Avaliação da biodegradação de matrizes porosas à base de hidroxiapatita para aplicação como fontes radioativas em braquiterapia

Porous ceramic materials based on calcium phosphate compounds (CPC) have been studied aiming at different biomedical applications such as implants, drug delivery systems and radioactive sources for brachytherapy. Two kinds of hydroxyapatite (HAp) powders and their ceramic bodies were characterized by a combination of different techniques (XRF, BET method, SEM, ICP/AES and neutron activation analysis - NAA) to evaluate their physico-chemical and microstructural characteristics in terms of chemical composition, segregated phases, microstructure, porosity, chemical and thermal stability, biodegradation and incorporation of substances in their structures. The results revealed that these systems presented potential for use as porous biodegradable radioactive sources able to be loaded with a wide range of radionuclides for cancer treatment by the brachytherapy technique.

Otimização em braquiterapia de alta taxa de dose com algoritmo transgenético

Este trabalho aborda o problema de otimização em braquiterapia de alta taxa de dose no tratamento de pacientes com câncer, com vistas à definição do conjunto de tempos de parada. A técnica de solução adotada foi a Transgenética Computacional apoiada pelo método L-BFGS. O algoritmo desenvolvido foi empregado para gerar soluções não denominadas cujas distribuições de dose fossem capazes de eiminar o câncer e ao mesmo tempo preservar as regiões normais

Cálculo das funções de anisotropia e radial de dose para braquiterapia com semente de 192Ir em diferentes materiais de interesse em radiologia com o auxílio do programa baseado no método de Monte Carlo MCNPX

The brachytherapy braquiterapia is an x-ray modality radiotherapy in which stamped or halfstamped radioactive sources in format of seeds are used, wires or to one short distance, in contact or implanted to the fabric to be treated. All the treatment modalities require a previous planning. The formalism recommended for calculation of dose was considered by the AAPM for the first TG-43 Report. In it distributions of dose of isolated seeds measured and calculated by Monte Carlo method in water instead of with models half-empiricists. In this work we in accordance with present some preliminary results of the calculation of functions of radial anisotropy and of dose in the distance for seed of 192Ir, wide used in brachytherapy treatments of high tax of dose (HDR), with the aid of the program based on the Monte Carlo method MCNPX v2.50 (Mount Carlo N ParticleeXtended). The materials chosen in the simulation beyond water, had been MS20 and estriado muscle

Estudo teórico das funções de anisotropia e radial de dose para braquiterapia com semente de Ir192 em diferentes materiais de interesse em radiologia

The brachytherapy braquiterapia is an x-ray modality radiotherapy in which stamped or halfstamped radioactive sources in format of seeds are used, wires or to one short distance, in contact or implanted to the fabric to be treated. All the treatment modalities require a previous planning.The formalism recommended for calculation of dose was considered by the AAPM for the first TG-43 Report. In it distributions of dose of isolated seeds measured and calculated by Monte Carlo method in water instead of with models half-empiricists.In this work we in accordance with present some preliminary results of the calculation of functions of radial anisotropy and of dose in the distance for seed of 192Ir, wide used in brachytherapy treatments of high tax of dose (HDR), with the aid of the program based on the Monte Carlo method MCNPX v2.50 (Mount Carlo N ParticleeXtended).The materials chosen in the simulation beyond water, had been MS20 and estriado muscle

Análise de algoritmos computacionais utilizados em sistemas de planejamento de braquiterapia de alta taxa de dose: estudo comparativo com o Código MCNP-5C

In radiotherapy, computational systems are used for radiation dose determination in the treatment’s volume and radiometric parameters quality analysis of equipment and field irradiated. Due to the increasing technological advancement, several research has been performed in brachytherapy for different computational algorithms development which may be incorporated to treatment planning systems, providing greater accuracy and confidence in the dose calculation. Informatics and information technology fields undergo constant updating and refinement, allowing the use Monte Carlo Method to simulate brachytherapy source dose distribution. The methodology formalization employed to dosimetric analysis is based mainly in the American Association of Physicists in Medicine (AAPM) studies, by Task Group nº 43 (TG-43) and protocols aimed at dosimetry of these radiation sources types. This work aims to analyze the feasibility of using the MCNP-5C (Monte Carlo N-Particle) code to obtain radiometric parameters of brachytherapy sources and so to study the radiation dose variation in the treatment planning. Simulations were performed for the radiation dose variation in the source plan and determined the dosimetric parameters required by TG-43 formalism for the characterization of the two high dose rate iridium-192 sources. The calculated values were compared with the presents in the literature, which were obtained with different Monte Carlo simulations codes. The results showed excellent consistency with the compared codes, enhancing MCNP-5C code the capacity and viability in the sources dosimetry employed in HDR brachytherapy. The method employed may suggest a possible incorporation of this code in the treatment planning systems provided by manufactures together with the equipment, since besides reducing acquisition cost, it can also make the used computational routines more comprehensive, facilitating the brachytherapy ...

