Abstract: As lesões dermatológicas submetidas à terapia com fontes de radiação podem apresentar diferentes padrões de malignidade. Os tumores de pele mais comumente encontrados nos serviços de radioterapia são os carcinomas. A radioterapia de lesões dermatológicas é realizada com feixes de radiação de baixa penetração como os raios-X de ortovoltagem, feixes de elétrons e fontes radioativas (192Ir, 198Au, e 90Sr) arranjadas em moldes superficiais ou aplicadores metálicos. O presente trabalho teve como objetivo analisar o perfil de distribuição de dose terapêutica produzida por fontes de radiação utilizadas em procedimentos radioterápicos em lesões superficiais da pele. As medidas experimentais, para as análises dosimétricas das fontes de radiação, foram comparadas com cálculos obtidos no sistema computacional baseado no Método de Monte Carlo. Os resultados obtidos com os cálculos computacionais através do código MCNP-4C apresentaram uma boa concordância com as medidas experimentais. As comparações das medidas experimentais com os cálculos obtidos através do código MCNP-4C, foram utilizadas para validar os cálculos e assim possibilitar o uso de dados de simulação para aplicação em casos clínicos de rotina. A comparação entre diferentes modalidades podem fornecer um indicativo dos procedimentos mais adequados em cada caso clínico.

Palavras-Chave: skin diseases; carcinomas; radiation dose distributions; radiotherapy; beams; monte carlo method; m codes; comparative evaluations; simulation

TADA, ARIANE. Analise dosimetrica de fontes de radiacao para uso em lesoes dermatologicas. Orientador: Helio Yoriyaz. 2010. 100 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2010.tde-02082011-125808. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9551. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Atualmente a radioterapia de intensidade modulada (IMRT) está sendo implementada em um número crescente de centros no Brasil. Como conseqüência disto, muitas instituições estão enfrentando o problema de executar um programa de controle de qualidade antes e durante a execução do IMRT na prática da rotina clínica. O objetivo deste trabalho é avaliar e propor uma metodologia para o controle de qualidade de tratamentos com IMRT. Uma câmara de ionização e um detector bidimensional foram utilizados para avaliar a dose absoluta total de todos os campos em um determinado ponto. A distribuição de dose relativa total de todos os campos foi medida com filmes radiocrômicos e um detector bidimensional em uma profundidade no objeto simulador. Uma comparação entre as distribuições de dose medidas e calculadas foi realizada usando o método do índice gama, avaliando o percentual de pontos que satisfazem os critérios de diferença dose de ±3% e distância de concordância de ±3 mm. Como resultado da dosimetria absoluta de 113 feixes de IMRT medidos com uma câmara de ionização e 81 feixes usando o detector bidimensional, foi proposto um nível de ação de cerca de ± 5% em relação ao sistema de planejamento e de tratamento para a verificação da dose em um único ponto na região de baixo gradiente de dose. A análise das medições com o detector bidimensional mostrou que o valor da função gama foi <1 para 97,7% dos dados e, para o filme, o valor da função gama foi <1 para 96,6% dos dados. Neste trabalho pode-se concluir que para uma entrega exata de dose em IMRT sliding-window com um colimador micro multilâminas, os parâmetros de dose total absoluta e distribuição de dose total relativa devem ser verificados por dosimetria absoluta e relativa respectivamente.

Palavras-Chave: radiotherapy; quality control; ionization chambers; radiation dose distributions; dosimetry

LAVOR, MILTON. Avaliação das ferramentas de controle de qualidade para pacientes submetidos ao IMRT. Orientador: Laura Natal Rodrigues. 2011. 82 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2011.tde-16062011-161534. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9971. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O processo de radioterapia consiste em várias etapas, iniciando na indicação pelo médico. O plano de tratamento passa então por um processo denominado simulação, onde é adquirida uma série de imagens por tomografia computadorizada que são transferidas para o sistema de planejamento, onde a delineação dos volumes alvos e tecidos normais adjacentes serão realizadas. Após a delineação desses volumes, no sistema de planejamento são colocados os campos de irradiação e a dose desejada conforme prescrição médica. O sistema de planejamento calcula então a dose que o volume alvo e os tecidos adjacentes poderão receber. Se estas doses estão dentro dos padrões aceitáveis, o planejamento então é aprovado e enviado ao acelerador linear para a execução do tratamento. Antes da execução do tratamento, é realizada uma imagem, seja através de filme radiográfico ou digitalmente, para avaliar a posição no paciente na mesa de tratamento. Se a localização do paciente está correta, a dose é então liberada. Esse protocolo de aquisição de imagem é denominado como Radioterapia Guiada por Imagem (IGRT). A quantidade de radiografias de posicionamento segue um protocolo definido conforme a região a ser irradiada. Como resultado deste procedimento, sabe-se que uma determinada dose adicional é recebida pelos pacientes, tornando-se um fator importante a ser determinado. Esta avaliação foi realizada através da simulação de Monte Carlo, utilizando o código MCNP. Para isso foi realizada primeiramente toda a caracterização da fonte de raios X com uso de câmaras de ionização e dosimetros TL juntamente com as simulações no MCNP. Após essa caracterização, as imagens e as estruturas do planejamento radioterápico foram convertidas para serem utilizadas no código MCNP. Para que as doses fossem calculadas nos principais órgãos de risco no tratamento de próstata: bexiga, reto e cabeças de fêmur direita e esquerda.

