Abstract: Com a finalidade de otimizar a produção, a irradiação e a quantificação de iodo-125 utilizado na confecção de sementes de iodo para braquiterapia, uma metodologia teórico-experimental foi aplicada baseada no procedimento proposto por COSTA, O. L., 2015, em que iodo-125 é obtido via ativação neutrônica no reator nuclear IEA-R1 a partir da irradiação de xenônio-124 encapsulado em compartimentos de alumínio. Após todo o preparo das amostras seguindo o processo descrito, iniciou-se o processo de irradiação sob o fluxo de nêutrons da ordem de 1013 nêutrons.cm-2.s-1 por diferentes períodos de tempo. Foram irradiadas seis cápsulas (duas contendo Xe-124 natural e quatro contendo Xe-124 enriquecido 99,9%) a fim de comparar a atividade total produzida variando o parâmetro de enriquecimento da amostra. Depois de serem irradiadas, as capsulas foram abertas e lavadas em meio alcalino aquecido para extração do iodo depositado nas paredes internas. As soluções geradas foram armazenadas em diferentes frascos padrões de acrílico, nomeadas e quantificadas via espectrometria gama com Detector de Germânio Hiperpuro (HPGe ORTEC modelo GEM-C5970-B) para determinação da pureza do radionuclídeo de interesse. Para calibração do HPGe foi aplicada uma metodologia experimental utilizando uma fonte de calibração certificada de bário-133 com atividade bem conhecida em que as eficiências dos fotopicos energéticos foram medidos entre 0 - 667 keV. As curvas de eficiência foram determinadas para uma faixa de energia que cobrissem toda a região de interesse espectral para o iodo-125 e seus subprodutos gerados na reação nuclear, além disso, elas foram construídas para diferentes distâncias da janela do detector e dimensões do frasco padrão de análise. No processo de ativação, iodo-126 foi formado como subproduto indesejado, esse radionuclídeo foi quantificado e sua atividade determinada. Finalmente, foi possível determinar a pureza radionuclídica do iodo-125 e compará-la com as exigências internacionais de qualidade que regulam a produção de medicamentos radioativos.

Palavras-Chave: ge semiconductor detectors; gamma dosimetry; gamma spectroscopy; radiopharmaceuticals; iodine 125; iodine 126; xenon 124; barium 133; brachytherapy; radiotherapy; isotope ratio; isotope applications; isotope production reactors; iear-1 reactor; coefficient of performance; efficiency

CORREIA, RUANYTO W. Análise da pureza radioativa de iodo-125 produzido no reator nuclear IEA-R1 pelo método de espectrometria gama e comparação com a exigência internacional. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. 2021. 53 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-104200. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32249. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O câncer de pulmão é o mais comum de todos os tumores malignos. Em 90% dos casos diagnosticados o câncer de pulmão esta associado ao consumo de derivados de tabaco. A radioterapia atua como forma de tratamento e existe duas formas de aplicação; a teleterapia e a braquiterapia. Na teleterapia é utilizado um acelerador linear para fazer a aplicação da dose. Antes de começar o tratamento é realizado um planejamento que faz a aquisição de todas informações anatômicas do paciente e em seguida a classificação das áreas de interesse para o tratamento. Na radioterapia a dosimetria é aplicada como uma forma de medição independente e neste trabalho tem como objetivo fazer a comparação do plano dosimétrico de tratamento com os valores de dose calculados no sistema de planejamento (TPS) utilizando um phantom antropomórfico. A dosimetria foi realizada com dosímetros termoluminescentes (Lif:Mg,Ti-TLD-100). Foram selecionados 25 TLD's que passaram por processo de seleção com as seguintes etapas: tratamento térmico, seguido de irradiação, leitura e posteriormente a calibração para uso no acelerador linear. Com os dosímetros já selecionados, foi elaborado o plano de tratamento feito no sistema de planejamento Eclipse da Varian e em seguida comparado à dosimetria realizada com os TLD'S alocados no phantom antropomórfico, para este mesmo caso. Um acelerador linear com energia de fótons/6MV, modelo 2100 da Varian foi utilizado para fazer a aplicação da dose de 200 cGy e 250 cGy. Os valores obtidos apresentaram-se de acordo com o recomentado pelos protocolos, 5% AAPM-TG-51 e 5 a 7% ICRU 50 e 60.