Braquiterapia com sementes de iodo-125: manufatura e tratamento

According to the National Institute of Cancer – INCA, 466.730 new cancer cases will occur in Brazil in 2009. Prostate and Lung cancer in man are the most incident types (in exception of the non-melanoma cancer). The brachytherapy with 125-iodine sources is an important method of prostate cancer treatment. The implant with iodine-125 seeds uses aproximately 100 seeds that are imported impossibilitating the treatment in large scale. For this reason, a multidisciplinary group was created at the Energetic and Nuclear Research Institute – Radiation Technology Center (IPEN –CTR / SP) to develop a national 125-iodine source and established a facility for local production. The seeds manufacture in Brazil will diminish the cost of treatment and prostate brachytherapy will be offered to more patients. This work aim is to observe and discuss the methods used in seeds manufacture there are being developed in Brazil and to present an prostate cancer case folloied in A.C. Camargo Hospital. The 125-iodine is adsorbed in an silver wire, then deposited at titanium coat. The weld is made by an process of plasm sealing. The seeds goes through several test to guarantee that there is no leakage. The result is an high quality and cheaper product. The implant tecnique is an fast and save procedure. The medical physicst preplan the case to stipulate the quantity of seeds there will be used. At the dat of the implant the medical physicst replan the procedure due to changes of volume in the organ. That assure the correct dose distribution in the target. Besides, the 125-iodine low energy is absorbed at the volume of interrest saving sourronding healthy tissues such as the rectum and the urethra

Estudo dos parâmetros dosimétricos de sementes de Iodo-125 desenvolvidas pelo IPEN-CNEN/SP utilizadas em braquiterapia por simulação computacional pelo método de Monte Carlo

As expectativas da Organização Mundial de Saúde para o ano de 2030 são que o número de mortes por câncer seja de aproximadamente 13,2 milhões, evidenciando a elevada parcela desta doença no problema de saúde mundial. Com relação ao câncer de próstata, de acordo com o Instituto Nacional do Câncer, o número de casos diagnosticados no mundo em 2012 foi de aproximadamente 1,1 milhão, enquanto que no Brasil os dados indicam a incidência de 68 mil novos casos. O tratamento deste tipo de neoplasia pode ser realizado com cirurgia (prostatectomia) ou radioterapia. Dentre a radioterapia, podemos destacar a técnica de braquiterapia, a qual consiste na introdução (implante) de pequenas fontes radioativas (sementes) no interior da próstata, onde será entregue um valor elevado de dose no volume de tratamento e baixa dose nos tecidos ao redor. No Brasil, a classe médica estima uma demanda de aproximadamente 8000 sementes/mês, sendo o custo unitário de cada semente de pelo menos U$ 26,00. A Associação Americana de Físicos na Medicina publicou alguns documentos descrevendo quais parâmetros e análises devem ser realizadas para avaliações da distribuição de dose, como por exemplo, os parâmetros Constante de taxa de dose, Função radial e Função de anisotropia. Estes parâmetros podem ser obtidos através de medidas experimentais da distribuição de dose ou por simulações computacionais. Neste trabalho foram determinados os parâmetros dosimétricos da semente OncoSeed-6711 da empresa Oncura-GEHealthcare e da semente desenvolvida pelo Grupo de Dosimetria de Fontes de Braquiterapia do Centro de Tecnologia das Radiações (CTR IPEN-CNEN/SP) por simulação computacional da distribuição de dose utilizando o código MCNP5, baseado no Método de Monte Carlo. A semente 6711 foi modelada, assim como um sistema dosimétrico constituído por um objeto simulador cúbico de 30x30x30 cm3 preenchido com água. Os valores obtidos da semente 6711 foram comparados com alguns apresentados na literatura, onde o parâmetro Constante de taxa de dose apresentou erro relativo em relação ao valor publicado no TG- 43 de 0,1%, sendo que os outros parâmetros analisados também apresentaram boa concordância com os valores publicados na literatura. Deste modo, pode-se considerar que os parâmetros utilizados nas simulações (espectro, modelagem geométrica e avaliação de resultados) estão compatíveis com outros estudos, sendo estes parâmetros também utilizados nas simulações da semente do IPEN. Considerando as análises de incerteza estatística, os valores obtidos da semente do IPEN são semelhantes aos valores da semente 6711.