Palavras-Chave: radiotherapy; planning; radiation doses; radiation protection; simulation; images; linear accelerators; monte carlo method; m codes; radiation dose distributions

GONCALVES, VINICIUS D. Caracterização da dose em pacientes devido a produção de imagem de raios-X utilizadas em radioterapia guiada por imagem - IGRT. Orientador: Helio Yoriyaz. 2014. 54 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2012.tde-18022014-154354. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10555. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Atualmente, a caracterização dos resíduos radioativos gerados na operação do reator nuclear de pesquisas IEA-R1 está em curso. O reator IEA-R1 é um reator do tipo piscina aberta, moderado e refrigerado por água leve, utilizando dois leitos de resinas de troca iônica e de carvão ativado para purificação de água de refrigeração. Estes meios filtrantes são substituídos quando já não são capazes de manter a qualidade da água dentro dos limites exigidos e são tratados como rejeitos radioativos. Contendo produtos de fissão, ativação e actinídeos que escapam do núcleo do reator para a água da piscina, apresentam altas taxas de dose devido à quantidade de emissores gama de meias-vidas curtas e intermediárias, emissores alfa, elementos transurânicos de meia-vida longa bem como emissores beta puros. A caracterização destes rejeitos, consequentemente, requer métodos de análise radioquímica que incluem a amostragem e o processamento das amostras, resultando em doses elevadas para os trabalhadores. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho consistiu em correlacionar os resultados das análises radioquímicas de amostras de rejeitos, com os resultados das medições radiométricas, utilizando a modelagem das taxas de dose em diferentes distâncias da superfície dos embalados. As taxas de dose medidas foram comparadas com os resultados de cálculos . Massa, volume e geometria das fases sólidas e líquidas de cada um dos tambores também foram determinadas, uma vez que o teor de água varia amplamente entre diferentes tambores, e são essenciais para estimar as atividades totais em cada tambor.

Palavras-Chave: radioisotopes; cobalt 60; cesium 137; radioactive waste management; radioactive waste disposal; packaging; dose rates; radiation dose distributions; radiation dose units; measuring instruments; kerma; meters; occupational exposure; shields; design; programming; computer codes; administrative procedures

SOUZA, DAIANE C.B. de. Desenvolvimento de método para caracterização de embalados de rejeitos radioativos. Orientador: Ademar Roberto Vicente. 2013. 87 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2013.tde-24102013-150643. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10540. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A Radioterapia em arco modulado volumétrico (VMAT) é uma das modalidades mais avançadas em teleterapia para o tratamento de câncer. Os diversos avanços tecnológicos, bem como a evolução das técnicas de tratamento tornaram o VMAT como 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 e o movimento dos tumores com a respiração. Tais avanços demandam o controle de qualidade destas ferramentas, com objetivo de assegurar que todo o processo de tratamento seja satisfatório e acurado. A comunidade dispõe poucos sistemas experimentais capazes de avaliar, considerando os níveis de incerteza, se os sistemas de planejamento computadorizados são aptos a considerar a movimentação dos alvos nos tratamentos com VMAT. Neste trabalho serão apresentados os resultados obtidos empregando um objeto simulador Fricke Xylenol Gel, com capacidade de mensurar as diferenças introduzidas pela movimentação, utilizando Imagem por Ressonância Magnética - MRI e comparando qualitativamente e quantitativamente os resultados. São discutidas as principais etapas de desenvolvimento deste objeto simulador, seus resultados experimentais, conclusões.

