Avaliação de métodos de cálculo de barreiras de protecão radiológica em instalações de radioterapia externa e braquiterapia

Tese de mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica (Radiações em Diagnóstico e Terapia), apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2012O presente projeto visa a avaliação de métodos de cálculo de barreiras de proteção radiológica em instalações de radioterapia, onde são utilizadas técnicas como a radioterapia conformacional a três-dimensões (3D-CRT), a radioterapia de intensidade modulada (IMRT) e técnicas de braquiterapia de alta taxa de dose (HDR). As metodologias de cálculo analisadas baseiam-se no conceito de TVL (camada deci-redutora) e foram aplicadas a instalações do Serviço de Radioterapia do Hospital de Santa Maria. Neste contexto, para as técnicas de 3D-CRT, os métodos de cálculo descritos na legislação portuguesa em vigor (DL 180/2002), que segue a metodologia da norma alemã DIN-6847 (1977), foram comparados com os métodos propostos pelo documento americano NCRP 151 (2005). Com base na metodologia do NCRP foi também avaliado o impacto em termos de proteção radiológica da técnica de IMRT. Para as técnicas de braquiterapia de HDR, a metodologia utilizada foi baseada no documento IAEA 47 (2006), onde foi estabelecida uma comparação entre as espessuras das barreiras calculadas com os dados referenciados na legislação portuguesa e na legislação do Reino Unido descrita no IAEA 47. Os resultados obtidos para a braquiterapia mostram que as espessuras das barreiras foram subestimadas, quando os cálculos se basearam na legislação portuguesa, o que se deveu ao elevado valor do limite de dose equivalente recomendado pelo DL. O mesmo se verifica para as técnicas de 3D-CRT, particularmente no caso das barreiras secundárias. Algumas razões para a ocorrência destas discrepâncias são os diferentes TVLs recomendados pelos dois documentos e o facto de a DIN considerar, nos cálculos das barreiras secundárias, a radiação de neutrões. Esta situação tornou-se ainda mais crítica para as técnicas de IMRT, pois estas conduzem a um aumento da carga de trabalho da radiação de fuga, que é tida em conta na metodologia do NCRP mas não na do DL.The purpose of this work was to evaluate shielding calculation methodologies applied to vaults where radiation therapy techniques, as three-dimensional conformal radiation therapy (3D-CRT), intensity modulated radiation therapy (IMRT) and high dose rate (HDR) brachytherapy techniques are used. The calculation methods used are based on the TVL (tenth-value layer) concept and were carried out for a radiotherapy bunkers located in the radiotherapy facility of the Santa Maria Hospital. In this context, for 3D-CRT techniques, the calculation methods described by the current Portuguese regulation (DL 180/2002), which follows the methodology of the German standard DIN-6847 (1977), were compared with the methods recommended by American standard NCRP 151 (2005). Following the NCRP method was also evaluated the impact in terms of radiological protection of IMRT technique. For HDR brachytherapy techniques, the methodology used were based on IAEA 47 (2006), where was established a comparison between the barriers thicknesses calculated for input data from DL 180/2002 and UK regulation referred on IAEA 47. The results obtained for brachytherapy showed that the calculated barriers thicknesses were underestimated, when the calculations were based on Portuguese regulation, due to the high value of dose equivalent limit recommended by DL. The same applies to the 3D-CRT techniques, particularly in the case of secondary barriers. Some reasons for these discrepancies are the different TVLs recommended by two standards and the fact that DIN method takes into account the neutron contribution for the secondary barriers calculation. This situation has become even more critical when the methodology is applied for IMRT techniques, because of the contribution of IMRT to increase leakage-radiation workload, which is taken into account in NCRP methodology but not in DL