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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.59.2011.tde-04042012-115430
Document
Author
Full name
Caroline Czelusniak
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2011
Supervisor
Committee
Almeida, Adelaide de (President)
Bachmann, Luciano
Cruvinel, Paulo Estevão
Title in Portuguese
Caracterização do dosímetro de antraceno para radiação de fótons radioterápica
Keywords in Portuguese
antraceno
cintilação
dosimetria
radioterapia.
Abstract in Portuguese
A dosimetria na radioterapia é realizada periodicamente como parte do controle de qualidade tanto dos equipamentos como dos tratamentos dos pacientes. O dosímetro convencional utilizado para essa finalidade é a câmara de ionização, no entanto, ela pode apresentar limitações quando se necessita de um dosímetro que possua resoluções espacial e temporal altas. Este trabalho tem como objetivo a caracterização do dosímetro de antraceno para radiação de fótons radioterápicos. O antraceno é um cristal orgânico cintilador com vantagens de ser praticamente equivalente à água e tecido mole em feixes radioterápicos e com possibilidade de possuir volume de detecção e tamanho pequenos, para utilizar em radiocirurgia e dosimetria in vivo. Neste trabalho, a caracterização do dosímetro de antraceno foi realizada obtendo-se o sinal de cintilação em função da sua granulosidade média, diâmetro da sua cápsula interna, dose absorvida, taxa de dose absorvida, energia do feixe de radiação e sua resolução espacial, sendo essa última realizada por três métodos diferentes relacionados e equivalentes: (função de espalhamento de borda (FEB), função de espalhamento linear (FEL) e função de transferência de modulação (MTF)). Os feixes de fótons utilizados para as irradiações do cintilador foram os de 60 Co (1,25 MeV), 137 Cs (0,661 MeV) e raios X (energias efetivas de 28,4; 46,5; 48,5; 94,0 e 106,0 keV). A instrumentação utilizada para a detecção do sinal do cintilador foi composta por uma fibra óptica, fotomultiplicadora, fonte de alta tensão, eletrômetro e multímetro. Dos dados obtidos, a contribuição da radiação Cerenkov, produzida na fibra óptica, foi subtraída, e as seguintes características dos sinais resultantes puderam ser inferidas: quanto maior a granulosidade maior o sinal de cintilação detectado; a dependência do sinal com o diâmetro interno da sua cápsula aumenta proporcionalmente com o cubo do diâmetro; dependência linear do sinal com a dose absorvida; independência com a taxa de dose absorvida; dependência linear para baixas energias e independência para altas energia do feixe. Além disso, das resoluções espaciais encontradas pelos três métodos diferentes, aquela calculada pelo método MTF é a que mais se aproximou das dimensões do detector (1,6 mm), tendo sido obtido um valor igual a 1,43+/-0,07 mm. Dos resultados foi possível caracterizar o dosímetro de antraceno de modo que sua utilização em trabalhos futuros seja mais adequada.
Title in English
Anthracene Dosimeter Characterization under Radiotherapic Photons.
Keywords in English
anthracene
dosimetry
radiotherapy.
scintillation
Abstract in English
New radiotherapy techniques such as intensity-modulated radiation therapy and stereotactic radiosurgery have increased the need for dosimeters that can provide measurements in real time with high spatial resolution. Organic scintillation dosimeters are able to measure with accuracy small radiation fields and fields with high gradients, besides having advantages such as water and soft tissue equivalence and the possibility to be used in vivo. Anthracene is an organic scintillator crystal with the highest known scintillation efficiency among organic scintillation materials. The objective of this work is to characterize the antracene as a dosimeter under radiotherapic photons energies, analysing its signal against average granulosity, intern capsule diameter, absorbed dose, absorbed dose rate, photon energy and its spatial resolution; with the last one analysed under three methods (edge spread function, line spread function and modulation transfer function). The photons energies used were 1.25 MeV ( 60 Co), 0.661 MeV ( 137 Cs) and X-rays (effective energies of 28.4; 46.5; 48.5; 94.0 e 106.0 keV). The scintillation detection system consisted of an optical fiber with one end attached to the anthracene capsule and the other to a photomultiplier tube mantained by power supply followed by an electrometer. Once Cerenkov radiation occurs in the optical fiber, it was removed from the total scintillation signal trough the subtraction of the signal, taken irradiating the optical fiber without the anthracene attached to one of its extremity. From results obtained, one can infer that the dosimeter signal increases proportionally with average granulosity and intern capsule diameter. The signal is linearly dependent of absorbed dose, linearly dependent of low photons energies and independent for high photons energies, as well as independent of the absorbed dose rate. From the spatial resolution values obtained it was possible to infer that the one obtained through modulation transfer function, 1.43+/-0.07 mm, was the one that approximated the most to the actual dosimeter physical size (1.6 mm). From the characteristics obtained with this work, we think that future projects involving the anthracene will be carried out more properly.
 
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Publishing Date
2012-05-10
 
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