Hadronterapia: abordagem semiclássica da perda de energia, efeitos da fragmentação nuclear e taxa de reação

• Main Author: Teles, Patricia Rebello
• Other Authors: Hussein, Mahir Saleh
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2006
• Subjects: Espalhamento; Física de partículas; Particle physics; Radioterapia; Radiotherapy; Scattering
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-27112014-081805/

O objetivo primordial da Radioterapia é fornecer ao tumor uma dose de radiação suficientemente alta e uniformemente distribuída, de forma a poupar os tecidos adjacentes saudáveis dos efeitos ela radiação. Alcançar esse objetivo em sua plenitude é muito difícil devido à vários fatores, como por exemplo uma determinação eficiente do volume a ser tratado (através ela aquisição ele imagens tomográficas ela localização elo tumor no corpo) e também a realização eficaz da distribuição da. dose de radiação (que deve ser tridimensionalmente uniforme e alta o suficiente para erradicar a doença). Atualmente, a técnica de intensidade modulada do feixe (IMRT) usada na Radioterapia Convencional desempenha um avanço importante para o tratamento de tumores situados perto de estruturas anatômicas complexas, como é o caso dos tumores de próstata e de cabeça e pescoço. Essa moderna técnica conformacional já é aplicada nos tratamentos de tumores em vários hospitais nacionais, e citamos, como exemplo, o Hospital Sírio e Libanês, em São Paulo. No entanto, em países como os Estados Unidos, a Alemanha e o Japão, a radioterapia com partículas pesadas carregadas, como prótons c íons de carbono, tem sido desenvolvida há vários anos e demonstra sucesso absoluto no tratamento localizado ele tumores devido a deposição de energia característica dos feixes hadrônicos. A Hadronterapia, modalidade de tratamento ainda desconhecida no Brasil, é o objeto desse trabalho. Nele apresentamos a física básica envolvida no fenômeno da perda de energia dos projéteis, revisamos a dedução da conhecida fórmula ele Bethe-Bloch e, utilizando uma aproximação semi-clássica para obtenção da seção de choque da reação, obtemos os efeitos de uma interação nuclear considerada como uma perturbação à interação coulombiana dominante. Aplicamos também o modelo estatístico de Goldhaber para o cálculo dos efeitos da fragmentação nuclear induzida pelo projétil e, partindo de conceitos utilizados em astrofísica., calculamos a taxa de reação para estimar, quantitativamente, a influência da temperatura. na região do tumor neste processo. === The aim of radiation therapy is to deliver the dose as high and as uniform as possible to diseased tissue sparing all the other parts, that is healthy and critical tissues, without causing unwanted and unnecessary side effects for the patient. Difficults to achieve this goal start with the determination of the three­ dimensional volumes of interest and end up in realizing a three-dimensional uniform and maximal as possible, the dose distribution. The technique of intensity-modulated radiotherapy (IMRT) as form of conformation in conventional radiation therapy is a real revolution. On the other hand, the use of therapeutic charged particles, as protons and carbon íons, is the technology of the actual future which is really the challenge in conformation of dose to targets, thanks to energy deposition characteristics of hadronic beams. The aim of this work is to review the basic physics concerning the treatment of localized tumors with charged particles by applying a semi-classical approach to obtain a dispersion in the equation of energy loss, originally derived by Hans Bethe and Felix Bloch. On a second moment we use statistical methods (Goldhaber statistic model) to estimate the energy of fragment after nuclear fragmentation processes and, in addition, we obtain a expression for the nuclear reaction rate to introduce how the temperature on tumor region would affect it.