Comportamiento dosimétrico de un sistema de planificación mediante curvas de calibración de densidades electrónicas relativas / Dosimetric behaviour of a planning system through calibration curves of relative electron density

En esta investigación se planteó como objetivo la verificación del comportamiento dosimétrico del Sistema de Planificación de Tratamiento (TPS) de Radioterapia mediante las curvas de calibración de Densidades Electrónicas Relativas (DER). Este estudio se realizó en el Hospital de la Sociedad de Lucha Contra el Cáncer (SOLCA) Núcleo Loja, usando un fantoma antropomorfo CIRS 062M y un tomógrafo Toshiba Activion 16. Para determinar la nueva curva de calibración DER se tomaron los valores de densidades electrónicas especificadas en el manual del fantoma y las Unidades Hounsfield de la imagen tomográfica. Se realizó controles de calidad dosimétricos y verificación dosimétrica en tres casos clínicos: tórax, pelvis y cráneo; para realizar las pruebas dosimétricas se utilizó un acelerador CLINAC CX, cámara de ionización PTW tipo Farmer con volumen sensible de 0,6 cm3 y un electrómetro PTW UNIDOS E. Los resultados mostraron que las medidas para cada inserto del fantoma en ningún caso excedieron los límites establecidos de ± 20 UH, para el tomógrafo y el TPS; las pruebas de control de calidad no superaron el límite máximo de desviaciones en el cálculo de dosis absorbida por el TPS y la obtenida por medición de ± 4 % establecida por la IAEA y las verificaciones dosimétricas en tórax, pelvis y cráneo, determinaron que las desviaciones en el cálculo de la dosis absorbida por el TPS y la obtenida por medición no superaban la tolerancia del ± 5 % establecida por la ICRU.

In this research, the aim was to verify the dosimetric behavior of the Radiotherapy Treatment Planning System (TPS) using the Relative Electron Density (DER) calibration curves. This study was carried out at the SOLCA (Society of Fight Against Cancer) hospital in Loja, using an CIRS model 062M anthropomorphic phantom and a Toshiba Activion 16 tomograph. To determine the new DER calibration curve, the values of the electron densities specified in the manual of the phantom and the Hounsfield Units of the tomographic image were taken. Dosimetric quality controls were made in the location of three clinical cases: thorax pelvis and skull; used a CLINAC CX accelerator was used to perform the dosimetric tests, PTW ionization chamber type Farmer with sensitive volume of 0.6 cm3 and a PTW UNIDOS E electrometer. The results showed that the measurements for each insert of the phantom in no case exceeded the established limits of ± 20 UH, for the tomograph and the TPS; the quality control tests did not exceed the maximum limit of deviations in the calculation of dose absorbed by the TPS and the one obtained by measurement of ± 4% established by the IAEA and the clinical planning in the thorax, pelvis and skull, determine that the deviations in the calculation of the dose absorbed by the TPS and that obtained by measurement, they do not exceed the tolerance of ± 5% established by the ICR.

Análise da distribuição espacial de dose absorvida em próton terapia ocular / Spatial distribution analysis of absorbed dose in ocular proton radiation therapy

OBJETIVO: Propõe-se avaliar os perfis de dose em profundidade e as distribuições espaciais de dose para protocolos de radioterapia ocular por prótons, a partir de simulações computacionais em código nuclear e modelo de olho discretizado em voxels. MATERIAIS E MÉTODOS: As ferramentas computacionais empregadas foram o código Geant4 (GEometry ANd Tracking) Toolkit e o SISCODES (Sistema Computacional para Dosimetria em Radioterapia). O Geant4 é um pacote de software livre, utilizado para simular a passagem de partículas nucleares com carga elétrica através da matéria, pelo método de Monte Carlo. Foram executadas simulações computacionais reprodutivas de radioterapia por próton baseada em instalações pré-existentes. RESULTADOS: Os dados das simulações foram integrados ao modelo de olho através do código SISCODES, para geração das distribuições espaciais de doses. Perfis de dose em profundidade reproduzindo o pico de Bragg puro e modulado são apresentados. Importantes aspectos do planejamento radioterápico com prótons são abordados, como material absorvedor, modulação, dimensões do colimador, energia incidente do próton e produção de isodoses. CONCLUSÃO: Conclui-se que a terapia por prótons, quando adequadamente modulada e direcionada, pode reproduzir condições ideais de deposição de dose em neoplasias oculares.

