Étude des facteurs de perturbation de chambres d’ionisation sous conditions non standard

Durant la dernière décennie, les développements technologiques en radiothérapie ont transformé considérablement les techniques de traitement. Les nouveaux faisceaux non standard améliorent la conformité de la dose aux volumes cibles, mais également complexifient les procédures dosimétriques. Puisque des études récentes ont démontré l’invalidité de ces protocoles actuels avec les faisceaux non standard, un nouveau protocole applicable à la dosimétrie de référence de ces faisceaux est en préparation par l’IAEA-AAPM. Le but premier de cette étude est de caractériser les facteurs responsables des corrections non unitaires en dosimétrie des faisceaux non standard, et ainsi fournir des solutions conceptuelles afin de minimiser l’ordre de grandeur des corrections proposées dans le nouveau formalisme de l’IAEA-AAPM. Le deuxième but de l’étude est de construire des méthodes servant à estimer les incertitudes d’une manière exacte en dosimétrie non standard, et d’évaluer les niveaux d’incertitudes réalistes pouvant être obtenus dans des situations cliniques. Les résultats de l’étude démontrent que de rapporter la dose au volume sensible de la chambre remplie d’eau réduit la correction d’environ la moitié sous de hauts gradients de dose. Une relation théorique entre le facteur de correction de champs non standard idéaux et le facteur de gradient du champ de référence est obtenue. En dosimétrie par film radiochromique, des niveaux d’incertitude de l’ordre de 0.3% sont obtenus par l’application d’une procédure stricte, ce qui démontre un intérêt potentiel pour les mesures de faisceaux non standard. Les résultats suggèrent également que les incertitudes expérimentales des faisceaux non standard doivent être considérées sérieusement, que ce soit durant les procédures quotidiennes de vérification ou durant les procédures de calibration. De plus, ces incertitudes pourraient être un facteur limitatif dans la nouvelle génération de protocoles.

Développement de modèles prédictifs de la toxicocinétique de substances organiques

Les modèles pharmacocinétiques à base physiologique (PBPK) permettent de simuler la dose interne de substances chimiques sur la base de paramètres spécifiques à l’espèce et à la substance. Les modèles de relation quantitative structure-propriété (QSPR) existants permettent d’estimer les paramètres spécifiques au produit (coefficients de partage (PC) et constantes de métabolisme) mais leur domaine d’application est limité par leur manque de considération de la variabilité de leurs paramètres d’entrée ainsi que par leur domaine d’application restreint (c. à d., substances contenant CH3, CH2, CH, C, C=C, H, Cl, F, Br, cycle benzénique et H sur le cycle benzénique). L’objectif de cette étude est de développer de nouvelles connaissances et des outils afin d’élargir le domaine d’application des modèles QSPR-PBPK pour prédire la toxicocinétique de substances organiques inhalées chez l’humain. D’abord, un algorithme mécaniste unifié a été développé à partir de modèles existants pour prédire les PC de 142 médicaments et polluants environnementaux aux niveaux macro (tissu et sang) et micro (cellule et fluides biologiques) à partir de la composition du tissu et du sang et de propriétés physicochimiques. L’algorithme résultant a été appliqué pour prédire les PC tissu:sang, tissu:plasma et tissu:air du muscle (n = 174), du foie (n = 139) et du tissu adipeux (n = 141) du rat pour des médicaments acides, basiques et neutres ainsi que pour des cétones, esters d’acétate, éthers, alcools, hydrocarbures aliphatiques et aromatiques. Un modèle de relation quantitative propriété-propriété (QPPR) a été développé pour la clairance intrinsèque (CLint) in vivo (calculée comme le ratio du Vmax (μmol/h/kg poids de rat) sur le Km (μM)), de substrats du CYP2E1 (n = 26) en fonction du PC n octanol:eau, du PC sang:eau et du potentiel d’ionisation). Les prédictions du QPPR, représentées par les limites inférieures et supérieures de l’intervalle de confiance à 95% à la moyenne, furent ensuite intégrées dans un modèle PBPK humain. Subséquemment, l’algorithme de PC et le QPPR pour la CLint furent intégrés avec des modèles QSPR pour les PC hémoglobine:eau et huile:air pour simuler la pharmacocinétique et la dosimétrie cellulaire d’inhalation de composés organiques volatiles (COV) (benzène, 1,2-dichloroéthane, dichlorométhane, m-xylène, toluène, styrène, 1,1,1 trichloroéthane et 1,2,4 trimethylbenzène) avec un modèle PBPK chez le rat. Finalement, la variabilité de paramètres de composition des tissus et du sang de l’algorithme pour les PC tissu:air chez le rat et sang:air chez l’humain a été caractérisée par des simulations Monte Carlo par chaîne de Markov (MCMC). Les distributions résultantes ont été utilisées pour conduire des simulations Monte Carlo pour prédire des PC tissu:sang et sang:air. Les distributions de PC, avec celles des paramètres physiologiques et du contenu en cytochrome P450 CYP2E1, ont été incorporées dans un modèle PBPK pour caractériser la variabilité de la toxicocinétique sanguine de quatre COV (benzène, chloroforme, styrène et trichloroéthylène) par simulation Monte Carlo. Globalement, les approches quantitatives mises en œuvre pour les PC et la CLint dans cette étude ont permis l’utilisation de descripteurs moléculaires génériques plutôt que de fragments moléculaires spécifiques pour prédire la pharmacocinétique de substances organiques chez l’humain. La présente étude a, pour la première fois, caractérisé la variabilité des paramètres biologiques des algorithmes de PC pour étendre l’aptitude des modèles PBPK à prédire les distributions, pour la population, de doses internes de substances organiques avant de faire des tests chez l’animal ou l’humain.

