A Física da Braquiterapia

FÍSICA DA BRAQUITERAPIAFÍSICA DA BRAQUITERAPIA

Lucas Augusto RadicchiLucas Augusto Radicchi

Hospital A. C. CamargoHospital A. C. Camargo

20082008

ÍNDICEÍNDICE

IntroduçãoIntrodução Fontes radioativasFontes radioativas Especificação da Intensidade Especificação da Intensidade

das Fontesdas Fontes DosimetriaDosimetria

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

TIPO DE IMPLANTETIPO DE IMPLANTE

TEMPO DE TEMPO DE TRATAMENTOTRATAMENTO

CARREGAMENTO DA CARREGAMENTO DA FONTEFONTE

TAXA DE DOSETAXA DE DOSE

FONTESFONTESRADIOATIVASRADIOATIVAS

IRÍDIOIRÍDIO

IODOIODO

PALÁDIOPALÁDIO

COMPARAÇÃOCOMPARAÇÃO

1 9 21 9 2 Ir x Ir x 2 2 62 2 6 Ra e Ra e 1 3 71 3 7 Cs (Temporário)Cs (Temporário)+ A/m e E (HVL+ A/m e E (HVL P bP b ))

- TT 1 / 21 / 2


1 2 51 2 5 I x I x 1 9 81 9 8 Au e Au e 2 2 22 2 2 Rn (Permanente)Rn (Permanente)+ + TT 1 / 21 / 2 e E (HVL e E (HVL P bP b ))

- A/m e dosimetria mais complexa A/m e dosimetria mais complexa


1 0 31 0 3 Pd x Pd x 1 2 51 2 5 I (Permanente)I (Permanente)+ T+ T 1 / 21 / 2 e A/m e A/m

+ fall-off mais rapido+ fall-off mais rapido

ESPECIFICAÇÃO DE ESPECIFICAÇÃO DE INTENSIDADE DE INTENSIDADE DE FONTES FONTES

QUANTIDADES QUANTIDADES INDIRETASINDIRETAS Massa de Ra (mgRa) Massa de Ra (mgRa)

Massa equiv. de Ra = massa de Ra Massa equiv. de Ra = massa de Ra filtrada por 0.5mm de Pt que filtrada por 0.5mm de Pt que produz a mesma taxa de esposição produz a mesma taxa de esposição que a fonte considerada, à 1m no que a fonte considerada, à 1m no arar

Atividade Contida (mCi) Atividade Contida (mCi)

QUANTIDADES QUANTIDADES INDIRETASINDIRETAS Atividade AparenteAtividade Aparente

Atividade de um fonte pontual Atividade de um fonte pontual hipotética (não filtrada) do mesmo hipotética (não filtrada) do mesmo radionuclídeo e mesma taxa de radionuclídeo e mesma taxa de exposição no ar à 1mexposição no ar à 1m

= taxa de exposição à 1m dividido = taxa de exposição à 1m dividido pela constante de taxa de dose do pela constante de taxa de dose do Ra (Ra ( fonte não filtradafonte não filtrada ) à 1m) à 1m

Considera efeitos de auto-Considera efeitos de auto-absorção, atenuação, filtração e absorção, atenuação, filtração e produção de Bremsstrahlung na produção de Bremsstrahlung na fonte e na capsulafonte e na capsula

QUANTIDADES QUANTIDADES DIRETASDIRETAS Taxa de Exposição de Referência Taxa de Exposição de Referência

(1m)(1m)

ICRU 38: ICRU 38: = TAXA DE KERMA NO AR À 1m DO CENTRO = TAXA DE KERMA NO AR À 1m DO CENTRO

DA FONTE, CORRIGIDO PARA ATENUAÇÃO E DA FONTE, CORRIGIDO PARA ATENUAÇÃO E ESPALHAMENTO NO AR (no vácuo)ESPALHAMENTO NO AR (no vácuo)

TG 32:TG 32: = INTENSIDADE DE KERMA NO AR= INTENSIDADE DE KERMA NO AR

TG-43 U1:TG-43 U1:

