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Authors
Abstract(s)
A eficácia de um tratamento de radioterapia está intrinsecamente ligada a diversos fatores que permitem que o paciente receba uma dose de maneira segura e precisa. Os dosímetros de radiação são ferramentas cruciais no que diz respeito à garantia de segurança dos pacientes, uma vez que medem, direta ou indiretamente, a energia depositada no corpo dos mesmos, assegurando assim a qualidade do tratamento administrado.
A eficácia de um tratamento de radioterapia está intrinsecamente ligada a diversos fatores que permitem que o paciente receba uma dose de maneira segura e precisa. Os dosímetros de radiação são ferramentas cruciais no que diz respeito à garantia de segurança dos pacientes, uma vez que medem, direta ou indiretamente, a energia depositada no corpo dos mesmos, assegurando assim a qualidade do tratamento administrado. O trabalho realizado incide na execução de medições a um protótipo de detetor capaz de medir dose absorvida em tempo real com resolução submilimétrica, mais concretamente volumes compreendidos entre 1×1×2 mm3 e 0,2×0,2×0,4 mm3. A área sensível do protótipo é composta por 64 fibras óticas plásticas cintilantes justapostas (6400 mm2) que permitem equivalência ao tecido biológico, acopladas a um fotomultiplicador multi-ânodo (Hamamatsu H8500D) e um sistema de aquisição de dados. O objetivo da presente tese é a realização de um conjunto de medições experimentais ao protótipo de detetor de matriz de cintilação para dosimetria de alta resolução, com o intuito de se proceder à equalização e comparação de diferentes módulos de fibras. Assim, e de modo a compreender o sinal medido por cada fibra, optou-se por, primeiramente, realizar um estudo intensivo acerca das fontes de radiação utilizadas, mais concretamente fonte de raio-X e de Estrôncio-90, sendo que para tal se recorreu a diferentes dosímetros e, ainda, a simulações computacionais. Posteriormente, seguiram-se as medições efetuadas com o protótipo, em campo aberto e com recurso a um colimador, utilizando-se 3 módulos de fibras. Em termos de resultados, os conhecimentos das características das fontes de radiação foram fundamentais para determinar diversos fatores de correção a aplicar às medições efetuadas, possibilitando uma melhoria estatística dos resultados obtidos. Ainda, a metodologia adotada demonstrou ser eficaz em condições adversas, principalmente no que se refere à utilização de diferentes campos de radiação.O objetivo da presente tese é a realização de um conjunto de medições experimentais ao protótipo de detetor de matriz de cintilação para dosimetria de alta resolução, com o intuito de se proceder à equalização e comparação de diferentes módulos de fibras. Assim, e de modo a compreender o sinal medido por cada fibra, optou-se por, primeiramente, realizar um estudo intensivo acerca das fontes de radiação utilizadas, mais concretamente fonte de raio-X e de Estrôncio-90, sendo que para tal se recorreu a diferentes dosímetros e, ainda, a simulações computacionais. Posteriormente, seguiram-se as medições efetuadas com o protótipo, em campo aberto e com recurso a um colimador, utilizando-se 3 módulos de fibras.
Em termos de resultados, os conhecimentos das características das fontes de radiação foram fundamentais para determinar diversos fatores de correção a aplicar às medições efetuadas, possibilitando uma melhoria estatística dos resultados obtidos. Ainda, a metodologia adotada demonstrou ser eficaz em condições adversas, principalmente no que se refere à utilização de diferentes campos de radiação.
The effectiveness of a radiotherapy treatment is intrinsically related to several factors that allow the patient to receive a dose safely and precisely. Radiation dosimeters are crucial tools when it comes to safeguarding patient safety, as they measure, directly or indirectly, the energy deposited in the patient's body, ensuring the quality of the treatment administered. This work carried out focuses on carrying out measurements on a prototype detector capable of measuring absorbed dose in real time with submillimetre resolution, more specifically volumes between 1×1×2 mm3 and 0.2×0.2×0.4 mm3. The sensitive area of the prototype is composed by 64 juxtaposed scintillating plastic optical fibers (6400 mm2), which allow equivalence to biological tissue, attached to a multi-anode photomultiplier (Hamamatsu H8500D) and a data acquisition system. The objective of this thesis is to carry out a set of experimental measurements on the prototype scintillation matrix detector for high-resolution dosimetry, with the aim of carrying out the equalization and comparison of different fiber modules. Thus, and in order to understand the signal measured by each fiber, it was decided to, first, carry out an intensive study on the radiation sources used, more specifically the X-ray and Strontium-90 source, and for this purpose we used different dosimeters and computer simulations. Subsequently, measurements were carried out with the prototype, in an open field and using a collimator, using 3 fiber modules. In terms of results, knowledge of the characteristics of radiation sources was fundamental in determining various correction factors to be applied to the measurements carried out, allowing a statistical improvement in the results obtained. Also, the methodology adopted proved to be effective in adverse conditions, especially with regard to the use of different radiation fields.
The effectiveness of a radiotherapy treatment is intrinsically related to several factors that allow the patient to receive a dose safely and precisely. Radiation dosimeters are crucial tools when it comes to safeguarding patient safety, as they measure, directly or indirectly, the energy deposited in the patient's body, ensuring the quality of the treatment administered. This work carried out focuses on carrying out measurements on a prototype detector capable of measuring absorbed dose in real time with submillimetre resolution, more specifically volumes between 1×1×2 mm3 and 0.2×0.2×0.4 mm3. The sensitive area of the prototype is composed by 64 juxtaposed scintillating plastic optical fibers (6400 mm2), which allow equivalence to biological tissue, attached to a multi-anode photomultiplier (Hamamatsu H8500D) and a data acquisition system. The objective of this thesis is to carry out a set of experimental measurements on the prototype scintillation matrix detector for high-resolution dosimetry, with the aim of carrying out the equalization and comparison of different fiber modules. Thus, and in order to understand the signal measured by each fiber, it was decided to, first, carry out an intensive study on the radiation sources used, more specifically the X-ray and Strontium-90 source, and for this purpose we used different dosimeters and computer simulations. Subsequently, measurements were carried out with the prototype, in an open field and using a collimator, using 3 fiber modules. In terms of results, knowledge of the characteristics of radiation sources was fundamental in determining various correction factors to be applied to the measurements carried out, allowing a statistical improvement in the results obtained. Also, the methodology adopted proved to be effective in adverse conditions, especially with regard to the use of different radiation fields.
Description
Trabalho final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Biomédica
Keywords
Dosimetria, Fibras óticas plásticas cintilantes Medições experimentais Fonte de raio-X Fonte de Estrôncio-90 Dosimetry Scintillating plastic optical fibers Experimental measurements X-Ray Source
Citation
Borges, Maria João Pacheco - Testes de feixe a um detetor de matriz de cintilação para dosimetria de alta resolução. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2023. Dissertação de Mestrado