Implantation et validation d’un modèle Monte Carlo du Cyberknife dans un outil de calcul de dose clinique

Le travail de modélisation a été réalisé à travers EGSnrc, un logiciel développé par le Conseil National de Recherche Canada.

Développement d'un nouveau critère pour déterminer les limites d'utilisation des détecteurs en dosimétrie non standard

Depuis quelques années, il y a un intérêt de la communauté en dosimétrie d'actualiser les protocoles de dosimétrie des faisceaux larges tels que le TG-51 (AAPM) et le TRS-398 (IAEA) aux champs non standard qui requièrent un facteur de correction additionnel. Or, ces facteurs de correction sont difficiles à déterminer précisément dans un temps acceptable. Pour les petits champs, ces facteurs augmentent rapidement avec la taille de champ tandis que pour les champs d'IMRT, les incertitudes de positionnement du détecteur rendent une correction cas par cas impraticable. Dans cette étude, un critère théorique basé sur la fonction de réponse dosimétrique des détecteurs est développé pour déterminer dans quelles situations les dosimètres peuvent être utilisés sans correction. Les réponses de quatre chambres à ionisation, d'une chambre liquide, d'un détecteur au diamant, d'une diode, d'un détecteur à l'alanine et d'un détecteur à scintillation sont caractérisées à 6 MV et 25 MV. Plusieurs stratégies sont également suggérées pour diminuer/éliminer les facteurs de correction telles que de rapporter la dose absorbée à un volume et de modifier les matériaux non sensibles du détecteur pour pallier l'effet de densité massique. Une nouvelle méthode de compensation de la densité basée sur une fonction de perturbation est présentée. Finalement, les résultats démontrent que le détecteur à scintillation peut mesurer les champs non standard utilisés en clinique avec une correction inférieure à 1%.

Développement d’outils utilisant la surveillance biologique pour évaluer l’exposition et les risques pour la santé : application au méthylmercure et au sélénium

