Estudo dosimétrico da braquiterapia de Ho-166 em próstata e desenvolvimento experimental correlato

Há, atualmente, a necessidade de aprimorar as técnicas terapêuticas e sugerir novas possibilidades para o tratamento de tumores de próstata, considerando a alta incidência da doença e as significativas taxas de morbidade associadas à cirurgia e a radioterapia. Simulações em braquiterapia produzem informações essenciais da eficiência e eficácia dosimétrica. Este trabalho estudou a dosimetria computacional em braquiterapia utilizando sementes cerâmicas de Ho-166. O desenvolvimento desse projeto foi dividido em dosimetria computacional e desenvolvimento de instrumentação para fins experimentais. Para a braquiterapia experimental foi elaborado um fantoma, denominado Objeto Anatômico Simulador (OAS). Este reproduziu de forma anatômico-equivalente parte da pelve masculina, sendo constituído: estrutura óssea, a próstata e o tecido de preenchimento que foram desenvolvidos em material tecido equivalente (MTE). O OAS apresentou as características antropomórficas e antropométricas necessárias para a experimentação dosimétrica. Também foi elaborado um dispositivo “stepper” denominado de Sistema de Implante de Sementes em Próstata (SISP) e um conjunto de agulhas utilizadas para implante. O SISP opera a sonda de ultrassonografia e as agulhas. O projeto mecânico do SISP envolveu um conjunto de peças independentes que se encaixam. O protótipo do SISP obteve as características essenciais desejadas: capacidade de suporte para a sonda de ultrassom com um movimento longitudinal. Para a dosimetria computacional foram realizadas simulações de distribuições volumétricas de doses absorvidas utilizando duas distribuições espaciais de sementes de Ho-166, em modelo próstata. Foram estudadas alterações nas distribuições de sementes variando espaçamento horizontal entre filetes. Foram obtidas as distribuições espaciais de dose e os histogramas de dose versus volume para cada uma das distribuições de sementes estudadas. Foi possível avaliar uma distribuição adequada para implantes de sementes de Ho-166 na próstata, que demonstrou ser função da atividade da semente injetada. Também foi realizado um estudo dosimétrico computacional comparativo considerando as dosimetrias produzidas em duas condições de implantes: com sementes de Ho166 e de I-125, ambas simulações elaboradas pelo grupo de pesquisa NRI para fins de braquiterapia de próstata. Foi obtida uma atividade inicial por semente maior utilizando sementes de Ho-166 para garantir a mesma dose prescrita. As doses nos órgãos de risco (reto e bexiga) com Ho-166 foram muito abaixo dos valores encontrados para a distribuição de sementes de I-125.There is now a need to improve therapeutic techniques and suggest new possibilities for the treatment of prostate tumors, considering the high incidence of the disease and the significant morbidity rates associated with surgery and radiotherapy. Simulations in brachytherapy produce essential information on dosimetric efficiency and effectiveness, and can compare different radiotherapy techniques. This work studies the experimental and computational dosimetry in brachytherapy using ceramic seeds of Ho-166. The development of this project was divided into experimental and computational dosimetry. To obtain the experimental dosimetry, the physical phantom, denominated Anatomic Object Simulator (OAS) was elaborated. This reproduced anatomically-equivalent part of the male pelvis: the prostate, and the tissue material (MTE) for, which proposes to reproduce the composition of the tissues of the human body and its radiological and echographic response. OAS presented the anthropomorphic and anthropometric characteristics necessary for dosimetric experimentation. A stepper device called the Prostate Seed Implant System (SISP) was also developed. The SISP operates the ultrasound probe and the set of needles used in the implant. The mechanical design of the SISP involved a set of independent pieces that fit together. The prototype of the SISP obtained the essential characteristics desired: support capacity for the ultrasound probe with a longitudinal movement. For the computational dosimetry, we performed simulations of volumetric distributions of absorbed doses using two spatial distributions of Ho-166 seeds, in a prostate model. Changes in seed distributions were studied by varying horizontal spacing between fillets. The spatial dose distributions and dose versus volume histograms were obtained for each of the seed distributions studied. It was possible to evaluate an adequate distribution for implants of Ho-166 seeds in the prostate, which was shown to be a function of the injected seed activity. A comparative computerized dosimetric study was also carried out considering the dosimetry produced in two implant conditions: with Ho-166 and I-125 seeds, both elaborated by the NRI research group for the purpose of prostatic brachytherapy. An initial seed larger activity was obtained for seeds of Ho-166 to guarantee the same prescribed dose in both implants. The doses at the risk organs (rectum and bladder) with Ho-166 were well below the values found for the distribution of I-125 seeds