Camila Pessoa de Sales

HDR Ir-192 source speed measurements using a high speed video camera

PURPOSE The dose delivered with a HDR (192)Ir afterloader can be separated into a dwell component, and a transit component resulting from the source movement. The transit component is directly dependent on the source speed profile and it is the goal of this study to measure accurate source speed profiles. METHODS A high speed video camera was used to record the movement of a (192)Ir source (Nucletron, an Elekta company, Stockholm, Sweden) for interdwell distances of 0.25-5 cm with dwell times of 0.1, 1, and 2 s. Transit dose distributions were calculated using a Monte Carlo code simulating the source movement. RESULTS The source stops at each dwell position oscillating around the desired position for a duration up to (0.026 ± 0.005) s. The source speed profile shows variations between 0 and 81 cm/s with average speed of ∼ 33 cm/s for most of the interdwell distances. The source stops for up to (0.005 ± 0.001) s at nonprogrammed positions in between two programmed dwell positions. The dwell time correction applied by the manufacturer compensates the transit dose between the dwell positions leading to a maximum overdose of 41 mGy for the considered cases and assuming an air-kerma strength of 48 000 U. The transit dose component is not uniformly distributed leading to over and underdoses, which is within 1.4% for commonly prescribed doses (3-10 Gy). CONCLUSIONS The source maintains its speed even for the short interdwell distances. Dose variations due to the transit dose component are much lower than the prescribed treatment doses for brachytherapy, although transit dose component should be evaluated individually for clinical cases.

Evaluation of different magnetic resonance imaging contrast materials to be used as dummy markers in image-guided brachytherapy for gynecologic malignancies

Objective To identify a contrast material that could be used as a dummy marker for magnetic resonance imaging. Materials and Methods Magnetic resonance images were acquired with six different catheter-filling materials-water, glucose 50%, saline, olive oil, glycerin, and copper sulfate (CuSO4) water solution (2.08 g/L)-inserted into compatible computed tomography/magnetic resonance imaging ring applicators placed in a phantom made of gelatin and CuSO4. The best contrast media were tested in four patients with the applicators in place. Results In T2-weighted sequences, the best contrast was achieved with the CuSO4-filled catheters, followed by saline- and glycerin-filled catheters, which presented poor visualization. In addition (also in T2-weighted sequences), CuSO4 presented better contrast when tested in the phantom than when tested in the patients, in which it provided some contrast but with poor identification of the first dwell position, mainly in the ring. Conclusion We found CuSO4 to be the best solution for visualization of the applicator channels, mainly in T2-weighted images in vitro, although the materials tested presented low signal intensity in the images obtained in vivo, as well as poor precision in determining the first dwell position.

Implementation of image-guided brachytherapy (IGBT) for patients with uterine cervix cancer: a tumor volume kinetics approach

Purpose To evaluate tumor shrinking kinetics in order to implement image-guided brachytherapy (IGBT) for the treatment of patients with cervix cancer. Material and methods This study has prospectively evaluated tumor shrinking kinetics of thirteen patients with uterine cervix cancer treated with combined chemoradiation. Four high dose rate brachytherapy fractions were delivered during the course of pelvic external beam radiation therapy (EBRT). Magnetic resonance imaging (MRI) exams were acquired at diagnosis (D), first (B1), and third (B3) brachytherapy fractions. Target volumes (GTV and HR-CTV) were calculated by both the ellipsoid formula (VE) and MRI contouring (VC), which were defined by a consensus between at least two radiation oncologists and a pelvic expert radiologist. Results Most enrolled patients had squamous cell carcinoma and FIGO stage IIB disease, and initiated brachytherapy after the third week of pelvic external beam radiation. Gross tumor volume volume reduction from diagnostic MRI to B1 represented 61.9% and 75.2% of the initial volume, when measured by VE and VC, respectively. Only a modest volume reduction (15-20%) was observed from B1 to B3. Conclusions The most expressive tumor shrinking occurred in the first three weeks of oncological treatment and was in accordance with gynecological examination. These findings may help in IGBT implementation.