Válido para fontes cilíndricasVálido para fontes cilíndricas Para fios de Para fios de 192192 Ir, p. ex., especificar SIr, p. ex., especificar S KK /unid. de /unid. de

comprimentocomprimento

CALIBRAÇÃO DE CALIBRAÇÃO DE FONTES FONTES

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO Intensidade da fonte Intensidade da fonte → medida → medida

de ionização + correções (protocolo)de ionização + correções (protocolo) Incerteza do fabricante Incerteza do fabricante → 5-10%→ 5-10% 3 métodos de medir taxa de kerma 3 métodos de medir taxa de kerma

no ar:no ar:1)1) Medida livre no arMedida livre no ar2)2) Medida com câmara tipo poçoMedida com câmara tipo poço3)3) Medida com objeto simulador sólidoMedida com objeto simulador sólido

TECDOCTECDOC

IAEA-TECDOC-1079 (1999) → fontes IAEA-TECDOC-1079 (1999) → fontes de fótons com E ≥ Ir-192de fótons com E ≥ Ir-192

IAEA-TECDOC-1274 (2002) → fontes IAEA-TECDOC-1274 (2002) → fontes de fótons e betade fótons e beta

Especificações:Especificações: Fótons: Taxa de kerma no ar (1m)Fótons: Taxa de kerma no ar (1m) Beta: Taxa de dose absorvida (depende Beta: Taxa de dose absorvida (depende

do tipo de fontedo tipo de fonte

LIVRE NO ARLIVRE NO AR

LIVRE NO ARLIVRE NO AR Médias e altas energias (Médias e altas energias (192192Ir, Ir, 198198Au, Au,

137137Cs, Cs, 6060Co) → > 0.3MeVCo) → > 0.3MeV Não recomendado para Não recomendado para 125125I e I e 103103Pd (baixo Pd (baixo

sinal e umidade do ar)sinal e umidade do ar) Mínimas condições de espalhamentoMínimas condições de espalhamento d > 10cm para otimizar valor da d > 10cm para otimizar valor da

cargacarga CI de volume grande (0.6cmCI de volume grande (0.6cm33))

LIVRE NO ARLIVRE NO AR

CÂMARA POÇOCÂMARA POÇO

Calibração em SSDLCalibração em SSDLa)a) Com fonte calibrada por medidas livres Com fonte calibrada por medidas livres

no ar (no ar (192192Ir)Ir)

b)b) Com fonte calibrada por PSDL (Com fonte calibrada por PSDL (125125I e I e 103103Pd)Pd)

Curva de resposta da câmara Curva de resposta da câmara

CÂMARA POÇOCÂMARA POÇO

OBJETO SIMULADOR OBJETO SIMULADOR SÓLIDOSÓLIDO Alto grau de reprodutibilidadeAlto grau de reprodutibilidade Usa CI comum, sem necessidade de Usa CI comum, sem necessidade de

acessóriosacessórios Medidas livre no ar: CI > 1.0cmMedidas livre no ar: CI > 1.0cm33 é é

recomendado (não comum)recomendado (não comum)

Equivalente a medidas com câmara Equivalente a medidas com câmara poçopoço

OBJETO SIMULADOR OBJETO SIMULADOR SÓLIDOSÓLIDO

TECDOC-1274TECDOC-1274

DOSIMETRIA DE DOSIMETRIA DE FONTES FONTES

FONTE FONTE PONTUALPONTUAL

FONTE REALFONTE REAL

Simetria cilíndricaSimetria cilíndrica Dois fatores adicionais a Dois fatores adicionais a

considerar nas equações para considerar nas equações para fonte pontualfonte pontual

1.1. Dimensão finita do núcleo da Dimensão finita do núcleo da fontefonte

2.2. Atenuação e auto-absorção pela Atenuação e auto-absorção pela fontefonte

Portanto…Portanto…

TG-43TG-43 Considera diferenças no volume ativo Considera diferenças no volume ativo

(núcleo) e encapsulamento de uma fonte (núcleo) e encapsulamento de uma fonte para outrapara outra

Formalismo consistente, fácil de Formalismo consistente, fácil de implementar e baseado em poucos implementar e baseado em poucos parâmetros que são facilmente calculados parâmetros que são facilmente calculados por Monte Carlo ou medidos em por Monte Carlo ou medidos em águaágua , para , para cada modelo de fonte!cada modelo de fonte!