Dans une perspective d’analyse des risques pour la santé publique, l’estimation de l’exposition revêt une importance capitale. Parmi les approches existantes d’estimation de l’exposition, l’utilisation d’outils, tels que des questionnaires alimentaires, la modélisation toxicocinétique ou les reconstructions de doses, en complément de la surveillance biologique, permet de raffiner les estimations, et ainsi, de mieux caractériser les risques pour la santé. Ces différents outils et approches ont été développés et appliqués à deux substances d’intérêt, le méthylmercure et le sélénium en raison des effets toxiques bien connus du méthylmercure, de l’interaction entre le méthylmercure et le sélénium réduisant potentiellement ces effets toxiques, et de l’existence de sources communes via la consommation de poisson. Ainsi, l’objectif général de cette thèse consistait à produire des données cinétiques et comparatives manquantes pour la validation et l’interprétation d’approches et d’outils d’évaluation de l’exposition au méthylmercure et au sélénium. Pour ce faire, l’influence du choix de la méthode d’évaluation de l’exposition au méthylmercure a été déterminée en comparant les apports quotidiens et les risques pour la santé estimés par différentes approches (évaluation directe de l’exposition par la surveillance biologique combinée à la modélisation toxicocinétique ou évaluation indirecte par questionnaire alimentaire). D’importantes différences entre ces deux approches ont été observées : les apports quotidiens de méthylmercure estimés par questionnaires sont en moyenne six fois plus élevés que ceux estimés à l’aide de surveillance biologique et modélisation. Ces deux méthodes conduisent à une appréciation des risques pour la santé divergente puisqu’avec l’approche indirecte, les doses quotidiennes estimées de méthylmercure dépassent les normes de Santé Canada pour 21 des 23 volontaires, alors qu’avec l’approche directe, seulement 2 des 23 volontaires sont susceptibles de dépasser les normes. Ces différences pourraient être dues, entre autres, à des biais de mémoire et de désirabilité lors de la complétion des questionnaires. En outre, l’étude de la distribution du sélénium dans différentes matrices biologiques suite à une exposition non alimentaire (shampoing à forte teneur en sélénium) visait, d’une part, à étudier la cinétique du sélénium provenant de cette source d’exposition et, d’autre part, à évaluer la contribution de cette source à la charge corporelle totale. Un suivi des concentrations biologiques (sang, urine, cheveux et ongles) pendant une période de 18 mois chez des volontaires exposés à une source non alimentaire de sélénium a contribué à mieux expliciter les mécanismes de transfert du sélénium du site d’absorption vers le sang (concomitance des voies régulées et non régulées). Ceci a permis de montrer que, contrairement au méthylmercure, l’utilisation des cheveux comme biomarqueur peut mener à une surestimation importante de la charge corporelle réelle en sélénium en cas de non contrôle de facteurs confondants tels que l’utilisation de shampoing contenant du sélénium. Finalement, une analyse exhaustive des données de surveillance biologique du sélénium issues de 75 études publiées dans la littérature a permis de mieux comprendre la cinétique globale du sélénium dans l’organisme humain. En particulier, elle a permis le développement d’un outil reliant les apports quotidiens et les concentrations biologiques de sélénium dans les différentes matrices à l’aide d’algorithmes mathématiques. Conséquemment, à l’aide de ces données cinétiques exprimées par un système d’équations logarithmiques et de leur représentation graphique, il est possible d’estimer les apports quotidiens chez un individu à partir de divers prélèvements biologiques, et ainsi, de faciliter la comparaison d’études de surveillance biologique du sélénium utilisant des biomarqueurs différents. L’ensemble de ces résultats de recherche montre que la méthode choisie pour évaluer l’exposition a un impact important sur les estimations des risques associés. De plus, les recherches menées ont permis de mettre en évidence que le sélénium non alimentaire ne contribue pas de façon significative à la charge corporelle totale, mais constitue un facteur de confusion pour l’estimation de la charge corporelle réelle en sélénium. Finalement, la détermination des équations et des coefficients reliant les concentrations de sélénium entre différentes matrices biologiques, à l’aide d’une vaste base de données cinétiques, concourt à mieux interpréter les résultats de surveillance biologique.

Modélisation toxicocinétique du benzo(a)pyrène et 3-hydroxybenzo(a)pyrène pour l’interprétation des données de surveillance biologique de l’exposition chez les travailleurs

