Modelagem computacional de um acelerador linear e da sala



Baixar 7.86 Mb.
Pdf preview
Página1/110
Encontro30.04.2021
Tamanho7.86 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   110


 
 
 
 
MODELAGEM COMPUTACIONAL DE UM ACELERADOR LINEAR E DA SALA 
DE RADIOTERAPIA PARA CÁLCULO DA DOSE EFETIVA EM PACIENTES 
SUBMETIDOS A TRATAMENTO DE CÂNCER DE PRÓSTATA 
 
 
 
Marcos Paulo Cavaliere de Medeiros 
 
 
 
Tese  de  Doutorado  apresentada  ao  Programa  de 
Pós-graduação  em  Engenharia  Nuclear,  COPPE, 
da Universidade Federal do Rio de Janeiro, como 
parte  dos  requisitos  necessários  à  obtenção  do 
título de Doutor em Engenharia Nuclear. 
Orientadores: Ademir Xavier da Silva  
                      Wilson Freitas Rebello da Silva Jr 
 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro 
Março de 2018 


 
 
MODELAGEM COMPUTACIONAL DE UM ACELERADOR LINEAR E DA SALA 
DE RADIOTERAPIA PARA CÁLCULO DA DOSE EFETIVA EM PACIENTES 
SUBMETIDOS A TRATAMENTO DE CÂNCER DE PRÓSTATA 
 
Marcos Paulo Cavaliere de Medeiros 
 
TESE  SUBMETIDA  AO  CORPO  DOCENTE  DO  INSTITUTO  ALBERTO  LUIZ 
COIMBRA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA DE ENGENHARIA (COPPE) DA 
UNIVERSIDADE  FEDERAL  DO  RIO  DE  JANEIRO  COMO  PARTE  DOS 
REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE DOUTOR EM 
CIÊNCIAS EM ENGENHARIA NUCLEAR. 
 
Examinada por: 
 
________________________________________________ 
Prof. Ademir Xavier da Silva, D.Sc. 
 
________________________________________________ 
    Prof. Wilson Freitas Rebello da Silva Junior, D.Sc. 
 
________________________________________________ 
Drª Camila Salata, D.Sc. 
 
________________________________________________ 
Prof. Delson Braz, D.Sc. 
 
________________________________________________ 
Prof. Edson Ramos de Andrade, D.Sc. 
 
________________________________________________ 
Dr. Juraci Passos dos Reis Junior, D.Sc. 
 
 
 
 
RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL 
MARÇO DE 2018


iii 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Medeiros, Marcos Paulo Cavaliere de 
Modelagem  Computacional  de  um  Acelerador 
Linear  e  da  Sala  de  Radioterapia  para  Cálculo  da  Dose 
Efetiva  em  Pacientes  Submetidos  a  Tratamento  de 
Câncer  de  Próstata/  Marcos  Paulo  Cavaliere  de 
Medeiros. – Rio de Janeiro: UFRJ/COPPE, 2018. 
XXIII,
 
211 p.: il.; 29,7cm 
Orientadores: Ademir Xavier da Silva 
                    Wilson Freitas Rebello da Silva Jr. 
Tese  (doutorado)  –  UFRJ/  COPPE/  Programa  de 
Engenharia Nuclear, 2018. 
Referências Bibliográficas: p. 189-205.
 
1.  Monte  Carlo.  2.  Radioterapia.  3.  Dosimetria.  4. 
Blindagem.  I.  Silva,  Ademir  Xavier  da  et  al.  II. 
Universidade  Federal  do  Rio  de  Janeiro,  COPPE, 
Programa de Engenharia Nuclear. III. Título. 
 


iv 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“O maior obstáculo na busca pelo conhecimento é a ilusão do saber.” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 



 
AGRADECIMENTOS 
 
A Deus, inteligência suprema, causa primária de todas as coisas. 
A meus pais, pelo acolhimento neste mundo com amor incondicional. 
A minha esposa e filhos, pela paciência, compreensão, carinho e suporte durante 
todos os dias e noites deste longo curso. 
A meus orientadores,  Dr. Ademir Xavier da Silva e  Dr. Wilson  Freitas Rebello 
da Silva Júnior, pelos ensinamentos, incentivo e apoio em toda a minha trajetória. 
A meu tutor acadêmico, Cel Claudio Luiz de Oliveira, pela amizade, conselhos, 
sugestões e orientações valiosas desde a época do mestrado no IME. 
Ao  Exército  Brasileiro,  por  me  conceder  esta  inestimável  oportunidade  de 
estudo. 
Ao PEN, seus professores e funcionários, pelo profissionalismo e trabalho árduo, 
muitas vezes anônimo, alicerces do Programa de Engenharia Nuclear da COPPE/UFRJ. 
Aos  componentes  da  banca,  por  gentilmente  aceitarem  o  convite  para  avaliar 
esta tese e emprestarem sua valiosa experiência para o aperfeiçoamento deste trabalho. 
Aos  amigos  Dr  Juraci  Passos,  Dr  Jardel  Thalhofer  e  Prof  Hilton  Guaraldi,  por 
colaborarem  decisivamente  com  sua  experiência,  conhecimentos  e  técnica,  desde  os 
primeiros dias de trabalho, para que esta tese pudesse ser realizada. 
Ao  grande  amigo  e  irmão  Alexandre  Lopes,  pela  camaradagem,  incentivo  e 
colaboração técnica de alto nível sem a qual este trabalho não seria possível. 
Ao  Núcleo  de  Computação  de  Alto  Desempenho  –  NACAD  –  da  UFRJ  e  ao 
Laboratório  de  Ciências  Radiológicas  –  LCR  –  da  UERJ,  por  permitirem  acesso  aos 
recursos de computação imprescindíveis para a realização da presente tese. 
 