Palavras-Chave: neoplasms; lungs; respiratory system; tumor cells; diseases; radiotherapy; brachytherapy; animal tissues; effective radiation doses; image processing; biological models; computerized control systems; phantoms; dosimetry; thermoluminescent dosemeters; ionizing radiations; linear accelerators

SOUZA, P.R.D. de. Avaliação comparativa de dosimetria com LiF:Mg,Ti (TLD-100) em phantom antropomórfico com o sistema de planejamento (TPS) para câncer de pulmão. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. 2019. 70 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-09122019-121029. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30740. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A observação e identificação dos fatores preditores de resultados e morbidade são essenciais na seleção ideal de pacientes que podem utilizar a braquiterapia como modalidade de tratamento do câncer de próstata. É capaz de melhorar o controle tumoral, aliviar os sintomas associados à doença e, com isso, melhora a qualidade de vida de pacientes. O estado do Tocantins não oferece essa modalidade terapêutica, disponibiliza apenas tratamento por cirurgia, terapia hormonal ou radioterapia externa convencional, sem conseguir atender toda a demanda. O objetivo desta pesquisa é analisar a população de pacientes portadores de câncer de próstata atendidos no Hospital Geral Público de Palmas no ano de 2015, verificar quantos estariam aptos à braquiterapia e analisar o impacto caso ela pudesse ser ofertada. O método empregado foi quantitativo, com as características de uma análise retrospectiva, transversal e descritiva. Realizado na maior unidade de saúde estadual, o Hospital Geral Público de Palmas, apesar de suas grandes dimensões, convive com os principais problemas do Sistema Único da Saúde, como superlotação e desabastecimento. Verificou-se que a maior parte dos pacientes atendidos correspondia à idade de 70 a 79 anos, perfazendo um total de 45%. Predominantemente eram do estado do Tocantins, mas alguns moravam em outros estados (Pará). Os dados relacionados ao escore de Gleason mostraram que houve uma predominância dos níveis 6 e 7, indicando tumores de grau baixo/intermediário. Os pacientes analisados apresentaram estadiamento predominante II e III do CaP, e que 36,11% deles estavam aptos à braquiterapia. A aplicação deste método impactaria positivamente reduzindo a demanda por leitos, internações e consultas ambulatoriais, possibilitando mais 52 dias/leito disponíveis ao HGPP ao ano, reduziria os custos com tratamento fora de domicílio, permitiria a reabilitação precoce, além de contribuir para a descentralização do serviço.

Palavras-Chave: neoplasms; prostate; tumor cells; brachytherapy; iodine 125; radiotherapy; internal irradiation; external irradiation; human populations; pathological; epidemiology; statistical data; compiled data; comparative evaluations

BEZERRA, ANDRE de S. Caracterização dos pacientes portadores de câncer de próstata, atendidos em hospital de referência do estado do Tocantins : aptos à braquiterapia?. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. 2021. 53 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-14072021-153508. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32258. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Dentre as diversas formas de se tratar o câncer de próstata, a braquiterapia com sementes de iodo-125 é uma opção que apresenta ótimos resultados e menor ocorrência de efeito colateral. No presente trabalho diferentes métodos de deposição de iodo radioativo em substrato de prata foram comparados com o propósito de eleger a alternativa mais adequada para a produção rotineira de sementes de iodo-125 do IPEN. A metodologia utilizada foi escolhida com base na infraestrutura disponível e na experiência dos pesquisadores presentes. Por essa razão, utilizou-se o iodo-131 para realização dos testes (mesmo comportamento do iodo-125). Quatro métodos foram selecionados: Método 1 (teste de eletrodeposição baseado no método desenvolvido por D. Kubiatowicz) com a eficiência de 65,16%; Método 2 (Reação química baseada no método desenvolvido por D. Kubiatowicz - HCl) com o resultado de 70,80% de eficiência; Método 3 (Reação química baseada no método desenvolvido pela Dra Maria Elisa Rostelato aquecimento/sulfeto) com 55,80% de eficiência; Método 4 (IQ-IPEN) apresentou o melhor resultado de eficiência, 99%. Como há mais fixação do material radioativo (que representa praticamente todo o custo da semente) por esse método, o preço final é o mais barato, sendo esse o método sugerido para ser implementado no laboratório de produção de fontes de braquiterapia do IPEN. Além disso o método é o mais rápido.