De nombreux travailleurs sont exposés aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Le benzo(a)pyrène (BaP) fait partie de ce groupe de polluants. Cette substance a été classée cancérogène reconnu chez l’humain. Pour évaluer l'exposition aux HAP cancérogènes, plusieurs chercheurs ont proposé d’utiliser la mesure du 3-hydroxybenzo(a)pyrène (3-OHBaP) dans l’urine des travailleurs exposés. Dans le cadre du présent projet, deux approches de modélisation ont été développées et appliquées pour permettre une meilleure compréhension de la toxicocinétique du BaP et son biomarqueur d’intérêt actuel, le 3-OHBaP, et pour aider à interpréter les résultats de surveillance biologique. Un modèle toxicocinétique à plusieurs compartiments a été développé sur la base des données préalablement obtenues sur le rat par notre groupe. Selon le modèle, le BaP injecté par voie intraveineuse est rapidement distribué du sang vers les tissus (t½ ≈ 4 h), avec une affinité particulière pour les poumons et les composantes lipidiques des tissus. Le BaP est ensuite distribué vers la peau et le foie. Au foie, le BaP est promptement métabolisé et le 3-OHBaP est formé avec une demi-vie de ≈ 3 h. Le métabolisme pulmonaire du BaP a également été pris en compte, mais sa contribution à la cinétique globale du BaP a été jugée négligeable. Une fois formé, le 3-OHBaP est distribué vers les différents organes presque aussi rapidement que la molécule mère (t½ ≈ 2 h). Le profil temporel du 3-OHBaP dans le rein montre une accumulation transitoire en raison de la différence observée entre le taux d’entrée (t½ = 28 min) et le taux de sortie (t½ = 4,5 h). La clairance totale de 3-OHBaP du corps est principalement gouvernée par le taux de transfert de la bile vers le tractus gastro-intestinal (t½ ≈ 4 h). Le modèle toxicocinétique à plusieurs compartiments a réussi à simuler un ensemble indépendant de profils urinaires publiés sur le 3-OHBaP. Ce modèle toxicocinétique à compartiments s'est avéré utile pour la determination des facteurs biologiques déterminants de la cinétique du BaP et du 3-OHBaP. Par la suite, un modèle pharmacocinétique à base physiologique (PCBP) reproduisant le devenir du BaP et du 3-OHBaP chez le rat a été construit. Les organes (ou tissus) représentés comme des compartiments ont été choisis en fonction de données expérimentales obtenues in vivo chez le rat. Les coefficients de partition, les coefficients de perméabilité, les taux de métabolisation, les paramètres d'excrétion, les fractions absorbées et les taux d'absorption pour différentes voies d’exposition ont été obtenus directement à partir des profils sanguins, tissulaires, urinaires et fécaux du BaP et du 3-OHBaP. Les valeurs de ces derniers paramètres ont été calculées par des procédures Monte-Carlo. Des analyses de sensibilité ont ensuite été réalisées pour s’assurer de la stabilité du modèle et pour établir les paramètres les plus sensibles de la cinétique globale. Cette modélisation a permis d’identifier les facteurs déterminants de la cinétique: 1) la sensibilité élevée des paramètres de la métabolisation hépatique du BaP et du 3-OHBaP ainsi que du taux d'élimination; 2) la forte distribution du BaP dans les poumons par rapport à d'autres tissus; 3) la distribution considérable du BaP dans les tissus adipeux et le foie; 4) la forte distribution du 3-OHBaP dans les reins; 5) le transfert limité du BaP par la diffusion tissulaire dans les poumons; 6) le transfert limité du 3-OHBaP par la diffusion tissulaire dans les poumons, les tissus adipeux et les reins; 7) la recirculation entéro-hépatique significative du 3-OHBaP. Suite à des analyses de qualité des ajustements des équations du modèle aux données observées, les probabilités que les simulations reproduisent les données expérimentales par pur hasard se sont avérées toujours inférieures à 10% pour les quatre voies d’exposition : intraveineuse, orale, cutanée et respiratoire. Nous avons extrapolé les modèles cinétiques du rat à l’humain afin de se doter d’un outil permettant de reconstituer les doses absorbées chez des travailleurs exposés dans diverses industries à partir de mesures de l'évolution temporelle du 3-OHBaP dans leur urine. Les résultats de ces modélisations ont ensuite été comparés à ceux de simulations obtenues avec un modèle toxicocinétique à compartiment unique pour vérifier l’utilité comparative d’un modèle simple et complexe. Les deux types de modèle ont ainsi été construits à partir de profils sanguins, tissulaires, urinaires et fécaux du BaP et du 3-OHBaP sur des rats exposés. Ces données ont été obtenues in vivo par voie intraveineuse, cutanée, respiratoire et orale. Ensuite, les modèles ont été extrapolés à l’humain en tenant compte des déterminants biologiques essentiels des différences cinétiques entre le rat et l’humain. Les résultats ont montré que l'inhalation n'était pas la principale voie d'exposition pour plusieurs travailleurs étudiés. Les valeurs de concentrations de BaP dans l’air utilisées afin de simuler les profils d’excrétion urinaire chez les travailleurs étaient différentes des valeurs de concentrations de BaP mesurées dans l’air. Une exposition au BaP par voie cutanée semblait mieux prédire les profils temporels observés. Finalement, les deux types de modélisation se sont avérés utiles pour reproduire et pour interpréter les données disponibles chez des travailleurs.

