Modelagem computacional de um acelerador linear e da sala


  Aplicação da Modelagem Computacional a um Caso Clínico



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3.10. 
Aplicação da Modelagem Computacional a um Caso Clínico 
 
Assim que as validações descritas nas seções anteriores foram completadas, o 
modelo  computacional  foi aplicado  a  um  protocolo  de radioterapia  de  próstata,  com  o 
objetivo de calcularem-se as doses equivalentes, devido a fótons, nos diversos órgãos do 
fantoma.  À  obtenção  dessas  doses  seguiu-se  o  cálculo  da  dose  efetiva.  Esta  seção 
descreve  os  procedimentos  de  cálculo  e  a  integração  do  fantoma  antropomórfico  aos 
modelos computacionais. 
 
3.10.1. 
Integração do fantoma 
 
O  fantoma  antropomórfico  REX  utilizado  neste  trabalho  é  baseado  na 
publicação  110  da  ICRP  (ICRP,  2009)  e  foi  descrito  no  capítulo  2.  Como  qualquer 
fantoma de uso geral, foi definido baseado em um sistema de coordenadas padrão. Para 
integrá-lo  aos  arquivos  INP  contendo  os  modelos  computacionais  do  bunker,  gantry  e 
MLC foi necessário realizar uma série de modificações com relação à sua orientação. O 
centro de massa da próstata do fantoma foi posicionado no isocentro do linac através de 
modificações na definição das superfícies originais do fantoma e aplicação de matrizes 
de rotação por meio de cartões TR apropriados, conforme descrito nas seções anteriores. 
Além das transformações geométricas, todas  as células, superfícies e materiais tiveram 
que  ser  modificadas  para  que  pudessem  ser  combinadas  em  um  único  arquivo  INP, 
recebendo numerações de identificação próprias. 
 
3.10.2. 
Protocolo de radioterapia de próstata 
 
Conforme  mencionado  no  capítulo  2,  o  protocolo  de  tratamento  de  próstata 
modelado neste trabalho foi baseado no  estudo de THALHOFER et al. (2013), o  qual 
foi obtido a partir do banco de dados dos pacientes tratados pelo Instituto Nacional de 
Câncer  (INCA).  Nesse  protocolo,  uma  dose  total  de  74  Gy  é  distribuída  igualmente 
pelos quatro ângulos de inclinação do gantry (0º, 90º, 180º e 270º), conforme ilustrado 
na figura 3.43. Para cada ângulo de inclinação as lâminas do MLC foram reposicionadas 
de forma a compor um segmento que conformasse o feixe de fótons ao CTV (contorno 
da próstata + margens). As folhas do MLC foram movimentadas individualmente, cada 


133 
 
uma  recebendo  um  cartão  de  transformação  TR  próprio  a  fim  de  transladá-las 
paralelamente ao eixo x. O procedimento para obtenção das distâncias de translação de 
cada  folha  já  foi  descrito  nas  seções  anteriores.  Dois  segmentos  do  MLC  também  já 
foram ilustrados na figura 3.34. Os jaws foram posicionados no limite das margens do 
CTV e as aberturas de campo por eles definidas estão descritas na tabela 3.2 
 
 
 
Figura 3.43 – Ângulos de inclinação do gantry 
 
Outra  característica  importante  do  protocolo  do  INCA  para  tratamento  de 
câncer de próstata é o posicionamento dos membros superiores do paciente, os quais são 
rotacionados na direção da cabeça quando o feixe útil incide nas direções a 90º e a 270º 
graus  do  gantry,  de  forma  a  não  haver  exposição  desnecessária  dos  mesmos  ao  feixe 
principal.  No  entanto,  diante  da  impossibilidade  de  realizar-se  a  rotação  de  apenas 
partes  da  estrutura  do  fantoma,  e  visando  tornar  as  simulações  mais  realísticas,  as 
células  do  fantoma  REX  que  compõem  os  ossos  e  demais  tecidos  da  região  do  braço, 
antebraço  e  mãos  tiveram  seus  materiais  substituídos  por  ar,  obtendo-se  na  região  do 
tratamento  efeito  semelhante  ao  da  movimentação  real  dos  braços  e  antebraços, 
conforme ilustrado na figura 3.44. 
  
