Analysis of translational errors in frame-based and frameless cranial radiosurgery using an anthropomorphic phantom

Abstract Objective: To evaluate three-dimensional translational setup errors and residual errors in image-guided radiosurgery, comparing frameless and frame-based techniques, using an anthropomorphic phantom. Materials and Methods: We initially used specific phantoms for the calibration and quality control of the image-guided system. For the hidden target test, we used an Alderson Radiation Therapy (ART)-210 anthropomorphic head phantom, into which we inserted four 5mm metal balls to simulate target treatment volumes. Computed tomography images were the taken with the head phantom properly positioned for frameless and frame-based radiosurgery. Results: For the frameless technique, the mean error magnitude was 0.22 ± 0.04 mm for setup errors and 0.14 ± 0.02 mm for residual errors, the combined uncertainty being 0.28 mm and 0.16 mm, respectively. For the frame-based technique, the mean error magnitude was 0.73 ± 0.14 mm for setup errors and 0.31 ± 0.04 mm for residual errors, the combined uncertainty being 1.15 mm and 0.63 mm, respectively. Conclusion: The mean values, standard deviations, and combined uncertainties showed no evidence of a significant differences between the two techniques when the head phantom ART-210 was used.

Verificação das doses de radiação absorvidas durante a técnica de irradiação de corpo inteiro nos transplantes de medula óssea, por meio de dosímetros termoluminescentes

OBJETIVO: Avaliar a precisão das doses de radiação absorvidas na terapia de transplantes de medula óssea durante a técnica de irradiação de corpo inteiro. MATERIAIS E MÉTODOS: Utilizaram-se 200 pastilhas de sulfato de cálcio com disprósio compactado com teflon (CaSO4 + teflon), calibradas no ar e no "phantom", selecionadas aleatoriamente e dispostas em grupos de cinco no corpo dos pacientes. As leituras dosimétricas foram efetuadas pela leitora Harshaw 4000A. Nove pacientes foram irradiados no corpo inteiro em paralelos e em opostos laterais, utilizando-se unidade de cobalto-60, modelo Alcion II, com taxa de dose de 0,80 Gy/min a 80,5 cm, {campo (10 × 10) cm²}. A dosimetria dessa unidade foi realizada com dosímetro Victoreen 500. Para a determinação da dose média em cada ponto avaliado usaram-se os fatores individuais de calibração das pastilhas no ar e no "phantom", colocando-se um "build up" de 2 mm para superficializar a dose à distância de 300 cm. RESULTADOS: Em 70% dos pacientes obteve-se variação de dose menor que 5% e em 30% dos pacientes essa variação foi inferior a 10%, quando comparados os valores medidos com aqueles calculados em cada ponto. Na cabeça ocorre absorção, em média, de 14% da dose administrada, e nos pulmões, acréscimo de 2% na dose administrada. Nos pacientes com distância látero-lateral maior que 35 cm as variações entre as doses calculadas e medidas podem chegar a 30% da dose desejada, sem o uso de filtros compensadores. CONCLUSÃO: Os valores medidos das doses absorvidas nos diversos pontos anatômicos, comparados aos valores desejados (teóricos), apresentam tolerância de ±10%, considerando-se as diferenças anatômicas existentes, quando utilizados os fatores de calibração individuais das pastilhas.

A importância do controle de qualidade em serviços de hemodinâmica e cardiologia intervencionista

OBJETIVO: Avaliar o desempenho de um equipamento de raios X utilizado em radiologia intervencionista e a qualidade de imagem produzida, aplicando alguns testes de controle de qualidade. MATERIAIS E MÉTODOS: O equipamento de raios X testado foi da marca Philips (Integris H3000), do serviço de hemodinâmica de um hospital do Rio de Janeiro. Foram utilizados objetos de teste de Leeds para avaliar a qualidade da imagem, e um sistema Radcal 9015 para medições dosimétricas. RESULTADOS: Nos modos high e normal, os valores medidos das taxas de kerma no ar foram diferentes dos esperados. Em alguns casos, os valores das taxas medidas não foram afetados pelo uso de diferentes modos de magnificação. A avaliação da qualidade da imagem apresentou resultados diferentes dos valores recomendados pelas normas. Isto pode levar à obtenção de imagens de menor qualidade e ao aumento da exposição à radiação de pacientes e profissionais. CONCLUSÃO: Os resultados mostraram a importância da aplicação periódica de testes de controle de qualidade, que permitem monitorar o desempenho do equipamento e estimar a exposição dos pacientes e trabalhadores. Os resultados obtidos sugerem a necessidade de uma revisão no sistema de aquisição de imagens do equipamento.

