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Título: Estudo e implementação de dosimetria com Mosfet em braquiterapia de alta taxa de dose
Autor: Ribeiro, Tiago Nuno Ramos
Orientador: Peralta, Luís Filipe dos Santos Garcia, 1961-
Palavras-chave: Engenharia Física
Teses de mestrado - 2010
Issue Date: 2010
Resumo: A dosimetria in vivo em braquiterapia, quando devidamente implementada, produz importantes beneficios, tais como a possibilidade de correccoes de fraccoes de dose, alertar para doses eventualmente excessivas em orgaos de risco, a avaliacao dose-efeito mais precisa, a deteccao de falhas e a comparacao de doses reais com doses planeadas. Estudos recentes mostram o uso de pequenos MOSFET em dosimetria in vivo de braquiterapia com incertezas totais de  8%. As dependencias com dose acumulada, energia e temperatura sao, contudo, ainda caracteristicas controversas destes dosimetros. O objectivo global deste estudo e caracterizar e calibrar um sistema de dosimetria com MOSFET para dosimetria in vivo em braquiterapia de alta taxa de dose no Servico de Radioterapia do Hospital de Santa Maria. O metodo envolve simulacao Monte Carlo e testes experimentais de reprodutibilidade, linearidade, dose acumulada, temperatura, anisotropia e optimizacao da calibracao dos MOSFET. As experiencias foram realizadas num fantoma de agua validado por dosimetria ionometrica. Os testes in vivo foram tambem importantes para a validacao final do sistema. A simulacao Monte Carlo da fonte clinica de 192Ir no fantoma, permitiu a determinacao de doses de referencia com incertezas inferiores a  2%. Os resultados dos MOSFET mostram um erro de reprodutibilidade de  3% e um erro de linearidade de  2% no intervalo de distancias fonte-dosimetro clinicamente relevantes. As dependencias com dose acumulada e temperatura foram inferiores ao erro de reprodutibilidade. A anisotropia foi estimada em  1%. O metodo de optimizacao da calibracao com regressao linear indica que a distancia mais adequada para calibracao, no fantoma utilizado e no intervalo de distancias clinicas, e cerca de 4 cm. Para a medicao de dose in vivo no recto em braquiterapia da prostata, o metodo desenvolvido permite obter incertezas totais de  11%. Num teste realizado num caso real obteve-se uma diferenca de 2% entre a medicao no MOSFET e a estimativa de dose do sistema de planeamento.
In vivo dosimetry in brachytherapy, when adequately implemented, brings important benefits such as corrective planning of dose fractions, closer followup of possible affected organs at risk, more rigorous dose-effect information of organs at risk, failure detection and the evaluation of the treatment planning system doses. Recent studies show the use of small MOSFET dosimeters for in vivo dose measurements in brachytherapy with global uncertainty of  8%. Cumulative dose, energy and temperature dependence are controversial characteristics of the MOSFET. The global purpose of this study is to characterize and calibrate a MOSFET dosimetry system for in vivo dosimetry in high dose rate 192Ir brachytherapy at the Radiotherapy Department of Santa Maria Hospital. The method involves Monte Carlo simulation and experimental tests of reproducibility, linearity, cumulative dose, temperature, angular dependence and dose calibration optimization of the MOSFET. The experiments were made in a water phantom validated by ionometric dosimetry. In vivo tests were also important for final validation. Monte Carlo simulation of the 192Ir clinical source in the phantom allowed for determination of reference doses with uncertainties of less than  2%. MOSFET results show a reproducibility error of  3% at 100 mV and a linearity error of  2% in the clinical relevant source-dosimeter distances. Cumulative dose and temperature dependence were inferior to the reproducibility error. The MOSFET angular dependence was within  1%. The dose calibration optimization procedure with linear regression suggests that the best calibration source distance, in the phantom and for clinical distances, is about 4 cm. For rectum in vivo dose measurements in prostate brachytherapy the developed method allows for overall uncertainties of  11%. A real test showed a small difference of about 2% from the treatment planning system dose estimates.
Descrição: Tese de mestrado, Engenharia Física, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2010
URI: http://hdl.handle.net/10451/5382
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