CAPÍTULO I INTRODUÇÃO - inca.gov.br ?· No tratamento das neoplasias malignas (câncer) com radiação…

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  • CAPTULO I

    INTRODUO

    No tratamento das neoplasias malignas (cncer) com radiao ionizante

    (radioterapia), so utilizados, dentre outros equipamentos, aceleradores clnicos de eltrons.

    Para se ter certeza de que o paciente est recebendo a dose correta prescrita pelo

    radioterapeuta, preciso garantir que o acelerador esteja produzindo um feixe de radiao

    conforme especificado, pois o sucesso do tratamento pode depender da exatido com a qual a

    dose prescrita realmente aplicada. De acordo com a recomendao da Comisso

    Internacional de Medidas e Unidades de Radiao (ICRU International Commission on

    Radiation Units and Measurements), atravs de seu relatrio n 24 [1], a incerteza total do

    tratamento deve ser de 5%, includos a, a incerteza na dosimetria, no planejamento e no

    posicionamento do paciente no momento da irradiao. Por esse motivo so realizadas

    dosimetrias freqentemente, que seguem protocolos estabelecidos, nacionais ou

    internacionais. O Brasil no possui protocolo prprio, e segue os protocolos da Agncia

    Internacional de Energia Atmica (IAEA International Atomic Energy Agency), que um

    rgo da ONU Organizao das Naes Unidas.

    A Agncia Internacional de Energia Atmica vem, desde 1970, publicando os

    seus protocolos de dosimetria (Technical Reports Series - TRS). O primeiro, publicado em

    1970, foi o TRS n 110 Manual de Dosimetria em Radioterapia, elaborado por John B.

    Masey [2]. Em 1987 foi publicado o TRS n 277 - Determinao da Dose Absorvida em

    Feixes de Ftons e Eltrons Um Cdigo de Prtica Internacional [3], que foi atualizado em

    1997, quando foi lanada uma segunda edio. Ainda em 1997 foi publicado o TRS n 381

    Uso de Cmaras de Ionizao de Placas Paralelas em Feixes de Ftons e Eltrons de Alta

    1

  • Energia Um Cdigo de Prtica Internacional para Dosimetria [4], que complementava o

    TRS n 277, introduzindo as recomendaes para dosimetria com cmaras de ionizao de

    placas paralelas. Em 2000 foi lanado o TRS n 398 Determinao da Dose Absorvida em

    radioterapia de Feixes Externos Um Cdigo de Prtica Internacional para Dosimetria

    Baseada em Padres de Dose Absorvida na gua [5], mais completo que os protocolos

    anteriores, pois alm de recomendaes para dosimetria de eltrons e ftons de alta energia

    (1 MeV a 50 MeV), raios gama de Co60, raios X de baixa (at 80 keV a 100 keV) e mdia

    energia (100 keV a 1 MeV), introduziu tambm as recomendaes para dosimetria de prtons

    e ons pesados. Uma mudana conceitual bastante grande foi em relao ao formalismo que

    passou a ser baseado no fator de calibrao em termos de dose absorvida na gua e no mais

    em termos de kerma no ar.

    As constantes revises e atualizaes dos protocolos fazem com que as incertezas

    nas medies sejam diminudas e que se tenha uma dosimetria mais precisa, pois introduzem

    a utilizao de novas tecnologias e de novos procedimentos que superam as limitaes dos

    protocolos anteriores.

    Como o novo protocolo foi lanado em 2000 e a base de seu formalismo mudou

    do fator de calibrao em termos de kerma no ar para dose absorvida na gua, os Laboratrios

    de Dosimetria Padro Secundrios esto calibrando as cmaras de ionizao dos usurios em

    termos de dose absorvida na gua.

    Porm, nem todas as clnicas do Rio de Janeiro e do Brasil j tm suas cmaras

    calibradas em termos de dose absorvida na gua. O Instituto Nacional de Cncer, onde foram

    realizadas as medidas, foi a primeira instituio no Rio de Janeiro a ter suas cmaras de

    ionizao calibradas em termos do novo formalismo.

    O objetivo do presente trabalho comparar medidas dosimtricas feitas com uma

    cmara de ionizao cilndrica em feixes de eltrons com base nos protocolos TRS n 277 e

    2

  • TRS n 398, verificando assim qual a variao na incerteza da dosimetria associada a cada um

    dos protocolos.

    3

  • CAPTULO II

    FUNDAMENTOS TERICOS

    II.1 Protocolos de Calibrao e Laboratrios de Dosimetria Padro

    Um protocolo de calibrao um conjunto de normas e procedimentos que

    objetivam assegurar que os usurios mediro a dose da mesma maneira e obtero os mesmos

    resultados, mas para que esse objetivo seja alcanado, condio fundamental e exigncia da

    Comisso Nacional de Energia Nuclear (CNEN), que os conjuntos dosimtricos desses

    usurios sejam calibrados bienalmente em um Laboratrio de Dosimetria Padro. O Brasil

    possui um Laboratrio de Dosimetria Padro Secundrio, o Laboratrio Nacional de

    Metrologia das Radiaes Ionizantes (LNMRI) do Instituto de Radioproteo e Dosimetria

    (IRD), e um Laboratrio de Dosimetria Padro Tercirio no Instituto de Pesquisas Energticas

    e Nucleares (IPEN). O IRD e o IPEN so rgos da CNEN.