A correlação de métodos dexa e cdexa em absortimetria mineral óssea

OBJETIVO: Estudar a intercambiabilidade dos resultados de densidade mineral óssea entre máquinas de absortimetria de raios-x em duas energias (DEXA) Hologic® e de absortimetria computadorizada de raios-x convencionais em duas energias (CDEXA) Cromox®. MATERIAIS E MÉTODOS: Para 38 casos de quadril e 31 casos de coluna lombar avaliados em 43 pacientes atendidos em um centro de diagnóstico por imagem, medidas de densidade mineral óssea foram realizadas em ambas as máquinas. A máquina Cromox® foi calibrada usando-se o phantom Cromox® de referência para absortimetria óssea. RESULTADOS: Forte correlação entre os resultados obtidos nas duas máquinas foi encontrada para cada sítio do esqueleto. O coeficiente de correlação linear medido para o colo femoral direito foi r = 0,920, p < 0,0001, e r = 0,923, p < 0,0001 para as vértebras L2-L4 da coluna lombar. Como o resultado expresso em Tscore é importante na prática clínica em densitometria óssea, a diferença média em Tscore entre as máquinas foi calculada, resultando em média aritmética de DTscore = 0,191 para o quadril e média aritmética de DTscore = 0,228 para a coluna. Estado esquelético é estabelecido de acordo com a definição da Organização Mundial da Saúde como normal, osteopenia ou osteoporose. A concordância de estado esquelético entre as máquinas foi superior a 76% para o quadril e superior a 77% para a coluna, e superior a 96% quando se considerou concordância em ao menos um dos dois sítios. CONCLUSÃO: Os coeficientes de correlação linear obtidos são muito próximos das referências internacionais entre máquinas padrão-ouro, reportados como r > 0,95. Para ambos os sítios, a diferença média aritmética em Tscore entre as máquinas é pequena, menor que a menor variação significativa.

Efeito da filtração adicional nas doses de radiação e na qualidade das imagens nos exames videofluoroscópicos

OBJETIVO: Investigar o efeito da adição de filtros de alumínio (1 mm) e cobre (0,4 mm) na redução das doses efetivas de radiação e na qualidade das imagens em exames videofluoroscópicos. MATERIAIS E MÉTODOS: Ao tubo de raios X adicionou-se câmara de ionização conectada a um eletrômetro para medir o produto kerma-área, com técnica de 65 kVp e 0,7 mA, sem e com adição dos filtros. Foi medida resolução espacial, a de baixo contraste e tons de cinza, utilizando os objetos de teste de Leeds. Quinze voluntários tiveram o produto kerma-área/minuto do estudo faríngeo comparados, dez com filtração e base e cinco com adição dos filtros associados. RESULTADOS: A adição dos filtros separados ou associados produziu expressiva redução do produto kerma-área, com ganho na qualidade das imagens videofluoroscópicas determinado pela maior separação dos tons de cinza e aumento da relação brilho/contraste da curva de cinza. CONCLUSÃO: A interposição adicional de filtros de alumínio e cobre, em especial quando associados, melhora a qualidade das imagens, com expressiva redução das doses de radiação necessárias à sua geração.

Comparative dosimetry in intracavitary balloon catheter brachytherapy with I-125 and in Cf-252 brachytherapy combined with BNCT for brain tumors

Objective Comparative analysis of dosimetry in intracavitary balloon catheter brachytherapy with I-125 and in Cf-252 brachytherapy combined with BNCT for treatment of brain tumors. Materials and Methods Simulations of intracavitary balloon catheter brachytherapy with I-125 and in Cf-252 brachytherapy combined with BNCT were performed with the MCNP5 code, modeling the treatment of a brain tumor on a voxel computational phantom representing a human head. Absorbed dose rates were converted into biologically weighted dose rates. Results Intracavitary balloon catheter brachytherapy with I-125 produced biologically weighted mean dose rates of 3.2E-11, 1.3E-10, 1.9E-11 and 6.9E-13 RBE.Gy.h-1.p-1.s, respectively, on the healthy tissue, on the balloon periphery and on the I 1 and I 2 tumor infiltration zones. On the other hand, Cf-252 brachytherapy combined with BNCT produced a biologically weighted mean dose rate of 5.2E-09, 2.3E-07, 8.7E-09 and 2.4E-09 RBE.Gy.h-1.p-1.s, respectively on the healthy tissue, on the target tumor and on the I 1 and I 2 infiltration zones. Conclusion Cf-252 brachytherapy combined with BNCT delivered a selective irradiation to the target tumor and to infiltration zones, while intracavitary balloon catheter brachytherapy with I-125 delivered negligible doses on the tumor infiltration zones.

Accuracy of dose planning for prostate radiotherapy in the presence of metallic implants evaluated by electron spin resonance dosimetry

Radiotherapy is one of the main approaches to cure prostate cancer, and its success depends on the accuracy of dose planning. A complicating factor is the presence of a metallic prosthesis in the femur and pelvis, which is becoming more common in elderly populations. The goal of this work was to perform dose measurements to check the accuracy of radiotherapy treatment planning under these complicated conditions. To accomplish this, a scale phantom of an adult pelvic region was used with alanine dosimeters inserted in the prostate region. This phantom was irradiated according to the planned treatment under the following three conditions: with two metallic prostheses in the region of the femur head, with only one prosthesis, and without any prostheses. The combined relative standard uncertainty of dose measurement by electron spin resonance (ESR)/alanine was 5.05%, whereas the combined relative standard uncertainty of the applied dose was 3.35%, resulting in a combined relative standard uncertainty of the whole process of 6.06%. The ESR dosimetry indicated that there was no difference (P>0.05, ANOVA) in dosage between the planned dose and treatments. The results are in the range of the planned dose, within the combined relative uncertainty, demonstrating that the treatment-planning system compensates for the effects caused by the presence of femur and hip metal prostheses.