 
 
 
 
0º 
90º 
180º 
270º 


134 
 
 
 
 
Figura  3.44  –  Representação  do  fantoma  REX  no  programa  Vised  (a)  e  Moritz  (b).  O 
material  que  constitui  os  membros  superiores  foi  substituído  por  ar,  indicado  em 
tonalidade  mais  clara  na  figura  b),  para  evitar  exposição  desnecessária  à  radiação  do 
feixe principal durante o tratamento 
 
3.10.3. 
Cálculo das doses 
 
A anatomia do fantoma antropomórfico REX dispõe de detalhes suficientes de 
todos os órgãos e tecidos relevantes para o cálculo da dose efetiva sobre o paciente, os 
quais  são  padronizados  pela  publicação  116  da  ICRP  (ICRP,  2010).  Esses  órgãos  e 
tecidos  foram  listados  no  capítulo  2  e  incluem  medula  óssea  (vermelha),  cólon, 
pulmões,  estômago,  mamas,  testículos,  bexiga  urinária,  esôfago,  fígado,  glândulas 
gantry 
MLC 
Material 
substituído 
por ar 
a) 
b) 


135 
 
tireóide, endósteo, cérebro, glândulas salivares, pele e tecidos “restantes” (compostos de 
adrenais, região extratorácica, vesícula biliar, coração, rins, nodos linfáticos, músculos, 
mucosa  oral,  pâncreas,  próstata,  intestino  delgado,  baço  e timo).  Todos  esses  órgãos  e 
tecidos foram utilizados para o cálculo das doses absorvidas devido a fótons. A mesma 
publicação  da  ICRP  também  fornece  os  fatores  de  peso  da  radiação  e  de  cada  tecido, 
necessários para o cálculo da Dose Equivalente e Dose Efetiva, respectivamente. Esses 
fatores  estão  listados  nas  tabelas  2.13  e  2.14.  Os  valores  das  doses  calculadas  foram 
normalizados para cada 1Gy de dose devido a fótons na próstata. 
A  publicação  110  da  ICRP  fornece  em  seu  anexo  D  uma  tabela  contendo  a 
listagem  de  todas  as  chamadas  “regiões  alvo”,  seus  acrônimos  e  correspondentes 
números de identificação no fantoma. Essas regiões correspondem aos diversos órgãos e 
tecidos  de  interesse  para  cálculo  das  doses  absorvidas.  Neste  trabalho,  portanto,  para 
fins  de  cálculo  das  doses  absorvidas,  foram  utilizadas  as  células  do  fantoma 
correspondentes  às  regiões-alvo  indicadas  naquela  publicação.  Um  extrato  dessas 
regiões-alvo encontra-se na tabela C.1 do anexo C deste trabalho. 
Além dos órgãos e tecidos necessários ao cálculo da dose efetiva, outros ainda 
foram  incluídos  para  cálculo  das  doses  absorvidas  nas  simulações  por  serem 
considerados radiossensíveis ou relevantes para o contexto geral, a fim de permitir uma 
avaliação  mais  abrangente  das  doses  ao  longo  de  todo  o  corpo  e/ou  intercomparação 
com  outros  estudos.  Esses  órgãos  e  tecidos  adicionais  incluem  a  coluna  vertebral 
(cervical,  toráxica,  lombar  e  sacra),  clavículas,  costelas,  escápula,  esterno  (CECS), 
pélvis, crânio, mandíbula, fêmur, traquéia, brônquios, lentes dos olhos, reto e ureteres. 
 



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