Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The positron emission tomography (PET), associated with computed tomography (CT) is a
diagnostic technique from nuclear medicine called PET/CT. It is possible to estimate
conversion coefficient for absorbed doses in PET/CT by means of computational
simulations by Monte Carlo method. The main purpose of this work was, using the
MCNPX code, to study the absorbed doses in internal organs of patients due PET/CT
exams. For this, anthropomorphic computational phantoms with more realistic
representation of adult and pediatric patients and their internal structures were employed.
These phantoms were incorporated in scenarios of radiation of two PET/CT equipment, a
Discovery VCT (GE) and Biograph (Siemens). Six different types of positron-emitting
radionuclides are simulated. Variations in morphology due to the gravitational effect were
also considered for the adult phantoms. The second objective was to construct a physical
phantom for the validation of dosimetric irradiation scenarios using optically stimulated
luminescence technique. The collimation and filtration models of beams were
experimentally determined, and later implemented in MCNPX code. Using the computed
tomography dose index (CTDI) quantities the irradiation scenarios have been validated for
the CT. The estimated effective doses in the adult anthropomorphic computational
phantoms due to CT are responsible for 9.0% and 20.2% considering GE and Siemens
PET/CT equipments, respectively. For the 18F-FDG, specifically, these dose coefficients
for absorbed doses showed an increase of 30% compared to values from ICRP 106. In
children, the effective dose due to CT increased by 23.6% when compared to the results of
the literature. Considering the same 18F-FDG, the results showed variations of 0.1%, 8.2%
and 5.2% for 1 year, 5 and 10 years, respectively, compared to the values in ICRP 106. For
children it necessary a special attention to the parameters protocol in PET/CT scans to
ensure minimum effective doses to each age. The physical phantom proved be effective to
validation of computational scenarios, despite limitations in regard to absorbed doses
determination in the source region but also in the amount of available sources (only one). / A tomografia por emissão de pósitrons (PET), associada à tomografia
computadorizada (CT), é uma técnica diagnóstica da medicina nuclear chamada de
PET/CT. É possível estimar coeficientes de conversão para dose absorvida em PET/CT por
meio de simulações computacionais realizadas com o método de Monte Carlo. A proposta
principal deste trabalho foi, utilizando o código MCNPX, estudar as doses absorvidas em
órgãos internos de pacientes em decorrência de exames de PET/CT. Para isso, foram
empregados simuladores antropomórficos computacionais com representação dos órgãos e
estruturas internas realistas de pacientes adultos e pediátricos incorporados em cenários de
radiação de dois equipamentos PET/CT, modelos Discovery VCT (GE) e Biograph
(Siemens). Foram considerados seis diferentes tipos de radionuclídeos emissores de
pósitrons. Variações morfológicas devido ao efeito gravitacional foram também levados
em conta para os simuladores adultos. O segundo objetivo foi construir um objeto
simulador físico para validação dosimétrica dos cenários de irradiação com a técnica de
luminescência opticamente estimulada. Foram determinados experimentalmente modelos
de colimação e filtração dos feixes, implementados posteriormente no código MCNPX.
Utilizando a grandeza índice de dose em tomografia computadorizada os cenários das
irradiações foram validados para o feixe de CT. As doses efetivas estimadas nos
simuladores computacionais antropomórficos adultos devido à CT são responsáveis por
14,2% e 26,3% nos equipamentos GE e Siemens, respectivamente. Devido ao 18F-FDG, os
coeficientes de dose para dose absorvida apresentaram um acréscimo de 30% em relação
aos valores da ICRP 106. Em crianças, as doses efetivas devido ao CT aumentaram em até
23,6%, comparadas a resultados da literatura. Considerando-se o 18F-FDG, os resultados
mostraram variações de 0,1%, 8,2% e 5.2% para simuladores de 1, 5 e 10 anos,
respectivamente, comparados aos valores da ICRP 106. Para as crianças há necessidade de
atenção especial nos protocolos em exames de PET/CT, a fim de garantir valores mínimos
de dose efetivas para cada idade. O objeto simulador físico construído mostrou-se eficaz na
validação dos cenários computacionais, apesar de limitações no que refere à determinação
das doses absorvidas na região fonte, como também na quantidade de regiões fontes
disponíveis (apenas uma).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ri.ufs.br:riufs/5243 |
| Date | 30 March 2016 |
| Creators | Belinato, Walmir |
| Contributors | Souza, Divanizia do Nascimento |
| Publisher | Universidade Federal de Sergipe, Pós-Graduação em Física, UFS, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFS, instname:Universidade Federal de Sergipe, instacron:UFS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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