Radioterapia



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RADIOTERAPIA
Prof. Luciano Santa Rita
E-mail: 
Tecnologo@lucianosantarita.pro.br
Site: www.lucianosantarita.pro.br


Sumário

Histórico da radioterapia

Fundamentos de física aplicado a radioterapia

Câncer: O que é esta patologia.

Equipamento radioterápico (simulador, teleterapia)

Aspectos físicos dos tratamentos radioterápicos (Planejamento Radioterápico)

Braquiterapia e seus aspectos físicos

Proteção radiológica na radioterapia

Avanços tecnológicos na radioterapia
2


Histórico da radioterapia

O que é radioterapia?
3
É um tratamento empregado no combate ao câncer, que
utiliza a radiação ionizante para destruir células
tumorais ou impedir que elas se multipliquem.


Histórico da radioterapia
4


Histórico da radioterapia

T
eleterapia, nem a fonte de radiação nem o aparelho que a emite
ficam em contato direto com o paciente. Por isso, a radiação atinge,
além do tumor, todos os órgãos e tecidos que estiverem no caminho.

Braquiterapia, a fonte de radiação é colocada no interior
do
paciente,
na região
que
deve
receber o tratamento. É uma
espécie de implante radioativo. Sendo assim, o tumor recebe altas
doses; enquanto que os tecidos sadios vizinhos, doses pequenas.
5


Histórico da radioterapia

1895: Primeira tentativa de tratar uma recidiva local de um carcinoma de mama por Emil
Grubbé (Chicago), com raios X; (1 h de exposição por 18 dias). Obteve alguma melhora mas
faleceu devido a metástases;

1896: Primeiro uso dos raios X para câncer de estômago por Victor Despeignes (Lyon –
França);

1898: Marie e Pierre Curie: descoberta do polônio e do rádio;

1900: Primeiro uso terapêutico do rádio para braquiterapia de pele pelo Dr. Danlos (Hospital
Saint-Louis - Paris);

1906: relacionado o tempo de exposição com a corrente (mA), gerando padronização do
tratamento. Antes administrava-se tanta dose de radiação quanto se julgava o paciente ser
capaz de suportar. O limite da dose era, geralmente, estabelecido pela tolerância da pele
(dose eritema).
6
UFSC , 2009


Histórico da radioterapia
7


Histórico da radioterapia

Década de 30: Marie Curie morre de câncer radioinduzido (1934);

Década de 40: principais avanços da radioterapia: aparelhos até 300 kVp, produção de novos
radionuclídeos (ex.:
60
Co) e desenvolvimento dos aceleradores lineares.

Década de 50: “Bombas” de
60
Co e
137
Cs. Desenvolvimento clínico e radiobiológico (Manchester,
Paris, Estocolmo e Nova Iorque) - Esse acontecimento constituiu-se em uma revolução no
emprego de radioterapia pela possibilidade
de
tratar
lesões
profundas sem efeitos
significativos sobre a pele. Nessa época houve grande desenvolvimento e popularização dos
aparelhos de cobalto terapia;

Década de 60 e 70: houve uma grande diminuição da popularidade da braquiterapia, por causa
da ideia errônea de que a teleterapia poderia curar tudo.

Década de 80: Começou a se fazer uso de computadores, da tomografia computadorizada e da
ressonância magnética, melhorando a exatidão da braquiterapia com uma melhor delimitação dos
tecidos normais e neoplásicos.
8
UFSC , 2009


Fundamentos de física aplicados a radioterapia

Estrutura da matéria e transformações nucleares
9


Interação da radiação com a matéria

Interação de fótons

Interação de partículas carregadas

Interação de nêutrons
10
- Efeito fotoelétrico
- Efeito Compton
- Produção de par
- Elétrons
- Pósitrons
- Prótons


Fundamentos de física aplicados a radioterapia

Grandezas e unidades radiológicas na radioterapia

A caracterização quantitativa e precisa das radiações ionizantes e seus
possíveis efeitos requer o uso de um conjunto de grandezas com suas unidades
correspondentes.

Tanto a Comissão Internacional de Unidades e Medições de Radiação (ICRU)
como a Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP) são
responsáveis pela definição formal de grandezas e unidades no campo de
dosimetria de radiação e proteção radiológica, respectivamente, para uma
aplicação segura e eficiente de radiações ionizantes para terapia, diagnóstico e
radioproteção de indivíduos e da população.
11
Martin , 2016


Fundamentos de física aplicados a radioterapia

Grandezas e unidades radiológicas na radioterapia

Grandezas radiométricas são as grandezas utilizadas para a especificação dos campos de radiação
e referem-se ao número e à energia das partículas ionizantes que compõem os referidos campos,
juntamente com suas distribuições espaciais e temporais. Ex.: fluência () e fluência de energia ().

