PAULO DE TARSO DALLEDONE SIQUEIRA

PAULO DE TARSO DALLEDONE SIQUEIRA

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Efficient computational modeling of electronic stopping power of organic polymers for proton therapy optimization
2024 - MATIAS, F.; SILVA, T.F.; KOVAL, N.E.; PEREIRA, J.J.N.; ANTUNES, P.C.G.; SIQUEIRA, P.T.D.; TABACNIKS, M.H.; YORIYAZ, H.; SHORTO, J.M.B.; GRANDE, P.L.
This comprehensive study delves into the intricate interplay between protons and organic polymers, offering insights into proton therapy in cancer treatment. Focusing on the influence of the spatial electron density distribution on stopping power estimates, we employed real-time time-dependent density functional theory coupled with the Penn method. Surprisingly, the assumption of electron density homogeneity in polymers is fundamentally flawed, resulting in an overestimation of stopping power values at energies below 2 MeV. Moreover, the Bragg rule application in specific compounds exhibited significant deviations from experimental data around the stopping maximum, challenging established norms.
Influence dosimetric study of different couches in radiotherapy treatments
2022 - DEL NERO, R.A.; EMILIOZZI, C.Z.S.; SIQUEIRA, P.T.D.; ANTUNES, P.C.G.; SERANTE, A.R.
Radiotherapy is a recommended procedure for 52% of cancer cases, in average, as one of the treatment forms, therefore, it is important for the clinical practice to investigate the affecting factors in dose distribution received by the patients, such as immobilization devices and treatment couch. With the introduction of treatments with modulated intensity techniques like IMRT and VMAT, the number of incidence fields used for patient treatment increased, making couch’s dosimetric effect more significant in these modalities. The attenuation data acquisition referring to the treatment couches, as well as the TPS data evaluation, show important parameters for the clinical practice because they influence what happens with the dose delivery during the treatment, ensuring a better quality and safety to the treatments. This research presents experimental results evaluating the couch’s impact in the treatments by a study of perturbation in the distribution of surface dose, and dose attenuation according to the gantry’s angle for the couches BrainLABTM, ExactTM and iBEAMTM. Then we propose better density values for the couches BrainLABTM and ExactTM for their inclusion in EclipseTM TPS. Lastly, we compare the dose difference considering the presence or not of couch in the planning. In conclusion, the beam’s attenuation increase by the couches and the doses alterations on the skin must be taken in consideration in the treatment planning process. It is of great relevance that each treatment center perform internal tests to determinate the best density values for available TPS.
Estudo dos efeitos de composição e densidade de materiais tecido equivalentes na distribuição de dose longitudinal em protonterapia
2019 - BRANCO, I.S.L.; ANTUNES, P.C.G.; SIQUEIRA, P.T.D.; SHORTO, J.M.B.; YORIYAZ, H.
A eficiência de procedimentos radioterápicos depende do equilíbrio entre o fornecimento de altas doses conformadas ao volume tumoral e a restrição das doses recebidas pelos tecidos e órgãos saudáveis circundantes. Sendo uma modalidade de radioterapia, a protonterapia destaca-se neste cenário por possuir vantagens dosimétricas, que, quando combinadas com avanços tecnológicos, permitem que um grande potencial na conformidade da distribuição de dose. Este trabalho visa contribuir em um estudo dosimétrico, especificamente considerando os efeitos da heterogeneidade devido à presença de materiais tecido equivalentes com diferentes densidades e composições químicas, de modo a analisar qual destes parâmetros exerce maior influência na distribuição de dose longitudinal. A metodologia desenvolvida neste trabalho foi baseada em simulações de Monte Carlo com o código GEANT4 (através da interface TOPAS). Os objetos simuladores cilíndricos representados foram compostos inteiramente por diversos materiais tecido-equivalentes. Três grupos de estudo guiaram as simulações, o primeiro manteve a composição e densidade originais dos materiais, ao seguinte foi atribuída a todos os materiais heterogêneos a mesma densidade da água, mas mantiveram-se suas composições químicas originais; e por fim, foram realizadas simulações com as densidades originais dos materiais heterogêneos e composição química da água para todos os casos. Através da análise da distribuição de dose longitudinal variando com a profundidade, foi possível observar o comportamento da influência dos parâmetros de composição e densidade no alcance do feixe (d90) para os diferentes materiais e energias analisados. O estudo mostrou que, o efeito que a densidade dos materiais tecido equivalentes exerce sobre a deposição de dose é mais expressivo que o efeito de sua composição. A maior exatidão no range de tratamento permite evitar uma sub ou sobre dosagem da área irradiada. Esta é uma das diversas linhas de pesquisa que contribuem para a diminuição das incertezas em protonterapia.
