Made available in DSpace on 2014-06-12T23:14:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2686_1.pdf: 1662849 bytes, checksum: 23142fd4598edf7118a9f66feffb46c3 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os Modelos Computacionais de Exposição são utilizados para estimar a dose absorvida pelo paciente em uma série de situações, tais como: exames de raios-X para diagnóstico, acidentes e tratamentos médicos. Esses modelos são compostos, fundamentalmente, por um simulador antropomórfico (fantoma), um algoritmo que simule uma fonte radioativa e um código Monte Carlo. O acoplamento de um fantoma de voxels a um código Monte Carlo é um processo complexo e quase sempre resulta na solução de um problema particular dentro de uma das situações citadas anteriormente. A fidelidade dos dados obtidos na simulação está fortemente ligada à adequação desta simulação à situação real. O fantoma é um dos fatores de difícil manipulação pelo pesquisador, pois geralmente são desenvolvidos em decúbito dorsal e apresentam anatomia padrão. Diversas patologias alteram a estrutura dos órgãos ou tecidos do corpo. Para mensurar o quanto essas alterações são significativas, este projeto desenvolveu dois modelos antropomórficos patológicos: uma paciente mastectomizada e um paciente com aumento do volume renal bilateral. Estes dois modelos foram desenvolvidos a partir dos fantomas de voxels Mash (Male Adult meSH) e Fash (Female Adult meSH), e foram acoplados ao código Monte Carlo EGSnrc (Electron Gamma Shower, versão nrc). As ferramentas utilizadas e desenvolvidas nesse trabalho estão implementadas em 3 softwares do GDN/CNPq: o FANTOMAS, o DIP e o FantomaGL (desenvolvido nesse trabalho). Os Modelos Computacionais de exposição desenvolvidos permitem a comparação de dados dosimétricos levando em consideração fantomas patológicos e fantomas saudáveis

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:15:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9084_1.pdf: 2082722 bytes, checksum: 16498a33dff006a2b3ac65bb3600d937 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / A exposição a um campo de radiação pode ser de natureza medica, ambiental, ocupacional ou acidental, mas em todos os casos, o principal objetivo é a determinação da dose absorvida no corpo inteiro ou a distribuição da dose absorvida em órgãos e tecidos específicos. Nos anos recentes, as estimativas de dose absorvida no corpo humano se tornaram mais precisas devido aos avanços da tecnologia moderna nas áreas de instrumentação e desenvolvimento de computadores. Além dos dosímetros e métodos biodosimétricos, existem os modelos computacionais de exposição baseados nos métodos Monte Carlo (MC) para o cálculo da dose absorvida em órgãos e tecidos. Para simular corretamente os processos de transporte da radiação no corpo humano, o código computacional MC pode ser acoplado a um fantoma antropomórfico de voxels, que atualmente pode ser considerado como a melhor representação da natureza do corpo humano para o propósito de determinação da dose absorvida. Neste trabalho, um modelo computacional de exposição foi desenvolvido pelo acoplamento do código Monte Carlo EGS4 ao fantoma de voxels MAX, que foi adequadamente modificado para permitir especialmente a avaliação da dose absorvida em humanos expostos a fontes externas de radiação em situações acidentais. Para adaptar facilmente o modelo de exposição MAX/EGS4 as situações acidentais, uma fonte pontual generalizada foi desenvolvida para ser colocada em posições arbitrárias com respeito ao corpo humano. As propriedades funcionais desta fonte pontual generalizada foram verificadas com um fantoma Alderson-Rando (AR). O fantoma físico AR foi digitalizado por um tomógrafo computadorizado e as imagens segmentadas do fantoma AR virtual foram subseqüentemente conectadas ao código MC EGS4. Os dados das exposições experimentais do fantoma físico AR foram comparados aos resultados obtidos de correspondentes simulações de exposições do fantoma AR virtual com o código MC EGS4. Aplicações do modelo de exposição acidental MAX/EGS4 foram demonstradas neste estudo para dois acidentes radiológicos selecionados que aconteceram em Yanango (Peru) e Nesvizh (Belarus). De acordo com as informações relatadas nos correspondentes relatórios da IAEA (International Atomic Energy Agency), as condições de exposição dos dois acidentes foram simuladas com o modelo de exposição MAX/EGS4, e no caso do acidente em Nesvizh (Belarus) incluiu uma modificação na postura do fantoma MAX. Os resultados mostraram que o modelo de exposição MAX/EGS4 pode ser ajustado corretamente para condições de irradiações específicas, e doses absorvidas em tecidos e órgãos radiossensíveis resultantes de exposições acidentais podem ser determinadas com precisão suficiente, condição crucial para o tratamento médico de indivíduos expostos

