trabalho de fim de curso uso de dosímetros termoluminescentes

68
Universidade Federal do Rio de Janeiro Instituto de Física Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes no Controle de Qualidade para a Avaliação do Fator Filtro Dinâmico em Radioterapia Laboratório de Dosimetria Termoluminescente Programa de Qualidade em Radioterapia Instituto Nacional de Câncer INCA/MS Vitor Nascimento de Carvalho Pinto Orientador: Alfredo Viamonte Marin Rio de Janeiro, RJ - Brasil Janeiro, 2007

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Page 1: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

Universidade Federal do Rio de Janeiro

Instituto de Física

Trabalho de Fim de Curso

Uso de Dosímetros Termoluminescentes no

Controle de Qualidade para a Avaliação do

Fator Filtro Dinâmico em Radioterapia

Laboratório de Dosimetria Termoluminescente

Programa de Qualidade em Radioterapia

Instituto Nacional de Câncer – INCA/MS

Vitor Nascimento de Carvalho Pinto

Orientador: Alfredo Viamonte Marin

Rio de Janeiro, RJ - Brasil

Janeiro, 2007

Page 2: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

ii

Vitor Nascimento de Carvalho Pinto

Uso de Dosímetros Termoluminescentes no

Controle de Qualidade para a Avaliação do

Fator Filtro Dinâmico em Radioterapia

Trabalho de Fim de Curso para obtenção de

Grau de Bacharel em Física, com Habilitação

em Física Médica pelo Instituto de Física da

Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Orientador: Alfredo Viamonte Marin PQRT /

INCA-MS

Rio de Janeiro – Brasil

Instituto de Física. Universidade Federal do Rio de Janeiro

Coordenação do Curso de Física Médica

2007

Page 3: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

iii

Pinto, Vitor Nascimento de Carvalho

Uso de Dosímetros Termoluminescentes no Controle de

Qualidade para a Avaliação do Fator Filtro Dinâmico em

Radioterapia. Rio de Janeiro: UFRJ, 2007.

Page 4: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

iv

Vitor Nascimento de Carvalho Pinto

Uso de Dosímetros Termoluminescentes no Controle de Qualidade para a

Avaliação do Fator Filtro Dinâmico em Radioterapia

Rio de Janeiro, 30 de janeiro de 2007.

_________________________________________

M.Sc. Alfredo Viamonte Marin – PQRT / INCA

_________________________________________

Profª.Dra. Simone Coutinho Cardoso – IF / UFRJ

_________________________________________

M. Sc. Roberto Salomon de Souza – PQRT / INCA

_________________________________________

Profª.Dra. Mônica Pereira Bahiana – IF / UFRJ

Page 5: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

v

O presente trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Dosimetria Termoluminescente do

Programa de Qualidade em Radioterapia e no HCI do Instituto Nacional do Câncer, sob

orientação de Alfredo Viamonte Marin.

Page 6: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

vi

À minha avó Antônia,

Ao meu avô Daniel,

Ao meu sobrinho Davi,

Para que fiquem orgulhosos.

Page 7: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

vii

AGRADECIMENTOS

Primeiramente a Deus, pois sem ele nenhum trabalho teria sido possível.

À minha avó Antônia, que viveu para ver o neto dela alcançar seus sonhos.

Aos meus pais, por toda a experiência de vida que me permitiram ter.

Aos meus irmãos, que sempre me ajudaram, mesmo quando não sabiam que estavam a

fazê-lo.

Ao meu orientador, Alfredo Viamonte Marin, que sempre teve muita paciência comigo e

pelas noites mal dormidas e feriados perdidos só para podermos trabalhar.

Ao Roberto Salomon de Souza e ao Cláudio C. B. Viegas, sempre dispostos a prestar

qualquer ajuda que pudessem fornecer, e também pelos conselhos sempre oportunos.

À Anna Maria Campos de Araujo, do Programa de Qualidade em Radioterapia do INCA,

que abriu esta porta para mim.

Ao Delano V. Santos Batista, sempre solícito para resolver nossas dúvidas quanto ao

acelerador linear.

Ao Luiz Carlos, não apenas por ter me ensinado a operar o sistema do filtro dinâmico, mas

também por valiosos esclarecimentos quanto à técnica.

Ao Joel Francisco Gonçalves pela revisão do abstract.

Aos residentes da Física Médica na área de Radioterapia do INCA, pelas orientações acerca

da dosimetria e do controle de qualidade na área.

À minha namorada, Alessandra, que abdicou da minha atenção para que eu pudesse me

dedicar exclusivamente a este trabalho.

Ao PQRT, ao INCA e à UFRJ, por permitir a execução deste projeto.

Page 8: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

viii

RESUMO

O objetivo deste trabalho é determinar se o fator filtro dinâmico pode ser

avaliado com TLDs, e em caso positivo, inseri-lo no sistema de avaliação postal do

Programa de Qualidade em Radioterapia (PQRT – INCA/MS). Para tal, realizamos dois

conjuntos de medidas do fator filtro dinâmico no eixo central do feixe de radiação, um com

câmara de ionização e outro com TLDs, para compará-los.

As medidas foram feitas para quatro tamanhos de campo de radiação (5 cm x 10 cm,

10 cm x 10 cm, 15 cm x 10 cm e 20 cm x 10 cm), e para cinco valores de ângulo (10°, 15°,

30°, 45° e 60°) do filtro. Os potenciais aceleradores foram os disponíveis para feixes de

fótons (6 MV e 15 MV) no acelerador linear Clinac 2300 C/D fabricado pela Varian

Medical Systems e instalado no HCI/ INCA.

Após a obtenção dos dados, os mesmos foram comparados com os valores de fator filtro

dinâmico atualmente utilizados pelo HCI/INCA e com os de um trabalho de referência. Os

resultados mostram que a avaliação do fator filtro dinâmico é possível com os TLDs,

devido ao baixo desvio percentual entre as medidas realizadas com estes e com a câmara de

ionização.

Page 9: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

ix

ABSTRACT

The objective of this work was determine if the Enhanced Dynamic Wedge Factor

(EDWF) could be evaluated by TLDs, and if it works, incorporate it to the postal system of

assessment of the Quality Program in Radiotherapy (PQRT – INCA/MS). For it, we

performed two sets of measurements to find the EDWF in the central axis of the radiation

beam, one with ionizing chamber and other with TLDs, to compare them.

The measurements were made to four field sizes (5 cm x 10 cm, 10 cm x 10 cm, 15

cm x 10 cm e 20 cm x 10 cm) and for five angles values (10°, 15°, 30°, 45° e 60°) of the

wedge. The energy beam was available for photons beams (6 MV e 15 MV) in the linear

accelerator Clinac 2300 C/D manufactured by Varian Medical Systems located at the HCI/

INCA.

After the data acquisition, the results were compared with the EDWF values

currently used in HCI/INCA and with a reference work. The results shows that the

assessment of the EDWF is possible with TLDs, due to the low percentual deviation

between the measurements made with them and that made with ionizing chambers.

Page 10: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

x

ÍNDICE

1. Introdução ....................................................................................................... 1

2. Fundamentos Teóricos .................................................................................... 3

2.1. Controle de Qualidade ............................................................................. 3

2.2 Programa de Qualidade em Radioterapia (PQRT) ................................... 4

2.3 Sistema de Avaliação Postal do INCA .................................................... 5

2.4 Termoluminescência ....................................................................................... 6

2.4.1 Materiais Termoluminescentes .................................................................

2.4.2 Dosímetros Termoluminescentes - TLDs .................................................

2.4.3 Dosimetria com Materiais Termoluminescentes ......................................

2.4.4 Curva de Emissão TL ...............................................................................

2.4.5 Tratamentos Térmicos ..............................................................................

2.5 Filtros Físicos e Eletrônicos ............................................................................

2.6 Filtro Dinâmico da Varian - EDW ..................................................................

2.6.1 Parâmetros que Afetam o Fator Filtro Dinâmico ........................................

2.6.2 Parâmetros que não Afetam o Fator Filtro Dinâmico ..................................

3. Materiais e Métodos .......................................................................................

3.1Materiais .........................................................................................................

3.1.1 Acelerador Linear .....................................................................................

3.1.2 Conjunto Dosimétrico ...............................................................................

3.1.3 Dosímetros Termoluminescentes ..............................................................

3.1.4 Fantoma e Suporte ....................................................................................

3.1.5 O Sistema Leitor ......................................................................................

3.2 Métodos ........................................................................................................

3.2.1 Determinação do Fator Filtro Dinâmico com Câmara de Ionização ........

3.2.2 Determinação do Fator Filtro Dinâmico com TLDs ....................................

3.2.3 Avaliação das Incertezas ..............................................................................

Page 11: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

xi

4. Resultados e Discussão .................................................................................

5. Conclusões ........................................................................................................

Referências Bibliográficas ....................................................................................

Apêndices

Apêndice A. Sistema de Avaliação Postal para Potenciais Aceleradores entre 4

e 18 MV ................................................................................................................

Page 12: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

xii

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Comparação entre os filtros físicos e dinâmicos ...........................................

Tabela 2. Fatores Filtro Dinâmico medidos com TLDs para o potencial acelerador de

6 MV, para os ângulos 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, com o colimador X fixo em 10 cm e

o colimador Y em 5 cm, 10, cm, 15 cm e 20 cm. .........................................................

Tabela 3. Fatores Filtro Dinâmico medidos com TLDs para o potencial acelerador de

15 MV, para os ângulos 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, com o colimador X fixo em 10 cm

e o colimador Y em 5 cm, 10, cm, 15 cm e 20 cm. .......................................................