Estudo dos efeitos de composição e densidade de materiais tecido equivalentes na distribuição de dose longitudinal em protonterapia
2019 - BRANCO, ISABELA S.L.; ANTUNES, PAULA C.G.; SIQUEIRA, PAULO T.D.; SHORTO, JULIAN M.B.; YORIYAZ, HELIO
A eficiência de procedimentos radioterápicos depende do equilíbrio entre o fornecimento de altas doses conformadas ao volume tumoral e a restrição das doses recebidas pelos tecidos e órgãos saudáveis circundantes. Sendo uma modalidade de radioterapia, a protonterapia destaca-se neste cenário por possuir vantagens dosimétricas, que, quando combinadas com avanços tecnológicos, permitem que um grande potencial na conformidade da distribuição de dose. Este trabalho visa contribuir em um estudo dosimétrico, especificamente considerando os efeitos da heterogeneidade devido à presença de materiais tecido equivalentes com diferentes densidades e composições químicas, de modo a analisar qual destes parâmetros exerce maior influência na distribuição de dose longitudinal. A metodologia desenvolvida neste trabalho foi baseada em simulações de Monte Carlo com o código GEANT4 (através da interface TOPAS). Os objetos simuladores cilíndricos representados foram compostos inteiramente por diversos materiais tecido-equivalentes. Três grupos de estudo guiaram as simulações, o primeiro manteve a composição e densidade originais dos materiais, ao seguinte foi atribuída a todos os materiais heterogêneos a mesma densidade da água, mas mantiveram-se suas composições químicas originais; e por fim, foram realizadas simulações com as densidades originais dos materiais heterogêneos e composição química da água para todos os casos. Através da análise da distribuição de dose longitudinal variando com a profundidade, foi possível observar o comportamento da influência dos parâmetros de composição e densidade no alcance do feixe (d90) para os diferentes materiais e energias analisados. O estudo mostrou que, o efeito que a densidade dos materiais tecido equivalentes exerce sobre a deposição de dose é mais expressivo que o efeito de sua composição. A maior exatidão no range de tratamento permite evitar uma sub ou sobre dosagem da área irradiada. Esta é uma das diversas linhas de pesquisa que contribuem para a diminuição das incertezas em protonterapia.
Metodologia para utilizacao de filmes radiograficos para avaliacao dosimetrica em radioterapia com feixes de eletrons
2008 - SOUZA, G.S.; SIQUEIRA, P.T.D.; FONSECA, G.P.; FURNARI, L.; YORIYAZ, H.; POLI, M.E.; RUBO, R.; ANTUNES, P.C.G.; RODRIGUES, L.N.
Metodologia para caracterização de dosimetros termoluminescentes (TLD-100) para dosimetria em radioterapia
2007 - FONSECA, G.P.; FURNARI, L.; YORIYAZ, H.; SIQUEIRA, P.T.D.; RUBO, R.; POLI, M.E.; RODRIGUES, L.N.; ANTUNES, P.C.G.
Os dosÌmetros termoluminescentes (TLDs) s„o amplamente utilizados para medidas de dose de radiaÁ„o em diversas ·reas de pesquisa, especialmente onde o tamanho dos detectores s„o um fator importante. Em aplicaÁıes clÌnicas, medidas de dose usando TLDs constituem uma parte importante no processo de validaÁ„o do sistema de planejamento de tratamento. Este trabalho descreve uma metodologia para caracterizar cada dosÌmetro. Estabelecendo um fator de calibraÁ„o individual, objetivando aumentar a precis„o reduzindo os deslocamentos sistem·ticos devido a instabilidades tÈrmicas, Ûticas e tempo de medida a fim de alcanÁar o nÌvel de precis„o requerido em dosimetria clÌnica. Em conseq¸Íncia os fatores individuais de calibraÁ„o obtidos para cada dosÌmetro do grupo, reduzimos consideravelmente o desvio padr„o. Uma vez que esta metodologia da caracterizaÁ„o de TLD È aplicada, os par‚metros clÌnicos importantes como a profundidade da porcentagem de dose, requerida para a calibraÁ„o do sistema e outras medidas clÌnicas de dose podem ser obtidas com precis„o da ordem de 1% a 2% usando TLDs.
Construction tool and suitability of voxel phanton for skin dosimetry
2011 - ANTUNES, PAULA C.G.; SIQUEIRA, PAULO T.D.; FONSECA, GABRIEL P.; YORIYAZ, HELIO
Estudo da adequacao do uso de detectores semicondutores para avaliacoes dosimetricas em radioterapia com feixe de eletrons
2007 - ANTUNES, P.C.G.; SIQUEIRA, P.T.D.; FURNARI, L.; YORIYAZ, H.; RUBO, R.; POLI, M.E.; RODRIGUES, L.N.; FONSECA, G.P.; SOUZA, G.S.
Analysis of material characteristics for the construction of energy degrading and scattering plates for electron beam akin radiotherapy
2009 - FONSECA, GABRIEL P.; YORIYAZ, HELIO; SIQUEIRA, PAULO T.D.; ANTUNES, PAULA C.G.; FURNARI, LAURA; SANTOS, GABRIELA R.
Reconstruction of segmented human voxel phantoms for skin dosimetry
2009 - ANTUNES, PAULA C.G.; SIQUEIRA, PAULO de T.D.; YORIYAZ, HELIO; FONSECA, GABRIEL P.; REIS, GABRIELA; FURNARI, LAURA
High-resolution medical images along with methods that simulate the interaction of radiation with matter, as the Monte Carlo radiation transport codes, have been widely used in medical physics procedures. These images provide the construction of realistic anatomical models, which after being coupled to these codes, may drive to better assessments of dose distributions on the patient. These anatomical models constructed from medical images are known as voxel phantoms (voxel - volume element of an image). Present day regular images are unsuitable to correctly perform skin dose distribution evaluations. This inability is due to improper skin discrimination in most of the current medical images, once its thickness stands below the resolution of the pixels that form the image. This paper proposes the voxel phantom reconstruction by subdividing and segmentating the elements that form the phantom. It is done in order to better discriminate the skin by assigning it more adequate thickness and actual location, allowing a better dosimetric evaluation of the skin. This task is an important issue in many radiotherapy procedures. Particular interest lays in Total Skin Irradiation (TSI) with electron beams, where skin dose evaluation stands as the treatment key point of the whole body irradiation. This radiotherapy procedure is under implementation at the Hospital das Clínicas da Universidade de São Paulo (HC-USP).