Modelagem computacional de um acelerador linear e da sala


 Aceleradores lineares de uso médico – breve síntese histórica



Baixar 5.1 Kb.
Pdf preview
Página32/110
Encontro30.04.2021
Tamanho5.1 Kb.
1   ...   28   29   30   31   32   33   34   35   ...   110
 
2.1. Aceleradores lineares de uso médico – breve síntese histórica 
 
O emprego de radiações ionizantes com finalidade terapêutica remonta ao final 
do  século  XIX,  na  sequência  dos  descobrimentos  dos  raios  X  em  1895  pelo  Prof. 
Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923), da radioatividade natural em 1896 pelo físico 
francês Antoine Henri Becquerel (1852-1908) e do elemento químicos polônio e rádio, 
por  Pierre  (1867-1906)  e  Marie  Curie  (1867-1934)  em  1898.  Desde  então  os  raios  X 
passaram  a  desempenhar  papel  importante  na  medicina,  especialmente  para  o 
diagnóstico, mas o estudo de suas propriedades permitiu aos pesquisadores observar que 
seus  efeitos  não  se  limitavam  à  impressão  de  imagens  de  corpos  opacos  sobre  chapas 
fotográficas.  Relata-se  que  em  29  de  janeiro  de  1896  ocorreu  o  primeiro  tratamento 
contra câncer de mama de uma paciente utilizando raios X e, no mesmo ano, o primeiro 
tratamento de câncer gástrico. Mais tarde, em 1951, H.E Johns desenvolveria no Canadá 


13 
 
o  primeiro  equipamento  de  teleterapia  empregando  uma  fonte  de 
60
Co  (CAMARGO, 
2015).  Em  1953  utilizou-se  pela  primeira  vez  um  acelerador  linear  de  elétrons  para 
tratar um paciente na cidade de  Londres  (THWAITES et al., 2006) e desde então uma 
quantidade  vertiginosa  de  estudos  sobre  o  funcionamento  e  aplicações  desses 
equipamentos  teve  vez.  De  forma  sucinta  a  história  do  desenvolvimento  desses 
equipamentos,  da  década  de  60  até  os  dias  de  hoje,  pode  ser  dividida  em  distintas 
“gerações”  que  passaram  inicialmente  pela  construção  e  operação  dos  pioneiros 
aceleradores que funcionavam com energias de 4 MeV
10
 a 8 MeV (o acelerador de 1953 
operava  a  8  MeV),  depois  aumentando  para  a  faixa  de  10  MeV  a  15  MeV, 
posteriormente alcançando o intervalo dos 18 MeV a 25 MeV, em seguida incorporando 
aos  linacs  a  operação  controlada  por  computadores  e  finalmente  culminando  com 
equipamentos capazes de entregar feixes de fótons/elétrons com intensidade modulada 
(CAMARGO, 2015, PODGORSAK, 2005). 
O progresso significativo da teleterapia nos últimos 60 anos traduz-se em cada 
vez  mais  controle  da  dose  entregue  no  volume  tumoral,  reduzindo  os  efeitos  nocivos 
sobre  os  tecidos  sadios  circunvizinhos.  Durante  os  primeiros  tratamentos  os  tumores 
recebiam no máximo um ou dois campos opostos e, dependendo do local, o tamanho de 
campo era ajustado para um formato quadrado ou retangular com o intuito de prevenir 
altas  doses  fora  da  região  que  se  desejava  tratar.  No  entanto,  ainda  assim  em  muitos 
casos  era  inevitável  que tecidos  sadios muito  próximos  ao  tumor  recebessem  doses  de 
radiação  elevadas  (BEDNARZ,  2008).  A  técnica  denominada  radioterapia 
conformacional  (também  conhecida  por  CRT)  foi  desenvolvida  em  resposta  a  essa 
questão.  Compensadores  e/ou  blocos  de  chumbo,  construídos  em  função  das 
características anatômicas de cada paciente, passaram a ser empregados para conformar 
o feixe de radiação ao contorno do tumor. Na maioria dos equipamentos emprega-se um 
“filtro  aplanador”  (flattening  filter)  posicionado  de  forma  a  uniformizar  a  fluência 
através do feixe de radiação Além disso, múltiplos ângulos de inclinação do cabeçote do 
irradiador (também chamado de gantry) passaram a ser utilizados de forma a diminuir a 
concentração da dose de radiação nos tecidos sadios circunvizinhos.  
Durante  a  década  de  70  o  advento  de  novas  técnicas  de  diagnóstico  por 
imagem tornou disponível informações anatômicas em 3D dos pacientes, o que permitiu 
o  desenvolvimento  da  radioterapia  conformacional  3D  (3D-CRT).  Imagens 
computadorizadas  obtidas  na  forma  de  estreitas  “fatias”  do  corpo  humano  passaram  a 
permitir  a  reconstrução  da  anatomia  do  paciente  em  três  dimensões  e,  a  partir  disso, 
tumores  visíveis,  estruturas  críticas  adjacentes  ou  outras  referências  importantes 
começaram  a  ser  contornadas  e  segmentadas  através  da  demarcação  de  diferentes 
volumes-alvo  em  cada  fatia,  com  margens  apropriadas.  Todas  essas  informações  são 
então  implementadas  em  um  software  de  planejamento  do  tratamento  (usualmente 
chamado  de  sistema  de  planejamento)  de  forma  a  obter-se  os  arranjos  de  tratamento 
                                                     