Palavras-Chave: tumor cells; neoplasms; prostate; brachytherapy; radiotherapy; iodine isotopes; silver; seeds; comparative evaluations

SOUZA, CARLA D. de. Comparação entre métodos de fixação do iodo radioativo em substrato de prta para confecção de fontes utilizadas em braquiterapia. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. 2012. 57 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2012.tde-10092012-130603. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10106. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A Organização Mundial da Saúde (OMS) relata o câncer como uma das principais causas de morte no mundo. O câncer de próstata é o segundo tipo de câncer mais prevalente em homens. Uma modalidade de tratamento que vem sendo bastante utilizada é a braquiterapia, que consiste na introdução de sementes com material radioativo no interior do orgão. Sementes de Iodo-125 podem ser inseridas soltas ou em cordas poliméricas bioabsorvíveis. As sementes em cordas poliméricas apresentam algumas vantagens, pois reduzem a taxa de migração das sementes, evento que poderia afetar a dosimetria da região e causar danos desnecessários a tecidos ou órgãos sadios. Para as sementes de Iodo-125 em cordas poliméricas, utiliza-se a poliglactina 910, (poli(ácido lático-co-ácido glicólico)) (PLGA), com cobertura de poliglactina 370 (Vicryl®). Foi proposto neste trabalho, o estudo e desenvolvimento da metodologia de síntese do biopolímero PLGA, via polimerização por abertura de anéis, assim como sua caracterização, com o propósito de utilizar o material sintetizado para fabricar um material similar ao RAPID-Strand®. Os resultados obtidos demonstram que, através da metodologia utilizada, foi possível determinar os melhores parâmetros de reação (tempo e temperatura) para o PLGA na proporção 80/20 (lactídeo/glicolídeo). Com uma temperatura de 110ºC e tempo de reação de 24h, foi possível obter 86% de rendimento, e com o aumento o tempo de reação para 72h, o rendimento é superior a 90%. Os valores de massas moleculares obtidas entre os testes, ainda são muito baixos quando comparados com os valores obtidos por outros autores na literatura (cerca de 20%). Falhas na selagem das ampolas, deixando-os vulneráveis à umidade e oxigênio, ou a falta de uma sistema eficiente de agitação podem ser possíveis explicações para estes resultados. Um reator químico adequado poderia solucionar o problema. Em relação à caracterização, as técnicas utilizadas confirmaram a estrutura esperada do polímero, e a maior proporção das unidades provenientes do dímero lactídeo, em relação ao glicolídeo.

Palavras-Chave: biological materials; polymers; glycolic acid; lactic acid; synthesis; isotope production; radiation sources; radioactivity; brachytherapy; iodine 125; prostate; neoplasms

