Conforme aborda a seção 2.1.10, os objetos simuladores antropomórficos são estruturas que apresentam forma humana, tanto interna quanto externamente. Os objetos simuladores propostos nesta tese, por outro lado, são chamados de humanóides, por possuírem forma humana externa e serem preenchidos com água. Esta seção trata do método que foi empregado para se avaliarem as semelhanças dosimétricas de um modelo antropomórfico com as de um humanóide.
Foi adquirido um manequim comercial usado como expositor de roupas para se tornar um objeto simulador humanóide. Ele é uma superfície de polietileno, de aproximadamente 4 mm de espessura, moldada na forma masculina adulta com pescoço, tórax, abdome, pelve e parte das pernas. O tamanho adulto masculino foi escolhido por ser relativo ao objeto simulador antropomórfico adquirido com maior freqüência pelas Radioterapias brasileiras.
Apesar de serem encontrados nas lojas do comércio manequins feitos de diversos materiais, há vantagens em empregarem-se os de polietileno, pois eles são bastante leves e confinam água praticamente sem necessitar de ajustes. Além disto, diante de radiações eletromagnéticas com energia da faixa de dezenas de keV a dezenas de MeV, o polietileno apresenta características muito próximas às de tecidos do corpo humano e é considerado um “tecido-equivalente” (KHAN, 2003; COMISSÃO INTERNACIONAL DE UNIDADES E MEDIDAS DE RADIAÇÃO, 1989).
A Tabela 5 a seguir apresenta a densidade e o número atômico efetivo do polietileno, da água e de outros materiais.
Tabela 5: Densidade e número atômico efetivo de alguns materiais.
Material Densidade (g/cm³) No atômico efetivo
Polietileno 0,912-0,968 6,16
Tecido adiposo 0,916 5,92
Água 1,000 7,42
Músculo 1,000 7,42
Osso 1,850 13,80
Fonte: Khan, 2003; Coutinho, Mello e Santa Maria, 2003; Comissão Internacional de Unidades e Medidas de Radiação, 1989.
A água foi escolhida para preencher os manequins porque a constituição do corpo humano possui água em abundância e também porque ela possui características radiológicas semelhantes às dos tecidos musculares (KHAN, 2003; COMISSÃO INTERNACIONAL DE UNIDADES E MEDIDAS DE RADIAÇÃO, 1989).
O objeto simulador antropomórfico utilizado é um Alderson Radiation Therapy Phantom, modelo ART-200X (Radiology Support Devices, Inc., Long Beach, EUA), que é constituído de cabeça, tórax, abdome e pelve. O objeto simulador é fatiado axialmente e pode ser dividido em 36 seções, numeradas de 0 a 35.
Nos dois objetos simuladores foram posicionados dosímetros TLD 100 em pó encapsulados, nas regiões de tireóide, mama, coração, abdome, ovários e testículos. Os TLDs são provenientes do PQRT. A Figura 28 mostra os objetos simuladores e as posições dos dosímetros.
(a) (b)
Figura 28 – Vistas anterior (a) e lateral (b) dos objetos simuladores, com as posições dos TLDs: 1 - tireóide, 2 - mama, 3 - coração, 4 - abdome, 5 - ovários, 6 - testículos. Nas duas ilustrações, o objeto simulador antropomórfico está à direita e o humanóide à esquerda.
Como este trabalho se trata de uma dosimetria efetuada com feixes de fótons de alta energia, para que a radiação incidente produzisse dose absorvida nos TLDs superficiais – de tireóide, mama e testículos – os dosímetros foram cobertos por bólus de gelatina, que é um superficializador de dose usado em radioterapia. Desta forma, a curva de porcentagem de dose absorvida se inicia na superfície do bólus e atinge o seu máximo na região do TLD. O bólus de gelatina foi providenciado pelo serviço de radioterapia onde a dosimetria estava sendo realizada.
