Calculo de dose para feixes externos: Teleterapia (24ª/25aaula)

•Introdução•Parâmetros de cálculo•Cálculo de dose•Curvas de isodose •Cálculo de dose para campos irregulares•Calculo de dose em off-axis •Inomogeneidade do tecido•Posicionamento do paciente

IntroduçãoA prescrição do tratamento:

•A prescrição irá definir o volume de tratamento, a dose tumoral total, número de aplicações, dose por aplicação e a frequência da aplicação

•O medico deverá considerar o efeito da cada aplicação sobreo tecido tumoral e sobre o tecido normal adjacente ao tumor

•A prescrição de dose será limitada pela tolerância de cada orgão ou tecido nas vizinhanças do tumor, isto implica em minimização de risco ao paciente.

Limitação de dose

•O planejamento depende da definição do volume tumoral e do volume de tratamento

Volume tumoral

Volume de tratamento

•O volume de tratamento é sempre maior que o volume tumoral, permitindo a abrangência de extensões microscópicas do tumor que não são precisamente observadas na definição do volume tumoral

O planejamento:

•Dentro das atribuições de um Físico em um serviço de RT, a dosimetria clínica tem por objetivo definir uma rotina de planejamento (cálculo de dose) para o paciente

Parâmetros de cálculoO cálculo de dose em um paciente depende do “rendimento”, R do equipamentoRendimento é a taxa de dose em cGy/min ou cGy/UM

R=cGy/mincGy/UM

60CoAcelerador

Calibração (dosimetria)

Ar ou água: taxa de dose num ponto específico

Duas técnicas:Distância fonte pele (SSD): dose varia com a profundidade e com o campo

Distância fonte eixo (SAD): dose sobre o eixo de rotação do braço (gantry) da unidade de tratamento, depende do tipo de tecido e do tamanho do campo

•Percentual de dose profunda : %DPRepresenta a compensação de dose em função da profundidade de tratamento

100%max

DDDP

Percentual de dose profunda para feixes de R-X e gama, para diversas energias, em função da profundidade na água (campo 10 x 10 cm

hbhbL

2

Percentual de dose profunda para feixes de R-X e gama, para diversas energias, em função do tamanho de campo.

Razão tecido – ar - TAR: É a razão entre a dose absorvida numa determinada profundidade de um meio e a dose absorvida por uma pequena quantidade de massa de tecido, no ar, na mesma posição. Usada normalmente para Co-60 e E < 2MV

ar

tecido

DDTAR

•A dimensão da pequena massa de tecido deve ser tal que garanta o equilíbrio eletrônico

•A posição desta pequena porção de massa é usualmente escolhida no centro de rotação de unidades isocentricamente montadas.

•Quando a espessura do tecido for equivalente a profundidade do crescimento de dose (região de build-up), nesta condição o TAR é referido como BSF – backscatterfactor. Representa o fator pelo qual a dose é acrescida devido a radiação ser retro refletida pelo paciente.

•É usado normalmente no cálculo de dose a partir de unidades de terapia de baixa energia, calibradas em termos de exposição no lugar da dose absorvida

•Para um feixe de nergia fixa depende da profundidade no tecido e do tamanho de campo.

•Razão tecido - Phanton: TPR: A necessidade de uma forma conveniente de se expressar a dose no isocentro, para energias maiores que 2 MV, levou a definição do TPR e do TMR, “tissue-maximum ratio”.•TPR é definida como a razão entre a dose no eixo central num ponto de interesse no Phanton com a mesma dose numa profundidade de referência do Phanton.

refDD

TPR

•Se a profundidade no Phanton for escolhida com a profundidade na qual a dose é máxima, O TPR é referido como TMR:

maxDD

TMR

Cálculo de Dose

Este cálculo deve levar em conta o rendimento da unidade de terapia em termos de cGy/min ou cGy/UM, fatores de calibração tais como %DP, TAR, TPR, TMR, como também fatores de atenuação (filtros), fatores de compensação, fator bandeja, etc

FiqdFfFbtempoUMcGyRDPD

tempoUM prescrita

)(/()100/(%)(

Calculo em SSD

FiqdFfFbisodosetempoUMcGyRTARouTPRD

tempoUM prescrita

)100/()(/()()(

Calculo em SAD

Fiqd: fator inverso do quadrado da distância, usado para compensar quando o cálculo é feito para um ponto fora da distância de calibração

Exemplo de cálculo para algumas situações típicas

exemplo1

exemplo2c

exemplo3

exemplo4

exemplo5

Curvas de IsodoseAs curvas de isodose oferecem uma representação visual da dose em diversos pontos através do campo de radiação em um “Phanton” de água

Curvas de isodose em função do tamanho da fonte, Linhas cheis fontes de 1,0 cm de diâmetro, linhas pontilhadas 2,0 cm de diâmetro. Fontes grandes geram um efeito de cunha devido a penumbra que geram (área “iluminada por somente uma parte da fonte.)

As curvas de isodose para um feixe de raios-xe de 10 MV sem (esquerda) e com (direita) o filtro atenuador de feixe no lugar

%DP para eletrons em campo de 10 x 10 cm, eixo central (esquerda), As curvas de isodose para o mesmo campo de eletrons com feixe de 12 MV (curva pontilhada % DP)(direita)

As curvas de isodose com uso de filtros

Composição de curvas de isodose, campo 15X15 cm, pesos iguais (a) Co-60, (b) 18MV

Distribuição de curvas de isodose, para mama com filtro de30 graus e dispersão de 10%

Exemplo de cálculo usando curvas de isodose

Calculo de dose para campo irregularOs parâmetros discutidos anteriormente são empregados na grande maioria dos tratamentos em radioterapia, que empregam normalmente pequenos volumes e campos quadrados Grandes volumes e/ou campos irregulares necessitam de um procedimento de cálculo mais detalhado. Este procedimento faz uso do conceito de TAR e SARSAR – razão espalhamento – ar: definimos anteriormente o TAR em termos da razão entre a dose a numa pequena quantidade de massa no ar. Se este campo tiver tamanho “0”, isto significa que o TAR representa a dose desta pequena porção de massa (tecido) proveniente some da radiação primária.É conveniente definir SAR como a diferença entre o TAR para um campo finito e o TAR0 para o campo zero ponto e o

0TARTARSAR

SARTARTAR 0

ou

Para o calculo de dose entregue no eixo central do campo irregular, o campo quadrado equivalente deve ser determinado.Isto se faz necessário para o correto cálculo do “output factor” e calculo correto do TAR.O campo quadrado equivalente pode ser calculado como se segue:

Cálculo de dose “off-axis”

Inomogeniedade do Tecido

Posicionamento do Paciente