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:15:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8635_1.pdf: 1894928 bytes, checksum: 40ee3795d9c5ac34908d1e84d005d489 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / As imagens radiográficas quando digitalizadas podem ser agrupadas em arquivos para gerar um modelo antropomórfico de elementos de volume, chamados fantomas tal como o MAX (Male Adult voXel) e o FAX (Female Adult voXel). Estes fantomas acoplados a um código Monte Carlo, que simula o transporte de radiação na matéria como o EGS4 (Elétron Gama Shower-versão 4), e um algoritmo de uma fonte radioativa constituem um Modelo Computacional de Exposição (MCE). Este modelo além de possuir o código e a fonte radioativa, possui sub-pastas com os fantomas MAX/FAX e um código do usuário (USERCODE). Nas pastas dos fantomas MAX/FAX encontram-se arquivos importantes para execução do MCE, tais como: mspectra.dat, o pegs4.dat,o max/fax.data,o max/fax.bone.data e o expo.input que contém dados operacionais do usuário e construído com a utilização do software FANTOMAS. Na pasta USERCODE foi declarada no arquivo max/fax.code.mor uma matriz, específica para este trabalho, chamada de RADDIGITAL que é preenchida pela transferência, feita pelo software DIP (Digital Image Processing), de valores de energia (em keV) dos arquivos EnergiaPorVoxel.dat oriundos da execução do MCE. A compilação de toda massa de dados (código EGS4, fantomas MAX/FAX com seus arquivos e os arquivos da pasta USERCODE gerou os arquivos Max.for e Fax.for que recompilados e vinculados geraram os arquivos Max.exe e Fax.exe que executam os MCE. A execução dos MCE geraram arquivos externos com informações de energia depositada nos voxels. Com estes arquivos, com o fantoma segmentado e utilizando o software DIP pode-se construir fantomas de saída com base em energia depositada por voxel e com base em valores de dose efetiva. Para se obter nos fantomas baseados na dose efetiva foi criado internamente no software DIP um vetor contendo os fatores de ponderação tecidual à radiação, aqui chamados de wDIP, calculado neste trabalho com base nos dados de radiosenssibilidade da ICRP 60. Desta forma, foram obtidos os fantomas contendo informações das frações de dose efetiva dos órgãos e tecidos radiosenssíveis. Assim foi possível ajustar, por exemplo, a energia máxima para 255 no fantoma de saída, chamados de fantomas sintéticos, para se ter uma distribuição de energia resultando numa distribuição de tons de cinza similar à observada nas radiografias convencionais e nas imagens de 8 bits. Os fantomas sintéticos são uma pilha cujas vistas radiográficas sagitais, coronais e transversais, em qualquer profundidade, foram chamadas de radiografias digitais sintéticas, onde utilizou-se técnicas de realce de imagens digitais no domínio espacial com a utilização do software DIP. A utilidade clínica destes fantomas pode diminuir os erros relacionados com a excessiva repetição de exames radiográficos convencionais e reduzir assim a dose recebida pelos pacientes

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:16:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9562_1.pdf: 4659070 bytes, checksum: 901a1a1d0dd58be7dfa2d3d1196e5881 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fantomas humanos computacionais são ferramentas úteis desenvolvidas para o cálculo de doses absorvidas ou equivalentes em órgãos e tecidos radiosensíveis do corpo humano. O problema é que, a rigor, os resultados só podem ser aplicados a uma pessoa que possui as mesmas anatomia e postura do fantoma, enquanto que para uma pessoa com diferente postura, massa corporal e/ou estatura os valores podem estar errados. Para representar melhor estas diferenças anatômicas, este estudo desenvolveu 40 fantomas humanos adultos utilizando malhas poligonais, quatro fantomas padrões, dois modelos para cada gênero, nas posições em pé e supina; e 36 fantomas antropométricos, dezoito modelos para cada gênero, nas posições em pé e supina, em função dos percentis 10, 50 e 90 de massa e estatura baseados em dados antropométricos de populações caucasianas. Os fantomas foram modelados utilizando referências obtidas em livros de Anatomia e os programas Open Source MakeHuman e Blender que são comumente empregados em computação gráfica. Os valores dos