PELEIAS JUNIOR, FERNANDO dos S. Desenvolvimento da metodologia para síntese do poli(ácido lático-co-ácido glicólico) para utilização na produção de fontes radioativas. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. 2013. 72 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2013.tde-19082013-133927. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10536. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A braquiterapia de alta taxa de dose é uma das modalidades mais utilizadas em braquiterapia para o tratamento de câncer. Os diversos avanços tecnológicos, bem como a evolução das técnicas de tratamento tornaram a braquiterapia de alta taxa de dose uma das modalidades de estado da arte para o tratamento de alguns cânceres. Parte deste avanço é creditada à melhoria na acurácia e na prescrição de dose absorvida recomendada ao paciente, ao longo dos anos. Este avanço permite que atualmente seja possível realizar os cálculos dosimétricos, por meio de sistemas de planejamento computadorizado, considerando as heterogeneidades dos pacientes, tais como: tecidos e órgãos com composições diferentes da água (meio de referência em radioterapia), contorno do paciente individualizado, introdução de aplicadores, dentre outros. Tais avanços demandam o controle de qualidade destas ferramentas, com objetivo de assegurar que todo o processo de tratamento seja satisfatório e acurado. Até o momento, a comunidade carece de um sistema experimental capaz de avaliar, considerando os níveis de incerteza, se os sistemas de planejamento computadorizados são aptos a considerar a heterogeneidade dos tratamentos. Neste trabalho, apresentamos o desenvolvimento de medidas experimentais em um objeto simulador, com capacidade de mensurar as diferenças introduzidas pela heterogeneidade por meio de três técnicas dosimétricas experimentais: termoluminescência, filmes radiocrômicos e ionométrica. Os resultados experimentais foram comparados com as simulações de Monte Carlo e com um sistema de planejamento computadorizado comercial, apto a realizar correções de heterogeneidade em braquiterapia. Discutimos as principais etapas de desenvolvimento deste objeto simulador, seus resultados experimentais e as comparações com os demais sistemas. As conclusões e as etapas futuras deste projeto também são apresentadas.

Palavras-Chave: brachytherapy; radiation source implants; radiation doses; dose rates; absorbed radiation doses; phantoms; simulation; monte carlo method

MOURA, EDUARDO S. Desenvolvimento de um objeto simulador para investigação de heterogeneidades em braquiterapia de alta taxa de dose. Orientador: Carlos Alberto Zeituni. 2015. 90 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2015.tde-20072015-095035. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23889. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A demanda por sementes de iodo-125 para uso em braquiterapia tem crescido muito ao longo dos últimos anos, tanto no Brasil quanto no mundo. Toda semente de iodo-125 deve ter seus parâmetros operacionais medidos e/ou calculados todas as vezes que for efetuada alguma modificação na produção. Um levantamento dosimétrico completo custa bastante caro, e recomenda-se que seja refeito pelo menos uma vez por ano. Neste contexto, o presente trabalho desenvolveu uma metodologia para todo o processo dosimétrico. A metodologia desenvolvida está baseada nas poucas informações disponíveis na literatura, pois quase toda a metodologia utilizada nos grandes laboratórios é segredo industrial. Os testes da metodologia proposta foram realizados com sementes da Amersham-Oncura-Ge Healthcare, que é a mais vendida no mundo. Na nova metodologia utilizou-se uma Leitora automática para reduzir o tempo necessário no processo de escolha dos dosímetros TLD-100 empregados, bem como uma área de corte dos espectros obtidos na Leitora, ou seja, um pós-processamento nos espectros. Foram utilizados 142 cristais, sendo selecionados apenas 29 pela metodologia proposta. Nas medidas foram utilizadas placas de Solid Water RW1 com a finalidade de simular a medida na água, empregando-se 3 arranjos experimentais diferentes e sendo repetidas as medidas pelo menos 3 vezes. Para a calibração dos cristais foi utilizado um Dermopan II da Siemens. Os valores experimentais dos parâmetros obtidos nos experimentos propostos apresentaram excelente concordância com os encontrados na literatura. Por fim, os valores medidos foram comparados com os valores calculados por um programa semi-empírico de simulação computacional, verificando-se boa concordância entre ambos, fato que demonstra a validade da metodologia proposta para cálculos dosimétricos.