Tabela 4. Fatores Filtro Dinâmico medidos com Câmara de Ionização para o

potencial acelerador de 6 MV, para os ângulos 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, com o

colimador X fixo em 10 cm e o colimador Y em 5 cm, 10, cm, 15 cm e 20 cm

........................................................................................................................................

Tabela 5. Fatores Filtro Dinâmico medidos com Câmara de Ionização para o

potencial acelerador de 15 MV, para os ângulos 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, com o

colimador X fixo em 10 cm e o colimador Y em 5 cm, 10, cm, 15 cm e 20 cm

........................................................................................................................................

Page 13: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

xiii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Modelo de bandas de energia para um material termoluminescente sendo

irradiado. A radiação ionizante incide sobre o material, excitando os elétrons da banda

de valência para a banda de condução. ............................................................................

123

Figura 2. Modelo de bandas de energia para um material termoluminescente sendo

aquecido. No material aquecido, os elétrons escapam das armadilhas e retornam à

banda de valência, emitindo luz. ......................................................................................

Figura 3. Respostas do LiF:Mg,Ti para uma mesma dose e várias energias

normalizadas para a energia média do 60

Co. As energias dos feixes estão

caracterizadas pela razão D20/D10. ...................................................................................

Figura 4. Curva característica do LiF:Mg,Ti irradiado com 60

Co à temperatura

ambiente. O pico 5 é o normalmente utilizado para dosimetria. .....................................

Figura 5. Colimadores X e Y vistos de cima, com o colimador Y2 próximo ao gantry e

o colimador Y1 próximo à porta. O ângulo de rotação dos colimadores nesta

configuração é de 0°. .......................................................................................................

Figura 6. Acelerador Linear Clinac 2300C/D, fabricado pela Varian Medical Systems

e instalado no Hospital do Câncer I (HCI) do Instituto Nacional de Câncer (INCA). ....

Figura 7. Conjunto câmara de ionização – eletrômetro usado nas medidas de

referência. ........................................................................................................................

Figura 8. Copelas, cápsulas e dispensador utilizados para o manuseio do pó TL. Cada

cápsula comporta cerca de 30,2 g de material TL. ..........................................................

Figura 9. Fantoma, suporte com braço e uma cápsula de polietileno utilizados para as

medidas. ...........................................................................................................................

Figura 10. Leitora automática PCL3 utilizada nas leituras dos TLDs. ............................

Figura 11. Montagem experimental com câmara de ionização, indicando o filtro

gerado pelo movimento do colimador. ............................................................................

Figura 12. Suporte de acrílico utilizado pelo PQRT, com o TLD fixo no orifício

central do braço do suporte. .............................................................................................

Figura 13: Fatores Filtro Dinâmico, medidos com TLDs para o potencial acelerador de

Page 14: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

xiv

6 MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, colimador Y em 5 cm, 10 cm, 15 cm e

20 cm e com o colimador X fixo em 10 cm. ....................................................................

Figura 14: Fatores Filtro Dinâmico, medidos com TLDs, para o potencial acelerador

de 15 MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, colimador Y em 5 cm, 10 cm, 15

cm e 20 cm e com o colimador X fixo em 10 cm. ...........................................................

Figura 15: Fatores Filtro Dinâmico, medidos com Câmara de Ionização, para o

potencial acelerador de 6 MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, colimador Y em

5 cm, 10 cm, 15 cm e 20 cm e com o colimador X fixo em 10 cm. ................................

Figura 16: Fatores Filtro Dinâmico, medidos com Câmara de Ionização, para o

potencial acelerador de 6 MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, colimador Y em

5 cm, 10 cm, 15 cm e 20 cm e com o colimador X fixo em 10 cm. ................................

Figura 17. Desvios percentuais entre as medidas efetuadas com câmara de ionização e

com TLDs para o potencial acelerador de 6 MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e

60°, para o colimador X fixo em 10 cm e o colimador Y em 5 cm, 10 cm, 15 cm e 20

cm. ....................................................................................................................................

Figura 18. Desvios percentuais entre as medidas efetuadas com câmara de ionização e

com TLDs para o potencial acelerador de 6 MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e

60°, para o colimador X fixo em 10 cm e o colimador Y em 5 cm, 10 cm, 15 cm e 20

cm. ....................................................................................................................................

Figura 19. Desvios percentuais entre os fatores filtro dinâmico atualmente utilizados

pelo INCA e as medidas feitas com TLDs para o potencial acelerador de 6 MV, os

ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, com o colimador X fixo em 10 cm e o colimador

Y em 5 cm, 10 cm, 15 cm e 20 cm. .................................................................................

Figura 20. Desvios percentuais entre os fatores filtro dinâmico atualmente utilizados

pelo INCA e as medidas feitas com TLDs para o potencial acelerador de 15 MV, os

ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, com o colimador X fixo em 10 cm e o colimador

Y em 5 cm, 10 cm, 15 cm e 20 cm. .................................................................................

Figura 21. Desvios percentuais entre as medidas efetuadas com câmara de ionização,

por um trabalho de referência [2], e as obtidas com TLDs para o potencial acelerador

de 6 MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, para o colimador X fixo em 10 cm e

o colimador Y em 5 cm, 10 cm, 15 cm e 20 cm. ............................................................

Page 15: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

xv

Figura 22. Desvios percentuais entre as medidas efetuadas com câmara de ionização,

por um trabalho de referência [2], e com TLDs para o potencial acelerador de 15 MV,

os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, para o colimador X fixo em 10 cm e o

colimador Y em 5 cm, 10 cm, 15 cm e 20 cm. ................................................................

Page 16: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

xvi

LISTA DE SIGLAS

AIEA – Agência Internacional de Energia Atômica

DFS – Distância Fonte-Superfície

EDW – Enhanced Dynamic Wedge

FFD – Fator Filtro Dinâmico

HCI – Hospital do Câncer I

ICRU – International Commission on Radiation Units and Measurements

INCA – Instituto Nacional de Câncer

IPEN – Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares

MLC – Multileaf Collimator

PC – Personal Computer

PQRT – Programa de Qualidade em Radioterapia

STT – Segmented Treatment Table

TEC-DOC – Technical Document

TL - Termoluminescente

TLD – Thermoluminescent Dosimeter

UM – Unidade Monitora

Page 17: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

1

1. INTRODUÇÃO

O objetivo principal da radioterapia é a erradicação do tumor primário [1],

limitando a dose nos órgãos de risco e nos tecidos adjacentes. Como é extremamente difícil,

ou até mesmo impossível, na maioria dos casos, irradiar uma região do corpo humano

afetando apenas a região de interesse, é indispensável o rígido controle das doses

ministradas ao paciente.

Portanto, faz-se necessário, um programa de controle da qualidade que garanta que

a dose nominal distribuída pelos aparelhos de radioterapia durante os tratamentos seja a

real, dentro das margens de aceitação.

A incerteza recomendada na publicação 24 da ICRU (International Commission on

Radiation Units and Measurements) [1] para a dose absorvida pelo tumor, em um paciente

durante o tratamento radioterápico, é de ± 5%. Isto significa que devemos ter um controle

acurado não apenas das técnicas usadas no tratamento, mas também do trabalho dos

técnicos, da dosimetria, do sistema de planejamento, dos aceleradores lineares, etc.

O Fator Filtro Dinâmico (FFD) é um parâmetro utilizado no cálculo do

planejamento do tratamento de pacientes em radioterapia [2]. Utilizado nos aceleradores

lineares fabricados pela Varian Medical Systems que possuem a modalidade Filtro

Dinâmico (EDW – Enhanced Dynamic Wedge, em inglês), ele substitui o fator filtro físico,

o qual é gerado por cunhas metálicas interpostas entre o paciente e o feixe de radiação.

O Filtro Dinâmico é gerado pelo movimento dos colimadores e pela variação da

taxa de dose [2]. O fator filtro dinâmico é obtido através de tabelas que relacionam o

tamanho de campo de radiação, o potencial acelerador do feixe e o ângulo de filtro

desejado.

Para construir tais tabelas, é necessária a realização de diversas medidas relativas de

dose, para os diferentes ângulos do filtro. Visando a acurácia destas tabelas, deve ser feito

Page 18: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

2

periodicamente o controle de qualidade do acelerador linear, conferindo se as medidas

obtidas para o fator filtro coincidem com as que constam nas tabelas utilizadas.

Apesar de o controle de qualidade em radioterapia ser comumente realizado com

câmaras de ionização, pode-se também fazer uso de outro tipo de detectores (filmes

radiográficos, dosímetros termoluminescentes, etc.) para realizar a dosimetria de

aceleradores lineares, desde que apenas com o intuito de comparar os resultados obtidos por

estes com aqueles obtidos por uma câmara de ionização.

Um tipo de detector normalmente utilizado para comparação por sistemas de

avaliação postal de diversos países com certo grau de desenvolvimento em radioterapia é o

dosímetro termoluminescente ou TLD (Thermoluminescent Dosimeter, em inglês) [3].

Este trabalho tem como objetivo determinar se o fator filtro dinâmico pode ser

avaliado com TLDs, e em caso positivo, inseri-lo no conjunto de parâmetros avaliados pelo

sistema de avaliação postal do Programa de Qualidade em Radioterapia do INCA (PQRT -

INCA/MS) [3].

Para corroborar os resultados obtidos com a dosimetria termoluminescente neste

trabalho, as medidas dos TLDs serão comparadas com as de uma câmara de ionização, com

as utilizadas pelo INCA em sua rotina de trabalho atualmente e com as obtidas em um

trabalho anterior de avaliação do fator filtro dinâmico no mesmo acelerador linear [2].

