Radiologia Brasileira - Publicação Científica Oficial do Colégio Brasileiro de Radiologia

^III Professor Adjunto Livre-Docente do Departamento de Medicina, Chefe do Setor de Radioterapia da Unifesp/EPM
^IVProfessora Adjunta, Chefe da Coordenadoria de Física e Higiene das Radiações do Departamento de Diagnóstico por Imagem da Unifesp/EPM
^VProfessor Adjunto, Chefe do Transplante de Medula Óssea do Departamento de Medicina da Unifesp/EPM

Endereço para correspondência

 

 

INTRODUÇÃO

No final do século 19, fatos relevantes para a história das radiações ionizantes ocorreram: a descoberta dos raios X (RX) por Wilhelm Conrad Röntgen, em 1895, a constatação da radioatividade natural presente no urânio por Henry Becquerel, em 1896, seguida da separação do polônio e rádio, em 1898, pelo casal Curie⁽¹⁾. Nessa época de grande empirismo, pesquisadores franceses, ingleses e alemães, usando exposição aleatória de corpo inteiro a radioisótopos ou ampolas de RX, introduziram as bases da atual radiobiologia clínica⁽²⁾.

As técnicas de irradiação de campos amplos ou alagardos foram introduzidas em 1923, para tratamento de diferentes doenças⁽³⁾. Em 1927, Teschendorf relatou resultados favoráveis ao tratamento de doenças malignas, especialmente linfomas, método conhecido como "Teschendorf method"⁽⁴⁾. Heublein, em 1932, utilizou máquina de RX de 185 kVp, 3 mA, com filtro de 2 mm de cobre, para tratar pacientes com dose próxima a 750 R, equivalente à "dose eritema", método que foi denominado "Heublein therapy"^(4,5).

Em relação à técnica da irradiação de corpo inteiro (ICT), também conhecida como forma de tratamento sistêmico, esta remonta do início do século passado, quando não se contava com drogas quimioterápicas efetivas⁽²⁾. O fato de uma dose única de radioterapia da ordem de 3 Gy^(2,4) aplicada em todo corpo ser potencialmente letal e determinar severa depressão medular fez com que esse tipo de tratamento fosse restrito a pacientes terminais como método paliativo. O pequeno sucesso desta modalidade de tratamento, juntamente com o desenvolvimento de drogas quimioterápicas ativas no final da década de 50, diminuíram ainda mais as indicações da técnica de ICT^(2,3). Posteriormente, modificações nos protocolos de ICT, com o uso de doses fracionadas de radiação, foram introduzidas^(6,7). Estas, aliadas ao desenvolvimento de antibióticos potentes e fatores de crescimento da medula óssea, permitiram o uso desta técnica de irradiação com relativo sucesso^(8,9).

Atualmente, uma das principais indicações da ICT é para o condicionamento do transplante de medula óssea (TMO). Estes podem ser singênicos, quando efetuados entre irmãos gêmeos univitelinos, e alogênicos, quando entre irmãos não-gêmeos mas idênticos quanto aos antígenos do complexo maior de histocompatibilidade — sistema HLA. Pode também ser realizado o transplante autólogo, quando a medula do próprio paciente é colhida, tratada ou não in vitro, conforme a doença de base, criopreservada e infundida no paciente. Células hemocitopoéticas jovens também podem ser infundidas por administração de sangue do cordão umbilical⁽²⁾.

A finalidade da ICT é realizar a imunossupressão dos pacientes, promover a citorredução e criar espaço para o desenvolvimento da nova medula transplantada⁽¹⁰⁾. A importância de cada um desses efeitos depende da doença e do tipo de transplante que será realizado. Genericamente, a função imunossupressora da ICT é bastante importante nos transplantes alogênicos, pois é necessário diminuir a rejeição do enxerto, e pouco relevante quando esse não for o problema primordial, como nos transplantes autólogos^(6,7). A ICT faz parte da maioria dos protocolos de condicionamento para os TMO alogênicos^(6-11). A função de destruir as células doentes ou promover a citorredução depende da carga tumoral inicial e do tratamento combinado de quimioterapia e radioterapia usado para o condicionamento do paciente^(8,9). No caso de pacientes portadores de tumores sólidos avançados, em que a carga tumoral é bastante elevada, muitas vezes é indicada a ICT associada à quimioterapia e posterior TMO⁽¹²⁾. Nesse contexto, a citorredução pela ICT é um objetivo importante.