Grandezas dosimétricas foram introduzidas para fornecer uma medida física que se correlaciona
com os efeitos reais ou potenciais da radiação interagindo com a matéria. Grandezas normalmente
medidas diretamente. Ex.: Kerma (K), Exposição (X) e dose absorvida (D).

Grandezas de radioatividade refere-se aos fenômenos associados às transformações espontâneas
envolvendo mudanças nos núcleos ou na estrutura da camada dos átomos, ou ambos. A energia
liberada nestas transformações é emitida como partículas (elétrons, pósitrons, partículas alfa) ou
como fótons, ou como ambos. Ex.: Atividade (A).

Grandezas de radioproteção definidas pela necessidade em relacionar a dose de radiação com o
risco associado a ela (detrimento), não só os efeitos físicos, mas também a eficácia biológica das
radiações de natureza diferente bem como a diferença na sensibilidade de diferentes órgãos e
tecidos à radiação ionizante. Ex.: Limitantes – Dose equivalente (H
T
) e Efetiva (E) e operacionais –
Equivalente de dose ambiental (H*(d)) e Equivalente de dose pessoal H
P
(d).
12
Martin , 2016


Fundamentos de física aplicados a radioterapia

Sistemas de dosimetria em radioterapia

No contexto hospitalar, o objetivo da detecção de radiação é, em última instância,
conhecer os efeitos da radiação no corpo humano. Assim sistemas de dosimetria devem
ser utilizados em radioterapia para medir a dose absorvida ajustada, para dosimetria in
vivo e para medições de caracterização do feixe de radiação.

Os sistema usados em radioterapia para estes fins utilizam:

Câmaras de ionização de várias geometrias para medição de feixes de fótons e elétrons bem
como medição de taxa de Kerma em braquiterapia com grande precisão e exatidão nas
medições;

Semicondutores para a dosimetria in vivo e na caracterização do feixe de radiação em
aceleradores lineares;

Dosímetros para medição de dose e verificação do tratamento dos pacientes e dosimetria do
feixe de radiação.
13
Martin , 2016


Câncer o que é esta patologia

Atualmente, o câncer é um dos problemas de saúde pública mais complexos que o
sistema de saúde brasileiro enfrenta, dada sua magnitude epidemiológica, social e
econômica. Ressalta-se que pelo menos um terço dos casos novos de câncer que
ocorre anualmente no mundo poderia ser prevenido.

Doença é caracterizada por uma população de células que cresce e se divide sem
respeitar os limites normais, invadem e destroem tecidos adjacentes, e podem se
espalhar para lugares distantes no corpo, através de um processo chamado
metástase.

Estas propriedades malignas do câncer o diferenciam dos tumores (neoplasias)
benignos, que são auto limitados em seu crescimento e não invadem tecidos
adjacentes (embora alguns tumores benignos sejam capazes de se tornarem
malignos. Ex.: pólipos intestinais).
14


Câncer o que é esta patologia

O câncer é fundamentalmente uma doença genética. Quando o processo neoplásico se
instala, a célula-mãe transmite às células filhas a característica neoplásica.

É importante ressaltar que uma única mutação na célula não é suficiente para causar
um câncer. Se, a cada mutação, as células do nosso corpo se tornassem cancerosas, a
espécie humana não seria viável.

O processo de formação do câncer é chamado de carcinogênese ou oncogênese e, em
geral, acontece lentamente, podendo levar vários anos para que uma célula cancerosa
prolifere-se e dê origem a um tumor visível. Os efeitos cumulativos de diferentes
agentes cancerígenos ou carcinógenos são os responsáveis pelo início, promoção,
progressão e inibição do tumor. A carcinogênese é determinada pela exposição a esses
agentes, em uma dada frequência e em dado período de tempo, e pela interação entre
eles.
15
Thuler e Da Silva, 2016


Câncer o que é esta patologia
16
Mutação e Câncer
Thuler e Da Silva, 2016


Câncer o que é esta patologia

A presença dos agentes cancerígenos, por si só, não pode ser
responsabilizada pelo desenvolvimento dos tumores. Há, porém,
casos em que isso acontece.