parâmetros antropométricos massa corporal, estatura e outras medidas corporais foram extraídos do programa PeopleSize, um programa conhecido usado na área de ergometria. Os fantomas foram desenvolvidos considerando o índice de massa corporal (body mass index) para um determinado percentil de massa corporal e diferentes estaturas. Foi considerado que para uma dada altura o aumento ou a diminuição da massa corporal reflete principalmente a mudança da massa de tecido adiposo subcutâneo e músculo, ou seja, a massa dos órgãos não foi alterada. O dimensionamento da massa dos órgãos em função da estatura foi baseado em informações extraídas de dados de autópsias. Os cálculos dosimétricos sugerem que para exposições externas especificamente a postura e massa corporal podem influenciar as doses absorvidas nos órgãos de maneira significante. Desta forma, utilizar fantomas com massa e estatura variável na posição em pé ou supina, dependendo do protocolo do exame radiológico, é mais um passo para tornar as simulações das exposições cada vez mais específicas para o paciente no radiodiagnóstico e medicina nuclear

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2638_1.pdf: 2679589 bytes, checksum: 974e8cefad2d337fc1433833c1971a27 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Em radioiodoterapia, os pacientes são submetidos à incorporação da substância radioativa Iodeto de Sódio (NaI), que reage fisiologicamente com metástases, restos de tecido tireoideano e outros órgãos e tecidos do corpo humano. Uma questão complexa é a estimativa da distribuição temporal e espacial da dose absorvida em órgãos e tecidos radiossensíveis dos pacientes submetidos a este tipo de tratamento. Como é praticamente impossível medir de forma direta a dose absorvida em regiões internas do paciente, utiliza-se a dosimetria numérica para tais estimavas. A dosimetria numérica utiliza modelos antropomórficos acoplados a códigos Monte Carlo para simular o transporte da radiação e sua interação com a matéria, bem como avaliar a dose depositada em órgãos e tecidos radiossensíveis. Para realizar estas avaliações de dose é preciso desenvolver algoritmos para simular as fontes radioativas envolvidas no problema. O conjunto formado pelas fontes radioativas, o modelo antropomórfico e o código Monte Carlo é, usualmente, denominado modelo computacional de exposição, onde a palavra exposição está aqui grafada no seu sentido mais geral. A proposta deste trabalho é desenvolver um destes modelos para estimar as frações absorvidas, as frações absorvidas específicas e as razões entre dose equivalente e atividade acumulada do 131I, específico para pacientes submetidos ao tratamento de radioiodoterapia. O modelo antropomórfico usado é o fantoma de voxels FAX (Female Adult VoXel), os algoritmos para simular as fontes radioativas internas são baseados em imagens de varredura de corpo inteiro do paciente e o código Monte Carlo é o EGS4. Os resultados obtidos com o modelo computacional desenvolvido foram comparados com os obtidos com o software MIRDOSE 3 e outros similares publicados. É possível estimar as doses equivalentes nos órgãos e tecidos radiossensíveis dos pacientes usando os coeficientes de conversão aqui desenvolvidos

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2649_1.pdf: 1468078 bytes, checksum: ce4d110c6332d8130a6b30314d29a3d4 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / O objetivo deste trabalho foi avaliar as incertezas e limitações de ambos os métodos de quantificação de imagens, planar e SPECT, e propor correções para melhorar a exatidão na quantificação de atividade baseada no uso de imagens com o propósito de realizar cálculos de dosimetria interna também mais exatos. Neste trabalho, três fantomas que representaram geometrias de diferentes graus de complexidade (esferas, região do miocárdio e região do torso), foram usados para estudar as incertezas e as limitações de cada método com respeito ao tamanho, ao volume, à atividade contida no objeto, à presença de background, entre outras variáveis. O desempenho da quantificação foi avaliado para as imagens realizadas com três importantes radionuclídeos usados na rotina clinica : o 99mTc, o 111In e o 131I. Os resultados mostraram que, apesar do efeito do volume parcial constituir um importante fator para a subestimação da atividade quantificada com as imagens SPECT, a quantificação de atividade realizada com este método apresentou as menores variações dos valores conhecidos de atividade através dos diferentes níveis de background e das diferentes concentrações usadas quando comparados aos valores apresentados pelo método planar. Quando todas as correções são aplicadas à imagem SPECT, a subtração de background passa a ser o fator que causa a maior incerteza na quantificação da atividade e o erro associado a este fator pode ser reduzido realizando-se uma caracterização da sua influência na quantificação da atividade em função do tamanho do objeto. Os resultados sugerem que o uso de imagens SPECT deve ser preferido ao de imagem planar para a quantificação de atividade quando estudos dosimétricos envolvendo pequenos objetos (<11 ml) são realizados, pois fornece resultados mais confiáveis

