Algumas das irradiações a que o homem é submetido podem ser modeladas por um fantoma de voxels acoplado a um código Monte Carlo (MC) que simule o transporte da radiação pelos órgãos e tecidos do fantoma, a interação desta com os átomos constituintes do meio e a avaliação da energia depositada em regiões de interesse. Fantomas de voxels são objetos do trabalho de diversos pesquisadores e, atualmente, há modelos disponíveis para crianças, adolescentes e adultos dos dois gêneros. Há fantomas baseados em dados anatômicos e fisiológicos sugeridos pela ICRP bem como para pessoas fora destes padrões. Os códigos MC utilizados são muito bem referenciados, atualizados a cada nova versão e, portanto, confiáveis para utilização em pesquisa de dosimetria numérica. Em alguns códigos, como o EGSnrc, o pesquisador precisa, adicionalmente, desenvolver algoritmos para simular a fonte radioativa usada no seu modelo computaci- ARTIGO DE REVISÃO
ObjectiveThis article presents a way to obtain estimates of dose in patients submitted to radiotherapy with basis on the analysis of regions of interest on nuclear medicine images.Materials and MethodsA software called DoRadIo (Dosimetria das Radiações Ionizantes [Ionizing Radiation Dosimetry]) was developed to receive information about source organs and target organs, generating graphical and numerical results. The nuclear medicine images utilized in the present study were obtained from catalogs provided by medical physicists. The simulations were performed with computational exposure models consisting of voxel phantoms coupled with the Monte Carlo EGSnrc code. The software was developed with the Microsoft Visual Studio 2010 Service Pack and the project template Windows Presentation Foundation for C# programming language.ResultsWith the mentioned tools, the authors obtained the file for optimization of Monte Carlo simulations using the EGSnrc; organization and compaction of dosimetry results with all radioactive sources; selection of regions of interest; evaluation of grayscale intensity in regions of interest; the file of weighted sources; and, finally, all the charts and numerical results.ConclusionThe user interface may be adapted for use in clinical nuclear medicine as a computer-aided tool to estimate the administered activity.
Nos atuais modelos computacionais de exposição (MCEs) desenvolvidos pelo GDN (estudantes e pesquisadores pertencentes ao Grupo de Pesquisa em Dosimetria Numérica e/ou ao Grupo de Pesquisa em Dosimetria Computacional e Sistemas Embarcados, ambos cadastrados no CNPq), um simulador do corpo humano (fantoma) é acoplado ao código Monte Carlo (MC) EGSnrc para avaliações dosimétricas (dose absorvida = energia depositada/massa). Estes MCEs precisam de um algoritmo simulador da fonte emissora de radiação. Este trabalho apresenta um algoritmo MC não paramétrico de uma fonte radioativa planar, isotrópica por rotação, dependente da variável radial, da função de distribuição acumulada (FDA) do problema e do modo como o plano é definido. No algoritmo supõe-se que o fantoma está em pé no centro de um círculo de onde emergem fótons com diversas energias. Técnicas MC foram usadas para amostrar um ponto (r, θ) de partida de um dado fóton no círculo. A variável angular θ pode ser amostrada usando a FDA uniforme. O problema principal consiste em amostrar a variável r de forma que o fóton atinja uma superfície cilíndrica envolvendo o fantoma. Na abordagem apresentada neste artigo, investigou-se a influência do tamanho máximo do raio do círculo (r max) e do tamanho do intervalo em que ele foi dividido (Δr) nos resultados dosimétricos obtidos usando o MCE MSTA (Mash STAnding). Este MCE, disponível na página do DEN-UFPE, é composto por um fantoma adulto masculino em posição ortostáticao MASHacoplado ao EGSnrc. As implementações necessárias foram adicionadas ao software MonteCarlo, desenvolvido pelos autores e atualizado a cada novo trabalho do GDN. Os resultados aqui apresentados e comentados estabelecem um novo algoritmo para uma fonte radioativa planar, que pode ser útil em problemas envolvendo a radiação natural da Terra ou em acidentes em clínicas radiológicas.
The level of natural radiation in some regions of Brazil, and the world, have become high. One of the places that have these high levels are underground mines. At these locations, the radiation may come from the ground, the walls, and the environment in the form of gases. The Group of Numerical Dosimetry (GDN), already developed, and utilizes various of Computational Models Exposure (MCE) to simulate situations where people are exposed to ionizing radiation. In one study, the GDN utilized the MCEs to to simulate the soil contamination by natural elements. This work aims to continue the study of contamination by natural elements, taking into account the energy interval range of gaseous natural elements. For this, the algorithm developed by GDN in 2004, was upgraded to simulate the irradiation of a person in the standing position, where its craniocaudal axis coincides with the axis of a cylinder circumscribing the body, where they emerge, isotropically, photons This update was done in the model MSTA (Mash Standard) To describe this situation we used a MCE composed of the font algorithm described by Vieira the phantom MASH and the MC code EGSnrc The simulation results were organized in formats absorbed dose / air Kerma. These data may be used for other situations where the user that knows the energies, and their abundances, can interpolate the data to obtain new results without the need to conduct new simulations.
Palavras-chave: Modelo computacional de exposição, fonte radioativa planar, métodos Monte Carlo não paramétricos. AbstractIn exposure computational models (ECMs) of DEN/UFPE an anthropomorphic phantom is coupled to EGSnrc Monte Carlo (MC) Code to perform dosimetric estimates. The models also need a simulator of the emission source of ionizing radiation. This paper presents a nonparametric MC algorithm of a plane source of radiation, isotropic for rotation, dependent on the radial variable and the cumulative distribution function (CDF) of the problem, known but not invertible. The algorithm chooses the N values of the variable radial and calculates the corresponding values of the probability density function (PDF) and FDA of the problem. It is supposed that, if the CDF values were discrete, they correspond to radius frequencies (RF) in consecutive intervals of the domain. Using a random number generator (RNG) uniform normalized in [0, 1), the MC technique of generalized inversion, and linear interpolation it was possible to obtain samples of r. For dosimetric comparisons, MSTA (Mash STAnding = MASH phantom + EGSnrc + algorithm based on exponential PDF) ECM was reused and MSTA_RF ECM was built. The implementations were added to the MonteCarlo software, developed by the authors and updated whenever necessary. The results presented and commented establish a new algorithm for a plane source of radiation.Key-words: Exposure computational models, plane sources of radiation, nonparametric Monte Carlo methods.
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