OBJECTIVE: The present study proposes the evaluation of the depth-dose profiles and the spatial distribution of radiation dose for ocular proton beam radiotherapy protocols, based on computer simulations in nuclear codes and an eye model discretized into voxels. MATERIALS AND METHODS: The employed computational tools were Geant4 (GEometry ANd Tracking) Toolkit and SISCODES (Sistema Computacional para Dosimetria em Radioterapia - Computer System for Dosimetry in Radiotherapy). Geant4 is a toolkit for simulating the passage of particles through the matter, based on Monte Carlo method. Computer simulations of proton therapy were performed based on preexisting facilities. RESULTS: Simulation data were integrated into SISCODES on the eye's model generating spatial dose distributions. Dose depth profiles reproducing the pure and modulated Bragg peaks are presented. Relevant aspects of proton beam radiotherapy planning are considered such as material absorber, modulation, collimator dimensions, incident proton energy and isodose generation. CONCLUSION: The conclusion is that proton therapy when properly modulated and directed can reproduce the ideal conditions for the dose deposition in the treatment of ocular tumors.

Sistema on-line para o cálculo de doses fetais de pacientes e trabalhadoras ocupacionalmente expostas em radiologia diagnóstica / On-line software for the estimation of fetal radiation dose to patients and staff members in diagnostic radiology

Neste trabalho descrevemos um sistema on-line, chamado “Dose Fetal Web”, que calcula a dose fetal e os riscos radiológicos devido a exposições clínicas ou ocupacionais de gestantes. O sistema utiliza a metodologia matemática onde são usados coeficientes de conversão de dose uterina para dose fetal, gerados por meio de simulações pelo método de Monte Carlo. Para exposição médica de uma paciente gestante, uma base de dados de informações de operação de equipamentos acompanhados por um programa de garantia de qualidade e parâmetros fetais e maternos coletados durante exames de ultrassonografia obstétrica são incorporados na estimativa da dose fetal. No caso de dose fetal de uma trabalhadora gestante sujeita à exposição ocupacional (IOE),informações de uma base de dados de monitoração pessoal como dose ocupacional e carga de trabalho são usadas nos cálculos. No primeiro caso, considerando-se uma paciente gestante de 26 semanas submetida a um procedimento abdominal AP (tensão aplicada ao tubo de 70 kVp e filtração total de 3 mmAl), a dose fetal calculada pelo sistema foi 4,61 mGy e os riscos radiológicos obtidos foram 5,0·10-4 e 0,14 para a probabilidade de indução de retardamento mental e declínio de pontos de QI, respectivamente. No segundo caso, considerando-se uma IOE gestante, e assumindo-se que ela utilize um avental de proteção de 0,5 mm de equivalência em chumbo durante cada procedimento de radiologia intervencionista, e que a leitura pessoal de um dosímetro TLD portado fora do avental foi de 2 mGy/mês, a dose fetal calculada pelo sistema foi 0,02 mSv/mês.

In this paper we describe an online software, named “Dose Fetal Web”, which calculates the dose of the fetus and the radiological risks from both medical and occupational exposures of pregnant women. The software uses a mathematical methodology where coefficients for converting uterus to fetal dose, NUD, have been calculated by using Monte Carlo simulation. In the fetal dose from diagnostic medical examination of the pregnant patient, database information regarding output and other equipment related parameters from the QA database, maternal and fetal parameters collected by ultrasound procedures were used for the fetal dose estimation. In the case of fetal dose of the pregnant staff member the database information regarding routine individual monitoring dosimetry, such as occupational dose and workload, were used for the estimation. In the first case, suppose a 26 weeks pregnant patient had to undergo a single AP Abdomen procedure (70 kVp peak tube voltage and total filtration 3 mmAl), the fetal dose calculated by the software was 4.61 mGy and the radiological risks would be 5.0·10-4 and 0.14 to the probability of mental retardation induction and decline in the IQ score, respectively. In the second case,considering that the staff member can be pregnant, and assuming that she wore a 0.5 mm lead equivalent apron during every interventional radiology procedure and a personal dosimetry reading of 2 mGyTLD/month measured with the TLDs outside the apron, the fetal dose calculated by the software was 0.02 mSv/month.