Sabe-se que a exposição prolongada à substância química benzina
pode aumentar o risco de produzir câncer na bexiga (principal tipo de
câncer encontrado em trabalhadores das antigas indústrias de tintas,
couros, borracha e papel que utilizavam benzina na sua fabricação) e
o câncer de pulmão, que ocorre entre fumantes, em mais de 90% dos
casos é consequência do tabagismo crônico.
17
Thuler e Da Silva, 2016


Câncer o que é esta patologia

O número de casos novos de câncer cresce a cada ano. Para 2016/2017, a
estimativa do Instituto Nacional de Câncer José Alencar Gomes da Silva (INCA) é a
ocorrência de 596.070 casos novos de câncer no Brasil para cada um desses anos.

A estimativa de casos novos de câncer pode ser analisada sob dois diferentes
aspectos: por localização primária do tumor ou por região geográfica.

Atualmente, registra-se o aumento da Incidência de cânceres associados ao melhor
nível sócio econômico – mama, próstata e cólon e reto – ao mesmo tempo em que
se observam taxas de incidência elevadas de tumores geralmente associados a
condições sociais menos favorecidas – colo do útero, estômago, cabeça e
pescoço.
18
Thuler e Da Silva, 2016


Câncer o que é esta patologia

Radiossensibilidade: É o grau e a velocidade de resposta dos tecidos à irradiação.
Segundo Tribodeau e Bergonier a radiossensibilidade está associada à atividade
mitótica da célula: por um lado, quanto mais indiferenciado e proliferativo o tecido,
mais sensível à irradiação e, por outro, quanto mais diferenciado e estável, mais
resistente. A radiossensibilidade também depende da origem do tecido: quanto
mais sensível o tecido original, mais sensível o tecido derivado.

Radiocurabilidade: A possibilidade real de controlar um tumor com radioterapia,
depende de fatores que vão desde a sensibilidade intrinseca do tumor e do seu
volume, até ao estado geral do doente, que faz variar a capacidade de recuperação
dos tecidos normais. A localização tumoral nas imediações de estruturas vitais com
baixa tolerância às radiações impede a administração de doses tumoricidas.
19


Câncer o que é esta patologia

Radiossensibilidade e Radiocurabilidade

É muito difícil estabelecer uma relação de causalidade entre radiossensibilidade
e radiocurabilidade.

Tumores de resposta tardia à irradiação, isto é, de regressão lenta após serem
irradiados, podem desaparecer após certo tempo de tratamento (tumores de
próstata) e tumores agudamente responsivos podem repopular rapidamente
após uma "resposta completa" (carcinomas indiferenciados de pulmão).

Carcinomas são os cânceres que se originam nas células epiteliais (células que formam a
superfície externa do corpo, delineiam as cavidades corporais e os principais tubos e
passagens que levam ao exterior do corpo) - Ex: carcinoma estomacal (câncer gástrico),
carcinoma basocelular (70% dos diagnósticos de câncer de pele);
20


Câncer o que é esta patologia

Radiossensibilidade e Radiocurabilidade

Os tecidos normais tendem a repopular as regiões irradiadas com mais
facilidade que os tumorais, embora os tumores também o façam.

Como existem muito mais tecidos sãos do que tumorais nas regiões irradiadas,
esta característica favorece o tratamento.

Tecidos normais tendem a se recuperar entre duas aplicações, desde que haja
um intervalo de horas, enquanto que os tumorais tendem a demorar mais ou
não o fazem.
21


Câncer o que é esta patologia

Radiossensibilidade e Radiocurabilidade

Comparação entre a probabilidade de
controle tumoral e os danos ao tecido
normal para diferentes doses aplicadas.
22


Câncer o que é e o tamanho do problema
23
Fonte: INCA, 2008


Câncer o que é e o tamanho do problema
24
Fonte: INCA, 2008


Câncer o que é e o tamanho do problema
25
Taxas de incidência das localizações primárias, exceto pele não melanoma, por sexo, estimadas para 2016, no Brasil .
Thuler e Da Silva, 2016


Câncer o que é e o tamanho do problema
26
Tipos de câncer mais incidentes, estimados para o ano de 2008, na população brasileira, sem pele não melanoma


Câncer o que é esta patologia

As estimativas de câncer da tabela são
de grande importância.

