Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10923/10564
Type: masterThesis
Title: Simulações de Monte Carlo para o estudo da dosimetria interna em imagens de medicina nuclear de mulheres grávidas
Author(s): Dartora, Caroline Machado
Advisor: Silva, Ana Maria Marques da
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Graduate Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Issue Date: 2017
Keywords: MEDICINA NUCLEAR
FETO - EXAMES
ENGENHARIA ELÉTRICA
Abstract: A natureza estatística dos processos físicos nos exames de Medicina Nuclear faz com que o uso de métodos de Monte Carlo seja útil para cálculos da energia depositada e da dose absorvida nos órgãos, principalmente para avaliação de risco-benefício. Grávidas são um alvo importante para avaliação risco-benefício devido à exposição do feto à radiação. Exames de Medicina Nuclear podem gerar dose no feto, tanto pela irradiação devido à atividade nos órgãos maternos, como pela atividade que atravessa a placenta e se acumula no feto. Usualmente, os softwares de estimativa de dosimetria interna e os simuladores antropomórficos virtuais são proprietários. O objetivo desta pesquisa é investigar o uso do aplicativo gratuito de simulação de Monte Carlo denominado GATE (Geant4 Application for Emission Tomography), no cálculo da dosimetria interna em exames simulados de Medicina Nuclear em mulheres grávidas. Inicialmente, foi realizada uma avaliação do uso do GATE na construção de mapas de dose com geometrias simples e o comportamento para diferentes configurações dos tipos de fontes no aplicativo para emissores de fóton único (99mTc) e pósitrons (18F). A estimativa de dose no feto foi realizada através da simulação de uma distribuição de [18F]FDG em um simulador virtual gratuito de mulher grávida de 24 semanas, denominada Katja, com distribuição de atividade baseada na literatura. Foi investigado o impacto, na dose fetal total, da captação e esvaziamento da bexiga da mãe, da placenta, da irradiação do feto pelos órgãos maternos e dose gerada devido à atividade captada somente pelo feto. A dose estimada total para um feto de 24 semanas foi de 0,0122 mGy/MBq, estando de acordo com a média dos trabalhos publicados.Obtiveram-se contribuições individuais à dose no feto que não são comumente encontradas na literatura, tais como a dose devido à bexiga (13%) e à placenta (0,53%). Foi analisada a contribuição da atividade captada somente nos órgãos do feto na dose total no feto, que resultou em 3,8%, sendo que 56% correspondem à dose devido aos pósitrons emitidos pela fonte. Conclui-se que o aplicativo GATE gera mapas de dose que podem ser utilizados como um método de estimativa de dose de mulheres grávidas em imagens de Medicina Nuclear, fornecendo informações detalhadas das contribuições individuais da captação nos órgãos da mãe à dose.
The statistical nature of the physical process involved in Nuclear Medicine exams makes the use of Monte Carlo methods an useful tool for deposited energy and absorbed dose calculations on organs, mainly for risk-benefits assessment. Pregnant are important target for risk-benefit assessment, due the fetus exposure to radiation. Nuclear Medicine exams may generate fetus dose, either by irradiation due to maternal organs, or by activity that crosses the placenta and accumulates in fetus. Usually, both internal dosimetry estimation software and virtual anthropomorphic simulators are proprietary. The aim of this research is to investigate the use of GATE (Geant4 Application for Emission Tomography) application of Monte Carlo method on internal dosimetry calculation in simulated Nuclear Medicine image exams in pregnant woman. First, an evaluation of the use of GATE was performed to build dose maps with simple geometries. An evaluation of the radiation interaction behavior with respect to available GATE source types of configuration of single photon (99mTc) and positrons (18F) emitters was also performed. Dose estimation on a fetus was performed by simulation of a [18F] FDG distribution in a virtual 24-week pregnant woman simulator, Katja, with data based on literature. It was evaluated the impact on fetal dose of the mother bladder uptake of , placenta uptake, maternal organs irradiation and dose generated due to the uptake only in the fetus.The total estimated dose for a fetus on 24 weeks was 0.0122 mGy/MBq, in agreement with published data. Several individual dose contributions in the fetus that are not commonly found in the literature, such as the contribution due to the bladder (13%) and placenta (0.53%) were obtained. The contribution in total fetal dose of the activity only in the organs of the fetus was analyzed, resulting in 3.8%, where 56% is due only to positron emitted by the source. In conclusion, GATE generates dose maps that can be used as a method of dose estimation in pregnant women in MN scans, giving detailed information about the individual contributions of maternal organs uptake.
URI: http://hdl.handle.net/10923/10564
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