Dosis periférica en radioterapia de intensidad modulada (IMRT) y su implicancia en protección radiológica

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La radioterapia de intensidad modulada (IMRT) con haces externos de fotones es una técnica universalmente aceptada en los tratamientos de radioterapia. Una característica de ésta es que la dispensa de la radiación está asociada a un mayor número de unidades monitoras, lo que implica una mayor co...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Cobos, Agustín C.
Formato: Tesis NonPeerReviewed
Lenguaje:Español
Publicado: 2011
Materias:
Oncología
Diagnóstico por imagen y medicina nuclear
Radiotherapy
Radioterapia
Beam transport
Transporte de haces
Radiation protection
Protección contra las radiaciones
Intensity modulated radiation therapy
Radioterapia de intensidad modulada
Peripheral dose
Dosis periférica
Acceso en línea:http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/311/1/1Cobos.pdf
Aporte de:
Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) de Instituto Balseiro
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description La radioterapia de intensidad modulada (IMRT) con haces externos de fotones es una técnica universalmente aceptada en los tratamientos de radioterapia. Una característica de ésta es que la dispensa de la radiación está asociada a un mayor número de unidades monitoras, lo que implica una mayor contribución de la radiación de fuga del cabezal y de dispersión de los colimadores y/o filtros moduladores, con el consiguiente aumento de la dosis periférica, esto es dosis en regiones cercanas y lejanas de la zona tumoral. Esto tiene impacto directo en la radioprotección del paciente, del público y de los trabajadores expuestos. Se desarrolló un modelo de cálculo basado en la teoría de transporte de fotones, que permite estimar la fluencia energética periférica producida por las dispersiones de los fotones del haz del acelerador en los filtros compensadores que se utilizan en la modalidad de IMRT en una sala de tratamiento del servicio de radioterapia de la FUESMEN. Dicho modelo se basa en la aplicación de la ecuación de transporte dependiente del tiempo para fotones bajo la suposición de que los mismos se transportan en una única dirección (método de colapsado). El modelo resuelve numéricamente la ecuación de transporte dependiente del tiempo pasando las soluciones por los valores correspondientes al estado transitorio hasta lograr el estado estacionario, dándole al método una característica recursiva y simpleza de programación. Con el objeto de validar el modelo, se determinaron experimentalmente las fluencias y dosis periféricas para tres tamaños diferentes de filtros compensadores. Se encontró que existe una leve sobreestimación sistemática del modelo con respecto a los resultados experimentales. Los valores experimentales permitieron también la comparación de las dosis periféricas con las de otras modalidades. Por otro lado se desarrolló un pequeño modelo para estimar la dosis anual que ocurre en cualquier punto que se desea proteger con un blindaje a partir ele los valores teóricos obtenidos de fluencia energética periférica. El uso de los valores teóricos permitió automáticamente tomar una postura conservadora debido a la leve sobreestimación ya mencionada, a la par de contar con un modelo de cálculo para su uso masivo. Se encontró que la contribución de la dosis periférica a la dosis anual resulta más que significativa, sugiriéndose por lo tanto que la misma sea considerada en los cálculos del diseño de barreras secundarias.
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Una característica de ésta es que la dispensa de la radiación está asociada a un mayor número de unidades monitoras, lo que implica una mayor contribución de la radiación de fuga del cabezal y de dispersión de los colimadores y/o filtros moduladores, con el consiguiente aumento de la dosis periférica, esto es dosis en regiones cercanas y lejanas de la zona tumoral. Esto tiene impacto directo en la radioprotección del paciente, del público y de los trabajadores expuestos. Se desarrolló un modelo de cálculo basado en la teoría de transporte de fotones, que permite estimar la fluencia energética periférica producida por las dispersiones de los fotones del haz del acelerador en los filtros compensadores que se utilizan en la modalidad de IMRT en una sala de tratamiento del servicio de radioterapia de la FUESMEN. Dicho modelo se basa en la aplicación de la ecuación de transporte dependiente del tiempo para fotones bajo la suposición de que los mismos se transportan en una única dirección (método de colapsado). El modelo resuelve numéricamente la ecuación de transporte dependiente del tiempo pasando las soluciones por los valores correspondientes al estado transitorio hasta lograr el estado estacionario, dándole al método una característica recursiva y simpleza de programación. Con el objeto de validar el modelo, se determinaron experimentalmente las fluencias y dosis periféricas para tres tamaños diferentes de filtros compensadores. Se encontró que existe una leve sobreestimación sistemática del modelo con respecto a los resultados experimentales. Los valores experimentales permitieron también la comparación de las dosis periféricas con las de otras modalidades. Por otro lado se desarrolló un pequeño modelo para estimar la dosis anual que ocurre en cualquier punto que se desea proteger con un blindaje a partir ele los valores teóricos obtenidos de fluencia energética periférica. El uso de los valores teóricos permitió automáticamente tomar una postura conservadora debido a la leve sobreestimación ya mencionada, a la par de contar con un modelo de cálculo para su uso masivo. Se encontró que la contribución de la dosis periférica a la dosis anual resulta más que significativa, sugiriéndose por lo tanto que la misma sea considerada en los cálculos del diseño de barreras secundarias. Intensity modulated radiation therapy with high energy photon beams is a widespread treatment modality for cancer. This technique requires more monitor units, with an increase in scattering and leakage from the machine's head thus adding up more peripheral dose, which may be a concern in radiation protection. We developed a calculation model based on the transport theory of photons, which allows to estimate the peripheral energy uence produced by scattering of photons from the accelerator head and compensating lters used in IMRT. This model is based on the application of the time-dependent transport equation for photons under the assumption that they are transported in one direction (collapsed method). The model solves the time-dependent transport equation numerically going from the transient until the steady state. This gives to the method a recursive feature and simplicity. In order to validate the model, uences and peripheral doses were determined experimentally for three dierent sizes of compensators lters. It was found that there is a slight systematic overestimation of the model with respect to experimental results. The experimental values also allowed comparison of the peripheral dose with those of other modalities. On the other hand, a model was developed to estimate the annual dose that occurs at any point to be protected with a shield from the theoretical values obtained from peripheral energy uence. Using the theoretical values automatically allowed to take a conservative approach because of the slight overestimation mentioned above. This model also allows for massive use in shielding calculation. It was found that the contribution of the peripheral dose to the annual dose is signicant, suggesting therefore that it must be considered in the design when calculating secondary barriers. 2011-12 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/311/1/1Cobos.pdf es Cobos, Agustín C. (2011) Dosis periférica en radioterapia de intensidad modulada (IMRT) y su implicancia en protección radiológica / Peripheric dose in intensity modulated radiotherapy (IMRT) and its implication in radiation protection. Maestría en Física Médica, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/311/

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