A vantagem da ICT nas doses preconizadas é que o procedimento diminui bastante a rejeição, sem abolir completamente o processo⁽¹²⁾. Na verdade, a doença do enxerto versus hospedeiro, em graus leves, propicia também uma resposta desejada no processo de cura, favorecendo, por exemplo, a destruição de célula leucêmica residual^(13,14).

A dose de radiação necessária para que seja alcançada a eficácia do tratamento em procedimentos com resgate com medula óssea ou com sangue periférico de parentes totalmente HLA compatíveis varia entre 8 e 10 Gy, quando se usa fração única, com baixa taxa de dose (inferior a 5 Gy/min)⁽¹⁵⁾. Nos esquemas hiperfracionados, a dose de 2 Gy é utilizada em duas sessões ao dia, com dose total de 12 Gy, ou 1,2 Gy em três sessões ao dia, com dose total de 13,2 Gy^(8,16). Nos casos em que se utiliza o resgate com medula óssea ou com sangue não totalmente compatíveis por meio do sistema HLA, a dose necessária parece ser superior a 12 Gy^(8,17). Em qualquer das seleções mencionadas, a dose é superior à dose letal para 50% dos indivíduos expostos ou DL50 hematológica, e a sobrevivência do paciente dependerá, em grande parte, do resultado do enxerto⁽¹⁸⁾.

Nos dias de hoje, para a realização da ICT, muitos centros utilizam unidades de ⁶⁰Co com campos alargados de radiação e grandes distâncias de tratamento entre a fonte e o paciente^(3,5,19,20).

Verificou-se que, a 3 m de distância, ocorre uniformidade na intensidade da dose em torno de mais ou menos 5%^(3,20). A ICT realizada em unidades de ⁶⁰Co, numa distância de 3 m, permite que a dose seja máxima à profundidade de 2 mm (região de "build up"), isto é, na região em que ocorre máxima interação da radiação ionizante com o meio, e de 90% da dose medida na profundidade de 0,8 mm^(5,21,22). Outros estudos relatam como região de "build up" a profundidade de 1,5 mm, também à distância de 3 m⁽³⁾. Nas distâncias usuais de tratamento em unidade de ⁶⁰Co com energia média de 1,25 MeV, o "build up" ocorre em 5 mm de profundidade⁽²²⁾.

A homogeneidade da dose é essencial para a técnica de ICT⁽³⁾, e variações das doses absorvidas não devem superar 10%, sob o risco de diminuir a eficácia do tratamento⁽²³⁾. Esta determinação das doses durante o ICT tem sido verificada por meio de dosímetros termoluminescentes (TLD), com erro máximo de ± 5% da dose efetiva^(3,20). Embora uma relação entre a termoluminescência e a exposição aos RX ou raios gama tenha sido observada no início do século passado, a aplicação da termoluminescência na dosimetria das radiações só muito depois foi sugerida, em 1960⁽²⁴⁾.

Randall e Wilkins⁽²⁵⁾ foram os primeiros a desenvolver a teoria matemática para explicar o escape das cargas armadilhadas, tomando como base a distribuição de Maxwell para energias térmicas absorvidas. Essa distribuição representava apenas um único pico de emissão de luz. A partir de 1960, o uso da dosimetria termoluminescente ampliou-se rapidamente, devido às vantagens da técnica e à disponibilidade em escala comercial de tipos variados de fósforos (substância luminescente) e de instrumentação⁽²⁴⁾.

