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.
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Resumen en español
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.
Resumen en inglés
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.
| Tipo de objeto: | Tesis (Maestría en Física Médica) |
|---|---|
| Palabras Clave: | 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 |
| Referencias: | [1] Khan, F.M.. The Physics of Radiation Therapy 2da ed.Williams & Wil- kins (1994) [2] Miranda Holley, G. Control de calidad de filtros compensadores discretos en IMRT.Tesis de Maestría en Física Médica, Instituto Balserio (2009) [3] Cozzi L, Fogliata A, Bolsi A, et al. Three-dimensional conformal vs. intensity-modulated radiotherapy in head-and-neck cancer patients: Comparative analysis of dosimetric and technical parameters. Int J Ra- diat Oncol Biol Phys 2004; 58:617-624. [4] Huang D, Xia P, Akazawa P, et al.Comparison of treatment plans using intensity-modulated radiotherapy and threedimensional conformal radiotherapy for paranasal sinus carcinoma. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2003; 56:158-168. [5] Chao KS, Majhail N, Huang CJ, et al.Intensity-modulated radiation therapy reduces late salivary toxicity without compromising tumor control in patients with oropharyngeal carcinoma: A comparison with conventional techniques. Radiother Oncol 2001;61:275-280. [6] Jeremy D. Ruben, Fcradonc, Franzcr, M.Med.,y Craig M. Lancaster, B.SC., Phillip Jones, B.Appsci., And Ryan L. Smith, M.SC., Macspeml. A Comparison of out-of-field Dose And Its Constituent Components For Intensity-Modulated Radiation Therapy Versus Conformal Radiation Therapy: Implications For Carcinogenesis. Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys. . [7] Kry SF, Salehpour M, Followill DS, et al.The calculated risk of fatal secondary malignancies from intensity-modulated radiation therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys2005; 62:1195-1203. [8] Followill D, Geis P, Boyer A.Estimates of whole-body dose equivalent produced by beam intensity modulated conformal therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys1997; 38:667-672. [9] Fraass BA, van de Geijn J.Peripheral dose from megavoltage beams. Med Phys1983; 10:809-18. [10] Van der Giessen PH.Measurement of the peripheral dose for the tangential breast treatment technique with Co-60 gamma radiation and high energy X-rays. RadiothOncol1997; 42:257-64. [11] Tilo Wiezorek, DietmarGeorg, MichaelSchwedas, HenningSalz, Thomas G. Wendt.Experimental determination of peripheral photon dose components for different IMRT techniques and linear accelerators. Z. Med.Phys.19(2009)120-128. [12] Kry SF,Salehpour M, Followill DS,Stovall M,Kuban DA, White RA, et al.Out-of-field photon and neutron dose equivalents from step-andshoot intensity-modulated radiationtherapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys2005; 62:1204-16. [13] Klein EE, Maserang B, Wood R,Mansur.D.Peripheral doses from pediatric IMRT. MedPhys2006;33:2525-31. [14] Mansur D B,Klein EE, Maserang BP.Measured peripheral dose in pediatric radiationtherapy: a comparison ofi ntensity-modulated and conformaltechniques. RadiothOncol2007; 82:179-84. [15] D S Sharma, MSc, DipRP, Animesh, MSc, DipRP, S S Deshpande, MSc, DipRP, R D Phurailatpam, MSc, DipRP, D D Deshpande, PhD, S K Shrivastava , MD and K A Dinshaw, FRCR.Peripheral dose from uniform dynamic multileaf collimation fields: implications for sliding window intensity-modulated radiotherapy.The British Journal of Radiology, 79(2006), 33-{335. [16] S D Sharma, R R Upreti and D D Deshpande.Use of peripheral dose data from uniform dynamic multileaf collimation fields to estimate out-of- field organ dose in patients treated employing sliding window intensitymodulated radiotherapy. Phys. Med. Biol. 51(2006) 2987-2995 [17] Sanz, D.E..Análisis de algoritmos semiempíricos clásicos y desarrollo de nuevas formulaciones para el cálculo de dosis absorbida en haces de fotones de alta energía.Tesis Doctorado en Ingeniería Nuclear, Instituto Balseiro (2003). [18] Patton H. McGinley.Shielding Techniques for Radiation Oncology Facilities. Medical Physics Publishing, 1998. [19] J. G. Mechalakos et al. Results of a one year survey of output for linear accelerators using IMRT and non-IMRT techniques. J. App. Clin. Med. Phys., Vol.5, No.1, 2004. |
| Materias: | Medicina > Oncología Medicina > Diagnóstico por imagen y medicina nuclear |
| Divisiones: | FUESMEN |
| Código ID: | 311 |
| Depositado Por: | Marisa G. Velazco Aldao |
| Depositado En: | 12 Abr 2012 16:13 |
| Última Modificación: | 12 Abr 2012 16:13 |
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