Orientadores: Eduardo Tavares Costa, Paulo José Cecílio

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação

Resumo: A experiência clínica em tratamentos radioterápicos de neoplasia de próstata baseia-se no cálculo de doses em meios homogêneos. Entretanto, o feixe de radiação atravessa tecidos de densidades eletrônicas diferentes como os ossos, que alteram a distribuição de dose. Com o advento da...

Resumo: A experiência clínica em tratamentos radioterápicos de neoplasia de próstata baseia-se no cálculo de doses em meios homogêneos. Entretanto, o feixe de radiação atravessa tecidos de densidades eletrônicas diferentes como os ossos, que alteram a distribuição de dose. Com o advento da tomografia computadorizada e de algoritmos mais avançados que modelam o feixe de radiação, as heterogeneidades entre os tecidos podem ser incorporadas nos planejamentos de tratamentos radioterápicos. Todavia, não há consenso se as alterações na dose por correções de heterogeneidade são significativas. Por tais razões, pretendeu-se no presente trabalho avaliar a necessidade das correções de heterogeneidade em planejamentos de tratamentos radioterápicos de câncer de próstata. Para isso, analisaram-se as médias das diferenças percentuais nas doses em volume alvo e órgãos de risco obtidas em cálculos com e sem correções de heterogeneidade utilizando imagens tomográficas reais de pacientes que trataram dessa neoplasia. Essa avaliação foi realizada para dois métodos de tratamentos diferentes. O primeiro é o conformacional tridimensional (25 casos), algoritmos de cálculo Convolution, Superposition e Fast Superposition do sistema de planejamento XiO/Elekta, feixes de 6 e 10 MV e 4 campos em box. O segundo por intensidade modulada (14 casos), algoritmo de cálculo Pencil Beam Convolution do sistema de planejamento Eclipse/Varian com dois métodos de correção Batho Modificado e Razão Tecido-Ar Equivalente, feixe de 6 MV e geometria de 5 campos oblíquos. As diferenças percentuais médias resultantes nos volumes estudados foram menores que a incerteza aceita atualmente no cálculo de dose de 3% para as duas modalidades de tratamento. Apesar disso, a variabilidade na anatomia dos pacientes, geometria de campos e energia dos feixes apontam para a necessidade de tais correções e a utilização de métodos ainda mais exatos para a diminuição dessa incerteza no futuro

Abstract: Clinical experience in radiotherapy treatments for prostate cancer is based on the calculation of doses in homogeneous media. However, the radiation beam traverses different electron densities in tissues such as bone, altering the dose distribution. With the advent of computed tomography...

Abstract: Clinical experience in radiotherapy treatments for prostate cancer is based on the calculation of doses in homogeneous media. However, the radiation beam traverses different electron densities in tissues such as bone, altering the dose distribution. With the advent of computed tomography and more advanced algorithms that model the radiation beam, the heterogeneity between tissues can be incorporated in the planning of radiotherapy treatments. However, there is no consensus whether changes in dose for inhomogeneity corrections are significant. For these reasons, this study intended to evaluate the need for inhomogeneity corrections in treatment planning for radiotherapy of prostate cancer. We have analyzed the average percentage differences in doses in the target volume and organs at risk obtained by calculations with and without heterogeneity corrections using actual CT images of patients treated for this cancer. This evaluation was performed for two different methods of treatments. The first is the three-dimensional conformational (25 cases), calculation algorithms Convolution, Superposition and Fast Superposition from the computerized planning system XiO/Elekta, beams of 6 and 10 MV and 4 fields in box. The second by intensity modulated (14 cases), calculation algorithm Pencil Beam Convolution from the computerized planning system Eclipse/Varian with two correction methods Modified Batho and Equivalent Tissue-Air Ratio, 6 MV beam and geometry of 5 oblique fields. The resulting average percentage differences in volumes studied were smaller than the currently accepted uncertainty in the dose calculation of 3% for both treatment modalities. Nevertheless, variability in anatomy of patients, geometry and field energy beams brings the need for these corrections and the use of more accurate methods to reduce this uncertainty in the future