LUCAS VERDI ANGELOCCI
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Artigo IPEN-doc 31162 A dosimetric evaluation using the Monte Carlo method considering geometric variations of the iodine-125 seed for brachytherapy2024 - CHICO, H.S.; ANGELOCCI, L.V.; ZEITUNI, C.A.; SOUZA, C.D.; SGRIGNOLI, S.S.; ROSTELATO, M.E.C.M.The Institute for Energy and Nuclear Research – IPEN-CNEN/SP is uniquely positioned to develop a new source of Iodine-125 for brachytherapy treatment. Therefore, research into the dosimetric process and source design is widely studied. Task Group 43 – TG 43 cites methodologies for dosimetry of sources for brachytherapy, the most used method is Monte Carlo. However, the dosimetric protocol does not mention possible variations in the source geometry after its conception. The investigative focus of the work was to obtain measurements of the Iodine-125 seed during the production stages until completion, quantify them and simulate them using the Monte Carlo method with the MCNP – 4C code, the formalism was in water and a 101x101 matrix was used to calculate the dose point by point. Two variations were chosen: a) seed length; b) nucleus length, using a batch of 100 seeds for each case. 100 simulations were carried out for each variation and one simulation using the reference seed geometry. The following calculations were applied: relative difference to compare variations to the reference; average among the 100 seeds of each batch to calculate the standard deviation. In both cases there was no point that exceeded 4.48% relative difference, and for standard deviation the largest point was 1.6%, while the Type A uncertainty was 0.018% at the largest point.Resumo IPEN-doc 29454 Avaliação do método produtivo de placas de epóxi com fósforo-32 para o tratamento do câncer espinhal e intracranial por braquiterapia2022 - SILVA, J.T.; NOGUEIRA, B.R.; ANGELOCCI, L.V.; SOUZA, C.D.; TEODORO, L.E.; SOUZA, P.D.; RODRIGUES, B.T.; CORREIA, R.W.; SANTOS, H.N. dos; ZEITUNI, C.A.; ROSTELATO, M.E.A braquiterapia é uma modalidade de radioterapia utilizada no tratamento do câncer. Nessa modalidade, a fonte radioativa é posiciona junto ao tumor ou bem próxima a ele. A dose de radiação é entregue de forma contínua em um período curto de tempo (fontes temporárias) ou em períodos mais longos durante todo o decaimento radioativo do material (fontes permanentes). A maior vantagem da braquiterapia, é o fato da fonte estar bem próxima ao tumor o que significa que a região alvo recebe a maior parte da dose protegendo os tecidos sadios adjacentes à região tumoral. Shtrombakh et. al. trabalharam com césio-137 e verificaram que o uso do epóxi para a imobilização de fontes radiativas ocorreu sem vazamento por dois anos de testes. Pesquisas realizadas nos Estados Unidos por Folkert et. al. mostraram que placas flexíveis incorporadas com fósforo-32 são alternativas para o tratamento de câncer do sistema nervoso central na fase intraoperatória. No presente trabalho foi avaliada a uniformidade da placa de resina epóxi a partir de uma metodologia desenvolvida no Laboratório de fontes para Braquiterapia do IPEN/CNEN- SP. Vários testes foram realizados para determinar o melhor molde para a fabricação da placa. Concluiu-se que o politetrafluoretileno (PTFE), que comercialmente é conhecido como teflon foi o que obteve melhor resultado, devido a facilidade para desenformar a fonte após o processo de cura da resina. As placas de epóxi foram produzidas a resina 2220 e catalisador 3154 (Avipol), à proporção de 2:1 (massa). Para simular o material radioativo, ácido clorídrico (HCl) equivalente a 5 % da massa total (resina + catalisador) é acrescentado. O processo de cura da resina epóxi foi durante 24 h sob temperatura ambiente. As espessuras das placas foram medidas chegando-se a um valor médio de 0,300 mm ± 0,070. As medidas foram efetuadas com micrômetro medindo-se 10 pontos de cada placa. As medidas de largura e comprimento não foram realizadas, pois esses parâmetros não influenciam na uniformidade da dose. Para que a distribuição da atividade do fósforo-32 fosse estipulada, uma simulação por Método de Monte Carlo utilizando o código MCNP foi realizada. A variação máxima de dose ao longo da placa, considerando uma espessura totalmente uniforme de 0,300 mm, resultou em < 0,5 % até 0,5 cm antes da borda. O resultado da simulação mostra que com uma placa de espessura uniforme, a tendência da distribuição de dose seja homogênea. Pautando-se nos resultados, as placas de polímero epóxi se mostram viáveis para o uso em braquiterapia, sendo que o próximo passo do trabalho será os testes com material radioativo, a avaliação por métodos dosimétricos físicos e computacionais.Tese IPEN-doc 29241 Caracterização dosimétrica de uma nova fonte oftálmica de Irídio-192 usando métodos experimentais e simulações de Monte Carlo2022 - ANGELOCCI, LUCAS V.Aplicadores contendo sementes com núcleos radioativos são utilizados na braquiterapia oftálmica, para tratamento de câncer ocular, em um processo cirúrgico