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:17:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9153_1.pdf: 3416020 bytes, checksum: 0fa3e4f7584eb1eaf27e22d315505687 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Os fantomas MAX06 e FAX06 foram desenvolvidos durante os últimos anos no Departamento de Energia Nuclear da Universidade Federal de Pernambuco. Eles são os primeiros fantomas tomográficos ou fantomas de voxel de adultos que possuem altura e peso, assim como, a massa dos órgãos e tecidos com base nas refêrencias anatômicas publicadas no relatório No. 89 da Comissão Internacional de Proteção Radiológica. Os dois fantomas foram conectados ao código Monte Carlo (MC) EGSnrc, para calcular as doses equivalentes nos órgãos e tecidos para exposições internas e externas relativas a fótons e elétrons. Para permitir a aplicação de outros tipos de radiação, este estudo tem o objetivo de conectar os fantomas FAX06 e MAX06 ao GEANT4, um código de MC que, além de fótons e elétrons, pode transportar outras partículas, como os nêutrons, prótons, íons, etc., através de meios arbitrários, e calcular doses equivalentes nos órgãos e tecidos radiossensíveis para a exposição externa aos fótons. O acoplamento dos fantomas ao GEANT4, para a realização dos cálculos, só foi possível de duas formas: após comprimir o volume de voxels em 97%, utilizando um método desenvolvido durante este estudo, e a classe de parametrização do GEANT4 G4PVParameterisation ; ou utilizando a nova classe de parametrização G4VPNestedParameterisation , para conectar todos os voxels. Exposições para fótons foram simuladas após desenvolver os algoritmos para fontes paralelas unidirecionais e rotacionais e para incidências isotrópicas. A dose equivalente nos órgãos e tecidos assim como a dose efetiva para exposições de fótons externos foram calculadas com os dois fantomas e os códigos MC GEANT4 e EGSnrc. A comparação entre os resultados demonstrou uma boa concordância com a margem definida pela soma dos erros estatísticos, evidenciando que os fantomas foram acoplados corretamente ao código MC GEANT4

Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-12T18:03:49Z No. of bitstreams: 2 DISSERTACAO_VersaoFinal_Alex.pdf: 5202282 bytes, checksum: 412feea4e159e10abed8409d3f2010ee (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T18:03:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTACAO_VersaoFinal_Alex.pdf: 5202282 bytes, checksum: 412feea4e159e10abed8409d3f2010ee (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CNPq / O planejamento radioterápico é o processo de determinar a maneira mais apropriada de irradiar o paciente. Entre as etapas mais importantes do processo de planejamento está a aquisição de imagens do paciente e a avaliação da distribuição de dose. Os sistemas computacionais baseados em métodos Monte Carlo estão se tornando a técnica mais avançada para avaliação de dose, fornecendo resultados mais realísticos. As imagens do paciente são predominantemente obtidas por Tomografia Computadorizada (CT), que fornecem, não só informações relevantes sobre a anatomia, como também permitem obter uma distribuição espacial das densidades e composições químicas dos órgãos e tecidos através de métodos de conversão de números CT. A relação entre número CT e densidade é estabelecida por uma curva de calibração obtida empiricamente a partir de imagens CT de um fantoma físico que possui vários materiais com densidades diferentes. As composições químicas são atribuídas a grupos determinados segmentando-se a escala de números CT. Contudo, estes métodos de conversão de números CT não levam em consideração a qualidade das imagens. Neste trabalho são avaliadas as influências de alguns parâmetros de qualidade de imagem CT (resolução de baixo contraste, exatidão dos números CT e ruído) na distribuição de dose em planejamento radioterápico. Para isso, diversas etapas foram realizadas, entre elas: construção de um fantoma físico; aquisição de um