A partir delas, ações para o controle
dos tipos de câncer mais esperados
podem ser planejadas e, tanto os
serviços
de
saúde
quanto
os
profissionais em saúde, podem se
preparar para oferecer as diversas
modalidades
de
atendimento
à
população.
27
Thuler e Da Silva, 2016


Câncer o que é esta patologia
28
Taxas brutas de incidência por 100 mil homens e 100 mil mulheres, estimadas para o ano 2016, segundo a Unidade da Federação 
para todas as neoplasias 
Thuler e Da Silva, 2016


Câncer o que é esta patologia
29
Distribuição proporcional das causas de morte, Brasil, de 1930 a 2013 
Thuler e Da Silva, 2016


Câncer o que é esta patologia
30
Estatística sobre as principais causas de câncer 
Thuler e Da Silva, 2016


Equipamento radioterápico - Simulador

A simulação é um dos estágios mais complexos da atividade de radioterapia. Pode-se
dizer que o tipo de simulação utilizado condiciona o resto do processo de radioterapia.

Inicialmente, a simulação foi desenvolvida, entre outras coisas, para verificar o
tratamento, de modo a garantir que os feixes foram corretamente escolhidos e
direcionados para o volume alvo. Atualmente, a simulação tem um papel mais amplo no
processo de radioterapia, e seus objetivos são três:
1. A definição de volume do tumor (posição, tamanho e situação em relação a outros órgãos).
2. A aquisição dos dados geométricos do paciente (imagens) com as características de
absorção precisas (densidades e composição dos tecidos) para realizar o cálculo
dosimétrico.
3. Fornecer referências informativas (tatuagens, marcas) da posição do paciente que permitem
a sua colocação no momento do tratamento com perfeita reprodutibilidade em relação ao
momento em que foram adquiridas na simulação.
31
Martin , 2016


Equipamento radioterápico - Simulador

A definição do volume de tratamento (tamanho, forma e localização
anatômica) requer que seja realizada com extrema precisão.

Para este fim, estudos de imagem adicionais que fornecem mais
informações podem ser necessários. Esses estudos de imagem
adicionais são por ressonância magnética, tomografia por emissão
de pósitrons ou angiografia.

Os equipamentos de simulação mais utilizados são: simuladores
convencionais e simuladores TC.
32
Martin , 2016


Equipamento radioterápico – Simulador Convencional

Esses tipos de simuladores em desuso, sendo substituídos por simuladores TC que
fornecem mais informações, além do fato de que geralmente não podem simular os
colimadores multilâminas dos aceleradores modernos.

O simulador convencional consiste em um equipamento de RX com qualidade
diagnóstica, trabalhando em modo grafia e escopia, com uma estrutura que permite
realizar movimentos idênticos e selecionar tamanhos de campo iguais aos que podem
fazer ou obter qualquer máquina de teleterapia isocêntrica, seja uma unidade de
60
Co
ou um acelerador linear de elétrons.

Nele existem dois sistemas de colimação, que delimitam e visualizam a região de
interesse do paciente com o feixe de raios X e um outro (virtual) formado por algumas
lâminas ou fios metálicos radiopacos, cuja função é simular o que pretendemos que
seja o feixe do tratamento, como é mostrado pela presença dos fios metálicos na
imagem gerada (figura no slide 27).
33
Martin , 2016


Equipamento radioterápico – Simulador Convencional
34
Martin , 2016
Componentes principais de um simulador 
convencional
Simulação radiográfica em que a projeção do fio 
metálico que simula a colimação do campo de 
tratamento pode ser observada. O colimador primário 
de simulação define a área do campo de raios-X.


Equipamento radioterápico – Simulador TC
35
Martin , 2016

Simulator formado por um equipamento de TC adaptado (mesa plana, diâmetro de
gantry aumentado e sistema de laser externo) capaz de reconstruir imagens
volumétricas do interior do paciente, e por um simulador virtual que é um programa
de computador para reproduzir os movimentos da máquina de tratamento e, ao
mesmo tempo, trabalhar com as imagens de TC do paciente.

Estas imagens 3D servirão para definir com grande precisão a lesão e os órgãos de
risco, e realizar um desenho ideal do tratamento.

Hoje, as imagens do simulador TC apresentam grandes vantagens em comparação
com as fornecidas pelo simulador convencional, motivo pelo qual está sendo
colocado fora de uso.