O sulfato de cálcio com disprósio (CaSO₄:Dy) é um cristal que apresenta termoluminescência após irradiação, sendo utilizado como dosímetro. Este material é adequado para detectar pequenas doses de radiação e possui alta sensibilidade. Entre os TLD mais utilizados está o fluoreto de lítio com magnésio ou titânio (LiF:Mg,Ti), cuja sensibilidade, quando comparada ao CaSO₄:Dy para radiação gama, é de 30 a 40 vezes inferior. O sulfato de cálcio nominalmente puro já apresenta emissão termoluminescente, devido a impurezas residuais presentes no cristal, e nessa condição sua resposta é aproximadamente 100 vezes menor que a obtida com o cristal impurificado com disprósio, após ser submetido à mesma dose de radiação^(26,27).

No Brasil, o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares/Comissão Nacional de Energia Nuclear/São Paulo (Ipen/CNEN/SP) produz CaSO₄:Dy (0,1% mol de Dy) pelo método de evaporação, em um sistema selado⁽²⁸⁾. Esses cristais são triturados, compactados com teflon (para obtenção de resistência mecânica adequada) e sintetizados convenientemente, até se tornarem pastilhas dosimétricas de 0,8 mm de espessura e com 6 mm de diâmetro^(26,29,30).

Dessa forma, o objetivo do presente trabalho é determinar as doses de radiação durante a técnica ICT para condicionamento do TMO, avaliar as variações que podem ocorrer devido às diferenças anatômicas, entre as doses teóricas, calculadas e medidas, utilizando-se TLD, e estabelecer correlação entre a região anatômica irradiada (dose medida) e a dose calculada, com a finalidade de verificar se a dose absorvida na região medial prescrita apresenta tolerância inferior a ± 10%.

 

MATERIAIS E MÉTODOS

No presente trabalho foram irradiados nove pacientes de ambos os sexos, portadores de leucemia, para condicionamento de TMO. Considerou-se o tipo de leucemia e a fase da doença, se em segunda remissão ou, em alguns casos, recaída. Procedeu-se à mesma metodologia de irradiação em todos os casos (Figura 1).

 

 

Para a dosimetria foram utilizados 200 TLD de CaSO₄:Dy + teflon, fabricados pelo Ipen/CNEN/SP. As leituras foram realizadas utilizando-se leitora Harshaw, modelo 4000A, do Laboratório de Dosimetria do Departamento de Diagnóstico por Imagem da Universidade Federal de São Paulo (LD/DDI-Unifesp).

Os dosímetros foram individualmente calibrados, e para isto foram inicialmente identificados por números e submetidos a uma pré-dose de radiação de intensidade variável, antes do tratamento térmico necessário para preservação de sua estabilidade, reprodutibilidade, sensibilidade, reutilização e eliminação de resíduos provenientes de irradiações anteriores.

Todas as pastilhas foram submetidas à temperatura de 300 ± 15°C por três horas em forno mufla.

O equipamento utilizado para irradiação das pastilhas TLD e dos pacientes foi uma unidade de ⁶⁰Co da marca CGR, modelo Alcion II, instalada no Setor de Radioterapia da Unifesp, com taxa de dose média de 0,80 Gy/min a 80,5 cm, no campo 10 × 10 cm. Energia média (E) da radiação g do ⁶⁰Co: 1,25 MeV.

As pastilhas TLD foram irradiadas no centro do campo 10 × 10 cm e identificadas como 1 a 200, com grafite bem fino. Foram separadas aleatoriamente em grupos de nove e seladas com plástico fino. Procedeu-se à irradiação das pastilhas, inicialmente no ar, com a dose de 2 Gy, e posteriormente na água, com a finalidade de conhecer sua resposta no meio espalhador. A irradiação foi realizada a 3 m de distância, considerando a variação do "build-up" nessa distância. Tanto na irradiação no ar quanto no simulador de água usou-se um superficializador de dose ou fator de crescimento "build-up" (2 mm), para que a dose fosse máxima no cristal. O processo de preparo e de irradiação das pastilhas foi repetido, por três vezes, para caracterizá-las quanto à reprodutibilidade, precisão de resposta e sensibilidade.