onde são suturados ao globo ocular do paciente por certo período de tempo, planejado para entregar a dose determinada ao alvo. Um novo modelo de semente para uso em braquiterapia oftálmica de produção nacional foi desenvolvido no Laboratório de Produção de Fontes para Radioterapia do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, de forma que o custo final da semente será menor do que o custo de importação de um modelo internacional, ampliando sua possibilidade de uso. Para que a semente possa ser usada de forma segura na prática clínica, foi realizada uma caracterização dosimétrica da mesma seguindo os protocolos do Task Group 43 da American Association of Physicists in Medicine. Neste trabalho o cálculo dosimétrico foi realizado por três vias diferentes: dosimetria termoluminescente, com filmes radiocrômicos, e por simulações de Monte Carlo; comparando-as para validar os resultados, que se mostraram compatíveis para a maioria dos pontos analisados. Também foram realizadas análises para além daquelas propostas pelo protocolo, como comparações com outras fontes comerciais, avaliação do efeito no perfil de dose da variação de parâmetros de produção da fonte, e estimativas de dose no olho humano. Seus resultados foram discutidos com base na aplicação clínica pretendida, embasando com dados a discussão a respeito do Irídio-192 ser utilizado de forma viável e segura como radioisótopo para o tratamento em braquiterapia oftálmica.Artigo IPEN-doc 27901 Anisotropy function of a new 192-Ir brachytherapy source2021 - ABREU, R.T.; ANGELOCCI, L.V.; NOGUEIRA, B.R.; SANTOS, H.N.; ZEITUNI, C.A.; ROSTELATO, M.E.C.M.Brachytherapy is a type of radiotherapy that uses radioactive sources (seeds, wires, among others) close to the tumor. Is important to provide a detailed description of seed dosimetry, so only the tumor will be irradiated avoiding unnecessary dose on adjacent organs and structures. To evaluate the dosimetric parameter of the anisotropy function for a new brachytherapy source, this work proposes the use of microcube TLD-100 dosimeters to find the dose rate using the AAPM Task Group 43 protocol (TG-43). The anisotropy function represents dose distribution around the source and has a major role for characterization of a new iridium source being implemented in Brazil. The value of D(r,θ) was measured using Solid Water phantoms, r value being the distance from the geometric center of the source to the position of the dosimeter on the phantom, and θ being the angle formed between the longitudinal axis of the source and the line connecting the geometric center to the TLD. Monte Carlo calculations were performed to evaluate the anisotropy function to validate the experimental measurements. For each distance value (r), an anisotropy function was plotted (1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, and 10.0 cm). The results obtained with Monte Carlo calculations agreed ±2% with the experimental values for r greater than 3.0 cm, so these results show a good distribution of dose around the seed considering the high energy of 192-Ir (average of 380 KeV) and encapsulation thickness.Artigo IPEN-doc 27887 Dose-rate constant and air-kerma strength evaluation of a new 125I brachytherapy source using Monte-Carlo2021 - PRIMO, C.O.; ANGELOCCI, L.V.; KARAM JUNIOR, D.; ZEITUNI, C.A.; ROSTELATO, M.E.C.M.Brachytherapy is a modality of radiotherapy which treats tumors using ionizing radiation with sources located close to the tumor. The sources can be produced from several radionuclides in various formats, such as Iodine-125 seeds and Iridium-192 wires. In order to produce a new Iodine-125 seed in IPEN/CNEN and ensure its quality, it is essential to describe the seed dosimetry, so when applied in a treatment the lowest possible dose to neighboring healthy tissues can be reached. The report by the AAPM’s Task Group 43 U1 is a document that indicates the dosimetry procedures in brachytherapy based on physical and geometrical parameters. In this study, dose-rate constant and air-kerma strength parameters were simulated using the Monte Carlo radiation transport code MCNP4C. The air-kerma strength is obtained from an ideal modeled seed, since its actual value should be measured for seeds individually in a specialized lab with a Wide-Angle Free-Air Chamber (WAFAC). Dose-rate constant and air-kerma strength are parameters that depends on intrinsic characteristics of the source, i.e. geometry, radionuclide, encapsulation, and together they define the dose-rate to the reference point. Radial dose function describes the dose fall-off with distance from the source. This study presents the values found for these parameters with associated statistical uncertainty, and is part of a larger project that aims the full dosimetry of this new seed model, including experimental measures.Dissertação IPEN-doc 21980 Estudo de casos clínicos em radioterapia através do sistema de planejamento AMIGOBrachy2016 - ANGELOCCI, LUCAS V.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.