1 2 3 4 5 6 1 2 3 1 2 6 4 5 3 4 6 5 1 3 2 4 5 6
A distância dos TLDs de mesma posição anatômica a um isocentro localizado no crânio foi igual para os dois objetos simuladores. Para isto, primeiro as posições dos TLDs foram determinadas no objeto antropomórfico e depois as distâncias foram marcadas no objeto simulador humanóide. Nas posições coração, abdome e ovários foram feitas no objeto humanóide aberturas de aproximadamente 1 cm x 3 cm, para dar passagem aos TLDs internos. A Tabela 6 apresenta estas distâncias, as fatias consecutivas do objeto simulador antropomórfico entre as quais foram colocados os TLDs e também a profundidade de cada TLD nos dois objetos simuladores.
Tabela 6: Para os dois objetos simuladores, as distâncias dos TLDs ao isocentro e a profundidade dos TLDs. Para o objeto simulador antropomórfico, as fatias consecutivas entre as quais foram posicionados os TLDs.
Região
anatômica ao iso (cm) Distância Profundidade (cm) Fatias
Tireóide 15,0 superfície sobre a 10
Mama 30,5 superfície 16 / 17
Coração 30,5 10 16 / 17
Abdome 50,0 10 24 / 25
Ovários 65,5 10 30 / 31
Testículos 78,5 superfície 34 / 35
No objeto simulador humanóide, os TLDs internos, de coração, abdome e ovários, foram sustentados em suas posições por hastes cilíndricas de polimetil- metacrilato (PMMA) (Figura 29), fornecidas pelo PQRT. As hastes são regularmente utilizadas em auditorias postais para sustentar dosímetros por meio da fixação da extremidade de menor diâmetro da cápsula no orifício próprio, escavado na haste.
Figura 29: Um TLD fixado na extremidade de uma haste de PMMA.
O PMMA é um material tecido-equivalente, substituto da água e de tecidos musculares (COMISSÃO INTERNACIONAL DE UNIDADES E MEDIDAS DE RADIA-
ÇÃO, 1989). O estudo de compatibilidade da haste mostrou que a presença dela não interfere nas medidas de dose (VIAMONTE, 2003).
No objeto simulador antropomórfico, os TLDs internos foram fixados entre fatias consecutivas, com fita adesiva e bólus de gelatina, nas posições vistas na Tabela 6. Foi necessário fixá-los desta maneira porque as fatias do modelo ART- 200X são desprovidas de orifícios próprios para a introdução de dosímetros.
Com relação à antropometria, a Tabela 7 apresenta medidas de comprimento tomadas dos objetos simuladores, ao lado de medidas contidas em documento do ICRU (1992) para a população européia. A “altura sentado” é a distância da base da coluna ao topo da cabeça; o “comprimento bi-acromial” é a distância entre as margens superiores externas de um ombro ao outro; o “comprimento bi-ilíaco” é a distância entre a margem superior externa do osso pélvico de um lado ao outro do corpo; o “diâmetro ântero-posterior do peito” vai da parede anterior à posterior do tórax, à altura imediatamente abaixo do ângulo do esterno, durante a fase neutra da respiração; o “diâmetro látero-lateral” é a medida do lado direito ao esquerdo do tórax, imediatamente abaixo das axilas, durante a fase neutra da respiração (COMISSÃO INTERNACIONAL DE UNIDADES E MEDIDAS DE RADIAÇÃO, 1992).
Tabela 7: Medidas de comprimento (cm) para a população masculina européia (COMISSÃO INTERNACIONAL DE UNIDADES E MEDIDAS DE RADIAÇÃO, 1992) e
medidas tomadas dos objetos simuladores humanóide e antropomórfico.
Medidas, em cm Huma-nóide Antropo-mórfico ICRU
Altura sentado
Comprimento bi-acromial Comprimento bi-ilíaco Diâmetro ântero-post. peito Diâmetro látero-lateral 88 40 29 23 30 88 39 31 22 32 89,9±0,8 39,0±0,7 28,2±1,3 22,1±0,8 29,7±0,8
As medidas correspondentes apresentam pequenas diferenças entre si, indicando que elas representam dimensões de corpos antropometricamente muito parecidos.
Como o manequim original não é provido de cabeça, foi usada como meio espalhador a cabeça de outro manequim, que também é constituída de polietileno e foi preenchida com água. Trata-se de uma cabeça feminina adulta, que é apresentada a seguir, na Figura 30.