Como não foi encontrada na literatura nenhuma referência à avaliação do fator filtro

dinâmico feita com dosímetros TL, este estudo pretende além de comprovar a utilidade da

dosimetria TL para a avaliação deste fator, a implementação do mesmo na rotina do sistema

de avaliação postal realizada pelo PQRT.

Page 19: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

3

2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

2.1.Controle de Qualidade

Desde que a radiação ionizante começou a ser utilizada pelo homem com fins

terapêuticos, muitos avanços tecnológicos têm sido alcançados. Na radioterapia, em geral, é

muito importante o controle permanente das doses administradas aos pacientes.

Em conseqüência disto, existe a necessidade de um método que verifique as

condições de irradiação. O método deve ser prático e simples de aplicar, de modo que não

interfira na rotina de trabalho dos serviços de radioterapia.

Estes métodos de verificação e controle das doses são conhecidos como Controle da

Qualidade. Eles, de uma forma ou de outra, estão sempre presentes em instituições que têm

serviços de radioterapia.

Existem diversos equipamentos e acessórios utilizados para a realização desses

testes, sendo que o principal deles, empregado em medidas de dose, é a câmara de

ionização.

Page 20: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

4

2.2. Programa de Qualidade em Radioterapia (PQRT)

O Programa de Qualidade em Radioterapia (PQRT), é um programa do Instituto

Nacional de Câncer (INCA) criado em 1999, em âmbito nacional, que tem como objetivo

estimular e promover condições que permitam às instituições participantes a aplicação da

radioterapia com qualidade e eficiência assim como capacitar os profissionais vinculados à

radioterapia [4].

Para cumprir com esse objetivo, o PQRT desenvolve e implementa constantemente

atividades relacionadas ao controle de qualidade em radioterapia, para que os tratamentos

possam ser realizados tal como planejados e dentro dos padrões internacionais de segurança

e qualidade.

Entre estes controles se encontra o programa de avaliação postal de feixes de fótons

e o programa de visita in loco às instituições interessadas.

Page 21: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

5

2.3. Sistema de Avaliação Postal do INCA

O PQRT desenvolveu um sistema de avaliação postal que foi implementado com o

objetivo de efetuar o controle de qualidade à distância nos aparelhos utilizados nos diversos

serviços de radioterapia do país, testando oito parâmetros dosimétricos: doses de referência,

doses em profundidade, doses para campos retangulares, fator bandeja lisa, fator filtro

físico, simetria, planura e índice de qualidade do feixe (a razão D20/D10 para aceleradores

lineares) [3].

Métodos semelhantes existem em outros países com alto grau de desenvolvimento

na radioterapia. A Agencia Internacional de Energia Atômica (AIEA) possui um sistema

similar, porém avalia apenas a dose na profundidade de referência e o índice de qualidade

[5].

O mesmo sistema da AIEA [5] já era aplicado no Brasil pelo Laboratório de

Dosimetria do Departamento de Física Médica (DEFISME) do Instituto de Radioproteção e

Dosimetria da Comissão Nacional de Energia Nuclear (IRD/CNEN) atendendo,

fundamentalmente, ao interesse de inspeção regulamentar destas instituições.

O sistema postal utiliza uma técnica de dosimetria com materiais

termoluminescentes, sendo o LiF:Mg,Ti em pó, o material escolhido para tal fim. Por ser

uma técnica de medida não imediata, a avaliação postal não deve substituir de forma

alguma os testes dosimétricos de rotina, feitos com câmara de ionização, e nem deve ser

entendida como uma calibração adicional do aparelho [3, 6,7].

No Apêndice A deste trabalho são descritos todos os procedimentos executados na

avaliação postal realizada pelo PQRT/INCA.

Page 22: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

6

2.4. TERMOLUMINESCÊNCIA

O fenômeno da termoluminescência é apenas mais um processo dentro de uma

família de fenômenos conhecidos como Fenômenos Termicamente Estimulados. Como o

próprio nome sugere, a termoluminescência é toda e qualquer emissão luminosa que tenha

sido estimulada termicamente (por aquecimento) [6,8-10].

Apesar de o fenômeno ser conhecido há bastante tempo, ele só começou a ser

estudado e utilizado em dosimetria na medicina há cerca de 50 anos atrás. Como resultado

da irradiação de um material e seu posterior aquecimento, podemos explicar o efeito

termoluminescente (TL), de um modo qualitativo, em termos do modelo das bandas de

energia, usando a noção de armadilhas de elétrons ou buracos [6].

Os materiais TL, em geral, possuem uma banda de valência preenchida com

elétrons e uma banda de condução vazia, e entre estas, uma banda energética proibida.

Quando um isolante ou semicondutor é exposto à radiação ionizante, à temperatura

ambiente ou mais baixa, os elétrons da banda de valência absorvem energia e saltam para a

banda de condução, onde se movem livremente até serem capturados por uma das

armadilhas (figura 1).

Page 23: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

7

Figura 1. Modelo de bandas de energia para um material termoluminescente sendo

irradiado. A radiação ionizante incide sobre o material, excitando os elétrons da banda de

valência para a banda de condução.

A existência de uma região de ocupação não permitida para os elétrons, indica que

os processos que regem a absorção de energia proveniente das radiações ionizantes são

dependentes desta mesma energia, ou seja, os elétrons só absorverão energia que seja no

mínimo suficiente para lhes permitir saltar da banda de valência para a banda de condução,

atravessando a região proibida.

Estas armadilhas de elétrons atuam como uma barreira de potencial, impedindo que

os elétrons retornem à banda de valência. Ao aquecermos o material posteriormente,

fornecemos aos elétrons energia suficiente para superar esta barreira e então retornar à

banda de valência, se recombinando com os buracos, ou serem recapturados em armadilhas

mais profundas, as quais atuam competitivamente aos buracos. Se a recombinação for

radiativa, teremos emissão termoluminescente (figura 2).

Figura 2. Modelo de bandas de energia para um material termoluminescente sendo

aquecido. No material aquecido, os elétrons escapam das armadilhas e retornam à banda de

valência, emitindo luz.

Page 24: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

8

Um material TL que contenha impurezas apresenta estados de energia eletrônica

diferentes, que permanecem vazios até a irradiação do material, quando alguns elétrons

excitados passam a ocupar tais estados. Estes estados ocupados são chamados de defeitos

induzidos por radiação, os quais são definidos como qualquer excitação de elétrons ou de

espécies atômicas que ocorra no material após a irradiação, mas que não ocorria

previamente. Após a emissão TL, o material pode ser devolvido à sua condição inicial,

através de um tratamento térmico, que tem como função liberar todos os elétrons que ainda

estejam armadilhados.

2.4.1. Materiais Termoluminescentes.

Existem diversos materiais que apresentam propriedades termoluminescentes, mas

apenas alguns poucos possuem as características desejáveis para serem utilizados como

dosímetro. Tais materiais são fabricados em formatos diferentes para atender as mais

variadas aplicações. As formas mais comumente comercializadas são: pó, cristais cúbicos,

chips sinterizados, bastões, filmes finos e discos de Teflon impregnados.

Para poder ter algum uso prático, principalmente em dosimetria, os materiais TL

devem apresentar certo conjunto de características [6,8]:

Ter uma resposta linear para um amplo intervalo de dose;

Apresentar alta sensibilidade, mesmo para doses pequenas;

Ter uma resposta estável, mesmo sob condições climáticas diferentes;

Ter uma resposta pouco dependente da energia dos fótons;

Ser reprodutível, mesmo para pequenas doses;

Ter uma curva de emissão simples com um único pico bem resolvido.

Claro que nenhum material TL consegue reunir todas essas características em

conjunto. A escolha de cada material é feita com base no tipo de trabalho que se pretende

realizar.

Page 25: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

9

Para uso no controle de qualidade em radioterapia, são desejáveis materiais que

sejam tecido-equivalentes, ou seja, materiais que apresentem número atômico efetivo

(média ponderada dos números atômicos dos elementos que constituem uma substância

composta) similar ao do tecido humano e interajam com a radiação ionizante de modo

aproximada a estes mesmos tecidos.

Dentre os materiais TL que são tecido-equivalentes, podemos mencionar o Borato

de Lítio ativado com Manganês - Li2B4O7:Mn, o Fluoreto de Cálcio ativado com Disprósio

- CaF2:Dy e o Fluoreto de Lítio ativado com Magnésio e Titânio - LiF:Mg,Ti. Na medicina,

o material TL mais comumente utilizado é o Fluoreto de Lítio ativado com Magnésio e

Titânio - LiF:Mg,Ti, também conhecido como TLD-100 [6,8].

Para feixes de fótons, o conceito de equivalência ao tecido está intimamente ligado

ao número atômico efetivo do material, pois as interações das radiações com a matéria

(efeito fotoelétrico, efeito Compton e produção de pares) são dependentes do número

atômico efetivo do material sendo irradiado.

A sensibilidade de um material TL é dependente das interações entre a radiação

incidente com o mesmo, ou seja, quanto maior o número de interações que ocorrem no

material, maior será a sua sensibilidade. Uma vez que as interações também são

dependentes da energia da radiação, pois apenas algumas transições de estados eletrônicos

são permitidas, podemos definir a sensibilidade como a intensidade do sinal TL por unidade

de dose absorvida, tendo em vista que a intensidade do sinal é diretamente proporcional ao

número de elétrons armadilhados.

Dentre os fatores que afetam a resposta do material TL, os ambientais são os mais

críticos. A temperatura é o fator que mais influencia essa resposta, sendo necessário

aumentar os cuidados durante o armazenamento e transporte do material [3]. Outro fator

muito importante é a umidade. O material deve estar protegido do calor e umidade, de

preferência em recipientes à prova de luz.