Caracterização dosimétrica de um detector matricial bidimensional comercial

Este artigo investigou o desempenho e as caracteristicas dosimetricas de um detector matricial disponivel comercialmente. O detector usado foi I´mRT MatriXXTM que e um dispositivo bidimensional usado em radioterapia na verificacao de planos complexos. O dispositivo de 1.020 câmaras de ionizacao de placas paralelas dispostas em uma matriz de 32x32. A linearidade com a dose foi estudada e a resposta do dispositivo foi linear dentro do intervalo de 5 a 1000 UM (R² = 1). A dependencia com a taxa de dose mostrou uma discrepância maxima de 0,62% comparativamente com as leituras para 320 cGy/min. A estabilidade do detector foi testada em funcao de irradiacoes repetidas. Os fatores campo (output) obtiveram boa concordância com medidas feitas com uma câmara Farmer dentro de um desvio medio de 1,54%. O ponto efetivo de medida foi determinado e a lei do inverso do quadrado da distância tambem foi verificada com uma diferenca percentual menor que 3%. Os resultados mostram que este detector pode ser usado para controle de qualidade, diminuindo o tempo empregado na verificacao dosimetrica de campos de radiacao.

Testes dosimétricos para comissionamento de sistemas de planejamento em radioterapia 3DCRT

A evolucao da Radioterapia 2D para a Radioterapia 3D conformacional deve-se ao advento dos diversos sistemas de planejamento comercialmente disponiveis e das tecnicas de imagem tridimensionais, como a tomografia computadorizada. Os sistemas de planejamento possuem ferramentas que permitem delinear tridimensionalmente os volumes das estruturas envolvidas em um tratamento a partir de imagens tomograficas, alem de contar com ferramentas de calculo de dose, que permitem avaliar a dose recebida em cada uma das estruturas delineadas. A aquisicao de um desses sistemas ou a atualizacao de versao deve ser acompanhada pela realizacao de diversos testes dosimetricos e nao dosimetricos com a finalidade de determinar as limitacoes e verificar o correto funcionamento do sistema, alem de verificar que a insercao dos dados de comissionamento no Sistema de Planejamento foi feita corretamente. Este trabalho foi baseado nos protocolos da Agencia Internacional de Energia Atomica (IAEA), documentos Task Group (TG) da Associacao Americana de Fisica em Medicina (AAPM) e artigos da literatura. Realizou-se uma serie de testes dosimetricos com a finalidade de comissionar o novo sistema de planejamento Eclipse 10.0.28 (Varian Medical Systems).Tal versao possui dois algoritmos de calculo para fotons (Pencil Beam Convolution (PBC) e Analytical Anisotropic Algorithm - AAA) e algoritmo Gaussian Pencil Beam para eletrons. No entanto, nao foram realizados testes para o AAA. Os resultados mostraram que os dados dosimetricos foram inseridos corretamente no Sistema de Planejamento. Alguns resultados permitiram entender as limitacoes de calculo de dose do sistema de planejamento Eclipse 10.0.28, em algumas situacoes, as quais foram consideradas clinicamente irrelevantes na rotina do servico.

