Uso do Método Monte Carlo-PENELOPE na Dosimetria de Irradiação de Sangue.

Abstract

A irradiação de sangue e componentes antes da transfusão é o único método recomendado pelo FDA americano (Food and Drug Administration) para a prevenção da doença enxertocontra-hospedeiro associada à transfusão (TA-GVHD). Essa irradiação pode ser realizada com irradiadores específicos de sangue, porém, na ausência desta metodologia, alternativas como equipamentos de cobaltoterapia e aceleradores lineares, ambos de uso clínico, podem ser utilizados para se irradiar sangue e componentes. O Ministério da Saúde e protocolos de outros países recomendam uma dose mínima de 25 Gy no plano médio do volume de sangue irradiado e estabelecem que a dose em qualquer outro ponto do volume não deve ser superior a 50 Gy. Entretanto, esses protocolos não recomendam nenhuma padronização relacionada ao controle da qualidade desse processo. Este estudo tem como objetivo implementar/aplicar o código MMC-PENELOPE (SALVAT et al., 2008) em procedimentos dosimétricos relacionados à irradiação de sangue considerando-se resultados de estudos experimentais disponibilizados na literatura sobre novas tecnologias associadas ao controle da qualidade da irradiação de sangue através do uso de equipamentos clínicos, cobalto 60 ( ) e acelerador linear (AL) de 10 MV (GÓES et al., 2010). As simulações realizadas neste estudo consideraram a rotação de 2 r.p.m. do vasilhame contendo sangue frente aos campos de radiação originados por um AL de 10 MV e por um equipamento de cobaltoterapia. Uma implementação na condição de término no código PENELOPE foi realizada com o objetivo de representar essa rotação utilizando-se objetos simuladores (OS’s) com as mesmas dimensões e materiais conforme aqueles usados nesse estudo experimental. De acordo com os resultados obtidos através da simulação, observou-se que a dose no plano central do OS variou entre 89 e 100% e entre 73 e 100% para irradiações realizadas com AL e 60Co, respectivamente. Através da comparação dos resultados teóricos obtidos pelo MMC-PENELOPE com aqueles obtidos experimentalmente, observou-se uma diferença de 1% e 10% nas distribuições de doses obtidas através da irradiação com AL e 60Co, respectivamente. Essas diferenças podem ser consideradas pequenas quando comparadas ao intervalo de dose entre 25 e 50 Gy recomendado para se irradiar sangue. Outro estudo teórico foi também realizado para avaliar as consequências dosimétricas da combinação dos materiais ar/sangue presentes no volume do vasilhame irradiado com um irradiador específico de 137Cs. Para as simulações que consideraram o volume do vasilhame preenchido com 50% de material sangue e 50% com material ar, os resultados mostraram que a camada de sangue na interface ar/sangue absorveu 72% da dose preconizada para a prevenção da TA- GVHD. Esse resultado é importante devido o volume associado a essa camada conter linfócitos T viáveis em quantidade suficiente para gerar a TA-GVHD considerando-se o caso em que a dose preconizada for de 25 Gy. De acordo com os resultados obtidos neste estudo, observou-se que o MMC-PENELOPE, através de implementações simples, pode ser aplicado no planejamento dosimétrico associado á irradiação de sangue, necessário para se disponibilizar sangue irradiado de qualidade.

Irradiation of blood and blood components before transfusion is the only method recommended by the American FDA (Food and Drug Administration) for the prevention of transfusion-associated graft-versus-host disease (TA-GVHD). Irradiation of blood can be performed using blood irradiators. However, in the absence of this methodology, alternatives such as cobalt-radiotherapy and linear accelerators, both used in clinical environment, can be used to irradiate blood. Brazilian Health Ministry protocol and European Protocol recommend a minimum dose of 25 Gy in the central plane of the blood volume and establish that the dose must be less than 50 Gy at any another point in the blood volume. However, these protocols do not recommend any method related to the quality control of this process. This study aims to apply/implement the MMC-PENELOPE code in dosimetric procedure associated to irradiation of blood. It was considered by us results from experimental studies, available in the literature, about new technologies in quality control of blood irradiated using clinical equipment. Thus, considering theses studies, simulations were carried out by us in order to represent rotation of phantom in 2 r.p.m. in the irradiation fields generated by a linear accelerator-10 MV (AL) and cobalt therapy equipment ( 60 Co). Implementation of stop conditions in PENELOPE was performed by us in order to represents this rotation using phantoms with the same dimensions and materials as those used in this experimental study. According results obtained by us, it was observed that the dose in the central plane of phantom ranged between 89 and 100% and between 73 and 100% for irradiations accomplished by AL and 60 Co, respectively. Comparing theoretical results obtained by the MMC-PENELOPE with those obtained experimentally, it was observed a difference of 1% and 10% in the distribution of dose obtained by using 60 Co and AL, respectively. These differences may be considered small compared to the range of dose between 25 and 50 Gy recommended to irradiate blood. Another theoretical study was also carried out in order to evaluate the effects in dose distribution due combinations between air / blood stored in the container of a 137 Cs-blood irradiator. The simulations were accomplished considering the container filled with 50% of blood and 50% of air. The results showed that the blood layer at the air / blood interface absorbed 72% of 25 Gy; the dose recommended for the prevention of TA-GVHD. This result is important because the volume associated to this layer contains viable T cells sufficient to generate TA-GVHD. According to the results obtained in this study, it was observed that MMC-PENELOPE may be implemented and applied to the dosimetric planning in procedure associated to irradiation of blood.