Page 26: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

10

Para que o sinal TL seja considerado estável é necessário que o mesmo retenha a

informação por um tempo prolongado. Quando acontece a perda de sinal estamos diante de

um fenômeno conhecido como desvanecimento. Se um sinal TL é instável e diminui com o

tempo após a irradiação, o sinal é dito desvanecido.

O desvanecimento [3, 6,8], mais conhecido pela denominação em inglês, fading, é

uma característica de todo dosímetro TL, ou TLD (do inglês thermoluminescent dosimeter),

definido pela liberação espontânea dos elétrons de suas armadilhas, proporcionando

recombinações e a conseqüente emissão de luz pelo material. Este fenômeno pode ter várias

causas, mas a que prevalece é a de origem térmica. Por esta razão, um TLD irradiado nunca

vai reter 100% das cargas armadilhadas. Novamente, é importante conhecer o

comportamento do desvanecimento do TLD [3, 6,8], para realizar as devidas correções

quando necessário.

Embora os TLDs sejam tecido-equivalentes devido à proximidade dos valores de

numero atômico efetivo (LiF:Mg,Ti; Z = 8,2; tecido humano, Z = 7,4), existe uma pequena

dependência da resposta do TLD quanto as diferentes energias utilizadas para irradiação.

Este fato indica a necessidade de correções quando são utilizadas diferentes energias no

processo de irradiação. A figura 3 [3] mostra uma curva de dependência energética para o

TLD 100 (LiF:Mg,Ti), as respostas estão normalizadas para a energia do 60

Co.

0,980,991,001,011,021,031,041,051,061,071,081,09

0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70

Qualidade do Feixe (D20/D10)

Co

rreç

ão R

elat

iva

ao 6

0C

o

Page 27: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

11

Figura 3. Respostas do LiF:Mg,Ti para uma mesma dose e várias energias

normalizadas para a energia média do 60

Co. As energias dos feixes estão caracterizadas pela

razão D20/D10.

2.4.2. Dosímetros Termoluminescentes - TLDs

Para compreendermos o funcionamento de um TLD, devemos antes de tudo

conhecer algumas das vantagens e desvantagens de sua utilização.

Vantagens na utilização:

Dimensões reduzidas – Detector pontual;

Equivalência ao tecido;

Detectores integradores de dose

Não são necessários cabos durante a medida;

Elevada sensibilidade. Intervalo dosimétrico amplo;

Detectores reutilizáveis e baratos;

Muitos materiais disponíveis para escolha;

Desvantagens:

Dimensões reduzidas – Dificuldades no manuseio;

Leitura não imediata;

Instrumentação necessária à avaliação dos detectores é cara;

Diferentes materiais e formas geométricas de detectores disponíveis

(Dificuldade na escolha do melhor detector para uma aplicação em

particular);

Ausência de registro permanente de dose no detector.

2.4.3. Dosimetria com materiais Termoluminescentes

Page 28: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

12

O objetivo da dosimetria TL é determinar qual foi a dose absorvida pelo material no

processo de irradiação com a menor incerteza possível. Hoje em dia os métodos utilizados

apontam a dosimetria TL como um método seguro e confiável.

As maiores áreas de uso dos materiais TL incluem:

Dosimetria pessoal: O objetivo primário é o monitoramento de dose nos

trabalhadores devido à exposição ocupacional, podendo ser nas extremidades (mãos,

braços, pés), corpo inteiro (radiação penetrante) e tecidos em geral, e em tecidos (radiação

não penetrante). O maior requisito de um TLD para esta aplicação é ser tecido-equivalente.

Dosimetria ambiental: Averiguar os níveis de radiação da Terra, que vêm

sendo alterada pelo uso da radiação nuclear pelo homem, em usinas nucleares, testes com

bombas atômicas e acidentes radiativos. Também avalia os níveis de radiação do espaço

sideral, onde o nível de radiação devida aos raios cósmicos é muito elevado, sendo de

interesse principal para missões espaciais.

Dosimetria clínica: Para radioterapia a acurácia do TLD na estimativa de

dose é esperada como sendo menor ou igual a 5%, pois erros maiores podem afetar o

resultado do tratamento [9]. Em radioterapia, o objetivo da dosimetria é garantir que a dose

no volume alvo seja a prescrita pelo radioterapeuta, enquanto que a dose nos tecidos

normais circundantes seja a menor possível.

2.4.4. Curva de Emissão TL

A intensidade da luz emitida por um material TL vai depender da quantidade de

dose recebida durante o processo de irradiação e do tipo, número e distribuição das

diferentes impurezas dentro do próprio material, do aquecimento, do tipo de energia

utilizada e outros fatores como tempo, taxa de irradiação, temperatura de armazenamento,

etc. A curva de emissão TL é aquela que representa a intensidade de luz emitida pelo

material TL em função da temperatura ou do tempo de aquecimento. A resposta do

dosímetro é tomada como a área sob esta curva. Exemplo desta curva é visto na figura 4.

Page 29: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

13

Figura 4. Curva característica do LiF:Mg,Ti irradiado com 60

Co à temperatura

ambiente. O pico 5 é o normalmente utilizado para dosimetria.

A forma da curva depende dos tipos de armadilhas e dos centros de luminescência

do material TL, da taxa de aquecimento e do aparelho detector utilizado. Em geral, ela é

formada por vários picos, cada um indicando a presença de tipos diferentes de armadilha no

material, e sendo caracterizados pela temperatura onde ocorre o máximo de emissão.

A curva de emissão de um material TL ideal deve ter uma resposta linear para uma

ampla faixa de dose, ou seja, a intensidade de luz emitida pelo material deve variar

linearmente com a dose absorvida pelo mesmo. Contudo a maioria dos materiais TL

apresenta respostas que não são inteiramente lineares, se tornando supralineares para um

determinado valor de dose, que vai depender do material empregado, e depois sublinear ao

atingir a saturação, razão pela qual se faz necessário realizar a devida correção por fatores

de calibração.

A região de resposta linear é a de maior interesse em dosimetria, uma vez que existe

proporcionalidade entre a luminescência apresentada pelo material e a dose de radiação à

qual este foi exposto, o que permite uma maior exatidão das medidas.

Page 30: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

14

Na região supralinear, apesar de sua origem não ter sido ainda definitivamente

explicada e sua resposta TL não ser proporcional à dose, é possível ainda realizar medidas

de dose nesta região, mas a exatidão dos resultados é inferior àquela obtida na região linear.

Quando o uso destes dosímetros é feito na radioterapia quase sempre é necessário trabalhar

na região supralinear.

Para doses acima de 105 Gy, a curva de resposta da maioria dos TLDs atinge a

região de saturação. Este fenômeno é interpretado como uma diminuição do número de

armadilhas disponíveis para a captura dos elétrons. Esta região não tem utilidade em

dosimetria.

2.4.5. Tratamentos Térmicos

Todo material TL tem um sinal residual, proveniente de excitações do cristal. Antes

de ser utilizado, devemos tratar o material a fim de eliminar estes sinais indesejáveis, que

de outra forma iriam interferir nas medidas de dose realizadas. Este tratamento térmico é

feito de forma a estabilizar as armadilhas presentes no material, preparando-o para a

irradiação.

Diversos tratamentos térmicos têm sido propostos na literatura para os diferentes

materiais TL [3,6-12]. Cada um possui benefícios e desvantagens, dependendo de que

características do dosímetro se querem realçar. O reaproveitamento confiável de materiais

TL freqüentemente requer o uso de estritos procedimentos de tratamentos térmicos.

A resposta do LiF:Mg,Ti é muito sensível aos diferentes procedimentos térmicos

que envolvem seu uso, portanto, a repetição e reprodutibilidade desses procedimentos são

mais importantes que os próprios valores de temperatura padronizados.

Page 31: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

15

2.5. FILTROS FÍSICOS e ELETRÔNICOS

Entende-se por filtro, seja físico ou dinâmico, um dispositivo que se coloca entre a

fonte de irradiação e o paciente com o objetivo, quando necessário, de transformar a

entrada do feixe no paciente, homogeneizando o perfil de dose.

Como conseqüência, esta modificação do feixe deve ser conhecida e aplicada nos

cálculos da dose a ser administrada ao paciente. É aqui que surge então o conceito de fator

filtro, ou seja, um valor numérico que mostra a relação da dose para um campo estabelecido

ou padronizado com e sem o filtro.

Na radioterapia, um filtro tem duas funções básicas [8]:

Atuar como compensador de tecido;

Modificar o feixe de radiação com a finalidade de homogeneizar a dose que

atinge a região tumoral e tecidos adjacentes;

Existem duas modalidades de filtros: os filtros físicos e, mais recentemente, os

chamados filtros eletrônicos. Na primeira, uma cunha metálica (filtro físico) é inserida no

cabeçote de um acelerador linear, alterando a distribuição da dose. Na segunda, as

distribuições de dose são alteradas pelo movimento de um dos colimadores que se

encontram no cabeçote do aparelho e pela variação da taxa de dose durante a irradiação [2,

13-16].

Os filtros eletrônicos são, em alguns casos, preferidos em relação aos físicos por

diminuírem o tempo de tratamento e por não ser necessária a inserção de um outro

elemento no cabeçote.

O filtro eletrônico é um filtro não físico que gera distribuições de dose com um

perfil oblíquo, ou seja, cria um gradiente de dose na direção de movimento do colimador. A

vantagem é permitir um número maior de ângulos, em vez dos tradicionais que

normalmente comportam até quatro tipos de ângulos diferentes [15].

Page 32: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

16

Ao contrário dos filtros físicos, a utilização de filtros dinâmicos é mais prática e

flexível e permite uma melhor modelação da radiação à região doente, minimizando a dose

nos tecidos adjacentes ao tumor e nos órgãos de risco.