Resulta em uma melhora significativa na Resulta em uma melhora significativa na padronização na metodologia de cálculo de dose padronização na metodologia de cálculo de dose e na distribuição de taxa de dose usada na prática e na distribuição de taxa de dose usada na prática clínicaclínica

TG-43: FormalismoTG-43: Formalismo

TG-43: ParâmetrosTG-43: Parâmetros

TG-43: IncertezasTG-43: Incertezas SS KK (fabricante) (fabricante) 5% 5%

ΛΛ 5% 5% 3% para determinação de (r3% para determinação de (r oo ,,θθ oo))

3% para determinação de S3% para determinação de S KK

F (r,F (r, )θ)θ 5% 5% 3% para determinação de cada dose 3% para determinação de cada dose

g (r,g (r, )θ)θ 5% 5% 3% para determinação de cada dose 3% para determinação de cada dose

G (r,G (r, ) θ) θ ~0% ~0%

~10~10%%

TG-43: Impacto clínicoTG-43: Impacto clínico Para Para 1 2 51 2 5 I I redução de até 17% na redução de até 17% na

constante de taxa de doseconstante de taxa de dose Se prescrição era 160 Gy, deve-se alterar para Se prescrição era 160 Gy, deve-se alterar para

139 Gy com o novo protocolo de dosimetria139 Gy com o novo protocolo de dosimetria

Para Para 1 9 21 9 2 Ir Ir nenhuma alteração nenhuma alteração significativasignificativa

Alteração no RBE para Alteração no RBE para 1 2 51 2 5 I I

TG-43: Idéia BásicaTG-43: Idéia Básica

TG-43: 2D (r,TG-43: 2D (r,θθ))

Cálculo de G(r,Cálculo de G(r, θθ ))a)a) Fonte linearFonte linear

r > Lr > L ss /2/2

Para d pequeno Para d pequeno → erros de 3%→ erros de 3% Importante: orientação da fonte no espaçoImportante: orientação da fonte no espaço

a)a) Fonte PontualFonte Pontual r > 3Lr > 3L ss → fonte pontual (LIQ)→ fonte pontual (LIQ)

↓↓r e ↓r e ↓θθ => ↑G => ↑G ↑↑LLss => maior efeito de r e => maior efeito de r e θθ

TG-43: 1D (r)TG-43: 1D (r) Implante permanente Implante permanente → 1D!→ 1D!

1D:1D:

Para r > LPara r > L ss → TG-43:→ TG-43:

TG-43: 1D (r)TG-43: 1D (r)

Para r > LPara r > L ss → TG-43:→ TG-43:

Sementes em implante permanente → Sementes em implante permanente → TG-43: →TG-43: →

TG-43 (1995 x 2004)TG-43 (1995 x 2004) Revisão da definição de SRevisão da definição de S KK , considerando , considerando

novo padrão introduzido pelo NIST (1996novo padrão introduzido pelo NIST (1996 Eliminar inconsistências e omissões no Eliminar inconsistências e omissões no

formalismo original e na implementaçãoformalismo original e na implementação Novos dados para novos modelos de fontesNovos dados para novos modelos de fontes Desenvolver condutas para determinação Desenvolver condutas para determinação

da dose na qualidade de referência da dose na qualidade de referência (calculada e medida) e promover (calculada e medida) e promover consistência na derivação de parâmetros consistência na derivação de parâmetros do TG-43do TG-43

Eliminar AEliminar A a p pa p p como especificação de fonte como especificação de fonte

TG-43 (2004): U1TG-43 (2004): U1

TG-43 (2004): U1TG-43 (2004): U1

““ Princípio Básico da Princípio Básico da Consistência”:Consistência”: F(r,F(r, θθ ) e g(r): dependem de G(r,) e g(r): dependem de G(r, θθ )) Valores calculados e medidos deValores calculados e medidos de

devem usar mesmos G(r,devem usar mesmos G(r, θθ )!)! Mesmo válido para Mesmo válido para

Violação no TG-43 original Violação no TG-43 original → → g(r), obtido através de G(r,g(r), obtido através de G(r,θθ ), ), misturado com misturado com G(r,G(r,θθ ) = 1/r) = 1/r 22 !!!!!!

““Princípio da Consistência”Princípio da Consistência”

RecomenRecomendado pelo dado pelo TG43U1 TG43U1 (melhor (melhor

acurácia acurácia a r,<1cm)a r,<1cm)

TG-43 (2004): U1TG-43 (2004): U1

COMISSIONAMENTO COMISSIONAMENTO

COMISSIONAMENTO DE COMISSIONAMENTO DE TPS TPS Verificar procedimento de Verificar procedimento de

reconstruçãoreconstrução Verificar consistência entre Verificar consistência entre

quantidades e unidades no quantidades e unidades no sistema de planejamentosistema de planejamento

Verificar cálculo Verificar cálculo computadorizado com cálculos computadorizado com cálculos simples manuaissimples manuais

