Monte Carlo modeling of the patient and treatment delivery complexities for high dose rate brachytherapy

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dc.contributor.advisorHelio Yoriyazpt_BR
dc.contributor.authorFONSECA, GABRIEL P.
dc.coverageNacionalpt_BR
dc.date.accessioned2015-12-10T16:54:22Z
dc.date.available2015-12-10T16:54:22Z
dc.date.issued2015pt_BR
dc.description.abstractTratamentos braquiterápicos são comumente realizados conforme o relatório da American Association of Physicists in Medicine (AAPM), Task Group report TG-43U1, o qual define o formalismo para cálculo de dose absorvida na água e não considera a composição dos materiais, densidades, dimensões do paciente e o efeito dos aplicadores. Estes efeitos podem ser significantes, conforme descrito pelo recente relatório da AAPM, Task Group report TG- 186, que define diretrizes para que sistemas de planejamento modernos, capazes de considerar as complexidades descritas acima, sejam implementados. Esta tese tem como objetivo contribuir para o aumento da exatidão dos planejamentos de tratamento braquiterápicos, seguindo as recomendações do TG-186 e indo além do mesmo. Um software foi desenvolvido para integrar planejamentos de tratamento e simulações pelo método de Monte Carlo (MC); modelos acurados, CAD-Mesh, foram utilizados para representar aplicadores braquiterápicos; Grandezas utilizadas para reportar dose absorvida, Dw,m (dose para água no meio) e Dm,m (dose para o meio no meio), foram calculadas para um tratamento de cabeça e pescoço, considerando a teoria para pequenas (SCT small cavity theory) e grandes cavidades (LCT large cavity theory); a componente da dose em razão do movimento da fonte foi avaliada para tratamentos de próstata e ginecológicos. Perfis de velocidade obtidos na literatura foram utilizados; medidas de velocidade de uma fonte braquiterapica foram realizadas com uma câmera de alta taxa de aquisição. Cálculos de dose obtidos usando MC (incluindo a composição e densidade dos tecidos, ar e o aplicador) mostram sobredoses de aproximadamente 5% dentro do volume alvo, em um tratamento ginecológico, quando comparados aos resultados obtidos com um meio homogêneo de água. Por sua vez, subdoses de aproximadamente 5% foram observadas ao considerar a composição dos tecidos e regiões com ar em um tratamento intersticial de braço. Um aplicador cilíndrico oco resultou na sobredose observada no caso ginecológico, ressaltando a necessidade de modelos acurados para representar os aplicadores. Os modelos CAD-Mesh utilizados incluem um aplicador Fletcher-Williamson, com blindagem, e um balão deformável para irradiação de mama. Os resultados obtidos com estes modelos são equivalentes aos obtidos com modelos geométricos convencionais. Este recurso pode ser conveniente para aplicadores complexos e/ou quando o projeto dos aplicadores for disponibilizado pelo fabricante. Cálculos de dose, com a composição real dos tecidos humanos, podem apresentar diferenças significativas em razão da grandeza adotada. Diferenças entre Dm,m e Dw,m (SCT ou LCT) chegam a 14% em razão da composição do osso. A metodologia adotada (SCT ou LCT) resulta em diferenças de até 28% para o osso e 36% para os dentes. A componente de dose de trânsito também pode levar a diferenças significativas, uma vez que baixas velocidades ou movimentos uniformemente acelerados foram descritos na literatura. Considerando a pior condição e sem incluir nenhuma correção no tempo de parada, a dose de trânsito pode chegar a 3% da dose prescrita para um caso ginecológico, com 4 cateteres, e até 11.1% da dose prescrita para um tratamento de próstata, com 16 cateteres. A dose de trânsito para a fonte avaliada (velocidade obtida experimentalmente) não é uniformemente distribuída e pode levar a sub ou sobredoses de até 1.4% das doses comumente prescritas (310 Gy). Os tópicos estudados são relevantes para tratamentos braquiterápicos e podem contribuir para o aumento de sua acurácia. Os efeitos estudados podem ser avaliados com o uso do software, associado a um código MC, desenvolvido.pt_BR
dc.description.notasgeraisTese (Doutorado em Tecnologia Nuclear)pt_BR
dc.description.notasteseIPEN/Tpt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)pt_BR
dc.description.sponsorshipIDFAPESP:11/01913-4pt_BR
dc.description.teseinstituicaoInstituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SPpt_BR
dc.format.extent110pt_BR
dc.identifier.citationFONSECA, GABRIEL P. <b>Monte Carlo modeling of the patient and treatment delivery complexities for high dose rate brachytherapy</b>. Orientador: Helio Yoriyaz. 2015. 110 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: <a href="https://dx.doi.org/10.11606/T.85.2016.tde-06012016-155103">10.11606/T.85.2016.tde-06012016-155103</a>. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/25298.
dc.identifier.doi10.11606/T.85.2016.tde-06012016-155103
dc.identifier.urihttp://repositorio.ipen.br/handle/123456789/25298
dc.localSão Paulopt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.subjectbrachytherapypt_BR
dc.subjectiridium 192pt_BR
dc.subjectabsorbed radiation dosespt_BR
dc.subjectmonte carlo methodpt_BR
dc.subjectalgorithmspt_BR
dc.subjectcalculation methodspt_BR
dc.subjectcomputer codespt_BR
dc.titleMonte Carlo modeling of the patient and treatment delivery complexities for high dose rate brachytherapypt_BR
dc.title.alternativeModelagem pelo método de Monte Carlo do paciente e das complexidades dos tratamentos braquiterápicos com alta taxa de dose
dc.typeTesept_BR
dspace.entity.typePublication
ipen.autorGABRIEL PAIVA FONSECA
ipen.codigoautor3989
ipen.contributor.ipenauthorGABRIEL PAIVA FONSECA
ipen.date.recebimento15-12pt_BR
ipen.identifier.ipendoc21202pt_BR
ipen.identifier.localizacaoT615.849 / F676mpt_BR
ipen.meioeletronicohttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85133/tde-06012016-155103/pt-br.php
ipen.type.genreTese
relation.isAuthorOfPublication951450f2-6151-4655-80bc-8b76bba231b7
relation.isAuthorOfPublication.latestForDiscovery951450f2-6151-4655-80bc-8b76bba231b7
sigepi.autor.atividadeFONSECA, GABRIEL P.:3989:420:Spt_BR
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