Caracterização in vitro de um dosímetro de fibra ótica para braquiterapia de HDR

Recentemente foi desenvolvido um dosímetro baseado em fibras cintilantes (BCF-12 da companhia Saint Gobain Crystals com 1 e 0,5 mm de diâmetro e 5 mm de comprimento) para braquiterapia de baixa taxa de dose, em particular a braquiterapia direcionada para o tratamento do cancro da próstata. Este utiliza um novo fotomultiplicador de estado sólido dado pelo nome de MPPC - MultiPixel Photon Counter da companhia Hamamatsu Photonics (Japão). Nesta dissertação é estudado o mesmo dosímetro para a modalidade de braquiterapia de elevada taxa de dose (HDR). A informação sobre a dose neste tipo de dosímetros é obtida a partir de sinais óticos (em vez de sinais elétricos), que são imunes a interferências elétricas e eletromagnéticas. Adicionalmente as pequenas dimensões das fibras oferecem uma excelente resolução espacial e uma invasão mínima para uso em dosimetria in vivo, permitindo medir a dose diretamente ou próximo ao tumor e em tempo real. A sua utilização em braquiterapia para o cancro da próstata constitui-se assim como uma vantagem, uma vez que as fibras podem ser inseridas diretamente nos aplicadores utilizados neste tipo de tratamentos. Apesar de tudo, este tipo de dosímetros possui algumas desvantagens, como por exemplo a luz de Cherenkov e a fluorescência (forma de ruído dada pelo nome de stem effect) que, e a contrário da luz produzida pela fibra cintilante, não são diretamente proporcionais à energia depositada. Contudo, e para energias praticadas em braquiterapia de HDR, nesta dissertação, mostrou-se que este problema é pouco significativo dado que a percentagem de contribuição destes efeitos para o sinal medido é menor que 1% (ou 5% para distâncias menores que 25 mm). Ao longo desta dissertação é feita a caraterização do dosímetro (em modo corrente e impulso) e das suas várias partes em ambiente de laboratório e clínico. Nestes estudos o dosímetro, além de exibir uma boa reprodutibilidade (variação máxima de 3% entre medidas), mostrou uma alta linearidade para uma ampla gama de doses, assim como uma sensibilidade (µGy) semelhante à de uma câmara de ionização, tornando-o adequado para braquiterapia de HDR (tratamento que envolve altos gradientes de dose). Complementarmente, a sua grande versatilidade e simples utilização possibilita a sua aplicação prática em outras modalidades radioterapêuticas.

Estudo dos parâmetros dosimétricos de sementes de Iodo-125 desenvolvidas pelo IPEN-CNEN/SP utilizadas em braquiterapia por simulação computacional pelo método de Monte Carlo

Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear)

Indice de qualidade do planeamento em implantes de próstata

Este estudo tem como objectivo a avaliação dos índices de qualidade nos implantes de braquiterapia prostática com sementes l125, em todos os doentes tratados com a técnica transperineal, no Instituto Português de Oncologia de Lisboa Dr. Francisco Gentil, EPE, desde Dezembro de 2007 a Abril de 2009.

Utilidade da Broncofibroscopia no Diagnóstico de Neoplasia do Pulmão em Doentes com Pneumonia Arrastada