Verificar correções para Verificar correções para decaimento da fontedecaimento da fonte

COMISSIONAMENTO DE COMISSIONAMENTO DE FONTESFONTES Teste do esfregaço no Teste do esfregaço no

recebimento (<200Bq ou <5nCi)recebimento (<200Bq ou <5nCi) Auto-radiografia do material Auto-radiografia do material

para checar uniformidade da para checar uniformidade da distribuição de material dentro distribuição de material dentro da fonteda fonte

Checar calibração Checar calibração

CONTROLE DE CONTROLE DE QUALIDADE QUALIDADE

CONTROLE DE CONTROLE DE QUALIDADEQUALIDADE Verificar estabilidade da câmara Verificar estabilidade da câmara

poço (<0.5%)poço (<0.5%) Fonte de TFonte de T 1 / 21 / 2 longa, p.ex. longa, p.ex. 1 3 71 3 7 Cs (ou AL ou Cs (ou AL ou

6 06 0 Co)Co)

Verificação regular de fontes…Verificação regular de fontes… IntegridadeIntegridade Intensidade (teste de redundância)Intensidade (teste de redundância) Teste de esfregaçoTeste de esfregaço

…… e aplicadorese aplicadores IntegridadeIntegridade EsterilizaçãoEsterilização

CONTROLE DE CONTROLE DE QUALIDADEQUALIDADE Verificar posicionamento de Verificar posicionamento de

fonte em pós-carregamento fonte em pós-carregamento (auto-radiografia)(auto-radiografia)

Levantamento radiométrico da Levantamento radiométrico da salasala Implantes permanentes: < Implantes permanentes: <

0.5mSv/h à 1m (liberação do 0.5mSv/h à 1m (liberação do paciente)paciente)

IMPLANTE IMPLANTE INTERSTICIAL DE INTERSTICIAL DE SEMENTES SEMENTES

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

1 2 51 2 5 I ou I ou 1 0 31 0 3 Pd Pd → E.C.→ E.C. Técnicas intersticiais:Técnicas intersticiais:

Manual (retropúbico) Manual (retropúbico) → passado→ passado Baseado em imagem 3D Baseado em imagem 3D

(transcutânea perineal)(transcutânea perineal)

AAPM-TG-64AAPM-TG-64

INDICAÇÃOINDICAÇÃO

HDR: HDR: Esta técnica que surgiu alguns anos após a LDR e destina-se fundamentalmente aos doentes do grupo de alto risco para ser usada como “boost” para radioterapia externa (RE).

DESCRIÇÃO DA DESCRIÇÃO DA TÉCNICATÉCNICA Estudo de volumeEstudo de volume Planejamento (pré-planejamento Planejamento (pré-planejamento

ou tempo real)ou tempo real) Implantação das sementesImplantação das sementes Avaliação do implanteAvaliação do implante Pós-planejamentoPós-planejamento

ESTUDO DE VOLUMEESTUDO DE VOLUME

Objetivo:Objetivo: Interferência do arco púbico (CT Interferência do arco púbico (CT

ou TRUS)ou TRUS) Número de sementesNúmero de sementes

2-3 semanas antes2-3 semanas antes Cortes de 5 mmCortes de 5 mm

PLANEJAMENTOPLANEJAMENTO

Distribuição das sementesDistribuição das sementes Uniforme (Quimby)Uniforme (Quimby) Uniformemente Modificado Uniformemente Modificado

(Paterson-Parker)(Paterson-Parker) PeriféricoPeriférico

Orgãos críticos:Orgãos críticos: Uretra (Foley): < 360 GyUretra (Foley): < 360 Gy Parede anterior do reto: < 90 GyParede anterior do reto: < 90 Gy

PLANEJAMENTOPLANEJAMENTO

““ Over-plan”:Over-plan”: ↑ ↑ volume de planejamentovolume de planejamento ↑ ↑ atividade total implantada (~15%)atividade total implantada (~15%) ↑ ↑ número ou intensidade das sementesnúmero ou intensidade das sementes

Tipos de planejamento:Tipos de planejamento: Pré-planejamento (estudo de Pré-planejamento (estudo de

volume)volume) Intra-operatório: Intra-operatório: “Real-time”“Real-time”

EQUIPAMENTOEQUIPAMENTO

Utra-som transretal (TRUS)Utra-som transretal (TRUS) Sistema de deslocamento Sistema de deslocamento

preciso (5 mm)preciso (5 mm) Grelha de posicionamento Grelha de posicionamento

(( “Template”)“Template”) Mecanismo de fixaçãoMecanismo de fixação Apoio para os pés (Apoio para os pés ( Stirrups)Stirrups)