Equipamento radioterápico – Simulador TC
Geometria do feixe de raios X em TC
36
Martin , 2016


Equipamento radioterápico – Simulador TC
Aquisição sequencial
37
Martin , 2016
Aquisição helicoidal


Equipamento radioterápico – Simulador TC
Componentes principais de um TC
38
Martin , 2016


Equipamento radioterápico – Simulador TC

Links de vídeos sobre simuladores para radioterapia

https://youtu.be/6cWNxP_uWHg

https://youtu.be/-J8UBVaNEUk

https://youtu.be/ylnUxX_P-ow
39


Equipamentos de tratamento em teleterapia

Objetivos

Evolução histórica

Equipamentos de terapia superficial

Equipamentos com uso de
60
Co

Aceleradores lineares de elétrons

Aceleradores circulares de partículas
40


Equipamentos de tratamento em teleterapia

Objetivos

A teleterapia refere-se à técnica radioterapêutica em que a radiação ionizante vem
de uma fonte externa ao paciente. O objetivo principal é administrar uma dose
terapêutica ao volume prescrito, minimizando o máximo possível as doses para os
órgãos de risco.

As unidades de tratamento de teleterapia devem atender a vários
requisitos:

Precisão geométrica: essencial para garantir que áreas não previstas no
planejamento dosimétrico realizado pelo serviço de física médica não sejam
irradiadas.

Precisão dosimétrica: deve-se garantir que a dose dada pela unidade mantenha um
registro dentro de tolerâncias admissíveis, uma vez que não seria possível mostrar
variações excessivas ao longo do tratamento.
41
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia

Evolução histórica

Até 1940 tinha-se pouca opção de escolha no tipo de fonte de radiação que era
usado no tratamento do câncer;

A maioria da terapia externa era dada com unidades de raio-X de ortovoltagem
que tinham um potencial máximo de 250 kVp, poucos centros médicos tinham
unidades de 400 kVp;

Após a II Guerra Mundial vários desenvolvimentos significativos foram feitos nas
máquinas de terapia.

Nos anos 1950 os aceleradores lineares de elétrons começaram a ser
instalados com energias crescentes, atingindo os 8 MeV. Também nesses anos
surgem os primeiros aceleradores de prótons.
42
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia

Evolução histórica

Ao mesmo tempo, entre 1950 e 1970, o uso da emissão gama de cobalto-60 foi
ampliado, e as chamadas unidades de cobalto-60 foram configuradas,
máquinas capazes de girar para direcionar feixes de radiação em qualquer
direção dentro do mesmo plano, usado para tratamentos de teleterapia.

Na década de 1970, graças à miniaturização de certos componentes, são
introduzidos os primeiros aceleradores lineares de elétrons isocêntricos, isto é,
com uma fonte de radiação que pode se mover ao redor do paciente. Os
primeiros aceleradores lineares multienergéticos também aparecem.

A introdução do colimador de multilâminas, décadas de 1980 e 1990, permitiu o
desenvolvimento de novas técnicas de tratamento, como a radioterapia de
intensidade modulada (IMRT) em 1997.
43
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia

Equipamentos de terapia superficial

Um dispositivo de terapia superficial consiste basicamente de um gerador e um
tubo de raios X. Sua principal característica é a possibilidade de administrar
uma dose de radiação somente nas camadas mais superficiais da pele ou
próximo a ela, de modo que os tecidos mais profundos estão expostos a uma
dose muito baixa de radiação.

Seu uso foi reduzido após a introdução de modernos aceleradores lineares de
elétrons multienergéticos que também permitem o tratamento da pele com
radiação de elétrons. No entanto, nos últimos anos, eles experimentaram um
ressurgimento devido ao seu menor custo.
44
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia

Equipamentos de terapia superficial

Dado o seu baixo poder de penetração, isto é, uma vez que a energia dos
fótons é depositada em poucos milímetros abaixo da superfície da pele, estes
equipamentos são usados para tratar lesões cutâneas.

No slide a seguir a figura A mostra um equipamento com essas características,
com o colimador de tratamento. A função do colimador figura B é focar o feixe
de raios X na área a ser tratada, para que a radiação que chega fora do
colimador seja mínima. Se for necessário proteger áreas adicionais e o
colimador não for suficiente, a colimação da pele figura C é obtida usando
lâminas de chumbo com alguns milímetros de espessura de acordo com as
necessidades do gabinete.
45
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia

Equipamentos de terapia superficial

Considerando a tensão aplicada, é tradicional
classificar os diferentes equipamentos como:

Kilovoltagem: 50-150 kV.

Ortovoltagem: 150-500 kV..

Megavoltagem: mais de 1.000 kV (> 1 MV);

Este último é o caso dos modernos
aceleradores de elétrons lineares.

Na radioterapia de superfície, a voltagem do
equipamento comercializado está geralmente
na faixa de 50 a 300 kV, ou seja, inclui
equipamentos
de
quilovoltagem
e
ortovoltagem.
46
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia

Equipamentos com uso de
60
Co – Histórico e evolução

Os equipamentos de cobaltoterapia desempenharam um papel fundamental no
processo de evolução técnica da radiação externa.

