Simulação e validação de perfis de dose e seu uso para estimativa de grandezas dosimétricas para tomografia computadorizada

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Gonzales, Alejandro Heyner Lopez
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: CT dose descriptors; CT helical scan mode; descritores de dose de TC; dose profiles; MC modelling; modelagem de MC; modo de varredura helicoidal de TC; perfis de dose
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-28012020-134041/

A tomografia computadorizada (TC) tornou-se uma técnica de imagem médica de referência, com um número de procedimentos crescendo ao longo dos anos devido principalmente à rápida evolução da tecnologia CT. Como um procedimento de TC implica a dose entregue ao paciente, é uma preocupação rastrear a emissão de radiação por um dispositivo de TC. Esforços visando preencher a lacuna sobre a capacidade da metodologia tradicional do Índice de Dose por Tomografia Computadorizada (CTDI) para estimar as características de emissão de radiação de um dispositivo de TC atual foram realizados. Uma abordagem analítica sobre a descrição da distribuição da dose em simuladores cilíndricos submetidos a procedimentos de CT clínicos foi desenvolvida. Essa abordagem analítica ajuda a entender melhor os processos físicos que governam a deposição de doses em um simulador cilíndrico. A abordagem analítica prediz com precisão suficiente o perfil de dose e o perfil de dose acumulado a partir de uma única e múltipla tomografia computadorizada, respectivamente, ao longo dos eixos central e periférico de um simulador cilíndrico. Além disso, a partir dos perfis de dose única ou múltipla, é possível derivar descritores de dose mais precisos para os exames de TC atuais do que a métrica tradicional CTDI100. Neste trabalho, uma modelagem de Monte Carlo (MC) do modo de CT helicoidal foi realizada com o objetivo de calcular perfis de dose acumulados. As características de emissão de radiação dos scanners CT com detector múltiplo (MDCT), GE Discovery CT750HD e GE Lightspeed Ultra foram modeladas e usadas para avaliar a deposição de dose em phantoms cilíndricos de PMMA de 16 e 32 cm de diâmetro. Para modelar o procedimento helicoidal e o transporte de radiação de fótons e elétrons no material do simulador, foi utilizado o pacote PENELOPE/penEasy. A auto-atenuação do alvo, o ângulo do ponto focal e a geometria do feixe são incorporados. Foram escolhidos um protocolo helicoidal de corpo com valores de pitch de 0,516, 0,984 e 1,375, largura nominal do feixe, nT=40 mm, e um protocolo helicoidal da cabeça com valores de pitch de 0,531, 0,969 e 1,375 e largura nominal do feixe nT=20 mm para serem modelados utilizando espectros de raios X correspondentes a 80, 100, 120 e 140 kV. Os perfis de dose experimentais foram medidos usando dosímetros de Luminescência Opticamente Estimulada (OSL) na forma de fitas. Além disso, os valores experimentais do CTDI100 foram usados para calibrar os perfis acumulativos simulados. A correspondência dos perfis de dose simulados com os dados de referência mostra a modelagem correta da auto atenuação do alvo e do transporte de radiação no material do phantom refletidos nas caudas dos perfis de dose. A partir dos perfis de dose cumulativa calibrada, foram derivadas métricas que descrevem as características da dose de TC, como Integral linear da dose (DLI), Dose de equilíbrio (Deq), produto de Dose de equilíbrio e pitch (pxDeq), função de equilíbrio (H(L)) e Varredura de equilíbrio (Leq). São obtidos dados abrangentes para as métricas mencionadas acima. Leq concorda com os dados da literatura ao longo do eixo central. A eficiência do CTDI100 para avaliar o produto pxDeq foi de 80,8% e 87,8% para o phantom de cabeça e 56,5% e 86,2% para o phantom de corpo ao longo dos eixos central e periférico para 120 kV.