A broncofibroscopia (BF) é frequentemente efectuada em doentes com pneumonias de evolução arrastada com o objectivo de excluir patologia endobrónquica de etiologia neoplásica. Dado que a resolução radiográfica das pneumonias da comunidade é variável, sendo dependente de vários factores (agente etiológico, idade, doenças associadas) a decisão para efectuar uma BF é muitas vezes empírica. Com o objectivo de descrever a nossa experiência neste problema estudámos retrospectivamente 123 doentes com o diagnóstico de pneumonia da comunidade baseado em critérios clínicos e radiográficos e que, apesar da antibioferapia considerada adequada, não apresentavam melhoria radiográfica significativa ao fim de pelo menos 2 semanas. Obtivemós um diagnóstico histológico de neoplasia maligna do pulmão em 7 doentes (5,6° o), sendo todos do sexo masculino, com idade superior a 55 anos efuínadores de pelo menos 40 U.M.A. A análise comparativa com os restantes doentes mostrou diferenças com significado~estatístico em relação à idade e ao consumo tabágico. O tempo de evolução da doença,valores médios de hemoglobina, leucocitos, VS, existência ou não de alterações da função renal ou hepática não foram significativamente diferentes nos dois grupos. Concluimos que a BF deve ser efectuada precocemente nos doentes pertencentes ao grupo de risco identificado (fumadores, com mais de 55 anos) não se justificando a sua realização nos restantes doentes antes das 4 a 8 semanas de evolução, a menos que estejam presentes critérios clínicos objectivos tais como progressão da doença ou agravamento do estado geral.

Valor pronóstico de la densidad microvascular y de la expresión del VEGF, EGFR y HIF-1 en pacientes con cáncer de cérvix localmente avanzado tratados con quimioradiación

Introducción: Colombia cuenta con poca información sobre el comportamiento del cáncer, no obstante, el carcinoma de cuello uterino representa la segunda causa de muerte por la enfermedad entre las mujeres de nuestro entorno. El patrón epidemiológico de la enfermedad es preocupante porque los estados localmente avanzados constituyen el estado más frecuente al momento del diagnóstico y la mortalidad siendo bastante alta a pesar de la presencia de un programa de cribado organizado. Objetivo: Describir el valor pronóstico de la densidad microvascular (DMV) y de la expresión proteica de varios genes relacionados con la supervivencia y proliferación del cáncer de cérvix localmente avanzado en un grupo de mujeres tratadas con quimioradiación y braquiterapia intracavitaria. Se estimaron la tasa de respuesta global (TRG), la supervivencia libre de progresión (SLP) y la supervivencia global (SG). Resultados: Se incluyeron 61 mujeres con una edad media de 52 ± 10 años; todas tenían diagnóstico de cáncer de cérvix localmente avanzado (IIA 2.3%/IIB 47.5%/IIIA 4.9%/IIIB 37.7%/IVA 3.3%/no definido 3.3%), con un volumen tumoral promedio de 6.4cm (DE ± 1.8cm) e infección por VPH en 46% de los casos; 58 sujetos (95%) tenían un patrón escamoso, dos fueron adenocarcinomas y &50% presentaba neoplasias moderada o pobremente diferenciadas. Todas fueron tratadas con quimioradiación (interrupción transitoria en teleterapia por toxicidad y otras causas en 19% y 21.4%, respectivamente/media de ciclos de platino concomitante 4.8 series ± 1.0) y braquiterapia (77% completaron el tratamiento intracavitario). La mediana para la SLP y global fue de 6.6 meses (r, 4.0-9.1) y 30 meses (r, 11-48), respectivamente. Ninguna de las variables tuvo un efecto positivo sobre la SLP, mientras el análisis multivariado demostró que los niveles de expresión del VEGF (P=0.026), EGFR (P=0.030), y el volumen tumoral menor de 6 cm (P=0.02) influyeron positivamente sobre éste desenlace. Conclusión: Existe una influencia positiva sobre el pronóstico, de la tipificación en el cáncer de cérvix localmente avanzado tratado con quimioradiación basada en platino.

Early and late skin reactions to radiotherapy for breast cancer and their correlation with radiation-induced DNA damage in lymphocytes