O surgimento do cobalto 60 veio solucionar limitações e viabilizar técnicas de
tratamento que consagraram a eficácia da teleterapia por mais de três
décadas.

Fontes de cobalto-60 liberam fótons sob forma de raios  com energias de
1,17MeV e 1,33MeV. Estas fontes são seladas, o material esta confinado em
cilindro metálico duplamente encapsulado.

Esta emissão gama são aproximadamente tão penetrantes quanto raios-X com
uma energia de 3MeV.
47


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
60
Co

São unidades de tratamento que utilizam uma fonte de
60
Co, emitindo radiação gama a partir
de desintegrações nucleares.

Além do
60
Co, unidades baseadas nos isótopos
226
Ra e
137
Cs também foram projetadas, mas
tem sido o uso do
60
Co que durou mais tempo ao longo do tempo, devido especialmente à sua
alta atividade específica, ou seja, obter maior fluência de fótons com pequenas quantidades
de material radioativo.

O
60
Co é obtido artificialmente pelo bombardeio de nêutrons do isótopo estável
59
Co.

O isótopo de
60
Co decai emitindo partículas β-, com uma energia máxima de 0,32 MeV,
transformando-se em
60
Ni.

Por outro lado, o
60
Ni decai emitindo fótons γ, com energias de 1,17 MeV e 1,33 MeV (1,25 MeV
em média), que são utilizados no tratamento de pacientes.

A forma usual da fonte de
60
Co é geralmente uma caixa em forma de cilindro ou um disco de
aço de 1 cm de diâmetro, dentro do qual pastilhas ou esferas de
60
Co são inseridos. O
período de meia-vida de
60
Co é de 5,27 anos.
48
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
60
Co

Componentes e acessórios da unidade de
60
Co

Na figura a seguir os diferentes elementos da
unidade podem ser vistos. A máquina tem um
braço (gantry) que suporta o cabeçote, que é
onde a fonte de
60
Co está alojada.

O braço permite que o cabeçote gire em torno
do paciente em um eixo de rotação.

O cabeçote pode girar e tem, por sua vez, um
colimador giratório. A mesa de tratamento
também pode girar em torno do mesmo eixo de
rotação do colimador.
49
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
60
Co

Componentes e acessórios da unidade de
60
Co

O ponto de intersecção do eixo de rotação do
braço, o eixo do colimador e o eixo da mesa de
tratamento é chamado de isocentro da máquina.

A localização do isocentro nas salas de
tratamento é indicada pela interseção de linhas
de luz (vermelho ou verde), produzidas por lasers
fixos (geralmente três), colocados em duas
paredes opostas em ambos os lados da mesa.
de tratamento e no teto ou ao pé da mesa.
50
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
60
Co

Com a possibilidade de movimentos da unidade
60
Co acima mencionada, o feixe de radiação
sempre passará pelo isocentro e permitirá
direcionar os feixes de radiação em qualquer
direção sem mover o paciente.

A colocação do centro do tumor no isocentro,
na chamada técnica isocêntrica, tem a
vantagem do menor tempo necessário para o
tratamento, já que o paciente não precisa estar
posicionado para cada campo de tratamento, o
que melhora o desempenho. da unidade e
maior precisão é alcançada.
51
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
60
Co

A distância a partir da fonte para isocentro em unidades de cobalto, é
tipicamente 80 centímetros, embora existam unidades com fonte-
isocentro 100 centímetros distância, em que o aumento da atividade da
fonte é necessária para alcançar uma taxa adequada dose que não faz
com que os tempos de tratamento sejam muito longos.

A Figura representa esquematicamente o interior da cabeça da unidade,
que é coberta com chumbo, urânio exaurido ou tungstênio para evitar a
emissão de radiação fora dela.

O mecanismo para conduzir a fonte para a abertura através da qual a
radiação emerge, em geral, por um sistema de ar comprimido que a
move para a posição de tratamento.

Uma vez decorrido o tempo de irradiação prescrito, o mecanismo
consiste em uma mola que faz com que a fonte retorne à sua posição de
repouso.

O sistema é projetado de tal forma que, na ausência de uma alimentação
elétrica, o mecanismo de ar comprimido é interrompido e a fonte retorna
à sua posição de repouso, o que o força a bombear continuamente o ar
para manter a fonte em sua posição de tratamento.
52
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
60
Co

Os colimadores destinam-se a restringir a radiação, de
modo que ela só atinja a área de tratamento.