Um filtro não-físico gera uma distribuição espacial de dose similar àquela produzida

por um filtro físico, sem causar o endurecimento do feixe de fótons. Proposto no final dos

anos 70, os filtros não-fisicos têm sido implementados nos aceleradores de alguns

fabricantes, entre eles a Varian Medical Systems, que o denomina como filtro dinâmico

[17].

O filtro não-físico é criado pelo movimento de um dos colimadores Y, enquanto que

o outro colimador Y e ambos os colimadores X ficam estáticos; e pela variação da taxa de

dose, figura 5. Quando o movimento do colimador é na direção Y1 para Y2, dizemos que o

filtro está na direção Y1-IN. Se ele se move na direção contrária, ou seja, de Y2 para Y1, a

direção do filtro é dita Y2-OUT. Devido ao modo como o filtro é gerado, os tamanhos de

campo a serem utilizados podem ter limitações [17,18].

Figura 5. Colimadores X e Y vistos de cima, com o colimador Y2 próximo ao

gantry e o colimador Y1 próximo à porta. O ângulo de rotação dos colimadores nesta

configuração é de 0°.

Page 33: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

17

Como o objetivo deste trabalho é avaliar o fator filtro dinâmico no eixo central do

feixe com TLDs, devemos entender primeiramente uma série de características do mesmo

nos aceleradores clínicos produzidos pela Varian Medical Systems [19-21], como podemos

ver a seguir:

O método de distribuição de dose é através da variação do movimento do

colimador e da taxa de dose;

A posição inicial dos colimadores é aberta, sendo a posição final do

colimador móvel a 0,5 cm do colimador fixo;

Os colimadores só se movimentam na direção Y1 (IN) e Y2 (OUT), sendo o

tratamento impedido se o colimador fixo estiver a mais de 0,5 cm além do

limite de movimento dos colimadores;

O movimento do colimador está limitado em até 10 cm após o eixo central

na direção do gradiente de dose, sendo ilimitado o movimento na direção X

(não-gradiente);

Sete valores de ângulo disponíveis: 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 45°e 60°.

O fator filtro é uma função fortemente dependente da energia, do ângulo do

filtro e do tamanho de campo selecionado;

A relação entre o movimento do colimador e as unidades monitoras é

determinada usando a chamada tabela STT;

As tabelas STT são as mesmas para todas as máquinas da Varian.

As tabelas de tratamento segmentadas (Segmented Treatment Table, STT, em

inglês) controlam a posição dos colimadores em relação ao número de unidades monitoras

executadas pelo acelerador linear. Para um dado campo de radiação filtrado, a posição do

movimento do colimador em qualquer instante é uma função do ângulo selecionado, do

tamanho do campo e da fração do número total das unidades monitoras selecionadas que

atravessam o filtro.

Page 34: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

18

O movimento dos colimadores começa com o campo totalmente aberto e vai

fechando, até que o colimador móvel fique a apenas 0,5 cm do colimador estático. Em

geral, todo o tratamento com filtro dinâmico começa com alguma parcela da dose sendo

liberada com o campo de radiação aberto. Depois a fração apropriada da dose é liberada de

acordo com o movimento do colimador. A fração exata da dose que é liberada com o

campo aberto é uma função da energia, tamanho de campo e ângulo do filtro.

Page 35: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

19

2.6. FILTRO DINÂMICO DA VARIAN – EDW

A técnica de filtro dinâmico (Enhanced Dynamic Wedge, EDW, em inglês),

implementada pela Varian [19-21], consiste na obtenção de um feixe com o perfil de um

filtro através do movimento controlado de um dos colimadores e, simultaneamente,

variando-se a taxa de dose. Dentre suas vantagens em relação ao filtro físico estão:

facilidade de programação, redução do tempo de irradiação e a maior diversidade de

ângulos.

O movimento do colimador é controlado por um PC e a relação entre a dose e o

colimador seguida neste tratamento é indicada pela tabela STT. A tabela é única e

determina o perfil de dose através do campo. O software usa a STT para checar o

tratamento dado em comparação com o número de unidades monitoras (UM) distribuídas

quando o colimador atinge uma posição específica com o número de UM que são na

verdade são emitidas quando o colimador já atingiu na realidade aquela posição [22].

O movimento do colimador para a formação do filtro dinâmico de fato introduz

pequenas imprecisões do ponto de vista dosimétrico, devido à velocidade do mesmo. Para

resolver este problema temos duas aproximações: a primeira é o método da fração de UM,

que estima um fator filtro efetivo para um campo particular, e a segunda é um método que

considera o feixe dinâmico como uma superposição de segmentos menores do feixe. A

fração de UM é fácil de implementar, mas falha em situações de campos grandes ou

assimétricos, ou quando os pontos de cálculo estão fora do centro [23].

Para campos grandes e/ou assimétricos e para grandes ângulos, os valores previstos

para o fator filtro dinâmico diferem dos reais em torno de 4%. Este resultado vem do fato

de o número de UM liberadas antes da metade do campo ser menor do que o liberado na

segunda metade [22,23].

Page 36: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

20

Para determinar o fator filtro dinâmico são necessárias duas medidas: dose medida

durante irradiação com o filtro dinâmico e dose medida, no mesmo ponto, com a mesma

UM, mas sem o uso do filtro (campo aberto).

Uma característica inerente ao filtro dinâmico é a grande variação do fator filtro

dinâmico com o tamanho do campo na direção filtrada. Conforme o campo aumenta, o fator

filtro dinâmico pode diminuir em até 50% do valor inicial [24].

Uma comparação entre as características mais comuns dos filtros físico e dinâmico

é mostrada na Tabela 1 [17].

Tabela 1. Comparação entre os filtros físicos e dinâmicos.

Característica Filtro Físico Filtro Dinâmico

Campo Assimétrico Sim Sim

Ângulos 15°, 30°, 45° e 60°. 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 45° e

60°.

Definição de

Ângulos

D.B. Hughes et al.

[25]

ICRU 24

[1]

Limite de Campo 20 (15) cm para 15°, 30°, 45°,

(60°). 30 cm

Direções do filtro In, Out, Left, Right. Y1-IN, Y2-OUT.

Fator Filtro Suave, aproximadamente

constante. Suave

STT - Uma por energia dos fótons

1.6.1. Parâmetros que afetam o fator filtro dinâmico

Está comprovado que os parâmetros relatados a seguir, influenciam o fator

filtro dinâmico [2, 16-18]:

Page 37: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

21

Tamanho de campo;

Ângulo Nominal do Filtro;

Abertura do colimador Y;

Profundidade fora do Eixo central;

1.6.2. Parâmetros que não afetam o fator filtro dinâmico

Da mesma forma os seguintes parâmetros não apresentam nenhuma influência sobre

o fator filtro dinâmico [2]:

Abertura do colimador X;

Profundidade no Eixo Central.

Page 38: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

22

3. MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 Materiais

3.1.1. Acelerador Linear

Para a realização deste trabalho, foi utilizado um acelerador linear Clinac 2300C/D

com potenciais aceleradores de 6 e 15 MV, número de série 209, fabricado pela Varian

Medical Systems dos Estados Unidos e instalado no Hospital do Câncer I (HCI) do

Instituto Nacional de Câncer (INCA), figura 6.

Figura 6. Acelerador Linear Clinac 2300C/D, fabricado pela Varian Medical

Systems e instalado no Hospital do Câncer I (HCI) do Instituto Nacional de Câncer

(INCA).

3.1.2. Conjunto Dosimétrico

As medidas dosimétricas de referência foram realizadas com uma câmara de

ionização PTW 30013 de 0,6 cm3, à prova de água, número de série 491, fabricada pela

empresa alemã PTW, com certificado de calibração em 12 de maio de 2006, emitido pelo

Page 39: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

23

IPEN, e um eletrômetro Unidos E, número de série 279, calibrado junto com a câmara. O

conjunto é visto na figura 7.

Figura 7. Conjunto câmara de ionização – eletrômetro usado nas medidas de

referência.

3.1.2. Dosímetros Termoluminescentes

Foi utilizado o fluoreto de lítio LiF:Mg,Ti, em forma de pó e comercialmente

conhecido como TLD-100, o qual já foi caracterizado pelo laboratório de dosimetria TL do

PQRT [3]. Para a manipulação do pó foi utilizado um dispensador semi-automático e

pequenas copelas de aço inoxidável. Para sua irradiação, o pó TL é colocado em pequenas

cápsulas de polietileno [7,9], as mesmas utilizadas nas avaliações do PQRT pelo sistema

postal, (figura 8).

Figura 8. Copelas, cápsulas e dispensador utilizados para o manuseio do pó TL.

Cada cápsula comporta cerca de 30,2 g de material TL.

Page 40: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

24

3.1.4. Fantoma e Suporte.

Para a realização das medidas de referência e irradiações dos TLDs na água, foi

utilizado um fantoma CNMC feito de Lucite, de dimensões internas 30,5 cm x 38 cm x 38

cm. O suporte utilizado para a irradiação dos TLDs foi o mesmo que o PQRT utiliza nas

suas avaliações postais [3], (figura 9).

Figura 9. Fantoma, suporte com braço e uma cápsula de polietileno utilizados para

as medidas.

3.1.5. O Sistema Leitor.

Para a leitura dos TLDs, uma vez irradiados e colocados nas copelas, é utilizada

uma leitora automática PCL3 [10], conforme pode se observar na figura 10, produzida pela

empresa francesa FIMEL. A leitora possui um programa de leitura PCL3 versão 3.62, que

controla o ciclo de leitura, fornecendo, ao final das

leituras os resultados na forma de contagens.

