diagnósticos, abrangendo assim um grande intervalo de doses de diferentes tipos de radiações. Para certificar que a finalidade da prática esteja sendo alcançada, são necessários estudos detalhados de detectores e dispositivos que atendam aos diferentes tipos de radiações. Neste trabalho foi realizado um estudo das características dosimétricas de amostras de BeO em feixes padronizados de radiodiagnóstico convencional, mamografia e tomografia computadorizada, utilizando as técnicas de termoluminescência (TL) e luminescência opticamente estimulada (OSL) e propondo um sistema adequado para sua utilização em dosimetria de feixes. Os principais resultados obtidos foram: alta sensibilidade à luz branca durante a irradiação, boa reprodutibilidade das respostas TL e OSL (coeficientes de variação inferiores a 5%), parâmetros cinéticos correspondentes aos valores obtidos em todos os métodos testados, sem fading dentro do período estudado para ambas as técnicas. As características dosimétricas obtidas neste trabalho mostram a possibilidade de aplicação das amostras de BeO em dosimetria da radiação X, considerando os intervalos de dose empregados, pelas técnicas de TL e OSL. Assim, as amostras de BeO apresentaram sua utilização potencial para dosimetria de feixes de radiodiagnóstico convencional, mamografia e tomografia computadorizada. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Das entwickelte Bildgeführte Präzisionsbestrahlungsgerät für Kleintiere (engl. Small Animal Image-Guided Radiation Therapy – SAIGRT) dient der schnellen, hochauflösenden Röntgenbildgebung und präzisen, konformalen Bestrahlung von Kleintieren im Rahmen präklinischer in-vivo Experimente für die translationale Krebsforschung. Speziell programmierte Softwares zur Gerätesteuerung sowie zur Bildkorrektur- und Bildrekonstruktion auf dem zentralen leistungsfähigen Arbeitsplatz-PC stellen alle Gerätefunktionen zur Verfügung und ermöglichen durch automatisierte Abläufe und intuitive grafische Nutzeroberflächen eine einfache, sichere Bedienung. Für die Bestrahlungsplanung wird eine vollwertige, aus der humanen klinischen Strahlentherapie adaptierte 3D-Bestrahlungsplanungssoftware eingesetzt, die etablierte Werkzeuge für den Transfer und die Koregistrierung multimodaler Bilddaten, die Konturierung und Segmentierung von Zielvolumina und Risikoorganen sowie die Erstellung und Validierung von Bestrahlungsplänen enthält. Die resultierende Dosisverteilung wird darin basierend auf dem individuellen CT-Datensatz des Versuchstieres und einem auf das SAIGRT angepassten Maschinenmodell mittels eines Monte-Carlo-Algorithmus exakt und realitätsnah simuliert. Durch geometrische Kalibrierungen und vielfältige Basisdatenmessungen für die Bildgebung und Bestrahlung im Rahmen der Gerätekommissionierung ist eine Zielgenauigkeit von ca. ±0,1 mm mit hoher geometrischer Abbildungstreue und guter Bildqualität bei Bildgebungsdosen vergleichbar denen klinischer Radiografie- und CT-Geräte möglich. Die Dosisverteilung zur Bestrahlung der Versuchstiere spiegelt bei der definierten Strahlungsqualität größenskaliert die humane Strahlentherapie mit hochenergetischer Photonenstrahlung von klinischen Linearbeschleunigern wider. Ein umfassendes Qualitätssicherungsprogramm bestehend aus regelmäßiger Wartung und wiederkehrenden Konstanzprüfungen der Bildgebung und Bestrahlung sichert dauerhaft den technisch einwandfreien Zustand und die ordnungsgemäße Verfügbarkeit aller Gerätefunktionen in gleichbleibender Güte. Das SAIGRT ist somit nachweislich geeignet, bildgeführte Bestrahlungen mit einem Ablauf analog dem einer modernen klinischen Strahlentherapie am Menschen in präklinischen in-vivo Experimenten präzise an Kleintieren zu applizieren. Es leistet dadurch einen essentiellen Beitrag zur translationalen Krebsforschung in Dresden, indem die klinische Situation realistischer modelliert und so potenziell die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf Krebspatienten verbessert werden kann. / The Small Animal Image-Guided Radiation Therapy (SAIGRT) platform facilitates fast, high resolution X-ray imaging and precise, conformal irradiation of small animals in preclinical in-vivo experiments for translational cancer research. Dedicated software for device control as well as image correction and reconstruction on a central high performance PC provide all device functions and allow simple and safe operation by automated procedures and intuitive graphical user interfaces. A fully 3D treatment planning software adapted from human clinical radiation therapy is used for treatment planning, containing established tools and methods for the transfer and registration of multimodality imaging data, contouring and segmentation of target volumes and organs at risk as well as creation and evaluation of treatment plans. Based on an individual CT scan of the small animal and a machine model adapted for the SAIGRT, the resulting dose distribution is simulated by a Monte-Carlo algorithm in a precise and realistic manner. Geometrical calibrations as well as manifold basic data measurements for X-ray imaging and irradiation during commissioning resulted in a targeting and imaging accuracy of about ±0.1 mm, a correct representation of imaging geometry and a good image quality with imaging doses comparable with those of clinical radiography and CT systems. Dose distribution of the defined beam quality used for irradiation of small animals reflects a downsized human radiation therapy using high energy photon beams of clinical linear accelerators. A comprehensive quality assurance program comprising regular maintenance and periodic constancy tests of X-ray imaging and irradiation ensures permanent technically perfect condition and proper availability of all implemented functions in a stable high quality. The SAIGRT platform is feasible for image-guided irradiations precisely applied to small animals in preclinical in-vivo experiments using a workflow of modern human radiation oncology. Thus, it significantly contributes to translational cancer research by more realistic modelling the clinical situation and potentially brings the results closer to their clinical implementation.