Palavras-Chave: radiopharmaceuticals; radiotherapy; radiobiology; neoplasms; isotope applications; targets; tomography; respiration; image processing; radiation dose distributions; nuclear magnetic resonance; volumetric analysis; polymer gel dosemeters; xylenols; computerized simulation

SAKURABA, ROBERTO K. Desenvolvimento de um sistema de verificação dosimétrica tridimensional utilizando Solução Fricke gel na aplicação para a verificação da Radioterapia em Arco Modulado Volumétrico (VMAT) nos tratamentos com movimentação do alvo pela respiração. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. 2015. 111 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2016.tde-03032016-091027. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/26373. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A radioterapia é uma das três principais modalidades utilizadas no tratamento de doenças malignas como o câncer; as outras duas são a quimioterapia e a radiocirurgia. Em contraste com outras especialidades médicas que necessitam principalmente do conhecimento clínico e da experiência de especialistas, a radioterapia, com a utilização da radiação ionizante no tratamento do câncer, depende do investimento pesado em tecnologias modernas e dos esforços colaborativos de diversos profissionais, cuja equipe coordenada influencia, sobremaneira, o resultado do tratamento. A Radioterapia de intensidade modulada (IMRT) com o uso de colimadores multilâminas (multileaf collimators MLCs) tem o potencial para alcançar um alto grau de conformidade da dose no alvo (tumor a ser tratado) e ainda promover a proteção de tecidos normais do que a maioria de outras técnicas de tratamento, especialmente para volumes-alvo ou órgãos de risco com formatos complexos. Entretanto, estudos recentes mostraram que baixas doses de radiação podem causar tumores secundários. Esse trabalho tem como objetivo a determinação da distribuição de dose de radiação absorvida em diversas simulações de tratamentos radioterápicos com o uso de dosímetros compostos de LiF:Mg,Ti; CaSO4:Dy e Al2O3:C, utilizando um objeto simulador de polimetilmetacrilato (PMMA) empregando as seguintes técnicas dosimétricas: termoluminescência (TL), luminescência opticamente estimulada (OSL) e detectores semicondutores (diodos).

Palavras-Chave: radiotherapy; isodose curves; collimators; radiation dose distributions; targets; low dose irradiation; simulation; phantoms; thermoluminescent dosemeters; luminescent dosemeters; semiconductor detectors

MATSUSHIMA, LUCIANA C. Determinação das curvas de isodose e confirmação do planejamento em Radioterapia de Intensidade Modulada - IMRT convencional empregando as técnicas de termoluminescência, luminescência opticamente estimulada e detectores semicondutores. Orientador: Leticia Lucente Campos Rodrigues. 2015. 155 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo, SP. DOI: 10.11606/T.85.2015.tde-24042015-095037. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23694. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O Sistema Nervoso Central (SNC) é formado pelo cérebro e a medula espinhal, sendo que o câncer do SNC se origina na região paraespinhal e intracranial. Esse tipo de câncer acometeu, no ano de 2020, 308.102 indivíduos, dos quais 251.329 vieram a óbito em todo o mundo. Esse alto número de óbitos nos mostra como o câncer do SNC contribui de maneira significativa para a mortalidade global. O tratamento do câncer do SNC é realizado de maneira combinada entre: radioterapia (teleterapia e braquiterapia), cirurgia e quimioterapia. Os tumores na região intracranial e paraespinhal são difíceis de serem tratados devido a sua proximidade com o cérebro e a medula espinhal. Placas poliméricas flexíveis de 32P são usadas na braquiterapia como suporte no tratamento paliativo ou no pós-operatório para esse tipo de câncer. As placas são seguras e viáveis, oferecem um tratamento imediato e a sua aplicação direta no tumor minimiza lesão na medula espinhal e cerebral. Devido a curta penetração das partículas betas, o uso do 32P se mostrou viável, pois as doses entregues em regiões tumorais não atingem regiões críticas da medula espinhal e cerebral. Este trabalho apresenta estudos para desenvolver a produção nacional de placas poliméricas de 32P. Para a fabricação da placa utilizou-se a resina epóxi e foram testados dois moldes, silicone e teflon, sendo que o último teve melhor desempenho, resultando em uma placa de espessura média 0,386 ± 0,0005 (mm). A distribuição de dose da placa de 32P foi analisada com filme radiocrômico EBT3 e comparada com simulação por Método de Monte Carlo. A taxa de dose medida na parte experimental e na simulação por Método de Monte Carlo concordaram no valor de 0,04 cGy/s, e assim, os estudos podem ser prosseguidos para dar continuidade no desenvolvimento de fonte radioativa para tratamento por braquiiterapia do câncer paraespinhal e intracranial.