Page 41: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

25

Figura 10. Leitora automática PCL3 utilizada nas leituras dos TLDs.

3.2 Métodos

3.2.1. Determinação do Fator Filtro Dinâmico com Câmara de Ionização

O fator filtro dinâmico é determinado, com câmara de ionização, através da média

das leituras com filtro para um dado tamanho de campo de radiação, dividida pela média

das leituras sem filtro para o mesmo tamanho de campo, como representado na Equação 1

[2].

A irradiação da câmara de ionização foi feita com 100 Unidades Monitoras (UM)

para os tamanhos de campo 5 cm x 10 cm, 10 cm x 10 cm, 15 cm x 10 cm e 20 cm x 10 cm

(colimador X = 10 cm, fixo) e para cada um destes com os ângulos de filtro de 10°, 15°,

30°, 45° e 60°.

Foram realizados dois conjuntos de medidas, cada um com cinco leituras, um com

o colimador Y1 (dinâmico) se movendo em direção ao colimador Y2 (estático) e outro com

o colimador Y2 (desta vez, dinâmico) se movendo em direção ao colimador Y1 (desta vez,

estático).

aberto campo Leituras

filtro com Leiturasdinâmico Filtro

Média

Média F (1)

Page 42: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

26

A média das leituras com filtro foi calculada tomando-se a média aritmética entre as

médias das leituras na direção Y1 e das leituras na direção Y2. A média das leituras em

campo aberto foi calculada diretamente através das leituras.

Para a determinação do fator filtro dinâmico com câmara de ionização, montou-se o

arranjo experimental (figura 11), da mesma maneira que o utilizado para a realização das

dosimetrias de feixes de fótons [26,27]. Por se tratar de um parâmetro relativo, não foi

necessária a realização prévia de uma dosimetria física. A câmara foi alinhada

perpendicularmente à direção do movimento do colimador e ao eixo central do feixe.

Figura 11. Montagem experimental com câmara de ionização, indicando o filtro

gerado pelo movimento do colimador.

A câmara de ionização foi posicionada a 10 cm de profundidade na água, sendo o

ponto de referência seu centro geométrico. A distância fonte-superfície (DFS) utilizada foi

de 100 cm. Como mencionado acima, a posição da câmara é perpendicular ao sentido de

deslocamento do colimador dinâmico (Y).

Uma vez fixado o primeiro tamanho de campo a ser testado, realizamos as medidas

primeiramente com o campo aberto e em seguida aplicando o filtro dinâmico na direção

Y1-IN, e depois na direção Y2-OUT, simulando filtros dinâmicos de 10 em ambas as

direções.

Page 43: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

27

As medidas, inicialmente feitas para o potencial acelerador de 6 MV, foram

repetidas para o potencial acelerador de 15 MV. Foram coletadas cinco leituras para cada

configuração testada (tamanho de campo de radiação e ângulo de filtro, quando o filtro era

utilizado). Os valores usados no cálculo do fator filtro eram as médias das leituras obtidas

com e sem o filtro dinâmico.

3.2.2. Determinação do Fator Filtro Dinâmico com TLDs.

O procedimento para a irradiação dos TLDs foi realizado seguindo a mesma

montagem experimental utilizada para a medida do fator filtro dinâmico com câmara de

ionização, sendo que no lugar da câmara foi colocado o suporte de acrílico que o PQRT usa

rotineiramente nas suas avaliações postais, com a cápsula de polietileno, contendo o pó TL,

inserida no orifício central do braço do mesmo, figura12, (Apêndice A).

Figura 12. Suporte de acrílico utilizado pelo PQRT, com o TLD fixo no orifício

central do braço do suporte.

Da mesma forma que com a câmara de ionização, foram realizadas irradiações em

todas as configurações propostas, sendo irradiados três TLDs em cada uma. O número de

unidades monitoras utilizado em todas as medidas e para cada um dos potenciais

aceleradores foi de 100 UM, sendo 50 UM na direção Y1-IN e as outras 50 UM na direção

Y2-OUT. A profundidade de medição foi a mesma utilizada para as leituras com câmara de

ionização, ou seja, 10 cm.

Page 44: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

28

Antes de ser utilizado no processo de irradiação, o material TL, é tratado

termicamente com uma temperatura de 400 ºC durante uma hora, passando em seguida por

um resfriamento rápido de 30 minutos sobre uma placa de aço inoxidável, sendo por último

colocado em uma estufa a 80 ºC por 24 horas. Após este tratamento térmico, o material é

dispensado em cápsulas de polietileno e após 7 dias, está pronto para ser utilizado.

Após a irradiação dos TLDs, eles são armazenados por um intervalo de 72 horas,

antes de serem levados à leitora [3]. Isto permite que o material TL atinja seu equilíbrio

eletrônico, evitando assim valores de leitura não confiáveis. Para a leitura do dosímetro

utiliza-se a leitora PCL3. Cada cápsula com o material TL possui uma quantidade do pó

suficiente para encher até 5 copelas, as quais são colocadas no mecanismo automático da

leitora para sua avaliação. Uma vez lida, cada copela com o pó TL, gera um sinal luminoso

que é captado por uma fotomultiplicadora, a qual por sua vez, transforma este sinal

luminoso em contagens mediante um programa computadorizado.

As contagens são convertidas em valores de dose, mediante o processo de

calibração onde a contagem resultante da leitura de um TLD é comparada com a dose

medida por uma câmara de ionização, nas mesmas condições de irradiação (tamanho de

campo, profundidade de irradiação, tempo de irradiação).

3.2.3 Avaliação das Incertezas

As incertezas foram calculadas com o intuito de atestar a confiabilidade das

medidas feitas com TLD e para poder comparar estas com as leituras obtidas pela câmara

de ionização, bem como com os resultados atualmente utilizados pelo INCA em seu

Sistema de Planejamento de Tratamento e os resultados obtidos por um trabalho de

referência.

Foram avaliadas as médias das leituras feitas com câmara de ionização e com os

TLDs, bem como seus desvios padrões percentuais e as incertezas expandida e expandida

percentual para um intervalo de 95% de confiança [28].

Page 45: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

29

Para o cálculo da média, usou-se a função simples:

n

xMédia

n

1 (2)

a qual fornece a média aritmética entre os n valores das medidas x.

Para o cálculo do desvio padrão percentual da média, usou-se:

Média

n

xx

s

n

i i

1

)(

%

2

1

(3)

onde xi é o valor da leitura e x é a média das leituras.

Para o cálculo da incerteza expandida, usou-se:

n

skU *95 (4)

onde s é o desvio padrão, n é o número de medidas e k é um valor dependente do número

de graus de liberdade de uma distribuição t de student e do intervalo de confiança desejado.

Como o intervalo de confiança é de 95% e o número de graus de liberdade é igual a n-1,

temos k = 2,26.

Para o cálculo da incerteza expandida percentual da média, usou-se:

Média

UU 95

95 % (5).

Page 46: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

30

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados obtidos na avaliação do fator filtro dinâmico com TLDs e câmara de

ionização, bem como as comparações entre os resultados dos TLDs com os valores obtidos

com câmara de ionização, por um trabalho de referência [2] e os valores atualmente

utilizados pelo INCA são vistos logo abaixo em tabelas com os seus respectivos gráficos.

Os valores de fator filtro dinâmico foram calculados a partir da equação 1, descrita

no capítulo 3.

Tabela 2: Fatores Filtro Dinâmico medidos com TLDs para o potencial acelerador

de 6 MV, para os ângulos 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, com o colimador X fixo em 10 cm e o

colimador Y em 5 cm, 10, cm, 15 cm e 20 cm.

6 MV TLD

Campos

Ângulo 5 cm 10 cm 15 cm 20 cm

10° 0,9772 0,9527 0,9172 0,8735

15° 0,9529 0,9128 0,8810 0,8161

30° 0,9244 0,8419 0,7785 0,6806

45° 0,8876 0,7706 0,6645 0,5599

60° 0,8195 0,6556 0,5332 0,4263

Page 47: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

31

Fator Filtro Dinâmico medido com TLD - 6 MV

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

5 cm 10 cm 15 cm 20 cm

Lado Y do Campo

Fa

tor

Fil

tro

Din

âm

ico

10° 15° 30° 45° 60°

Figura 13: Fatores Filtro Dinâmico, medidos com TLDs para o potencial acelerador

de 6 MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, colimador Y em 5 cm, 10 cm, 15 cm e 20

cm e com o colimador X fixo em 10 cm.

Tabela 3: Fatores Filtro Dinâmico medidos com TLDs para o potencial acelerador

de 15 MV, para os ângulos 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, com o colimador X fixo em 10 cm e o

colimador Y em 5 cm, 10, cm, 15 cm e 20 cm.

15 MV TLD

Campos

Ângulo 5 cm 10 cm 15 cm 20 cm

10° 0,9891 0,9714 0,9518 0,9081

15° 0,9886 0,9283 0,9288 0,8761

30° 0,9486 0,8740 0,8335 0,7495

45° 0,9166 0,8085 0,7288 0,6316

60° 0,8574 0,7135 0,6068 0,4993

Page 48: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

32

Fator Filtro Dinâmico Medido com TLD - 15 MV

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,10

1,20

5 cm 10 cm 15 cm 20 cm

Lado Y do Campo

Fa

tor

Filtr

o D

inâ

mic

o

10° 15° 30° 45° 60°

Figura 14: Fatores Filtro Dinâmico, medidos com TLDs, para o potencial acelerador

de 15 MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, colimador Y em 5 cm, 10 cm, 15 cm e 20

cm e com o colimador X fixo em 10 cm.

