Noreña Ospina, Paula Tatiana (2016) Dosimetría interna con el uso de OSL nanoDot. / Internal dosimetry using OSL nanoDot. Maestría en Física Médica, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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Resumen en español
El objetivo de este trabajo fue estudiar y analizar la caracterización de unos nuevos detectores de radiación diseñados especialmente para realizar dosimetría in vivo en los tratamientos de radioterapia. Estos detectores llamados OSL nanoDot (Opticall Stimulated Luminescence nanoDot) son provistos por Landauer Inc. y debido a su pequeño tamaño 1 x 1 cm"2 y 2 mm de espesor, se decidió evaluar una nueva aplicación en una técnica de dosimetría interna intracavitaria. Si bien están siendo ampliamente utilizados en dosimetría in vivo y en intercomparaciones dosimétricas, no se ha encontrado ninguna aplicación que posicione los OSL nanoDot dentro de cavidades naturales del paciente como son recto y cuello de útero, lo cual nos permite un reporte integral de la dosis absorbida medida directamente en el volumen blanco de tratamiento u órgano de riesgo. La caracterización de los OSL nanoDot se llevo a cabo en un fantoma de agua y en un fantoma antropomórfico de tórax (CIRS), para lo cual fue necesario el diseño de soportes de acrílico. El proceso de caracterización consistió en el análisis del comportamiento del detector ante variables intrínsecas como la pérdida de señal en el tiempo (Fading), por lecturas múltiples (Depletion) y por el ángulo de incidencia de la radiación, como así también de las variables dosimétricas presentes en los tratamientos de radioterapia conformada tridimensional (RC3D), como son: la dependencia con la dosis acumulada, el tamaño de campo, la profundidad y la excentricidad, tomando como referencia para estas últimas la dosis medida por una cámara de ionización (CI) NE2571. El cálculo de la dosis se realizó mediante una curva de calibración medida en un haz de 60"Co, en el rango donde los OSL nanoDot presentan una respuesta lineal con la dosis entre los 50 cGy y los 300 cGy. Esta curva de calibración es utilizada para calcular la dosis en aceleradores lineales con energías de fotones de 6 MV y 15 MV, aplicando un simple factor de corrección por el cambio de energía 𝐾_E. Debido a que en todas las pruebas realizadas con los OSL nanoDot respondieron igual que la cámara de ionización dentro de las incertezas experimentales y del sistema 2,2% no se utiliza ningún otro factor de corrección, convirtiendo a la dosimetría interna con OSL nanoDot en una metodología simple y fácil de implementar para medir la dosis en cavidades. Las pruebas en fantoma CIRS en un haz de 60"Co fueron satisfactorias, donde el promedio de las diferencias de dosis medida con los OSL nanoDot respecto a las mediciones con CI fue de 1,5%, los casos analizados corresponden a configuraciones clínicas con campos conformados, con cuña, off axis y heterogeneidades. Luego se implementa un protocolo de medición en pacientes que establece el procedimiento de colocación dentro de la cavidad y la obtención de placas ortogonales anterior y lateral, para identificar la posición del detector. Del total de 10 pacientes medidos en casos de recto y cuello de útero, el promedio de las diferencias porcentuales entre la dosis medida por el OSL nanoDot y la calculada por el sistema de planificación de tratamientos (TPS) MIRS 5.1 fue 2,4% mientras que el promedio respecto al cálculo redundante que utiliza el algoritmo semiempírico [𝐷 𝜓]_rel"[1] fue del 1,8%. La mayor diferencia encontrada fue del 4,9% y en ningún caso se supera la tolerancia recomendada por organismos internacionales del ± 5%. Estos resultados demuestran que es posible realizar mediciones de dosis intracavitarias, mediante la dosimetría interna con OSL nanoDot, con un alto grado de precisión y exactitud mediante un algoritmo simple que puede ser aplicado a cualquier energía de fotones utilizados en radioterapia externa.
Resumen en inglés
The objective of this work was to study and analyze the characterization of new radiation detectors specially designed to perform in vivo dosimetry in radiotherapy treatments. These detectors called OSL nanoDot (Opticall Stimulated Luminescence nanoDot) are provided by Landauer Inc. and due of their small size 1 x 1 cm"2 and 2 mm thickness, it was decided to evaluate a new application intracavitary internal dosimetry technique. Although they are widely used in in vivo dosimetry and in dosimetric intercomparisons, no application has been found that positions OSL nanoDot inside thepatient's natural cavities such as the rectum and cervix uteri, which allow provide an integral dose report absorbed measured directly in the white volume of treatment or organ of risk. The characterization of the OSL nanoDot was carried out in a water phantom and an anthropomorphic phantom of thorax (CIRS), for which the design of acrylic supports was necessary. The characterization process consisted in the analysis of the behavior of the detector again intrinsic variables such as the loss of time signal (Fading), multiple readings (Depletion) and the angle of incidence of radiation, as well as the dosimetric variables present in three-dimensional conformal radiotherapy (RC3D) treatments, such as: dependence with the accumulated dose, field size, depth and eccentricity, taken as reference for the latter the dose measured by an ionization chamber (IC) NE2571. Dose calculation was performed using a calibration curve measured in a 60"Co beam, in the range where OSL nanoDot present a linear dose response between 50 cGy and 300 cGy. This calibration curve is used to calculate the dose in linear accelerators with photon energies of 6 MV and 15 MV, applying a simple correction factor for the energy change 𝐾_E. Because in all tests performed with the OSL nanoDot they responded just like the ionization chamber within the experimental uncertainties and the system 2.2% did not use any other correction factor, converting the internal dosimetry with OSL nanoDot into a simple methodology and easy to implement to measure the dose in cavities. The CIRS phantom tests in a 60Co beam were satisfactory, where the mean dose differences measured with the OSL nanoDot with the IC measurements were 1.5%, the cases analyzed correspond to clinical configurations with conformal fields, with wedge, off axis and heterogeneities. Then a protocol of measurement was implemented in patients that establishes the procedure of placement inside the cavity and the obtaining of orthogonal anterior and lateral image portal, to identify the position of the detector. Of the total of 10 patients measured in rectal and uterine cervix cases, the mean percentage differences between dose measured by OSL nanoDot and that calculated by the MIRS 5.1 treatment planning system (TPS) were 2.4% That the average with respect to there dun dant calculation using the semi-empirical algorithm[𝐷 𝜓]_rel "[1] was 1.8%. The greatest difference was 4.9% and in no case exceeded the tolerance recommended by international organizations of ± 5%. These results demonstrate that it is possible to perform intracavitary dose measurements, using internal dosimetry with OSL nanoDot, with a high degree of precision and accuracy through a simple algorithm that can be applied to any photon energy used in external beam radiation therapy.
| Tipo de objeto: | Tesis (Maestría en Física Médica) |
|---|---|
| Palabras Clave: | Radiotherapy; Radioterapia; Dosimetry; Dosimetría; Radiation detectors; Detectores de radiaciones; [In vivo dosimetry; Dosiometría in vivo; OSL nanoDot; Opticaly stimulates luminiscence nanoDot] |
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| Materias: | Medicina > Radioterapia |
| Divisiones: | FUESMEN |
| Código ID: | 582 |
| Depositado Por: | Tamara Cárcamo |
| Depositado En: | 25 Abr 2017 11:43 |
| Última Modificación: | 25 Abr 2017 11:51 |
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