Palavras-Chave: brachytherapy; phosphorus 32; polymerase; radiation dose distributions; effective radiation doses; comparative evaluations; monte carlo method; statistics; neoplasms; central nervous system

SILVA, JOSE T. da. Distribuição e comparação por Método de Monte Carlo da dose de fósforo-32 em placas poliméricas para tratamento de câncer paraespinhal e intracranial. Orientador: Maria Elisa Chuery Martins Rostelato. 2021. 64 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-09092022-155409. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33587. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A radioimunoterapia (RIT) faz uso de anticorpos monoclonais conjugados com radionuclídeos emissores &alpha; ou &beta;-, ambos para terapia. O tratamento baseia-se na irradiação e destruição do tumor, preservando os órgãos normais quanto ao excesso de radiação. Radionuclídeos emissores &beta;- como 90Y, 131I, 177Lu e 188Re, são úteis para o desenvolvimento de radiofármacos terapêuticos e, quando associados a AcM como o Anti-CD20 são importantes principalmente para o tratamento de Linfomas Não Hodgkins (LNH). 188Re (E&beta;- = 2,12 MeV; E&gamma;= 155 keV; t1/2 = 16,9 h) é um radionuclídeo atrativo para RIT. O Centro de Radiofarmácia do IPEN possui um projeto que visa a produção do radiofármaco 188Re-Anti-CD20. Com isso,este estudo foi proposto para avaliar a eficácia desta técnica de marcação para tratamento em termos compartimentais e dosimétricos. O objetivo deste trabalho consistiu na compararação da marcação do AcM anti-CD20 com 188Re com a marcação do anticorpo com 90Y, 131I, 177Lu e 99mTc (pelas suas características químicas similares) e 211At, 213Bi, 223Ra e 225Ac. Através do estudo de técnicas de marcação relatadas em literatura, foi proposto um modelo compartimental para avaliação de sua farmacocinética e estudos dosimétricos, de alto interesse para a terapia. A revisão de dados publicados na literatura, possibilitou demonstrar diferentes procedimentos de marcação, rendimentos de marcação, tempo de reação, impurezas e estudos de biodistribuição. O resultado do estudo mostra uma cinética favorável para o 188Re, pelas suas características físicas e químicas frente aos demais radionuclídeos avaliados. O estudo compartimental proposto descreve o metabolismo do 188Re-anti-CD20 através de um modelo compartimental mamilar, que pela sua análise farmacocinética, realizada em comparação aos produtos marcados com emissores &beta;-: 131I-antiCD20, 177Lu-anti-CD20, o emissor &gamma; 99mTc-anti-CD20 e o emissor &alpha; 211At-Anti-CD20, apresentou uma constante de eliminação de aproximadamente 0,05 horas-1 no sangue do animal. A avaliação dosimétrica do 188Re-Anti-CD20 foi realizada através de duas metodologias: pelo método de Monte Carlo e pelo uso de uma fonte pontual &beta;- através da Fórmula de Loevinger via programa Excel. Através da Fórmula de Loevinger fez-se a validação do método de Monte Carlo para a dosimetria do 188Re-Anti-CD20 e dos demais produtos. As doses e as taxas de doses obtidas pelos dois métodos foram avaliadas em comparação à dosimetria do 90Y-Anti-CD20, 131I-Anti-CD20 e do 177Lu-Anti-CD20, obtidas pela mesma metodologia. O estudo de dose foi realizado utilizando modelos matemáticos considerando um camundongo nude de 25g, simulando diferentes tamanhos de tumor e diferentes formas de distribuição do produto dentro do animal. De acordo com os resultados obtidos, pela energia de emissão &beta;-, 188Re-Anti-CD20 apresenta maior deposição de energia para tumores volumosos em relação aos demais produtos avaliados. Em uma simulação com 100% do produto captado pelo tumor, 89% da dose total manteve-se absorvida pelo tumor, preservando a integridade de ógãos críticos como coração (2%), pulmões (5%), coluna (4%), fígado (0,014%) e rins (0,0007%). Em uma simulação onde há uma biodistribuição do produto no organismo do animal, 38% da dose total é absorvida pelo tumor e >3% é absorvida pela coluna. Nessa situação mais próxima da realidade, a extrapolação dos dados para um humano de 70kg, mostrou que a dose absorvida no tumor corresponde a cerca de 33%; na coluna 7% e o coração receberia uma dose de 35% do total. A análise compartimental e dosimétrica apresentada neste trabalho, realizada através do uso de um modelo animal para o 188Re-Anti-CD20 mostra que o produto desenvolvido e apresentado em literatura é candidato promissor para a RIT.

Palavras-Chave: antigens; antigen-antibody reactions; rhenium 188; yttrium 90; iodine 131; lutetium 177; technetium 99; astatine 211; bismuth 213; radium 223; actinium 225; physical chemistry; labelled compounds; radiation dose distributions; dose limits; dosimetry; monte carlo method; calculation methods; tumor cells; neoplasms; radiotherapy; immunotherapy; radioimmunotherapy; radionuclide kinetics

KURAMOTO, GRACIELA BARRIO. Estudo compartimental e dosimétrico do anti-CD20 marcado com 188Re. Orientador: João Alberto Osso Júnior. 2016. 141 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2016.tde-14032016-095417. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/26599. Acesso em: $DATA.

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