Análise de variação de dose em campos pequenos de aceleradores lineares

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Universidade Federal de Minas Gerais

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Tese de doutorado

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Henrique Resende Martins
Luciana Batista Nogueira
Esther Lorrayne Machado Pereira
Matheus Figueiredo Soares Mingote
Thêssa Cristina Alonso

Resumo

A radioterapia é uma técnica crucial no tratamento de cânceres, muitas vezes combinada com outras abordagens terapêuticas, como quimioterapia e imunoterapia. A radioterapia com aceleradores lineares emprega feixes de elétrons e fótons X para eliminar ou conter o crescimento de células tumorais. O avanço das tecnologias radioterápicas demanda planejamentos mais dinâmicos para atender às necessidades individuais dos pacientes. Em modalidades inovadoras, como a radiocirurgia estereotáxica (SRS), são utilizados campos cada vez menores, conhecidos como campos pequenos, muitas vezes menores que 4x4 cm², até então ainda um tamanho de campo incerto na literatura. No entanto, a análise dosimétrica para esses campos enfrenta desafios devido ao desequilíbrio eletrônico, à obstrução da fonte, aos altos gradientes de dose e ao tamanho reduzido dos detectores. Em 2006, a Agência Internacional de Energia Atômica registrou acidentes relacionados a campos pequenos devido a problemas na aquisição dos dados dosimétricos de aceleradores lineares. Erros nos cálculos de planejamento resultaram em doses superiores às planejadas para os pacientes, destacando a importância da determinação precisa dos dados dosimétricos, da seleção adequada de detectores e da avaliação rigorosa dos sistemas de planejamento computadorizado. Este trabalho apresenta uma análise dosimétrica de campos pequenos (1x1 cm², 2x2 cm², 3x3 cm²) e campos convencionais de uso em tratamentos radioterápicos, como os campos de 5x5 cm² e 10x10 cm² em dois aceleradores lineares distintos. Utilizou-se filme radiocrômico Gafchromic EBT3, em um objeto simulador de água sólida, com o intuito de investigar as variações de dose em diferentes tamanhos de campos. As irradiações foram realizadas em campos axiais e longitudinais.

Abstract

Radiotherapy is a crucial technique in the treatment of cancers, often combined with other therapeutic approaches such as chemotherapy and immunotherapy. Radiotherapy with linear accelerators uses beams of electrons and X-photons to eliminate or contain the growth of tumor cells. The advancement of radiotherapy technologies demands more dynamic planning to meet the individual needs of patients. In innovative modalities, such as stereotactic radiosurgery (SRS), stereotactic body radiotherapy (SBRT), increasingly smaller fields, known as small fields, are used, often smaller than 4x4 cm², until now still an uncertain field size in the literature. However, dosimetric analysis for these fields faces challenges due to electronic imbalance, source obstruction, high dose gradients, and small detector sizes. In 2006, the International Atomic Energy Agency recorded accidents related to small fields due to problems in acquiring dosimetric data from linear accelerators. Errors in planning calculations resulted in higher than planned doses for patients, highlighting the importance of accurate determination of dosimetric data, appropriate selection of detectors, and rigorous evaluation of computerized planning systems. This work presents a dosimetric analysis of small fields (1x1 cm², 2x2 cm², 3x3 cm²) and conventional fields used in radiotherapy treatments, such as fields of 5x5 cm² and 10x10 cm² in two different linear accelerators, using Gafchromic EBT3 radiochromic film, in a solid water simulator, with the aim of investigating dose variations in different field sizes. Irradiations were carried out in axial and longitudinal fields.

Assunto

Engenharia nuclear, Aceleradores lineares, Radiação - Dosimetria, Radioterapia

Palavras-chave

Campos Pequenos, Dosimetria, Radioterapia;, Objeto Simulador de Água Sólida, Filme Radiocrômico EBT3, Acelerador Linear de Partículas

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