Tabela 4: Fatores Filtro Dinâmico medidos com Câmara de Ionização para o

potencial acelerador de 6 MV, para os ângulos 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, com o colimador X

fixo em 10 cm e o colimador Y em 5 cm, 10, cm, 15 cm e 20 cm.

6 MV Câmara de Ionização

Campos

Ângulo 5 cm 10 cm 15 cm 20 cm

10° 0,9800 0,9510 0,9164 0,8765

15° 0,9712 0,9267 0,8786 0,8234

30° 0,9390 0,8558 0,7700 0,6853

45° 0,8984 0,7732 0,6601 0,5585

60° 0,8359 0,6638 0,5311 0,4245

Page 49: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

33

Fator Filtro Dinâmico medido com Câmara de Ionização -

6MV

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

5 cm 10 cm 15 cm 20 cm

Lado Y do Campo

Fa

tor

Fil

tro

Din

âm

ico

10° 15° 30° 45° 60°

Figura 15: Fatores Filtro Dinâmico, medidos com Câmara de Ionização, para o

potencial acelerador de 6 MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, colimador Y em 5

cm, 10 cm, 15 cm e 20 cm e com o colimador X fixo em 10 cm.

Tabela 5: Fatores Filtro Dinâmico medidos com Câmara de Ionização para o

potencial acelerador de 15 MV, para os ângulos 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, com o colimador

X fixo em 10 cm e o colimador Y em 5 cm, 10, cm, 15 cm e 20 cm.

15 MV Câmara de Ionização

Campos

Ângulo 5 cm 10 cm 15 cm 20 cm

10° 0,9849 0,9618 0,9354 0,9075

15° 0,9772 0,9430 0,9060 0,8660

30° 0,9512 0,8848 0,8178 0,7506

45° 0,9187 0,8159 0,7210 0,6344

60° 0,8658 0,7186 0,5996 0,5018

Page 50: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

34

Fator Filtro Dinâmico medido com Câmra de Ionização -

15 MV

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

5 cm 10 cm 15 cm 20 cm

Lado Y do Campo

Fa

tor

Fil

tro

Din

âm

ico

10° 15° 30° 45° 60°

Figura 16: Fatores Filtro Dinâmico, medidos com Câmara de Ionização, para o

potencial acelerador de 6 MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, colimador Y em 5

cm, 10 cm, 15 cm e 20 cm e com o colimador X fixo em 10 cm.

Os resultados dos desvios percentuais entre os valores de fator filtro dinâmico

obtidos com câmara de ionização e TLDs podem ser vistos nas figuras 17 e 18, para os

potenciais aceleradores de 6 e 15 MV respectivamente.

Comparação Câmara x TLD - 6MV

-3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

10° 15° 30° 45° 60°

Ângulo do Filtro Dinâmico

Desvio

Perc

en

tual

5 x 10 10 x 10 15 x 10 20 x 10

Page 51: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

35

Figura 17. Desvios percentuais entre as medidas efetuadas com câmara de ionização

e com TLDs para o potencial acelerador de 6 MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°,

para o colimador X fixo em 10 cm e o colimador Y em 5 cm, 10 cm, 15 cm e 20 cm.

Comparação Câmara x TLD - 15MV

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

10° 15° 30° 45° 60°

Ângulo do Filtro Dinâmico

Des

vio

Perc

en

tua

l

5 x 10 10 x 10 15 x 10 20 x 10

Figura 18. Desvios percentuais entre as medidas efetuadas com câmara de ionização

e com TLDs para o potencial acelerador de 6 MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°,

para o colimador X fixo em 10 cm e o colimador Y em 5 cm, 10 cm, 15 cm e 20 cm.

Os resultados dos desvios percentuais entre os valores de fator filtro dinâmico

utilizados atualmente pelo INCA e os obtidos com TLDs podem ser vistos nas figuras 19 e

20, para os potenciais aceleradores de 6 e 15 MV respectivamente.

Page 52: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

36

Comparação INCA x TLD - 6 MV

-3,0

-2,0

-1,0

0,0

1,0

10° 15° 30° 45° 60°

Ângulo do Filtro Dinâmico

Desvi

o P

erc

entu

al

5 x 10 10 x 10 15 x 10 20 x 10

Figura 19. Desvios percentuais entre os fatores filtro dinâmico atualmente utilizados

pelo INCA e as medidas feitas com TLDs para o potencial acelerador de 6 MV, os ângulos

de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, com o colimador X fixo em 10 cm e o colimador Y em 5 cm,

10 cm, 15 cm e 20 cm.

Comparação INCA x TLD - 15 MV

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

10° 15° 30° 45° 60°

Ângulo do Filtro Dinâmico

Desvi

o P

ercen

tual

5 x 10 10 x 10 15 x 10 20 x 10

Figura 20. Desvios percentuais entre os fatores filtro dinâmico atualmente utilizados

pelo INCA e as medidas feitas com TLDs para o potencial acelerador de 15 MV, os

ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, com o colimador X fixo em 10 cm e o colimador Y em

5 cm, 10 cm, 15 cm e 20 cm.

Page 53: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

37

Os resultados dos desvios percentuais entre os valores de fator filtro dinâmico

obtidos por um trabalho de referência com câmara de ionização e as medidas com TLDs

podem ser vistos nas figuras 21 e 22, para os potenciais aceleradores de 6 e 15 MV

respectivamente.

Comparação Referência x TLD - 6 MV

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

10° 15° 30° 45° 60°

Ângulo do Filtro Dinâmico

Desvi

o P

ercen

tual

5 x 10 10 x 10 15 x 10 20 x 10

Figura 21. Desvios percentuais entre as medidas efetuadas com câmara de

ionização, por um trabalho de referência [2], e as obtidas com TLDs para o potencial

acelerador de 6 MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, para o colimador X fixo em 10

cm e o colimador Y em 5 cm, 10 cm, 15 cm e 20 cm.

Page 54: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

38

Comparação Referência x TLD 15 MV

-2,0

-1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

10° 15° 30° 45° 60°

Ângulo do Filtro Dinâmico

Desvi

o P

ercen

tual

5 x 10 10 x 10 15 x 10 20 x 10

Figura 22. Desvios percentuais entre as medidas efetuadas com câmara de

ionização, por um trabalho de referência [2], e com TLDs para o potencial acelerador de 15

MV, os ângulos de 10°, 15°, 30°, 45° e 60°, para o colimador X fixo em 10 cm e o

colimador Y em 5 cm, 10 cm, 15 cm e 20 cm.

Page 55: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

39

5. CONCLUSÕES

Os resultados deste trabalho mostram que o uso de TLD é factível e viável para a

avaliação do parâmetro fator filtro dinâmico.

Os resultados mostram ainda, que a verificação do fator filtro dinâmico com TLD

pode ser mais uma ferramenta de controle para o físico da instituição, sempre que seja vista

como uma intercomparação independente dos controles dosimétricos rotineiros.

As discrepâncias entre os diferentes valores de referência podem estar relacionadas

a fatores estruturais do colimador, estando, portanto, de acordo com a literatura consultada

no referente à necessidade da verificação periódica do fator filtro dinâmico.

A verificação com TLD’s, não pode, em hipótese alguma, substituir a verificação

com câmara de ionização nos controles de qualidade, embora esta técnica possua uma

acurácia adequada.

De acordo com os resultados obtidos neste trabalho, recomenda-se a incorporação

da verificação do fator filtro dinâmico ao conjunto de parâmetros analisados pelo sistema

de avaliação postal do PQRT, visto que sua eficácia foi por este comprovada.

Page 56: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

40

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Page 59: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

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27. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Aspectos físicos da garantia

da qualidade em radioterapia: Protocolo de Controle da Qualidade, TECDOC-

1151, tradução: INCA, Rio de Janeiro, 2000.

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brasileira em língua portuguesa – Rio de Janeiro, 2003.

Page 60: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

44

APÊNDICES

APÊNDICE A. SISTEMA DE AVALIAÇÃO POSTAL PARA POTENCIAIS

ACELERADORES ENTRE 4 E 18 MV

INSTRUÇÕES GERAIS PARA A IRRADIAÇÃO DOS TLDs

Material Necessário:

Objeto simulador de água com dimensões mínimas de 28 cm x 28 cm x 30 cm

(profundidade = 30 cm);

Nível de bolha.

A seguir detalhamos, passo a passo, os procedimentos de irradiação dos TLDs

relativos a cada teste. As folhas F-2 apresentam instruções para o preenchimento da tabela

de dados de irradiação e algumas recomendações adicionais.

Pedimos para manusear o suporte e o braço com muito cuidado !

ATENÇÃO: Todos os TLDs devem ser irradiados no mesmo dia.

1. Posicione o fantoma sobre a mesa de tratamento e encha-o com água até cerca de 5

cm da borda.

2. Certifique-se que o gantry e o colimador do irradiador estejam a 0o.

3. Posicionamento do sistema: O suporte deve ser afixado na lateral do fantoma de

modo que fique à direita do gantry (figura 1). Para aparelhos de 60

Co ou

aceleradores com feixes de fótons de até 9 MV, o braço deve ser colocado no 4o

orifício do suporte, contado da linha guia para baixo (a posição que garante uma

profundidade de 5 cm). Caso o equipamento seja um acelerador com feixe de

fótons acima de 9 MV, coloque o braço de acrílico no 5o orifício do suporte a partir

da guia (a posição que garante uma profundidade de 10 cm). Todo TLD, quando

posicionado, deverá estar apontando para o gantry.

Page 61: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

45

Figura 1. Posicionamento do Sistema.

