Desenvolvimento de um modelo dosimétrico baseado em medidas de área

Os procedimentos médicos imagiológicos com recurso ao uso de radiações ionizantes têm vindo a crescer de ano para ano, contribuindo para um aumento da dose a que está exposta a população em geral. No entanto e apesar de os benefícios serem ainda superiores aos riscos, os princípios de radioproteção exigem que se tenha em linha de conta os cuidados com a proteção radiológica e que se pratiquem procedimentos seguros e com o mínimo de radiação possível. Isto é particularmente importante no caso da Medicina Nuclear (PET e SPECT), visto que a fonte de radiação é interna e continua a irradiar o doente mesmo depois de terminado o exame radiológico em causa. Nesse sentido, este projeto tem como principal objetivo criar um modelo dosimétrico com base em medidas de área retiradas do local de estudo, a fim de se conseguir prever a dose de radiação a que cada utilizador das instalações pode estar sujeito e ajudar a perceber os locais que determinado grupo de indivíduos (profissionais ou doentes) devem evitar. Para retirar as medidas de área foi usado um detetor de débito de dose RadEyeTM B20, que permite detetar com fiabilidade e rapidez taxas de dose de radiação alfa, beta, gama e X. Com recurso a este detetor, fez-se então uma aquisição metódica das medidas em pontos previamente marcados no piso 0 e no piso -1 do ICNAS, considerados os mais importantes pois é nestes que se realiza a circulação dos utentes. No entanto, a aquisição era só uma parte do projeto, visto que foi necessário depois inseri-los num algoritmo de simulação de Monte Carlo em conjunto com uma interface gráfica para se poder obter os cálculos de dose de exposição com uma interação simples e intuitiva com o utilizador. De acordo com as medidas de dose retiradas com recurso ao detetor utilizado, podemos verificar que os locais com mais radiação associada são no piso 0 a radiofarmácia, a sala de espera dos injetados e as salas das câmaras gama. No piso -1 os pontos considerados mais quentes em termos de radiação são a sala da PET/TC e as salas de espera dos doentes injetados. Com os dados retirados construiu-se uma base estatística adequada, sendo inserida num algoritmo construído para se conseguir criar o modelo de simulação para cálculo de doses para diversas trajetórias dos mais variados utilizadores das instalações do Instituto. Este modelo dosimétrico, criado a partir do estudo das medidas de dose retiradas nos pontos selecionados, pode vir a tornar-se útil visto que pode ser utilizado como uma ferramenta de simulação e por conseguinte, conseguir prever a quantidade de radiação a que cada indivíduo está sujeito quando percorrer os diversos locais nos diferentes pisos do ICNAS. Esta pode vir a ser usada em conjunto com as ferramentas de monitorização pessoal, contribuindo assim para reduzir o valor de dose ocupacional de cada utilizador.

Microspheres for Liver Radiomicrospheres Therapy and Planning

Liver cancer accounts for nearly 10% of all cancers in the US. Intrahepatic Arterial Radiomicrosphere Therapy (RMT), also known as Selective Internal Radiation Treatment (SIRT), is one of the evolving treatment modalities. Successful patient clinical outcomes require suitable treatment planning followed by delivery of the microspheres for therapy. The production and in vitro evaluation of various polymers (PGCD, CHS and CHSg) microspheres for a RMT and RMT planning are described. Microparticles with a 30±10 µm size distribution were prepared by emulsion method. The in vitro half-life of the particles was determined in PBS buffer and porcine plasma and their potential application (treatment or treatment planning) established. Further, the fast degrading microspheres (≤ 48 hours in vitro half-life) were labeled with 68Ga and/or 99mTc as they are suitable for the imaging component of treatment planning, which is the primary emphasis of this dissertation. Labeling kinetics demonstrated that 68Ga-PGCD, 68Ga-CHSg and 68Ga-NOTA-CHSg can be labeled with more than 95% yield in 15 minutes; 99mTc-PGCD and 99mTc-CHSg can also be labeled with high yield within 15-30 minutes. In vitro stability after four hours was more than 90% in saline and PBS buffer for all of them. Experiments in reconstituted hemoglobin lysate were also performed. Two successful imaging (RMT planning) agents were found: 99mTc-CHSg and 68Ga-NOTA-CHSg. For the 99mTc-PGCD a successful perfusion image was obtained after 10 minutes, however the in vivo degradation was very fast (half-life), releasing the 99mTc from the lungs. Slow degrading CHS microparticles (> 21 days half-life) were modified with p-SCN-b-DOTA and labeled with 90Y for production of 90Y-DOTA-CHS. Radiochemical purity was evaluated in vitro and in vivo showing more than 90% stability after 72 and 24 hours respectively. All agents were compared to their respective gold standards (99mTc-MAA for 68Ga-NOTA-CHSg and 99mTc-CHSg; 90Y-SirTEX for 90Y-DOTA-CHS) showing superior in vivo stability. RMT and RMT planning agents (Therapy, PET and SPECT imaging) were designed and successfully evaluated in vitro and in vivo.

