Desenvolvimento de um dosímetro gama para braquiterapia

Abstract

A braquiterapia é um método radioterapêutico minimamente invasivo, onde são implantadas pequenas "sementes radioactivas" (com o tamanho de um grão de arroz) junto ao tumor ou no seu interior, minimizando assim a interação com os tecidos saudáveis adjacentes. Este tipo de intervenção permite reduzir o desconforto e os efeitos colaterais associados a outras técnicas. Usualmente, a dose absorvida é determinada por um dosímetro. Um dosímetro é um dispositivo capaz de fornecer uma leitura correspondente à dose depositada num volume sensível pela radiação ionizante. Os dosímetros mais básicos são detectores a 1D (1 dimensão) frequentemente baseados em propriedades radioluminescentes (RL), luminescência estimulada opticamente (OSL) e termoluminescentes (TLD). Os dosímetros disponíveis comercialmente são geralmente demasiado volumosos e têm propriedades radiológicas distintas dos tecidos biológicos, implicando o recurso a factores de correcção para correspondência da dose na água/tecido. Os trabalhos desenvolvidos visam avaliar a viabilidade das fibras ópticas cintilantes na medição da dose absorvida, em especial em registos de baixa taxa de dose, como é o caso de algumas modalidades em braquiterapia. Para isso, numa situação de baixo nível de luz é necessário um fotodetector de elevado ganho e capacidade de detecção de fotão único. Nesse sentido, pretende-se avaliar os recentes fotomultiplicadores de estado sólido (SiPM), sendo os MPPCs (Multi-Pixel Photon Counter) um destes fotodíodos de avalanche operando em modo Geiger. Foi desenvolvido um protótipo inicial de um dosímetro com características interessantes. São apresentados os resultados preliminares.

Brachytherapy is a minimally invasive method for radiation therapy, by which small radioactive "seeds" (by the size of a grain of rice) are deployed near the tumor, minimizing the interaction with surrounding healthy tissues and reducing the intervention discomfort and side effects. Dosimeters are usually used for local absorbed dose determination. Some of the most common dosimeters, such as ionization chambers, silicon diodes, LiF (Thermo Luminiscent Dosimeters), film or diamond dosimeters, are usually bulky and have radiological properties distinct from biological tissues, implying correction factors for measured dose correspondence in water/tissue. Usually, the absorbed dose is determined with an dosimeter, which is a device capable of providing a reading corresponding to the dose deposited in the sensitive volume by ionizing radiation. The dosimeters commercially available are generally too bulky and have different radiological properties of biological tissues, implying the use of correction factors to match the dose in water/ tissue. Current work aimed to evaluate the feasibility of scintillating optical fibers in the measurement of absorbed dose, especially in low dose rates, as is the case in some brachytherapy procedures. To quantify the low light level is required a photodetector with high gain single photon detection capability. Accordingly, were evaluated the latest solid-state photomultiplier (SiPM), as the MPPCs (Multi-Pixel Photon Counter) which are avalanche photodiodes operating in Geiger mode. An initial prototype of a dosimeter was developed showing some interesting features. Preliminary results are presented.