conjunto de imagens CT deste; desenvolvimento de um software em linguagem de programação C#; e simulações Monte Carlo no código GEANT4 de irradiações do fantoma utilizando as suas imagens (após a conversão de números CT) e uma representação computacional do mesmo. Essencialmente, a análise dos resultados foi realizada comparando-se as distribuições de dose resultantes das simulações. Nessas comparações, foram encontrados muitos erros acima dos 5%, limiar estabelecido pela ICRU 24 (1976). Isso resulta da inexatidão na distribuição espacial de densidades e composições químicas e, portanto, a qualidade das imagens CT influencia consideravelmente a distribuição de dose. A conversão para densidade é afetada pelo ruído e pela exatidão de números CT, e a conversão para composição química, pelo ruído e pela amostragem de números CT de objetos com densidades próximas. A resolução de baixo contraste não demonstrou um efeito perceptível.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:17:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9157_1.pdf: 2640822 bytes, checksum: 5196f6de3238ff5559d618fb856ffadc (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Para estimar a dose absorvida pelo paciente em uma série de exames de raios-X diagnóstico, é necessário realizar simulações utilizando um modelo computacional de exposição. Tais modelos são compostos, fundamentalmente, por um simulador antropomórfico (fantoma) e um código Monte Carlo. O acoplamento de um fantoma de voxels a um código Monte Carlo é um processo complexo e quase sempre resulta na solução de um problema particular. Isto significa que é inviável a utilização destas ferramentas computacionais na rotina de clínicas e hospitais que realizam exames de raios-X, porque as simulações com modelo computacional de exposição demandam tempo, conhecimento do código utilizado e diversos ajustes a serem implementados de uma simulação para outra. Neste contexto, foi desenvolvido em C++ a GUI (Graphics User Interface) VoxelDose que cria arquivos de dados com o resultado da simulação de diversos exames e utiliza estes arquivos de dados para fornecer as informações dosimétricas. O arquivo de dados foi construído usando os fantomas de voxels MAX (Male Adult voXel) e FAX (Female Adult voXel), e o código Monte Carlo EGS4 (Electron Gamma Shower, versão 4). O software permite ao usuário criar os arquivos de dados, inserir novos exames, visualizar a região do exame e a posição da fonte, obter coeficientes de conversão e calcular dose. Os resultados dosimétricos e as imagens podem ser salvos ou impressos

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-04T12:50:41Z No. of bitstreams: 2 Tese Viriato Leal Neto.pdf: 9433751 bytes, checksum: 294db75bb53b26527c9ed291ddca51d3 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T12:50:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese Viriato Leal Neto.pdf: 9433751 bytes, checksum: 294db75bb53b26527c9ed291ddca51d3 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / Dados são constantemente produzidos e tratados pelo Grupo de Dosimetria Numérica (GDN), gerando informações importantes para interessados em radiologia. Entre as informações, citam-se: novos algoritmos para fontes radioativas; resultados dosimétricos utilizando diversos modelos computacionais de exposição (MCEs); e softwares para a realização de tarefas computacionais que vão desde a leitura de arquivos ASCII ou binário até a análise e apresentação de resultados gráficos, alfanuméricos e imagens. Neste trabalho é apresentado o Sistema de Informações Dosimétricas (SID). O sistema foi desenvolvido utilizando-se modernas ferramentas computacionais para a criação de aplicativos desktop, web e bancos de dados (BDs). Entre outras tarefas, o SID permite criar arquivos de entrada para simulações Monte Carlo no sistema EGS (Electron Gamma Shower), acessar BDs para obter fantomas de voxels, resultados dosimétricos e protocolos de radiodiagnósticos, bem como um software desktop, desenvolvido para realizar as tarefas computacionais necessárias para obtenção de resultados dosimétricos com os MCEs utilizados pelo GDN. O sistema já se constitui uma importante ferramenta computacional para usuários de informações radiológicas. Anteveem-se várias possibilidades de continuidade deste trabalho, em particular a criação da versão em inglês do sistema, a incorporação das ferramentas atualmente disponível apenas em desktop, adição de mais informações aos atuais BDs e criação de um novo BD para organizar e disponibilizar objetos 3D úteis no desenvolvimento de modelos antropomórficos.