Palavras-Chave: brachytherapy; iodine 125; dosimetry; radiation doses; radiation source implants; comparative evaluations; computer codes; computerized simulation; neoplasms; prostate; radiation source implants; thermoluminescent dosemeters

ZEITUNI, CARLOS A. Dosimetria de fontes de iodo-125 aplicadas em braquiterapia. Orientador: Luis Antonio Albiac Terremoto. 2008. 101 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2008.tde-17082009-151712. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11759. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O sucesso de uma radioterapia depende do correto planejamento da dose a ser entregue ao volume alvo. Na braquiterapia, modalidade da radioterapia onde um radioisótopo selado é implantado intracavitariamente ou intersticialmente no paciente, há menos avanços em sistemas de planejamento de tratamento computacionais do que na teleterapia, amplamente mais utilizada nos serviços típicos. Porém, a braquiterapia, quando aplicável, é preferível por poupar tecidos sadios vizinhos de uma dose desnecessária. O AMIGOBrachy, um sistema de planejamento para braquiterapia de interface amigável, compatibilidade com outros sistemas comerciais em uso e integrado ao código MCNP6 (Monte Carlo N-Particle Transport Code v. 6) foi desenvolvido no Centro de Engenharia Nuclear do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (CEN-IPEN) e atualmente está em processo de validação. Este trabalho contribuiu para este processo, avaliando três diferentes casos clínicos através do AMIGOBrachy com o formalismo do TG43 da AAPM (Associação Americana de Física Médica), protocolo que rege a dosimetria em braquiterapia, e comparando seus resultados com as distribuições de dose calculadas por outros sistemas comerciais consagrados: Varian BrachyVision TM (Varian Medical Systems; Palo Alto, CA, EUA) e Nucletron Oncentra® (Elekta; Estocolmo, Suécia). Os resultados obtidos estão dentro de uma faixa de concordância de ±10%, estando mais discrepantes em regiões muito próximas do aplicador, onde os sistemas de planejamento comerciais e o AMIGOBrachy divergem devido aos diferentes métodos de cálculo. Em pelo menos dois terços da região de interesse, porém, a dose concordou em uma faixa de ±3% para os três casos. Também foram realizadas simulações utilizando o formalismo do TG186 da AAPM, que considera heterogeneidades no tecido, para avaliar o impacto dos mesmos na dose. Em adição ao processo de validação, também foi realizado um estudo em braquiterapia oftálmica para posterior inserção de um módulo adicional ao AMIGOBrachy; para isso, um modelo de olho humano foi desenvolvido utilizando geometria UM (Unstructured Mesh), para validação com o código MCNP6, que apenas nesta versão demonstra um novo recurso capaz de simular uma geometria híbrida: parcialmente analítica, parcialmente UM. O modelo considera dez diferentes estruturas no olho humano: esclera, coroide, retina, corpo vítreo, córnea, câmara anterior, lente, nervo óptico, parede do nervo óptico, e um tumor definido de forma arbitrária crescendo da superfície externa do globo ocular em direção ao seu centro. Os resultados foram comparados com um modelo de olho puramente analítico modelado com o MCNP6 e tomado como referência. Os resultados foram satisfatórios em todas as simulações desenvolvidas, exceto para as estruturas do nervo óptico e sua parede, que devido ao seu pequeno tamanho e distância da fonte, mostraram erros relativos maiores, mas ainda menores que 10%, e não representam problema de preocupação clínica uma vez que recebem doses muito pequenas. Discutiu-se também a eficácia e problemas encontrados nessa nova capacidade do código MCNP de simular geometrias híbridas, uma vez que é recente e ainda apresenta deficiências, que tiveram que ser contornadas no presente trabalho.

Palavras-Chave: brachytherapy; monte carlo method; calculation methods; neutron transport theory; radiation doses; dose rates; dose equivalents; radiation dose units; radiation dose distributions; radiation dose ranges; eyes; reactivity; multipolarity; phase space; coordinated research programs; specifications; standards

ANGELOCCI, LUCAS V. Estudo de casos clínicos em radioterapia através do sistema de planejamento AMIGOBrachy. Orientador: Hélio Yoriyaz. 2016. 125 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-07102016-123047. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/26926. Acesso em: $DATA.

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