Aplicações de Monte Carlo em Braquiterapia

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1 Universidade Estadual do Rio de Janeiro Laboratório de Ciências Radiológicas Aplicações de Monte Carlo em Braquiterapia Dra. Luciana Tourinho Campos

2 Dosimetria em Braquiterapia. Dificuldades de medição próxima à fonte. Alto gradiente de dose. A dose em 2 mm é 25 vezes maior que em 1 cm. A incerteza na posição dos dosímetros deve ser entre 50 e 20 m. Linearidade Resolução Espacial Dependência energética Introdução

3 Método de Monte Carlo Parâmetros do TG-43U1 Taxa de exposição Função radial de dose Anisotropia Atenuação de fótons Absorção Introdução

4 Introdução Aplicação do método de Monte Carlo em braquiterapia começou em Williamson and Li (1995) desenvolveram um código de Monte Carlo para obter cálculos de dose em volta da fonte de braquiterapia Sistemas de planejamento de tratamento

5 Introdução Electron Gamma Shower of National Research Council Transporte de fótons, elétrons e pósitrons em qualquer elemento, composto ou mistura PEGS4 Tabelas de seção de choque (KeV até GeV) EGS4 MORTRAN FORTRAN EGSnrc - GUI s Egs++

6 Introdução Geometria da fonte: Modelo completo da geometria da fonte Composição atômica Densidade Forma Dimensões Localização de cada componente

7 Geometria da Fonte de 60 Co

8 Fonte de Cobalto-60

9 Materiais e Métodos: egs++ Obtenção de um código de usuário para Kerma cavity Técnicas de redução de variância Apenas a parte gama foi considerada Biblioteca XCOM Modelagem com cabo de 5 mm ECUT = MeV e PCUT= 10 kev

10 Taxa de Kerma no ar de referência (S k ) Deve ser obtida computacionalmente Meio - ar seco 5 x 5 x 5 m 3 Calcular o kerma colisional em 100 cm Score em cubo de 1 cm. K air ( r). r 2

11 Constante de Taxa de Dose na Água ( ) Método Rogers Taxa de Kerma no ar de referência Dose a 1 cm e 90 da fonte D( r. 0, ) / 0 S K. r 2 (100cm)

12 Constante de Taxa de Dose na Água ( ) (cgyh -1 U -1 ) Este trabalho 1.108±0.001 Granero et al ± Selvam and Bhola Validação da geometria

13 Função Radial de Dose Taxa de dose: Cubo de 5x5x5 m 3 Água com densidade 0,998 g/cm 3 Tamanho dos voxels 0,1 mm até 1 cm 0,5 mm até 5 cm 1 mm até 20 cm Dose

14 Taxa de dose Dosimetria em Braquiterapia

15 Função geometria G(r, ) Aproximação para fonte pontual: G( r, ) Aproximação para fonte linear: 1 2 G( r, ) L rsen( ) S 1 r 2

16 Cálculo da função radial de dose (gl) Granero et al. r(cm) D(%) 0,25 11,41 0,5 14,79 0,75 4,30 1 0,00 1,5 2,50 2 4,01 3 3,46 4 4,17 5 2,64 6 3,56 7 3,63 8 3, , , , ,11 Selvam and Bhola et al. r(cm) D(%) 0,25 2,57 0,5 5,78 0,75 0,29

17 Conclusões: Equilíbrio eletrônico de partículas carregadas Fontes de baixa energia 60 Co pode levar a diferenças maiores de 1% Podemos utilizar o egs++ para obtenção de parâmetros do TG-43

18 Cluster LCR Composto por 17 nós. Intel Core i7 980 X Extreme Edition Gulftown 12 processadores tc_luciana@yahoo.com.br

19 Richter, J., Baier, K., Flentje, M., Comparison of 60Co and 192Ir sources in High Dose Rate Afterloading Brachytherapy, Strahlender Onkol, 184, pp , (2008). Palmer, A., Mzenda, B., Hayman, O., Nagar, Y., Does the choice of isotope, C0-60 or Ir-192 affect treatment planning techniques and outcomes for high dose rate (HDR) brachytherapy?, Fuel and Energy Abstracts, 78, (2010). Nath, R., L.L. Anderson, Luxton, G, Weaver, K.A., Williamson, J.F. and Megooni, A.S., Dosimetry of interstitial brachytherapy sources: Recommendations of the AAPM Radiation Therapy Committee Task Group N 43, Medical Physics, 22, pp (1995). Rivard, M. J., Coursey, L.A., DeWerd, W.F. Hanson, Huq, M.S., Ibbot, G.S., Mitch, M.G., Nath, R. and Williamson, J.F., Update of AAPM Task Group N 43 Report: A revised AAPM protocol for brachytherapy dose calculations, Medical Physics, 31, pp (2004). Williamson, J.F. and Li, Z., Monte Carlo aided dosimetry of the microselectron pulsed and high dose-rate 192 Ir sources, Medical Physics, 22, pp (1995). DeWerd, L.A., Ibbot, G.S., Meigooni, A.S., Mitch, M.G., Rivard, M.J., Stump, K.E., et al. A dosimetric uncertainty analysis for photon-emitting brachytherapy sources: report AAPM Task Group 138 and GEC-ESTRO, Medical Physics, 38, pp , (2011).

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