[177Lu – DOTA – Tyr3] – OCTREOTATE para el tratamiento de tumores neuroendocrinos gastroenteropancreáticos. Revisión sistemática de la literatura.

Introducción: los tumores neuroendocrinos gastroenteropancreáticos se diagnostican en estadio avanzado en 60 - 80% de los pacientes y las opciones terapéuticas son limitadas. Se realizó una revisión sobre el beneficio clínico del tratamiento con [177Lu - DOTA - Tyr3] - Octreotate en pacientes con enfermedad metastásica o inoperable. Objetivos: evaluar la eficacia, impacto en calidad de vida y toxicidad de la terapia con 177Lu DOTATE en pacientes con tumores neuroendocrinos gastroenteropancreáticos avanzados. Materiales y Métodos: se condujo una revisión sistemática de la literatura mediante la búsqueda de estudios clínicos prospectivos y retrospectivos en bases electrónicas (MEDLINE, EMBASE, LILACS, SCIELO, OVID y la Biblioteca Cochrane) de cualquier idioma, año y estado de publicación. Se incluyeron 5 estudios, por la heterogeneidad existente entre los estudios no se realizó un metaanálisis. Resultados: la respuesta tumoral global fue del 45 - 57%, la enfermedad permaneció estable en 27% - 38% y progresó en 6% - 21% de casos en las series incluidas. El tiempo libre de progresión osciló entre 31 - 40 meses y la sobrevida global de 31– 51 meses. Se observó toxicidad hematológica grado 3-4 hasta en 9.5% de pacientes. Hubo mejoría significativa en la calidad de vida de pacientes tratados con 177LuDOTATATE. Conclusiones: la terapia con 177Lu- DOTATATE ofrece un beneficio clínico a los pacientes con tumores neuroendocrinos bien diferenciados avanzados por su impacto positivo en calidad de vida, control de síntomas, ralentiza la progresión tumoral y su toxicidad es baja.

Verificación de los niveles de atenuación de dos tipos de protectores auditivos tipo copa en trabajadores de una empresa del sector Hidrocarburos. Barrancabermeja-Colombia 2013.

El presente estudio se realizó con el fin de verificar los niveles de atenuación de dos tipos de protectores auditivos tipo copa, bajo condiciones reales de operación en una empresa del sector hidrocarburos en Colombia. Esta verificación se llevó a cabo determinando las diferencias existentes entre los niveles de atenuación establecidos por el fabricante (NRR Teórico), los niveles de atenuación ajustados de acuerdo a la metodología propuesta por NIOSH (NRR Ajustado) y los niveles de atenuación obtenidos experimentalmente (NRR Experimental). El estudio se desarrolló sobre la evaluación de los niveles equivalentes de presión sonora, mediante dosimetrías de doble canal, valorando los niveles de ruido al interior y al exterior del pabellón auditivo de forma simultánea. Los valores obtenidos en las mediciones se ajustaron a los criterios establecidos en la norma ISO 11904 parte 1 considerando la estimación de niveles de inmisión sonora mediante técnica MIRE (Microphone In a Real Ear) corregidos a condiciones de campo libre. Los resultados obtenidos permitieron establecer diferencias significativas entre los niveles de atenuación teóricos, ajustados y experimentales, aspecto que brinda oportunidades de mejora cuando se trata de seleccionar y mantener elementos de protección personal auditiva como estrategia preventiva primaria en el propósito de la disminución de la probabilidad de ocurrencia de hipoacusia neurosensorial inducida por ruido en el lugar de trabajo.