Infección por virus sincitial respiratorio y su relación con valores de IGG en niños críticos

Antecedente: La infección por el virus sincitial respiratorio (VSR) representa una elevada morbimortalidad, y en algunos casos necesidad de manejo en unidades de cuidado intensivo pediátrico (UCIP). La respuesta inmunológica influye de manera directa en la expresión de la severidad y pronóstico de los pacientes con infección respiratoria. Metodología: Estudio de una cohorte retrospectiva de pacientes con infección respiratoria grave secundaria a VSR, sin historia de inmunodeficiencia, atendidos en la UCIP del Hospital Universitario Clínica San Rafael. Se realizó análisis descriptivoglobaly de acuerdo a la categorización de las prueba de IgG. Resultados: De 188 pacientes que ingresaron a la UCIP, 13% presentaron infección por VSR (24), con una edad promedio de 7,3 (DE=3,6) meses. Pertenecían al sexo masculino79,83%. Se encontró que 12,5% tenían un valor de IgGbajo para su edad, 58,33% tenían valores en límite inferior y el 29,17% dentro de rangos normales para su edad. En los pacientes con IgG baja, fue mayor la presentación de choque séptico que no responde a líquidos (100 vs 92 vs 86%), la mediana de días de ventilación mecánica fue mayor (8 vs 6 vs 5 respectivamente), así como la mortalidad (67 vs 7,1 vs 0%). Conclusión: Nuestra serie encontró que aquellos pacientes con niveles bajos o valores en el límite inferior de IgG sérica tuvieron mayor compromiso sistémico, mayor duración de ventilación mecánica y mayor mortalidad. Se necesitan estudios prospectivos que relaciones niveles bajos de IgG con severidad y pronostico en estos pacientes con infección grave por VSR.

Applications of metrological techniques for clinical implementation of dosimetry and radiobiology in molecular radiotherapy

Molecular radiotherapy (MRT) is a fast developing and promising treatment for metastasised neuroendocrine tumours. Efficacy of MRT is based on the capability to selectively "deliver" radiation to tumour cells, minimizing administered dose to normal tissues. Outcome of MRT depends on the individual patient characteristics. For that reason, personalized treatment planning is important to improve outcomes of therapy. Dosimetry plays a key role in this setting, as it is the main physical quantity related to radiation effects on cells. Dosimetry in MRT consists in a complex series of procedures ranging from imaging quantification to dose calculation. This doctoral thesis focused on several aspects concerning the clinical implementation of absorbed dose calculations in MRT. Accuracy of SPECT/CT quantification was assessed in order to determine the optimal reconstruction parameters. A model of PVE correction was developed in order to improve the activity quantification in small volume, such us lesions in clinical patterns. Advanced dosimetric methods were compared with the aim of defining the most accurate modality, applicable in clinical routine. Also, for the first time on a large number of clinical cases, the overall uncertainty of tumour dose calculation was assessed. As part of the MRTDosimetry project, protocols for calibration of SPECT/CT systems and implementation of dosimetry were drawn up in order to provide standard guidelines to the clinics offering MRT. To estimate the risk of experiencing radio-toxicity side effects and the chance of inducing damage on neoplastic cells is crucial for patient selection and treatment planning. In this thesis, the NTCP and TCP models were derived based on clinical data as help to clinicians to decide the pharmaceutical dosage in relation to the therapy control and the limitation of damage to healthy tissues. Moreover, a model for tumour response prediction based on Machine Learning analysis was developed.