A desvantagem é que, uma vez que suas bordas são
retilíneas, somente os campos de tratamento
retangulares podem ser configurados.

Para projetar campos de tratamento com formas mais
complexas, são usados blocos de chumbo.

Os blocos podem ser projetados como uma peça única
ou empilhando peças menores.

Essas unidades também possuem cunhas que são
interpostas no campo de radiação para modificá-lo e
obter uma conformação adequada da distribuição de
radiação ao redor do tumor.
53
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
60
Co

O tamanho do campo de tratamento é exibido na
superfície do paciente por meio de luz de campo
ou luz de simulação, que representa a projeção
(tamanho e forma) que o campo de radiação teria
na pele do paciente.

A distância da fonte até a pele do paciente pode
ser medida com uma trena óptica, que projeta uma
escala graduada luminosa na pele.

A sala de tratamento deve ser protegida, para que
a radiação não atinja os operadores da sala de
controle ou das salas adjacentes. Na sala de
controle está o console a partir do qual a unidade
é operada.
54
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
60
Co

Entre suas funções estão selecionar e indicar o tempo de
irradiação ou exposição através de um temporizador que
retorne a fonte à sua posição de descanso quando o
tempo for alcançado, e estabeleça os parâmetros
geométricos da irradiação (ângulo do braço, amplitude
do arcos de irradiação a serem feitos, etc.).

Também possui dispositivos de segurança e alarme no
correto funcionamento da unidade. O timer possui a
característica relevante de ser redundante, pois possui
dois relógios, de modo que o segundo atua
interrompendo a irradiação em caso de falha do
principal.

O console de controle inclui uma chave que permite que
a irradiação evite o uso não autorizado.
55
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
60
Co

A Figura mostra um possível projeto de uma sala
de tratamento com uma unidade de cobalto-60,
onde a blindagem das paredes e a localização
do console de controle podem ser vistas.

As salas de controle devem ter uma chave na
porta que, se aberta, retorna a fonte para sua
posição de repouso se estiver irradiando dentro
da sala.
56
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
60
Co

As unidades de
60
Co têm as seguintes
vantagens:

Devido à simplicidade de seu design, eles são
caracterizados por terem uma taxa de falha
relativamente baixa.

Seu custo e manutenção são muito menores
que os aceleradores de partículas.

Eles podem ser instalados em salas
pequenas.

Em comparação com os aceleradores de
elétrons
lineares,
as
espessuras
das
blindagens são menores.

Em comparação com unidades de terapia
superficial, eles permitem tratar áreas mais
profundas.

No entanto, eles também têm desvantagens:

Possibilidade de acidentes, uma vez que a fonte
não pode retornar à sua posição de descanso.

Em comparação com os aceleradores de elétrons
lineares, o tamanho da fonte produz um tamanho
maior da penumbra do campo de radiação. A fonte
tem decaimento radioativo, o que prolonga os
tratamentos ao final de sua vida útil e faz com que
seja necessário substituí-lo periodicamente.

Do ponto de vista da proteção radiológica, há
sempre um risco de radiação, pois são fontes
radioativas,
o
que
requer
procedimentos
específicos de trabalho que levem em consideração
esse aspecto.

Requer
procedimentos
adequados
de
desmontagem que levem em conta o descarte da
fonte radioativa.
57
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
Aceleradores Lineares de elétrons

Os aceleradores lineares de elétrons baseiam sua operação no mesmo princípio
básico que qualquer tubo de raios X, isto é, elétrons acelerados colidem com um
material denso (metálico), produzindo um feixe de raios-X (RX), principalmente por
bremsstrahlung. Um acelerador linear também pode funcionar fornecendo feixes de
elétrons para uso clínico, o que é conseguido simplesmente removendo o alvo
metálico com o qual eles colidem para obter o RX.

A construção de um acelerador linear pode diferenciar de um modelo para outro,
mas a aceleração dos elétrons é obtida por meio de um campo eletromagnético
com frequência na faixa de micro-ondas. Este campo eletromagnético é injetado no
guia de ondas e interage com os elétrons injetados pela canhão de elétrons, que
são acelerados até velocidades próximas às da luz ao longo do guia de onda.
58
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
Aceleradores Lineares de elétrons

O guia de ondas que produz a aceleração
é a parte fundamental de um acelerador
linear e consiste em um tubo contendo
uma série de discos que dividem a
estrutura em cavidades ao longo de seu
comprimento.

É nessas cavidades que os campos
magnéticos
intensos
que
fornecem
energia aos elétrons são estabelecidos,
fazendo com que eles progressivamente
adquiram
velocidades
crescentes
próximas às da luz.