Evaluation of uranium incorporation from contaminated areas using teeth as bioindicators - a case study

The Southwest region of the Bahia state in Brazil hosts the largest uranium reserve of the country (100 kton in uranium, only), plus the cities of Caetite, Lagoa Real and Igapora. In this work, aim was at the investigation of uranium burdens on residents of these cities by using teeth as bioindicators, as a contribution for possible radiation protection measures. Thus, a total of 41 human teeth were collected, plus 50 from an allegedly uranium free area (the control region). Concentrations of uranium in teeth from residents of 5- to 87-y old were determined by means of a high-resolution inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS). The highest uranium concentration in teeth was measured from samples belonging to residents of Caetite (median equal to 16 ppb). Assuming that the uranium concentrations in teeth and bones are similar within 10-20% (for children and young adults), it concluded that uranium body levels in residents of Caetite are at least one order of magnitude higher than the worldwide average. This finding led to conclude that daily ingestion of uranium, from food and water, is equally high.

Gamma Knife(A (R)) 3-D Dose Distribution Mapping by Magnetic Resonance Imaging

In medical processes where ionizing radiation is used, dose planning and dose delivery are the key elements to patient safety and treatment success, particularly, when the delivered dose in a single session of treatment can be an order of magnitude higher than the regular doses of radiotherapy. Therefore, the radiation dose should be well defined and precisely delivered to the target while minimizing radiation exposure to surrounding normal tissues [1]. Several methods have been proposed to obtain three-dimensional (3-D) dose distribution [2, 3]. In this paper, we propose an alternative method, which can be easily implemented in any stereotactic radiosurgery center with a magnetic resonance imaging (MRI) facility. A phantom with or without scattering centers filled with Fricke gel solution is irradiated with Gamma Knife(A (R)) system at a chosen spot. The phantom can be a replica of a human organ such as head, breast or any other organ. It can even be constructed from a real 3-D MR image of an organ of a patient using a computer-aided construction and irradiated at a specific region corresponding to the tumor position determined by MRI. The spin-lattice relaxation time T (1) of different parts of the irradiated phantom is determined by localized spectroscopy. The T (1)-weighted phantom images are used to correlate the image pixels intensity to the absorbed dose and consequently a 3-D dose distribution with a high resolution is obtained.

A Time Efficient Optical Model for GATE Simulation of a LYSO Scintillation Matrix Used in PET Applications

A time efficient optical model is proposed for GATE simulation of a LYSO scintillation matrix coupled to a photomultiplier. The purpose is to avoid the excessively long computation time when activating the optical processes in GATE. The usefulness of the model is demonstrated by comparing the simulated and experimental energy spectra obtained with the dual planar head equipment for dosimetry with a positron emission tomograph ( DoPET). The procedure to apply the model is divided in two steps. Firstly, a simplified simulation of a single crystal element of DoPET is used to fit an analytic function that models the optical attenuation inside the crystal. In a second step, the model is employed to calculate the influence of this attenuation in the energy registered by the tomograph. The use of the proposed optical model is around three orders of magnitude faster than a GATE simulation with optical processes enabled. A good agreement was found between the experimental and simulated data using the optical model. The results indicate that optical interactions inside the crystal elements play an important role on the energy resolution and induce a considerable degradation of the spectra information acquired by DoPET. Finally, the same approach employed by the proposed optical model could be useful to simulate a scintillation matrix coupled to a photomultiplier using single or dual readout scheme.

Study of the gamma radiation response of watch glasses

Some dosimetric properties of watch glasses were studied applying the thermoluminescence technique. The watch glass samples were powdered, and the selected grains were mixed with Teflon (TM). The mixture was pressed and sintered to produce pellets of watch glass-Teflon (TM) composites. The glow curves of the pellets show two peaks at 130 and 195 degrees C. Reproducibility of TL response was estimated to have a maximum coefficient of variation of 4.0%. The dose-response curve is sublinear between 0.5 and 20.0kGy. The calibration curve is linear between 1.0Gy and 1.0kGy. The minimum detection limits were also determined. The gamma radiation dose response and the thermal stability of the materials were studied with the purpose to establish the best conditions of watch glasses for use in gamma radiation dosimetry. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