Determinou-se a média dos valores individuais das pastilhas e, em função da dose conhecida, calculou-se o fator de conversão ou fator individual da pastilha, isto é, a sensibilidade individual de cada uma por Gy de radiação para a energia do ⁶⁰Co. Os mesmos procedimentos foram repetidos para as pastilhas irradiadas com dose de 2 Gy, no meio espalhador.

Para a verificação da sensibilidade de cada pastilha, levando em conta o espalhamento, estas foram colocadas sobre um simulador de água (tanque de acrílico) de 30 × 30 × 40 cm. Determinou-se, assim, um fator, devido ao espalhamento para a energia do ⁶⁰Co.

A irradiação dos pacientes selecionados pela equipe de TMO para condicionamento foi realizada após concordância plena por parte dos pacientes. Procedeu-se à irradiação em corpo inteiro, na posição látero-lateral (Figura 2), com o aparelho posicionado de forma a manter a direção da irradiação perpendicular ao paciente. As doses variaram de 2 Gy (uma vez ao dia, dose total de 12 Gy), 2 Gy (duas vezes ao dia, dose total de 12 Gy) e 1,2 Gy (três vezes ao dia, dose total de 13,2 Gy), sempre com a taxa de dose calculada variando no máximo de 0,03 a 0,08 Gy/min.

 

 

Os valores dos parâmetros utilizados no cálculo da dose na linha média dos pacientes foram registrados em uma ficha modelo. Como nesse tipo de tratamento desejamos irradiar o corpo todo, metade da dose é prescrita para cada lado (direito e esquerdo) e o paciente é irradiado em duas etapas seguidas.

Os dosímetros foram agrupados, em número de cinco, e colocados aleatoriamente na região da cabeça, dos ombros, do tórax, do abdome, da pelve, da coxa, da vulva ou dos testículos e das pernas dos pacientes (Figura 3).

 

 

Para o cálculo da taxa de dose, utilizou-se a região do abdome por ser mais homogênea. A taxa de dose foi obtida pelas equações a seguir, considerando o espalhamento e as distâncias corrigidas para as dimensões do paciente e conhecendo-se a relação da dose tecido-ar (RTA), definida pela relação entre as doses na água e no ar.

a) taxa de dose na entrada da pele:

onde: D_ar(S,F) = taxa de dose no ar: campo S, distância F, corrigida pela variação fora do eixo cental (Gy/min); F = distância fonte—plano sagital médio do paciente (cm); S = dimensões do campo de irradiação na distância F (cm × cm); (DLL)_a = diâmetro látero-lateral no abdome (cm); dm = profundidade de equilíbrio eletrônico (0,2 cm para raios-g do ⁶⁰Co à distância de 300 cm); FSP(S_t) = fator espalhamento-pico no tórax e abdome.

b) taxa de dose na saída da pele:

onde: D_ar(S,F) = taxa de dose no ar: campo S, distância F, corrigida pela variação fora do eixo central (Gy/min); F = distância fonte—plano sagital médio do paciente (cm); S = dimensões do campo de irradiação na distância F (cm × cm); (DLL)_a = diâmetro látero-lateral no abdome (cm); dm = profundidade de equilíbrio eletrônico (0,2 cm para raios-g do ⁶⁰Co à distância de 300 cm); RTA_a = relação tecido-ar na região do abdome; S_t = campo quadrado equivalente no tórax e abdome (cm × cm).

c) taxa de dose no plano sagital médio:

Para calcularmos a taxa de dose no plano sagital médio utilizamos a equação:

d) total de dose administrada:

A dose total administrada na profundidade foi calculada pela soma das taxas de dose obtidas nas equações 1 e 2, multiplicada pelo produto do tempo total de aplicação e o número de aplicações realizadas.

No plano sagital, a dose total foi calculada pela soma das taxas de dose incidentes pelos dois lados do paciente (equação 3), multiplicada pelo produto do tempo total aplicação e o número de aplicações realizadas.