Os elétrons podem ser acelerados com
energias superiores a 10 MeV.
59
Martin , 2016
Esquema do braço do acelerador linear de elétrons


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
Aceleradores Lineares de elétrons

Elementos de um acelerador linear
60
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
Aceleradores Lineares de elétrons

Braço ou gantry
: é uma estrutura que contém, entre outros sistemas, o guia de
ondas do acelerador e pode girar em torno do paciente. No final, ele suporta o
cabeçote, que é a parte onde a deflexão, o controle dosimétrico e geométrico do
feixe de radiação ocorre. O feixe de raios X emerge do cabeçote.

Cabeçote
: compreende um conjunto de sistemas, como o alvo para produção de RX
e deflexão do feixe, que são blindados para limitar a radiação de fuga. Os sistemas
de controle dosimétrico e geométrico do feixe de radiação também são
encontrados no cabeçote. Associado ao cabeçote temos os colimadores primário,
secundário e multilâminas.
61
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
Aceleradores Lineares de elétrons

Colimador primário:
de forma cônica, situado na saída do feixe, que restringe o
tamanho do campo ao máximo que o acelerador linear pode fornecer, caso os
outros colimadores estejam abertos ao máximo. Não é visível do exterior.

Colimador secundário:
localizado abaixo do colimador primário, possui a função de
limitar e absorver a parte do feixe máximo que não será utilizada na conformação
final do feixe. Consiste em dois pares de estrutura móvel, localizados um abaixo do
outro. Ao contrário do colimador primário, que produz um tamanho de campo fixo,
os colimadores secundários permitem que o tamanho do campo de radiação seja
variado.

Colimador multilâminas:
posicionado na saída do feixe, este tipo de colimador é
formado por pares de lâminas que se movem independentemente, configurando a
forma do campo de radiação necessário. As lâminas são feitas de tungstênio.
62
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
Aceleradores Lineares de elétrons
63
Martin , 2016
Colimadores primário e secundário
Colimador Multilâminas


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
Aceleradores Lineares de elétrons

O funcionamento do acelerador linear o
modo de emissão de fótons é baseada
no mesmo princípio que o tubo de raios
X, ou seja, na produção de radiação de
frenagem quando um feixe de elétrons
colide contra um material alvo. Um
esboço geral pode ser visto na Figura.
64
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
Aceleradores Lineares de elétrons

Ao contrário do tubo de raios X, no acelerador linear o material alvo funciona por
transmissão, ou seja, os elétrons colidem de um lado e os fótons de raios X são
emitidos no lado oposto ao material alvo.

Uma vez que o alvo é cruzado, os fótons que não têm a direção desejada são
eliminados por meio do colimador primário. Nesse ponto, como pode ser visto na
figura anterior, o perfil dosimétrico do feixe de radiação tem um aspecto de uma
função gaussiana, já que há mais dose no centro do que nas bordas do feixe.

Devido à falta de homogeneidade do feixe, o que faz com que a dose no centro não
seja a mesma que na borda do feixe, é introduzido um filtro de achatamento que
consiste em um disco de perfil cônico de um material de alta densidade e/ou
número atômico, que permite obter um feixe com perfil dosimétrico plano.
65
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
Aceleradores Lineares de elétrons

O controle das características do feixe, como sua planicidade, simetria, taxa de
dose, etc., é feito por monitores de câmaras de ionização que são interpostas na
trajetória do feixe, dentro do cabeçote. Em caso de perda dessas características, as
câmeras do monitor enviam uma correção ou um sinal de advertência para
alcançar a interrupção do feixe. Essas câmeras de monitor são redundantes e têm
múltiplas funções, como medir a taxa de dose ou controlar a simetria do feixe.

A necessidade de ter câmeras de monitoração é devido à potencial instabilidade de
qualquer dispositivo eletrônico, que pode causar fótons não serem emitidos de
forma regular, como ocorre em uma unidade de cobalto-60 que emite radiação de
maneira estável, regulada pela própria natureza do decaimento radioativo.
66
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
Aceleradores Lineares de elétrons

A figura neste slide mostra dois projetos possíveis para uma sala de tratamento: um
com um labirinto de longa distância e outro que usa uma porta blindada, que deve
ser motorizada devido ao seu grande peso.
67
Martin , 2016


Equipamentos de tratamento em teleterapia – Uso de 
Aceleradores circulares de partículas

Eles são aceleradores de desenho circular usados para acelerar prótons ou



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