4. Coloque o suporte em umas das laterais do fantoma de modo que os orifícios do

braço apontem para o gantry do irradiador. Fixe o suporte com os parafusos tendo o

cuidado de apertá-los somente o necessário à fixação.

5. Nivele o fantoma de água sobre a mesa de tratamento.

6. Ajuste o nível da água de tal maneira que a superfície coincida com a linha guia

marcada no suporte. É importante que o nível esteja bem junto à guia, a fim de

evitar erros no posicionamento da distância fonte superfície (DFS) ou distância

fonte eixo (DFE).

7. Coloque um tamanho de campo de 10 cm x 10 cm.

8. Coloque a DFS ou DFE de calibração do irradiador (80 ou 100 cm).

9. Posicionamento dos TLDs no braço do suporte: todo TLD é encaixado no

orifício do braço através de sua tampa. Não é necessário que a tampa do TLD

seja inserida até o final do orifício. Insira apenas o suficiente para a fixação do

mesmo. Para a retirada do TLD puxe-o pela tampa e não pelo corpo a fim de

que a tampa e a cápsula não se separem, fazendo com que o pó TL seja

espalhado na água. Toda vez que se colocar um novo TLD, verifique a

horizontalidade do mesmo bem como a centralização no campo.

Page 62: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

46

10. Dosímetro TL de referência: Insira o TLD-4 no orifício central do braço de

acrílico. Confira, visualmente, a horizontalidade do TLD. Tomando-o como

referência, centralize o sistema utilizando o reticulado e os lasers de maneira que o

centro do campo coincida com o centro do TLD. Veja a Figura 2.

11. Irradie o TLD-4 com uma dose de 200 cGy.

12. Escreva o valor da dose com duas casas decimais (Ex: 200,37 cGy ou 199,92 cGy),

o tempo (ou unidades de monitor – U.M.) de irradiação no quadro correspondente

da tabela da folha e o valor do percentual de dose profunda (PDP) utilizado no

quadro da tabela da folha F-2 respectiva ao irradiador.

13. Uma vez irradiado, retire o TLD-4 e coloque-o no respectivo quadro da folha dos

TLDs, F-1.

14. Verificação da simetria e planura: Posicione os TLDs 5a, 5b, 5c, 5d e 5e,

respectivamente nesta ordem a partir da extremidade livre do braço, conforme as

Figuras 3 e 4. Verifique, visualmente, a horizontalidade de cada TLD.

15. Irradie a série de TLD-5 concentrando uma dose de 200 cGy no TLD-5c (o

central), ou seja, a mesma do TLD-4.

16. Escreva o valor da dose com duas casas decimais e o tempo (ou U.M.) de irradiação

no quadro correspondente na tabela da folha F-2 respectiva ao irradiador.

Page 63: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

47

Figuras 2 e 3. Posicionamento do TLD-4 (esquerda) e dos TLDs : 5a, 5b, 5c, 5d e 5e.

(direita). As figuras mostram como o sistema é visto quando se está entre o gantry e o

fantoma.

Figura 4. Posicionamento dos TLDs: 5a, 5b, 5c, 5d e 5e.

17. No momento da retirada dos TLDs é muito importante mantê-los na mesma ordem

para colocá-los nos respectivos quadros da folha F-1.

18. Verificação do fator de transmissão do filtro em cunha: Posicione no colimador

o filtro mais utilizado na rotina diária de tratamento.

19. Posicione o TLD-6 no orifício central e confira sua horizontalidade visualmente.

20. O TLD-6 deverá ser irradiado com o mesmo TEMPO ou U.M. com que foram

irradiados os TLDs anteriores ! Caso seu irradiador permita colocar o filtro nas

posições IN, OUT, RIGHT ou LEFT, utilize RIGHT e LEFT para irradiar o TLD-6.

Dessa forma, não será necessário girar o colimador (passos 21 e 22).

Page 64: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

48

21. Gire o colimador a 90o e irradie o TLD com a metade do tempo ou metade das U.M.

utilizadas para fornecer 200 c Gy ao TLD-4. IMPORTANTE : Se o tempo ou as

U.M. utilizadas não forem divisíveis por 2, utilize dois valores consecutivos que,

somados, resultem no total. Exemplo: Para o caso de um aparelho de 60

Co onde o

tempo para dar 200 c Gy seja de 1,17 minutos, irradie com o colimador a 90o por

um tempo de 0,58 minutos e depois, com o colimador a 270o, irradie durante 0,59

minutos. Se for um acelerador em que sejam necessárias 235 U.M. para 200 cGy,

irradie primeiro com 117 U.M. e depois com 118 U.M.

22. Agora gire o colimador a 270o e irradie o TLD com a outra metade do tempo (ou

U.M.). Veja as Figuras 5 e 6.

23. Coloque o tipo de filtro e o fator filtro utilizado no quadro da tabela da folha F-2.

24. Coloque o colimador novamente a 0o e retire o filtro utilizado.

25. Retire o TLD-6 e coloque-o no respectivo quadro na folha F-1 dos TLDs.

Figuras 5 e 6. Posicionamento do TLD-6 a 90o (esquerda) e 270

o (direita).

26. Verificação do fator bandeja lisa: Pegue o TLD-7, coloque-o no orifício central e

confira sua horizontalidade visualmente (Figura 7).

27. Coloque a bandeja lisa utilizada na rotina do serviço.

28. Irradie o TLD-7 com o mesmo TEMPO (ou U.M.) com que foi irradiado o TLD-4.

Page 65: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

49

29. Coloque o valor do fator bandeja lisa utilizado e o tempo de irradiação (ou U.M.) no

quadro da tabela da folha F-2 relativa ao feixe.

30. Retire o TLD-7 e coloque-o no respectivo quadro da folha F-1 dos TLDs.

31. Retire a bandeja lisa.

32. Verificação da dose no campo retangular: Coloque o tamanho de campo

especificado na tabela da folha F-2 relativa ao feixe.

33. Calcule o tamanho de campo equivalente e os valores de PDP e FAC (fator abertura

de colimador) para esse campo. Informe-os no respectivo quadro da tabela da folha

F-2, assim como o tempo ou U.M. utilizado.

34. Posicione o TLD-8 no orifício central e confira sua horizontalidade visualmente

(Figura 8).

35. Irradie o TLD-8 com uma dose de 200 cGy.

36. Retire o TLD-8 e coloque-o no respectivo quadro na folha F-1 dos TLDs.

37. Os TLD-9 e TLD-10 serão irradiados conforme uma das opções a seguir,

dependendo do tipo de irradiador.

Figuras 7 e 8. Posicionamento do TLD-7 e do TLD-8.

INSTRUÇÕES ESPECÍFICAS PARA IRRADIAÇÃO DOS DOSÍMETROS TL

Page 66: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

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Opção II: ACELERADOR LINEAR com Feixe de Fótons entre 4 e 9 MV.

38. Coloque novamente um campo de 10 cm x 10 cm.

39. Verificação de dose em profundidade: Coloque o braço no 5o orifício do suporte

contado a partir da guia, de forma a apresentar 10 cm de profundidade.

40. Posicione o TLD-9 no orifício central do braço e verifique sua horizontalidade

visualmente.

41. Irradie o TLD-9 com a mesma U.M. utilizada no TLD-4 (Figura 9).

42. Anote o valor da dose correspondente, além do valor de seu PDP na profundidade de 10

cm nos quadros correspondentes da tabela na folha F-2 AL 4-9 MV.

43. Retire o TLD-9 e coloque-o no respectivo quadro da folha F-1.

44. Verificação da qualidade do feixe de fótons (D20/D10): Coloque o braço no 6o orifício

do suporte, contado da guia para baixo, de forma a apresentar 20 cm de profundidade.

45. Posicione o TLD-10 no orifício central do braço e verifique sua horizontalidade

visualmente.

46. Irradie o TLD-10 com as mesmas U.M. com que foi irradiado o TLD-4 (Figura 10).

47. Anote o valor de dose correspondente a essas condições de irradiação além do valor de

seu PDP na profundidade de 20 cm nos quadros correspondentes da tabela na folha F-2

AL 4-9 MV.

48. Retire o TLD-10 e coloque-o no respectivo quadro da folha F-1.

49. Com cuidado, retire o braço e o suporte, seque-os e coloque-os na caixa junto às folhas

F-1 e F-2 AL 4-9 MV.

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Figuras 9 e 10. Posicionamento do TLD-9 e do TLD-10.

INSTRUÇÕES ESPECÍFICAS PARA IRRADIAÇÃO DOS DOSÍMETROS TL

Opção III: ACELERADOR LINEAR com Feixe de Fótons entre 10 e 18 MV .

38. Coloque novamente um campo de 10 cm x 10 cm.

39. Verificação de dose em profundidade e qualidade do feixe de fótons (D20/D10):

Coloque o braço no 6o orifício do suporte, contado da guia para baixo, de forma a

apresentar 20 cm de profundidade.

40. Posicione o TLD-9 no orifício central do braço e verifique sua horizontalidade

visualmente.

41. Irradie o TLD-9 com as mesmas U.M. com que foi irradiado o TLD-4 (Figura 11).

42. Anote o valor de dose correspondente a essas condições de irradiação além do valor de

seu PDP na profundidade de 20 cm nos quadros correspondentes da tabela na folha F-2

AL 10-18 MV.

Page 68: Trabalho de Fim de Curso Uso de Dosímetros Termoluminescentes

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43. Retire o TLD-9 e coloque-o no respectivo quadro da folha F-1.

44. Com cuidado, retire o braço e o suporte, seque-os e coloque-os na caixa junto às folhas

F-1 e F-2 AL 10-18 MV.

Figura 11. Posicionamento do TLD-9 a 20 cm de profundidade.