FONTESFONTES 1 2 51 2 5 I ou I ou 1 0 31 0 3 Pd Pd → E.C.→ E.C. 2003 (FDA): 2003 (FDA): 131131Cs (maie vida menor que Pd)Cs (maie vida menor que Pd) Pd: taxa de dose maior e maei-vida menorPd: taxa de dose maior e maei-vida menor Em modelos teóricos de radiobiologia demonstrou-se que o Pd é

mais eficaz a destruir tumores rapidamente proliferantes, enquanto que em tumores com proliferação lenta o I tem maior eficácia. Baseados nestes estudos, nos EUA existe uma tendência para o uso de I emtumores com score de Gleason <7 e Pd nos scores mais altos.

Emtermos práticos o I, com uma actividadesuperior (28 vs. 21 KeV), tem menores exigênciasem relação à precisão de colocação das sementes napróstata, além de que como tem uma semi-vida maislonga, permite uma logística de distribuição mais fácil,razões que tornam o seu uso preferencial.

FONTESFONTES TG-56: avaliação de 10% das TG-56: avaliação de 10% das

sementessementes Introdução de sementes:Introdução de sementes:

Sementes fixas (suturas absorvíveis)Sementes fixas (suturas absorvíveis) ““ Rapid Strand”Rapid Strand” RAPID = RAPID = RR igid igid AA borbable borbable PP ermanent ermanent II mplant mplant

DD eviceevice

Sementes separadas (agulhas pré-Sementes separadas (agulhas pré-carregadas separadas por espaçadores carregadas separadas por espaçadores variáveis)variáveis)

Sementes livres (aplicador Mick)Sementes livres (aplicador Mick)

Esterilização Esterilização → autoclave→ autoclave PreparaçãoPreparação

IMPLANTAÇÃOIMPLANTAÇÃO

Litotomia (anestesia)Litotomia (anestesia) Imobilização da próstata Imobilização da próstata

(agulhas) (agulhas) → opcional→ opcional DiagramaDiagrama Implanta sementes e retira agulhaImplanta sementes e retira agulha

PÓS-IMPLANTEPÓS-IMPLANTE Verificação de sementes Verificação de sementes

implantadasimplantadas Imagens e cistoscopia (bexiga)Imagens e cistoscopia (bexiga)

Avaliação do local (sementes Avaliação do local (sementes perdidas)perdidas) GM ou cintiladorGM ou cintilador

Máxima taxa de dose próximo ao Máxima taxa de dose próximo ao paciente e à 1 m delepaciente e à 1 m dele CI calibradaCI calibrada

PÓS-PLANEJAMENTOPÓS-PLANEJAMENTO Avaliação da qualidade do Avaliação da qualidade do

implanteimplante DD 9 09 0 > 120 Gy (??) > 120 Gy (??) Avaliação de dose real em reto Avaliação de dose real em reto

e uretrae uretra CT: cortes de 5 mm, separados CT: cortes de 5 mm, separados

em 3 mmem 3 mm Edema minimiza pós 1 mês: CT Edema minimiza pós 1 mês: CT

recomendada nesse periodo recomendada nesse periodo (TG-64)(TG-64)

SISTEMAS DE SISTEMAS DE DOSIMETRIADOSIMETRIA Até 1920Até 1920 ’’ s -> distribuição s -> distribuição

uniforme de fontes => uniforme de fontes => distribuição uniforme de dosedistribuição uniforme de dose

Em 1930Em 1930 ’’ s -> distribuição NÃO s -> distribuição NÃO uniforme de fontes => uniforme de fontes => distribuição uniforme de dosedistribuição uniforme de dose

Base para Manchester Base para Manchester (Paterson e Parker) (Paterson e Parker)

SISTEMAS DE SISTEMAS DE DOSIMETRIADOSIMETRIA

MANCHESTER e QUIMBY: MANCHESTER e QUIMBY: determinar área ou volume de determinar área ou volume de uma região alvo e procurar em uma região alvo e procurar em uma tabela a intensidade de uma tabela a intensidade de fonte (mgh) ou atividade da fonte (mgh) ou atividade da fonte requerida por unidade de fonte requerida por unidade de doe periféricadoe periférica

A Física da Braquiterapia

Health & Medicine

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