Inomogeneidade de tecidos ósseos na irradiação de tumores no sistema nervoso central

• Autor(a) principal: Andre Lima de Souza Castro
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-ASAE2M
• topic: Inomogeneidade; Phantom; Sistema de planejamento de tratamento; Radioterapia; Algoritmo; Algoritmos; Engenharia nuclear; Radioterapia; Sistema nervoso central Tumores

A radioterapia externa é uma modalidade clínica que utiliza fótons de alta energia no tratamento de doenças malignas ou benignas. O processo de transferência de energia dos fótons ao meio é influenciado pelas diferentes características físicas dos tecidos humanos. Inomogeneidades de tecido como pulmão, cavidades de ar, osso ou implantes metálicos, perturbam o transporte dos fótons primários e de elétrons secundários produzidos nas interações, logo alteram a distribuição espacial de dose. É essencial que a dose absorvida pelos tecidos na presença dessas inomogeneidades seja predita precisamente para maximizar o benefício terapêutico ou estimar a probabilidade de complicação dos tecidos normais. Embora a presença de inomogeneidades, particularmente estruturas ósseas, seja comum na prática clínica, observa-se que os estudos dosimétricos ainda são incipientes na avaliação da dose absorvida em situações específicas. Portanto, esse trabalho teve como objetivo geral investigar o efeito da heterogeneidade óssea por meio de intercomparações dosimétricas experimentais e simulações, utilizando sistemas de planejamento de tratamento (TPS) e medidas experimentais em duas situações de estudo: irradiação de vértebras torácicas e crânio. A primeira situação consistiu em desenvolver um phantom simplificado composto de materiais tecido equivalente à vértebras torácicas, músculos e tecidos mole. A dose absorvida foi avaliada em quatro filmes radiocrômicos inseridos na vértebra e quatro filmes radiocrômicos inseridos somente na água, em posição espacial equivalente. As medidas foram comparadas com a distribuição de dose prevista pelo TPS Soma Vision/CAD PLAN da Varian Medical Systems com correção de heterogeneidade desabilitada e com uma equação matemática que considera as propriedades físicas dos tecidos para fornecer a dose absorvida. O método utilizado na segunda situação de estudo consistiu em comparar a simulação de um planejamento bidimensional (2D) e tridimensional (3D) para a irradiação total de cérebro em condição individual idêntica para planejamentos com dois e quatro campos utilizando a técnica field-in-field. A simulação também foi realizada com a inclusão de correção de heterogeneidade pelo método collapsed cones do TPS CAT3D da MEVIS Informática Médica. Os resultados obtidos no experimento da avaliação de efeitos de inomogeneidade de tecido na medula espinhal mostraram que as medidas na água concordaram com o sistema de planejamento em 1,0% no que se refere à dose modal enquanto que a maior diferença encontrada para o meio contendo as vértebras foi de 4,6%. O resultado teórico indicou um aumento na dose absorvida de 3,4%, no entanto, ambos os valores se encontraram dentro da incerteza experimental. Foi observado, porém, diferenças no padrão da distribuição espacial da dose e a presença de pontos de dose elevada estatisticamente significantes, superiores a 16% da dose de referência que não foram preditos pelo TPS. Os resultados do experimento do uso de técnicas field-in-field em planejamentos para irradiação de cérebro total mostraram que não há diferenças significativas entre a dose absorvida nos planejamentos 2D e conformacional 3D para irradiação de cérebro total, exibindo valores idênticos da dose modal e diferença inferior a 1% na dose média. A técnica de 4 campos field-in-field melhorou sensivelmente a distribuição de dose no volume cerebral comparada à técnica de dois campos para a situação proposta, interpretada pelo aumento de 19% do índice de conformidade e redução de 10% do valor da dose máxima. Ou seja, nesse caso específico, diferenças de atenuação atribuídas à diferenças de inomogeneidade em tecidos são menos relevantes que as diferenças de inomogeneidade de contorno do crânio. Conclui-se que os algoritmos de cálculo presentes nos TPSs atuais são capazes calcular corretamente os valores médios e mais frequentes da dose absorvida em um volume próximo à inomogeneidade óssea. Entretanto o padrão de distribuição espacial da dose pode não ser devidamente interpretado nessas situações. Para acessar adequadamente as doses absorvidas e compreender o efeito clinico das distribuições em meios não homogêneos é de grande valia o desenvolvimento de experimentos dosimétricos com phantoms antropométricos em variadas situações de estudo.