INTRODUCTION Radiotherapy outcomes might be further improved by a greater understanding of the individual variations in normal tissue reactions that determine tolerance. Most published studies on radiation toxicity have been performed retrospectively. Our prospective study was launched in 1996 to measure the in vitro radiosensitivity of peripheral blood lymphocytes before treatment with radical radiotherapy in patients with breast cancer, and to assess the early and the late radiation skin side effects in the same group of patients. We prospectively recruited consecutive breast cancer patients receiving radiation therapy after breast surgery. To evaluate whether early and late side effects of radiotherapy can be predicted by the assay, a study was conducted of the association between the results of in vitro radiosensitivity tests and acute and late adverse radiation effects. METHODS Intrinsic molecular radiosensitivity was measured by using an initial radiation-induced DNA damage assay on lymphocytes obtained from breast cancer patients before radiotherapy. Acute reactions were assessed in 108 of these patients on the last treatment day. Late morbidity was assessed after 7 years of follow-up in some of these patients. The Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) morbidity score system was used for both assessments. RESULTS Radiosensitivity values obtained using the in vitro test showed no relation with the acute or late adverse skin reactions observed. There was no evidence of a relation between acute and late normal tissue reactions assessed in the same patients. A positive relation was found between the treatment volume and both early and late side effects. CONCLUSION After radiation treatment, a number of cells containing major changes can have a long survival and disappear very slowly, becoming a chronic focus of immunological system stimulation. This stimulation can produce, in a stochastic manner, late radiation-related adverse effects of varying severity. Further research is warranted to identify the major determinants of normal tissue radiation response to make it possible to individualize treatments and improve the outcome of radiotherapy in cancer patients.

Tratamento radioterápico adjuvante nos sarcomas de extremidades de alto grau

OBJETIVO: Avaliar as terapias utilizadas em nossa instituição no tratamento dos sarcomas de extremidades de alto grau, mediante análise da sobrevida global do tratamento multidisciplinar. MATERIAIS E MÉTODOS: Estudo retrospectivo com 36 pacientes, no período de 1993 a 2007, em estádios IIb/III, submetidos a radioterapia externa após cirurgia com ou sem reforço de dose com braquiterapia. RESULTADOS: Trinta e seis pacientes foram submetidos a tratamento cirúrgico seguido de radioterapia externa, sendo que quatro pacientes (11%) receberam reforço de dose com braquiterapia e sete pacientes (19%) receberam quimioterapia. A dose mediana de radioterapia foi de 50 Gy (IC95%: 47-53 Gy), sendo realizado reforço de dose em quatro pacientes com braquiterapia, com dose variando de 16,2-35 Gy. A quimioterapia foi indicada em sete pacientes (19%) com margens positivas. Quinze pacientes apresentaram recidiva local e/ou a distância (42%) e todos faleceram. Vinte e um pacientes (58%) encontram-se sem evidência clínica e radiológica de recidiva local e/ou a distância. O seguimento mediano é de 88 meses (IC95%: 74-102). A taxa de sobrevida global para sete anos foi de 80%. CONCLUSÃO: Concluímos que a associação cirurgia + radioterapia apresenta-se como tratamento eficaz e com ótimas respostas e melhora da sobrevida global na possibilidade de associação da braquiterapia.

Sistema computacional para dosimetria de nêutrons e fótons baseado em métodos estocásticos aplicado a radioterapia e radiologia

OBJETIVO: Este artigo mostra um procedimento de conversão de imagens de tomografia computadorizada ou de ressonância magnética em modelo de voxels tridimensional para fim de dosimetria. Este modelo é uma representação personalizada do paciente que pode ser usado na simulação, via código MCNP (Monte Carlo N-Particle), de transporte de partículas nucleares, reproduzindo o processo estocástico de interação de partículas nucleares com os tecidos humanos. MATERIAIS E MÉTODOS: O sistema computacional desenvolvido, denominado SISCODES, é uma ferramenta para planejamento computacional tridimensional de tratamentos radioterápicos ou procedimentos radiológicos. Partindo de imagens tomográficas do paciente, o plano de tratamento é modelado e simulado. São então mostradas as doses absorvidas, por meio de curvas de isodoses superpostas ao modelo. O SISCODES acopla o modelo tridimensional ao código MCNP5, que simula o protocolo de exposição à radiação ionizante. RESULTADOS: O SISCODES vem sendo utilizado no grupo de pesquisa NRI/CNPq na criação de modelos de voxels antropomórficos e antropométricos que são acoplados ao código MCNP para modelar braquiterapias e teleterapias aplicadas a tumores em pulmões, pelve, coluna, cabeça, pescoço, e outros. Os módulos atualmente desenvolvidos no SISCODES são apresentados junto com casos exemplos de planejamento radioterápico. CONCLUSÃO: O SISCODES provê de maneira rápida a criação de modelos de voxels personalizados de qualquer paciente que podem ser usados em simulações por códigos estocásticos tipo MCNP. A combinação da simulação via MCNP com um modelo personalizado do paciente traz grandes melhorias na dosimetria de tratamentos radioterápicos.