Figura 30: Cabeça feminina do objeto simulador humanóide.
As medidas craniais tomadas da cabeça feminina e do objeto simulador antropomórfico são ilustradas na Figura 31. As distâncias e suas siglas são: a distância occipital-glabela (DOG), a distância cranial máxima (DCM) perpendicular ao plano sagital mediano, a distância frontal máxima (DFM) sobre a sutura coronal e a distância entre os zigomáticos (DEZ).
(a) (b)
Figura 31: Medidas craniais, nas vistas lateral (a) e superior (b). Fonte: adaptado de ICRU (1992).
A seguir, a Tabela 8 apresenta as medidas tomadas dos objetos simuladores e também as medidas do tamanho masculino adulto europeu, segundo o ICRU (1992).
Tabela 8: Medidas craniais tomadas dos objetos simuladores humanóide e antropomórfico e encontradas no ICRU (1992).
Medidas
(cm) Huma-nóide Antropo-mórfico masc. ICRU,
DOG 17,0 20,0 18,5
DCM 13,0 15,0 14,4
DFM 10,5 11,0 12,1
DEZ 11,5 12,5 13,4
Como a cabeça do objeto simulador humanóide representa um modelo feminino, as suas dimensões são naturalmente menores do que as dimensões
masculinas do ICRU (de 1,4 a 1,9 cm menores). A cabeça do objeto simulador antropomórfico difere das medidas do ICRU para mais – no DOG (1,5 cm) e no DCM (0,6 cm), mas também difere para menos – no DFM (1,1 cm) e no DEZ (0,9 cm).
Para a irradiação dos objetos simuladores, foram programados feixes craniais de incidência anterior, com o isocentro localizado na base do crânio, no ponto medial entre os orifícios acústicos. Foram aplicadas 1500 UM por feixe, com campos quadrados de dimensões 5 cm x 5 cm e 10 cm x 10 cm. As irradiações foram efetuadas em dois aceleradores lineares (ambos fabricados pela Varian Medical Systems, Palo Alto, EUA) – um Clinac 23EX, que emitiu feixes de 6 e 15 MV e um Clinac 2100C, que emitiu feixes de 18 MV. Os objetos simuladores posicionados para a irradiação podem ser vistos na Figura 32.
(a) (b)
Figura 32: Ilustrações dos objetos simuladores humanóide (a) e antropomórfico (b), posicionados para a irradiação.
O posicionamento da cabeça do objeto simulador humanóide foi feito de maneira invertida, com a parte do pescoço oposta ao corpo, porque a soma das porções de pescoço da cabeça e do objeto simulador afasta demasiadamente o crânio do corpo. A sustentação da cabeça dos dois objetos simuladores foi feita com o uso dos apoios cervicais encontrados nas próprias salas de tratamento.
Além da avaliação das doses periféricas correspondentes aos dois objetos simuladores, também foram medidas doses periféricas na ausência deles, conforme ilustra a Figura 33, a seguir. Foram posicionados 5 TLDs sobre a linha longitudinal da mesa de tratamento, que passa pelo raio central do feixe e que divide a mesa ao meio.
Figura 33: Ilustração da mesa de tratamento com os TLDs sobre ela, cobertos por bólus.
Os dosímetros foram posicionados utilizando-se as mesmas distâncias dos pontos anatômicos ao isocentro (vistas mais acima, na Tabela 6). Os TLDs foram cobertos com bólus gelatinoso para prover equilíbrio eletrônico. A mesa foi elevada até a altura em que a distância da sua superfície à fonte chegou a 100 cm. Foram então aplicados feixes de radiação, com as mesmas configurações e nos mesmos aceleradores lineares nos quais os objetos simuladores foram irradiados.
A fim de se ampliar a discussão das doses periféricas com e sem os objetos simuladores, foram efetuadas irradiações com as mesmas configurações empregadas nos aceleradores Varian (Varian Medical Systems, Palo Alto, EUA) em um acelerador linear Oncor Expression (Siemens Corp., Washington DC, EUA). Os feixes utilizados neste acelerador foram de 6 e 15 MV.
3.2 OBJETOS SIMULADORES HUMANÓIDES NA DOSIMETRIA PERIFÉRICA