Foram repetidas, com a mesma equação utilizada para o abdome, o cálculo da dose na cabeça e no tórax, observando sempre o espalhamento e as distâncias corrigidas para as diferentes dimensões anatômicas do paciente.

Para a análise estatística utilizou-se o teste de Wilcoxon "signed rank sum" (teste de postos com sinais de Wilcoxon).

O teste de postos com sinais de Wilcoxon é aplicado para testar a afirmação de que dois conjuntos de dados dependentes provêm de uma mesma população, e se trata de testes não-paramétricos para dados ordinais, também chamados de livre de distribuição. São usados em situações de distribuição assimétrica, independem da distribuição dos dados nas amostras, e usa a mediana como referência. São construídas "caixas", cuja mediana é representada por uma linha no interior delas. Essas "caixas" representam os valores do intervalo interquartil, que se referem aos valores compreendidos entre o percentil 25 e o percentil 75; dessa forma, 50% dos valores centrais da distribuição encontram-se na média.

 

RESULTADOS

Nossos resultados mostram que em 70% da regiões avaliadas ocorreu variação de dose menor que 5% (Tabela 1) e que em 30% esta variação foi inferior a 10% (Tabela 2), quando comparados os valores medidos com aqueles calculados em cada ponto. Na região da cabeça houve absorção, em média, de 14% da dose administrada, possivelmente em função da calota craniana. Nos pulmões observou-se acréscimo de 2% da dose administrada, levando-se em conta as dimensões dos pulmões já corrigidas para realização dos cálculos.

 

 

 

 

A distribuição das doses medidas com espalhamento e sem espalhamento, levando-se em conta todas as regiões anatômicas de todos os pacientes, está apresentada no Gráfico 1.

 

 

O Gráfico 2 apresenta os resultados das medidas com e sem espalhamento obtidos, comparando os pacientes de porte físico de padrão "normal" com aqueles fora do padrão "normal".

 

 

DISCUSSÃO

A dificuldade da técnica da ICT para TMO, em que são combinados dois tipos de campos de irradiação, ocorre devido à imprecisão de alguns fatores no cálculo da dose absorvida. Entre os últimos, podemos citar a medida da distância em campos laterais, que pode variar de 1 a 2 cm. Doses calculadas para alguns pontos anatômicos podem apresentar uma variação de cerca de 15%, apenas com o erro da reprodução no posicionamento, a cada fração de dose administrada. Esta variação da dose ou imprecisão (soma de erros) pode causar prejuízo no tratamento⁽²⁰⁾.

Os nossos resultados referentes aos seis pacientes considerados dentro do padrão "normal" evidenciaram, em relação aos valores desejados e estabelecidos na terapêutica, variações de doses de 1,93% sem espalhamento e 10,07% com espalhamento. Em relação ao valor calculado, a variação foi de 13,79%. Em média, a dose absorvida apresentou variabilidade de aproximadamente 6%. Este resultado está abaixo do esperado, de acordo com a literatura, que aceita uma não homogeneidade de dose de 10%⁽⁵⁾. Quanto aos três pacientes considerados de padrão fora do "normal", observamos variação máxima de dose de 39,11% a 3 m de distância, calculada na região sagital do paciente, com e sem espalhamento, na entrada e na saída do paciente. Estes dados confirmam a necessidade de confecção de filtros compensadores de dose, próprios para cada região. Conforme indicado na literatura, variações acima de 20% ocorrem quanto maior for o diâmetro látero-lateral^(5,23).

A relevante preocupação quanto à dose verdadeira ocorre devido ao espalhamento produzido pelo feixe de radiação na entrada e na saída do paciente⁽⁵⁾. Deseja-se minimizar o erro de medida em função da região de máxima interação da radiação com os tecidos da região de "build up", a fim de evitar variações de dose na pele do paciente. Existem, na literatura, diferentes técnicas para realização dessas avaliações de dose absorvida⁽²⁰⁾.

