Simulação computacional de um feixe de fótons de 6 MV em diferentes meios heterogêneos utilizando o código PENELOPE / Computer simulation of a 6 MV photon beam in different heterogeneous media utilizing the PENELOPE code

OBJETIVO: Utilizar o código PENELOPE e desenvolver geometrias onde estão presentes heterogeneidades para simular o comportamento do feixe de fótons nessas condições. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram feitas simulações do comportamento da radiação ionizante para o caso homogêneo, apenas água, e para os casos heterogêneos, com diferentes materiais. Consideraram-se geometrias cúbicas para os fantomas e geometrias em forma de paralelepípedos para as heterogeneidades com a seguinte composição: tecido simulador de osso e pulmão, seguindo recomendações da International Commission on Radiological Protection, e titânio, alumínio e prata. Definiram-se, como parâmetros de entrada: a energia e o tipo de partícula da fonte, 6 MV de fótons; a distância fonte-superfície de 100 cm; e o campo de radiação de 10x 10 cm². RESULTADOS: Obtiveram-se curvas de percentual de dose em profundidade para todos os casos. Observou-se que em materiais com densidade eletrônica alta, como a prata, a dose absorvida é maior em relação à dose absorvida no fantoma homogêneo, enquanto no tecido simulador de pulmão a dose é menor. CONCLUSÃO: Os resultados obtidos demonstram a importância de se considerar heterogeneidades nos algoritmos dos sistemas de planejamento usados no cálculo da distribuição de dose nos pacientes, evitando-se sub ou superdosagem dos tecidos próximos às heterogeneidades.

OBJECTIVE: The PENELOPE code was utilized to simulate irradiation geometries where heterogeneities are present and to simulate a photon beam behavior under these conditions. MATERIALS AND METHODS: For the homogeneous case, the ionizing radiation behavior was simulated only with water, and different materials were introduced to simulate heterogeneous conditions. Cubic geometries were utilized for the homogeneous phantoms, and parallelepiped-shaped geometries for the heterogeneities with the following composition: bone and lung tissue simulators, as recommended by the International Commission on Radiological Protection, and titanium, aluminum and silver. Input parameters were defined as follows: energy and type of source, 6 MV photons; source-surface distance=100 cm; and radiation field of 10x 10 cm². RESULTS: Percentage depth-dose curves were obtained for all the cases. As result, it was observed that for high electronic density materials, such as silver, the absorbed dose is higher than the absorbed dose in the homogeneous phantom, and for the lung tissue simulator, it is lower. CONCLUSION: Results clearly demonstrate the relevant role of heterogeneities in the treatment planning system algorithms utilized in the calculation of dose distribution in patients, increasing the accuracy of the dose delivered to the tumor and avoiding unnecessary irradiation of healthy tissues.

Enhanced response of the fricke solution doped with hematoporphyrin under X-rays irradiation

The vials filled with Fricke solutions were doped with increasing concentrations of Photogem®, used in photodynamic therapy. These vials were then irradiated with low-energy X-rays with doses ranging from 5 to 20 Gy. The conventional Fricke solution was also irradiated with the same doses. The concentration of ferric ions for the Fricke and doped-Fricke irradiated solutions were measured in a spectrophotometer at 220 to 340 nm. The results showed that there was an enhancement in the response of the doped-Fricke solution, which was proportional to the concentration of the photosensitizer. The use of such procedure for studying the radiosensitizing property of photosensitizers based on the production of free radicals is also discussed.

Tubos de ensaio foram preenchidos com a solução Fricke dopada com Fotogem® em concentrações crescentes; essa hemotoporfirina é utilizada na terapia fotodinâmica. Esses tubos foram irradiados com doses de 5 a 20 Gy. A solução Fricke convencional também foi irradiada com as mesmas doses. As concentrações de íons férricos nas soluções Fricke convencional e dopadas irradiadas foram medidas num espectrofotômetro com comprimento de onda entre 220 e 340 nm. Os resultados mostraram que quando comparado o Fricke convencional com o Fricke dopado irradiado, as amostras dopadas demonstraram um aumento na resposta da dose absorvida que é proporcional a concentração do Photogem® na solução Fricke. Concluímos que esse procedimento pode ser utilizado para propósitos de dosimetria na terapia com radiossensibilizadores.

Recomendaçöes para se evitar grandes erros de dose em tratamentos radioterapêuticos / Recommendations to avoid gross errors of dose in radiotherapeutic treatments

Erros humanos são uma importante fonte de falhas em todos os passos do planejamento e do tratamento radioterapêutico. Com o objetivo de reduzir este grau de incerteza, várias organizações especializadas recomendam minuciosos programas de garantia da qualidade. No Brasil, programas deste tipo vêm tendo sua exigência intensificada, e a maioria dos serviços de radioterapia vem se orientando neste sentido, tanto em relação aos equipamentos de radiação e dosimetria, quanto em relação à verificação dos cálculos de dose em pacientes e das revisões das fichas de planejamento. Como uma contribuição a este esforço de qualidade, apresentam-se algumas recomendações para se evitar falhas de tratamento devidas a erros na dose de radiação recebida pelo paciente, como redundância nas verificações dos cálculos feitos manualmente ou por computador, e, também, a verificação da dose acumulada para cada paciente sob tratamento, semanalmente, além de se evitar a possibilidade de acesso a qualquer sistema de segurança do equipamento ao pessoal técnico treinado para apenas o operar. Além disso, deve-se considerar a possibilidade de se empregar um sistema computadorizado de verificação e registro do tratamento, dessa maneira prevenindo-se erros durante a aplicação diária devidos à seleção indevida dos diferentes parâmetros do tratamento. Reportam-se quatro incidentes radioativos recentes ocorridos no mundo, com injúrias em pacientes, e algumas ocorrências de erros grandes de dose.

Avaliaçäo de proteçäo ocular em feixes de elétrons / Evaluation of eye shield for electron beams

Nos tratamentos por radiaçäo, nos quais a regiäo ocular é exposta ao campo de tratamento, uma proteçäo é colocada entre a pálpebra e o globo ocular para proteger as estruturas oculares mais sensíveis à radiaçäo. Isto é importante, pois uma dose de 500 cGy na córnea pode provocar catarata. A efetividade de uma proteçäo ocular construida em chumbo e uma outra proteçäo comercial (Ace Medical Supply Co., New York) foi avaliada para feixes de elétrons de 5,4 MeV e 3,7 MeV. Na avaliaçäo do efeito de concavidade, verificou-se que o formato côncavo desse tipo de proteçäo permite que o dobro de radiaçäo seja transmitida, comparada a uma proteçäo plana. A proteçäo comercial testada apresentou proteçäo suficiente para o feixe de 3,7 MeV/ entretanto, para o feixe de 5,4 MeV a dose na interface proteçäo-material absorvedor foi 56 por cento da dose na profundidade de dose máxima, dmax, sem a proteçäo. A espessura encontrada para uma dose transmitida de aproximadamente 5 por cento da dose em dmax`, para uma proteçäo desse tipo, para este último feixe, foi de 3mm em chumbo. Um aumento significativo da dose na interface externa da proteçäo ocorre devido ao efeito de retroespalhamento dos elétrons. Para que este efeito seja reduzido a um nível de dose próximo à dose em dmax, espessura mínima de 3mm de poliestireno é necessária para ambos os feixes testados