10
  1  MeV=1  milhão  de  elétrons-volt.  Essa  unidade  refere-se  à  energia  cinética  nominal  alcançada  pelos 
elétrons acelerados no linac 


14 
 
mais  otimizados  em  função  das  características  específicas  do  linac  e  da  anatomia  do 
paciente (BEDNARZ, 2008). 
Por  décadas  a  técnica  3D-CRT  tem  sido  a  mais  largamente  empregada  na 
maioria  das  clínicas  de  radioterapia.  No  entanto  a  constante  pesquisa  no  sentido  de 
melhorar  o  controle  na  entrega  de  dose  nos  tumores  levou  à  descoberta  de  que  era 
possível  obter-se  a  desejada  modulação  espacial  do  feixe  através  da  modulação 
temporal da fluência e variação da modulação temporal no espaço  (WEBB, 2003). Em 
outras palavras, notou-se que utilizando um colimador multifolhas (multileaf collimator 
– MLC) que se move dinamicamente para dentro e para fora do feixe de radiação era 
possível alcançar uma distribuição de doses altamente conformada no volume-alvo e ao 
mesmo  tempo  uma  diminuição  importante  de  doses  nos  tecidos  saudáveis  adjacentes. 
Essa  técnica  recebeu  a  denominação  de  IMRT  –  Intensity  Modulated  Radiation 
Therapy, ou radioterapia de intensidade modulada. O comprovado ganho na eficácia do 
controle  de entrega  da radiação  tem  sido  confrontado  com  o  menos conhecido  fato  de 
que  a  necessidade  de  se  manter  o  feixe  “ligado”  por  maior  tempo  no  IMRT  (quando 
comparado  com  o  3D-CRT)  pode  resultar  numa  maior exposição  de  tecidos  sadios  do 
paciente  a  níveis  baixos/intermediários  de  radiação  em  locais  distantes  do  volume 
tumoral (BEDNARZ, 2008,  HOWELL et al., 2006, KRY et al., 2005). No entanto, os 
benefícios dessa técnica  (melhor conformação no alvo  aliada a menor dose em tecidos 
adjacentes radiosensíveis) aparentemente superam os supostos riscos a ela associados na 
medida em que se observa um constante aumento no número de clínicas que oferecem 
esse  tipo  de  tratamento  e  que  linacs  descomissionados  vêm  sendo  substituídos  por 
equipamentos  de  IMRT.  Contudo,  o  funcionamento  dinâmico  desses  equipamentos 
impõe  severas  limitações  à criação  de modelos  computacionais  empregando  o  método 
de Monte Carlo, especialmente devido ao elevado tempo computacional necessário para 
as simulações. Por essa razão, este trabalho focará especificamente em linacs operando 
com a técnica 3D-CRT. As seções seguintes apresentam as características principais dos 
modernos linacs empregados hoje em dia. 
 



Compartilhe com seus amigos:
1   ...   28   29   30   31   32   33   34   35   ...   110


©historiapt.info 2019
enviar mensagem

    Página principal