No presente trabalho utilizamos os TLD, pois estes apresentam maior eficiência na medição de dose quando comparados com os outros sistemas, possuem menor influência no que se refere a temperatura, taxa dose, alta energia, e constituem instrumentos de medição adequados para dosimetria in vivo⁽⁵⁾. A dose na entrada e saída do feixe foi medida e a porcentagem de erro foi determinada com vários sistemas. Os dosímetros foram posicionados na superfície das diferentes regiões anatômicas dos pacientes. Verificamos a entrada e a saída da dose em cada região e não nos preocupamos com a colocação dos dosímetros em profundidade. Esse procedimento foi baseado na literatura, que refere que para um campo de 150 × 150 cm, à distância de aproximadamente 300 cm, a porcentagem de dose máxima para o ⁶⁰Co ocorre a 2 mm, e a porcentagem de dose que varia da máxima a 90% ocorre a 0,8 mm. A literatura informa também que para o ⁶⁰Co, em campo paralelo oposto com profundidade maior de 25 cm, 90% da dose ocorre a 1 mm e a dose "build up" é considerada como dose absorvida na pele. Em nosso experimento, o cristal (CaSO₄) + plástico protetor e fita de micropore resultam numa espessura de 2 mm. Ela é suficiente para a obtenção de medições de dose nos locais onde foram posicionados os dosímetros e nas condições do aparelho utilizado.

De acordo com a Physics Conference (1988)⁽⁵⁾, para espessuras ou diâmetros látero-laterais acima de 28 cm, doses absorvidas com variações maiores que 24% podem ocorrer nos pulmões. De acordo com nossos dados, encontramos nos pulmões variação máxima de dose medida, em relação à desejada, de 13,54%. Estes resultados estão, portanto, dentro dos valores aceitos. A calibração adequada dos TLD é de grande relevância e optamos por usar calibração individual das pastilhas para as avaliações de dose absorvida, minimizando, dessa forma, os erros intrínsecos à calibração em grupo. Para dosimetria in vivo, os TLD, colocados na pele dos pacientes, são adequados para a verificação da dose mediana e mostram erro menor que 3% quando os resultados são comparados com métodos de equação e de medida⁽²⁰⁾.

Os dados obtidos neste trabalho reforçam a idéia de que o uso da dosimetria termoluminescente para a dosimetria in vivo constitui um método preciso de verificação de dose absorvida e deve ser usada para todos os casos de ICT em confronto com os cálculos teóricos. Devido à estrutura física externa e interna dos pacientes variar amiúde, grandes variações de dose podem ocorrer, o que justifica a confirmação das doses por este método. Na clínica, esta técnica deve ser realizada, no mínimo, em 50% das vezes em que o paciente for submetido à ICT. Havendo condições e colaboração por parte dos pacientes, os dosímetros devem ser também colocados em cavidades internas⁽⁷⁾.

 

CONCLUSÕES

Com base nos resultados obtidos, acreditamos ser lícito que:

1. Para pacientes com diâmetro látero-lateral acima de 34 cm, principalmente em tórax, abdome e bacia, é recomendado o uso de filtros compensadores, com a finalidade de diminuir as doses e obter valores aceitáveis de distribuição dessas doses.

2. Os TLD devem ser calibrados com espalhamento, ou seja, deve-se criar uma superfície simuladora do meio biológico. Nossos resultados mostram que a calibração com espalhamento, em relação à calibração tradicional no ar, aproximou-se mais dos valores reais.

3. Em vista do exposto, existe confiabilidade no tratamento realizado para qualquer seguimento anatômico, e a dose total desejada, durante a ICT, foi obtida e apresentou variação menor que ± 10%.

 

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Endereço para correspondência
Adelmo José Giordani
Universidade Federal de São Paulo/Escola Paulista de Medicina - Radioterapia
Rua Napoleão de Barros, 715, subsolo, Vila Clementino
São Paulo, SP, 04024-002
E-mail: adelmogiordani@ig.com.br

Recebido para publicação em 11/8/2003. Aceito, após revisão, em 23/10/2003

 

 

* Trabalho realizado no Setor de Radioterapia da Universidade Federal de São Paulo/Escola Paulista de Medicina (Unifesp/EPM), São Paulo, SP.