    Para a radioterapia de feixes externos (teleterapia), as grandezas padronizadas no

    LNMRI so o kerma no ar e a dose absorvida na gua [6,7]. O fator de calibrao em termos

    de kerma no ar ou em termos de dose absorvida na gua determinados em um Laboratrio de

    Dosimetria Padro Primrio so usados para fornecer os fatores de calibrao para os

    Laboratrios de Dosimetria Padro Secundrio em termos de kerma no ar por unidade de

    leitura ou de carga (Nk) ou em termos de dose absorvida na gua por unidade de leitura ou de

    carga (ND,w). Essas cmaras de ionizao calibradas nos Laboratrios de Dosimetria Padro

    Primrio passam a ser os padres de referncia dos Laboratrios de Dosimetria Padro

    Secundrio para calibrar os instrumentos dos usurios. Os padres nacionais so rastreados ao

    4

  • Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM), que possui um Laboratrio de Dosimetria

    Padro Primrio.

    II.2 Definio de kerma e dose absorvida

    O kerma (K) e a dose absorvida (D) so duas grandezas dosimtricas usualmente

    expressas na unidade Gray (Gy). O Gray o nome especial dado grandeza derivada do S.I -

    Sistema Internacional de Unidades, J.kg-1, em homenagem a L. H. Gray, pioneiro na Fsica da

    Radiologia [6].

    O kerma (Kinectic Energy Released per Unit of MAss) definido como o valor

    esperado da energia transferida (dEtr) s partculas carregadas por unidade de massa (dm) em

    um ponto de interesse. A energia transferida dEtr a soma de todas as energias cinticas

    iniciais de todas as partculas carregadas liberadas por partculas neutras ou ftons incidentes.

    O kerma expresso pela equao:

    dmdEK tr= (2.1)

    A dose absorvida o valor esperado da energia mdia ( d ) depositada pela

    radiao ionizante na matria de massa dm em um ponto de interesse. A dose absorvida

    expressa pela equao:

    dmdD = (2.2)

    5

  • II.3 Formalismo

    O formalismo do protocolo TRS n 277 baseado no fator de calibrao em

    termos de kerma no ar, enquanto que o protocolo TRS n 398 baseado no fator de calibrao

    em termos de dose absorvida na gua. Porm, ele pode ser descrito por uma equao geral que

    similar para os dois protocolos:

    D = Mc N pc (2.3)

    Onde: D a dose absorvida, Mc a leitura obtida corrigida para os fatores de

    influncia, N o fator de calibrao da cmara de ionizao e pc o produto dos fatores de

    correo.

    Para o protocolo TRS n 277 [3], a equao 2.3 fica:

    Dw (Peff) = Mu ND,ar (Sw,ar)u pu pcel (2.4)

    Onde: Dw (Peff) a dose absorvida na gua no ponto efetivo de medio, Mu a

    leitura corrigida pelos fatores de influncia no feixe do usurio, ND,ar o fator de calibrao

    do conjunto dosimtrico em termos de dose absorvida no ar, (Sw,ar)u a razo dos poderes de

    freamento da radiao entre os meios gua-ar no feixe do usurio, pu o fator de correo de

    perturbao que corrige as diferentes propriedades de produo e espalhamento de eltrons na

    parede da cmara e no volume de gua no feixe do usurio; corrige tambm a diferena no

    espalhamento de eltrons na cavidade de ar e na gua, a qual substituda pela cavidade de ar

    e pcel fator de correo para o efeito de no equivalncia do material do eletrodo central da

    cmara de ionizao.

    6

  • A equao para a leitura corrigida pelos fatores de influncia no feixe do usurio

    dada por:

    Mu = M1 pTP kh ps (2.5)

    Onde: Ml a leitura no corrigida do eletrmetro, pTP o fator de correo para

    efeitos da temperatura e presso em condies de no-referncia, kh o fator que corrige a

    resposta da cmara de ionizao para o efeito da umidade e ps o fator de correo para a

    incompleta eficincia na coleo de cargas no volume da cavidade da cmara de ionizao

    devido recombinao inica. A seguir seguem as equaes para os fatores pTP e ps :

    0

    0

    15,27315,273

    TT

    PPpTP +

    += (2.6)

    Onde: P0 e T0 so, respectivamente, os valores de presso atmosfrica e de

    temperatura de referncia utilizados nos Laboratrios de Dosimetria Padro (geralmente

    101,325 kPa e 20C) e P e T os valores de presso atmosfrica