Avaliação dosimétrica de um detector microMOSFET

Este trabalho teve como objetivo caracterizar um dosimetro mMOSFET em feixe de fotons de alta energia por meio da avaliacao dos parâmetros de desempenho, tais como: estabilidade; linearidade com a dose; dependencia com a taxa de dose, dependencia energetica; distância fonte-detector e fator campo. Outras caracteristicas analisadas foram a capacidade de determinacao da porcentagem de dose profunda (PDP) na regiao de build-up, e a influencia em sua leitura devida a irradiacao de seu cabo e do lado oposto ao volume sensivel. A PDP e o fator campo obtidos com o mMOSFET foram comparados com dados medidos com uma câmara de ionizacao (CI) cilindrica de 0,6 cm3 . Comparando os fatores de calibracao obtidos para 6 e 15 MV, verificou-se que o dosimetro apresenta uma certa dependencia energetica, sendo ele mais sensivel para feixes de 6 MV, em media, +3,2%. A estabilidade do conjunto foi alcancada 30 minutos apos liga-lo, sendo a variacao maxima das leituras de 4% ate 30 minutos e apos este intervalo de tempo de 2,3%. O dosimetro mostrou-se linear na faixa de dose medida (23,6 a 661,6 cGy), com um coeficiente de correlacao de 0,999 e a variacao das medidas foi da ordem de 1,5%. O mMOSFET apresentou baixa dependencia com a taxa de dose, tendo um desvio de 0,2% com relacao as leituras medias nas taxas de dose utilizadas. A fim de avaliar o efeito haste, foi irradiado o maior comprimento do cabo, nao sendo encontrado um aumento significativo em sua leitura –2,4% ± 2,6% (erro maior que a medida). Verificando a influencia de se irradiar o lado oposto ao do volume sensivel do mMOSFET, observa-se que isso nao interfere em sua resposta. Foi possivel verificar a lei do inverso do quadrado da distância utilizando-se o mMOSFET com erro maximo de 3,4% para um campo de 10x10 cm2 . A comparacao entre as PDPs obtidas com o mMOSFET e câmara de ionizacao foi feita analisando-se a razao das leituras nas profundidades de 20 e 10 cm (PDP20,10), sendo a diferenca encontrada de 0,5%. Ja a diferenca entre as profundidades de dose maxima foi de -1 mm com o mMOSFET. Comparou-se o fator campo e obteve-se um desvio medio de 1,8%. Concluiu-se que o mMOSFET apos um tempo minimo de estabilizacao, e linear e apresenta baixa dependencia com a taxa de dose, porem necessita ser calibrado para cada qualidade de feixe utilizado devido a sua dependencia energetica. Um problema observado foi seu baixo limite de saturacao, em torno de 200 Gy ou 20.000 mV.

Comparação entre os volumes pulmonares irradiados com técnica bidimensional e tridimensional conformada na radioterapia de pacientes com tumores de pulmão localmente avançados

OBJETIVO: Comparar e quantificar os volumes pulmonares irradiados utilizando planejamentos bidimensional (2D) e tridimensional (3D) conformado na radioterapia de tumores de pulmao. MATERIAIS E METODOS: Em 27 pacientes portadores de câncer de pulmao foi feito planejamento 3D e outro correspondente em 2D. As doses prescritas variaram de 45 a 66 Gy. Foram avaliadas as doses no volume alvo planejado (PTV), volume tumoral macroscopico (GTV) e pulmoes (volume de pulmao que recebe 20 Gy ou 30 Gy - V20 e V30, respectivamente, e dose media). Os orgaos de risco adjacentes (medula espinhal, esofago e coracao) receberam doses abaixo dos limites de tolerância. RESULTADOS: O GTV variou de 10,5 a 1.290,0 cm3 (media de 189,65 cm3). Nos planejamentos 2D foi utilizado, em media, um total de 59,33 campos, e nos planejamentos 3D, 75,65 campos. Em todas as situacoes analisadas houve significante (p < 0,05) preservacao dos volumes pulmonares com o planejamento 3D, com diminuicao de cerca de 15% dos volumes irradiados. O pulmao sem tumor foi mais beneficiado. CONCLUSAO: A radioterapia 3D permitiu maior preservacao dos pulmoes, tanto para tumores iniciais quanto avancados. A radioterapia 3D deve ser utilizada nos pacientes com tumores de pulmao, mesmo que volumosos.

Quality Assurance Program for Radiosurgery at Clinicas Hospital: Results of Implementation

Due to the complexity of the Radiosurgery and fractioned stereotactic radiotherapy processes, it is mandatory to establish a proper quality assurance program for each patient to be treated with this treatment modality [1]. In this work, such program will be described. The QA tests require a proper phantom as well as appropriate dosimetric equipments such as ion chambers and stereotactic diodes, solid water phantom, radiographic films in order to perform all periodic tests.