MRI study of radiation effect on Fricke gel solutions

The quality control optimization of medical processes that use ionizing radiation in the treatment of diseases like cancer is a key element for patient safety and success of treatment. The major medical application of radiation is radiotherapy, i.e. the delivery of dose levels to well-defined target tissues of a patient with the purpose of eliminating a disease. The need of an accurate tumour-edge definition with the purpose of preserving healthy surrounding tissue demands rigorous radiation treatment planning. Dosimetric methods are used for dose distribution mapping region of interest to assure that the prescribed dose and the irradiated region are correct. The Fricke gel (FXG) is the main dosimeter that supplies visualization of the three-dimensional (3D) dose distribution. In this work the dosimetric characteristics of the modified Fricke dosimeter produced at the Radiation Metrology Centre of the Institute of Energetic and Nuclear Research (IPEN) such as gel concentration dose response dependence, xylenol orange addition influence, dose response between 5 and 50Gy and signal stability were evaluated by magnetic resonance imaging (MRI). Using the same gel solution, breast simulators (phantoms) were shaped and absorbed dose distributions were imaged by MRI at the Nuclear Resonance Laboratory of the Physics Institute of Sao Paulo University. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Synthetic spodumene polycrystals as a TL dosimetric material

Synthetic beta-spodumene polycrystals were produced by a devitrification method, undoped and doped with controlled concentration of the Ce3+ or Mn2+ impurities. The TL properties of these polycrystals and of a colourless natural spodumene were investigated. Some dosimetric properties of them were also discussed. The dopants do not affect the TL peak position with respect a pure beta-spodumene sample but the intensity of the TL peaks at 180 and 280 degrees C is improved in the Ce-doped one. The Ce3+ ions do not participate in the TL light emission; on the other hand, the presence of Mn2+ ions cause an emission band around 600-650 nm in the TL light emission spectrum. The emission around 400 nm appears in the TL emission spectrum of all the samples and it is believed to correspond to aluminium centre ([AlO4/hole](0)) recombination with an electron. The more sensitive samples to gamma-radiation are the colourless natural spodumene and the Ce-doped synthetic spodumene, respectively. The colourless natural spodumene crystal shows a TL peak at 180 degrees C suitable for dosimetry, while for Ce-doped beta-spodumene sample the TL peaks at 180 and 280 degrees C can be used. No fading of the TL emission was observed for Ce-doped beta-spodumene sample up to 80 days after irradiation. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Entrance surface dose measurements in pediatric radiological examinations

A survey of pediatric radiological examinations was carried out in a reference pediatric hospital of the city of Sao Paulo. in order to investigate the doses to children undergoing conventional X-ray examinations. The results showed that the majority of pediatric patients are below 4 years, and that about 80% of the examinations correspond to chest projections. Doses to typical radiological examinations were measured in vivo with thermoluminescent dosimeters (LiF: Mg, Ti and LiF: Mg, Cu, P) attached to the skin of the children to determine entrance surface dose (ESD). Also homogeneous phantoms were used to obtain ESD to younger children, because the technique uses a so small kVp that the dosimeters would produce an artifact image in the patient radiograph. Four kinds of pediatric examinations were investigated: three conventional examinations (chest, skull and abdomen) and a fluoroscopic procedure (barium swallow). Relevant information about kVp and mAs values used in the examinations was collected, and we discuss how these parameters can affect the ESD. The ESD values measured in this work are compared to reference levels published by the European Commission for pediatric patients. The results obtained (third-quartile of the ESD distribution) for chest AP examinations in three age groups were: 0.056 mGy (2-4 years old); 0,068 mGy (5-9 years old)-. 0.069 mGy (10-15 years old). All of them are below the European reference level (0.100mGy). ESD values measured to the older age group in skull and abdomen AP radiographs (mean values 3.44 and 1.20mGy, respectively) are above the European reference levels (1.5mGy to skull and 1.0 mGy to abdomen). ESD values measured in the barium swallow examination reached 10 mGy in skin regions corresponding to thyroid and esophagus. It was noticed during this survey that some technicians use, improperly, X-ray fluoroscopy in conventional examinations to help them in positioning the patient. The results presented here are a preliminary survey of doses in pediatric radiological examinations and they show that it is necessary to investigate the technical parameters to perform the radiographs. to introduce practices to control pediatric patient`s doses and to improve the personnel training to perform a pediatric examination. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.