Repositorio
Institucional

Fuentealba, Melani

Dosimetric Evaluation of the Sensitivity of PAGAT Gel Dosimeters Infused with Clinically Used Gadolinium-Based Contrast Agents

MDPI

GELS

en

This study evaluates the impact of gadolinium-based contrast agents (Omniscan, Dotarem, and Gadovist) on the performance of PAGAT gel dosimeters using spectrophotometric analysis. Dosimeters were infused with gadolinium at concentrations ranging from 0 to 40 mg/mL and irradiated with a 6 MV photon beam over a dose range of 0-15 Gy. Regarding dosimeter behavior, Dotarem exhibited an enhancement in optical density prior to irradiation due to polymerization reactions between the dosimeter and the contrast agent starting at 10 mg/mL, which compromised optical readings above 20 mg/mL. Omniscan consistently showed 37.7% lower sensitivity than standard PAGAT across all concentrations and dose levels. Conversely, Gadovist enhanced sensitivity by up to 50% at 20 mg/mL, with additional gains at higher concentrations, although accompanied by saturation at lower dose levels. Radiological analysis showed that all tested concentrations maintained mass energy-absorption coefficient differences below 1% and water-equivalence in effective atomic number within 5% at 6 MV. These findings underscore the importance of selecting an appropriate contrast agent to enhance gel dosimeter sensitivity, particularly in low-dose regions where measurement uncertainty increases. Additionally, gadolinium-infused PAGAT gels show strong potential for assessing dose enhancement phenomena. Their sensitivity, threshold behavior, and radiological properties suggest they may be suitable for applications in dose enhancement dosimetry as well as conventional clinical settings.Este estudio evalúa el impacto de los agentes de contraste a base de gadolinio (Omniscan, Dotarem y Gadovist) en el rendimiento de los dosímetros de gel PAGAT mediante análisis espectrofotométrico. Los dosímetros se impregnaron con gadolinio en concentraciones de 0 a 40 mg/mL y se irradiaron con un haz de fotones de 6 MV en un rango de dosis de 0 a 15 Gy. En cuanto al comportamiento del dosímetro, Dotarem mostró un aumento en la densidad óptica antes de la irradiación debido a reacciones de polimerización entre el dosímetro y el agente de contraste a partir de 10 mg/mL, lo que comprometió las lecturas ópticas por encima de 20 mg/mL. Omniscan mostró consistentemente una sensibilidad un 37,7 % menor que el PAGAT estándar en todas las concentraciones y niveles de dosis. Por el contrario, Gadovist aumentó la sensibilidad hasta en un 50 % a 20 mg/mL, con ganancias adicionales a concentraciones más altas, aunque acompañadas de saturación a niveles de dosis más bajos. El análisis radiológico demostró que todas las concentraciones evaluadas mantuvieron diferencias en el coeficiente de absorción de energía másica inferiores al 1 % y una equivalencia de agua en el número atómico efectivo dentro del 5 % a 6 MV. Estos hallazgos resaltan la importancia de seleccionar un agente de contraste adecuado para mejorar la sensibilidad del dosímetro de gel, especialmente en regiones de baja dosis donde aumenta la incertidumbre de la medición. Además, los geles PAGAT con gadolinio muestran un gran potencial para evaluar fenómenos de aumento de dosis. Su sensibilidad, comportamiento umbral y propiedades radiológicas sugieren que pueden ser adecuados para aplicaciones en dosimetría de aumento de dosis, así como en entornos clínicos convencionales.

artículo original

gel dosimetry

PAGAT

Gd contrast agent

10.3390/gels11060416

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RADIATION-DOSE DISTRIBUTIONS

POLYMER GEL

ENHANCEMENT

NMR

DEPENDENCE

WATER

RADIATION-DOSE DISTRIBUTIONS

POLYMER GEL

ENHANCEMENT

NMR

DEPENDENCE

WATER

Física Nuclear

Ingeniería Médica

Radiología, Medicina Nuclear y de Imágenes

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dorada

verde

acceso abierto

acceso abierto

WOS:001514900700001

Dosimetric Evaluation of the Sensitivity of PAGAT Gel Dosimeters Infused with Clinically Used Gadolinium-Based Contrast Agents

artículo original

MDPI

GELS

Polymer Science

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