 

 
 
 
 
 
 
 


vi 
 
Resumo  da  Tese  apresentada  à  COPPE/UFRJ  como  parte  dos  requisitos  necessários 
para a obtenção do grau de Doutor em Ciências (D.Sc.) 
 
 
MODELAGEM COMPUTACIONAL DE UM ACELERADOR LINEAR E DA SALA 
DE RADIOTERAPIA PARA CÁLCULO DA DOSE EFETIVA EM PACIENTES 
SUBMETIDOS A TRATAMENTO DE CÂNCER DE PRÓSTATA 
 
 
Marcos Paulo Cavaliere de Medeiros 
 
Março/2018 
 
Orientadores: Ademir Xavier da Silva 
 
 
Wilson Freitas Rebello da Silva Júnior 
 
  
Programa: Engenharia Nuclear 
 
 
Este  trabalho  descreve  o  desenvolvimento  e  validação,  utilizando-se  o  código 
MCNP, de um modelo computacional realístico de um acelerador linear VARIAN de 10 
MV,  dotado  de  um  colimador  multifolhas  VARIAN  HD120™  altamente  detalhado.  A 
validação  da  modelagem  foi  feita  por  comparação  dos  resultados  calculados  de 
percentuais de dose em profundidade e perfis laterais de dose com dados experimentais 
de comissionamento (golden data) do fabricante. Foram considerados os campos de 4 x 
4  cm
2
,  10  x  10  cm
2
  e  20  x  20 cm
2
.  O mesmo  modelo  foi  adaptado  para  simulação  do 
acelerador linear operando também a 6 MV e 18 MV. Em todos os casos, as validações 
foram feitas dentro e fora do campo de radiação. A modelagem criada foi aplicada em 
conjunto com um fantoma antropomórfico em voxel para o cálculo das doses absorvidas 
em  órgãos  e  tecidos  de  um  paciente  submetido  a  um  protocolo  de  radioterapia 
conformacional de próstata em três dimensões. Por fim, blindagens adicionais de aço ou 
chumbo  posicionadas  nas  paredes  e  teto  do  cinturão  primário  da  sala  de  radioterapia 
foram simuladas a fim de avaliar-se sua influência sobre a dose efetiva em um paciente 
submetido  à  radioterapia  de  próstata.  Os  resultados  sugerem  que,  nas  condições 
simuladas,  ambos  os  materiais  usados  como  blindagens  adicionais  exercem  influência 
muito pequena sobre as doses no paciente.
 


vii 
 
Abstract  of  Thesis  presented  to  COPPE/UFRJ  as  a  partial  fulfillment  of  the 
requirements for the degree of Doctor of Science (D.Sc.) 
 
 
COMPUTATIONAL MODELING OF A LINEAR ACCELERATOR AND 
RADIOTHERAPY ROOM FOR CALCULATING EFFECTIVE DOSE IN PATIENTS 
UNDERGOING PROSTATE CANCER TREATMENT 
 
 
Marcos Paulo Cavaliere de Medeiros 
 
March/2018 
 
Advisors: Ademir Xavier da Silva 
 
     Wilson Freitas Rebello da Silva Júnior 
 
Department: Nuclear Engineering 
 
 
This work describes the development and validation, using the MCNP code, of a 
realistic computational model of a 10 MV VARIAN linear accelerator equipped with a 
highly  detailed  VARIAN  HD120  multileaf  collimator.  Validation  was  achieved  by 
comparing  calculated  percentage  dose  depths  and  lateral  dose  profiles  with 
commissioning measurements (golden data) from the manufacturer. The 4 x 4 cm
2
, 10 x 
10  cm
2
  and  20  x  20  cm
2
  fields  were  considered.  The  same  model  was  adapted  for 
simulation of the linear accelerator operating at 6 MV and 18 MV. In-field and out-of-
field  validations  were  done  in  all  cases.  The  modeling  was  used  with  an 
anthropomorphic voxel phantom to calculate absorbed doses in organs and tissues of a 
patient  undergoing  a  three  dimensional  conformational  radiotherapy  protocol.  Finally, 
additional  steel  and lead  shielding  added  to  the  primary  belt  of  the  radiotherapy  room 
were  simulated  in  order  to  assess  their  influence  on  the  effective  dose  in  a  patient 
undergoing prostate radiotherapy. Results suggest that, under the simulated conditions, 
both materials used as additional shielding exert very small influence on the doses in the 
patient. 


viii 
 



Compartilhe com seus amigos:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   110


©historiapt.info 2019
enviar mensagem

    Página principal