UM NOVO MODELO COMPUTACIONAL DE EXPOSIÇÃO PARA SIMULAR A RADIOEMBOLIZAÇÃO USANDO O ÍTRIO 90
DOI:
https://doi.org/10.5540/tcam.2025.026.e01790Palavras-chave:
Modelos Computacionais de Exposição, Emissores Beta, Monte Carlo, EGSnrc, Radioembolização.Resumo
Para avaliar a energia depositada em órgãos e tecidos radiossensíveis do corpo humano é preciso desenvolver modelos computacionais de exposição (MCEs). Um MCE é composto por um fantoma (neologismo da palavra inglesa phantom) antropomórfico em posição matematicamente definida em relação a uma fonte radioativa. A fonte é um algoritmo destinado a produzir o estado inicial da simulação, isto é, o modo como o fantoma começa a ser irradiado. Usando técnicas Monte Carlo (MC) implementadas em robustos códigos disponíveis na comunidade científica, são simuladas as histórias das partículas, de interação em interação, até que suas energias estejam abaixo de um limiar de corte ou elas saiam do fantoma. Este trabalho apresenta um novo MCE chamado MSUPREE onde o fantoma é o MASHSup (Male Adult meSH in a Supine position), desenvolvido no DEN-UFPE, e o código MC é o EGSnrc (EGS = Electron Gamma Shower; nrc = National Research Council Canada). O algoritmo implementado da fonte consiste em um método não paramétrico desenvolvido pelos autores para gerar amostras de elétrons oriundos do decaimento do radionuclídeo ítrio 90 (Y-90), usado em radioembolização, um tratamento de tumores hepáticos. O estado inicial de um elétron é definido, principalmente, pela posição de largada, a direção de voo e a energia inicial. No MSUPREE os sorteios das posições iniciais ocorrem em uma esfera dentro do fígado com centro e raio definidos nos arquivos de entrada do MCE. A partir deste ponto, os elétrons voam no espaço com ângulos polares e azimutais uniformemente sorteados nos seus domínios com energia inicial sorteada na tabela do espectro do Y-90 contida em um arquivo de entrada específico para o MSUPREE. A execução do MSUPREE produziu dados dosimétricos que permitem não apenas concluir que o acoplamento fantoma + fonte + código MC está correto, mas também que os autores, e pesquisadores do tema, dispõem de um novo MCE para dosimetria interna que pode ser aperfeiçoado para outras distribuições espaciais e energéticas de emissores beta.
Referências
BLENDER FOUNDATION, Manual de referência: versão 2.83, Disponível em: https://docs.blender.org/. Acesso em: 01 fev. 2023.
CABRAL MOM, Desenvolvimento de um Modelo Computacional de Exposição para Uso em Avaliações Dosimétricas em Gestantes, Dissertação de Mestrado, Departamento de Energia Nuclear, Universidade Federal de Pernambuco, Recife-PE, Brasil, 2015.
CASSOLA VF, Desenvolvimento de Fantomas Humanos Computacionais Usando Malhas Poligonais em Função da Postura, Massa e Altura, Tese de Doutorado, Departamento de Energia Nuclear, Universidade Federal de Pernambuco, Recife-PE, Brasil, 2011.
FARIAS WAWA, Desenvolvimento de uma Plataforma Computacional para a Geração de Fantomas Antropomórficos e Fontes Emissoras de Elétrons, Dissertação de Mestrado em Tecnologias Energéticas e Nucleares, DEN-UFPE, Recife, Pernambuco, Brasil, 2023.
GDN - Grupo de Dosimetria Numérica. Disponível em <http://dosimetrianumerica.org>. Acesso: Nov. 2023.
ICRP 60, 1990 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, ICRP Publication 60, Ann. ICRP 21 (1-3), 1991.
ICRP 103, The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, ICRP Publication 103, Elsevier Ltd, 2007.
ICRU 57, Conversion Coefficients for Use in Radiological Protection Against External Radiation, International Commission on Radiological Units and Measurements, Bethesda, MD, 1998.
KALOS MH, WHITLOCK PA, Monte Carlo Methods, USA, Wiley-VCH, 1986.
KAWRAKOW I, MAINEGRA-HING E, ROGERS DWO, TESSIER F, WALTERS BRB, The EGSnrc Code System: Monte Carlo Simulation of Electron and Photon Transport, NRCC Report PIRS-701, National Research Council of Canada, Ottawa, 2021.
KRAMER R, KHOURY HJ, VIEIRA JW, KAWRAKOW I, Skeletal Dosimetry for External Exposure to Photons Based on µCT Images of Spongiosa from Different Bone Sites, Phys. Med. Biol., 52, 6697-6716, 2007.
KRAMER R, CASSOLA VF, VIEIRA JW, KHOURY HJ, LIRA CABO, BROWN KR, Skeletal Dosimetry Based on μCT Images of Trabecular Bone: Update and Comparisons, Phys. Med. Biol., 57, 3995-4021, 2012.
SANTORO A, MAHON JR, OLIVEIRA JUCL, MUNDIM FILHO LM, OGURI V, SILVA WLP, Estimativas e Erros em Experimentos de Física, Rio de Janeiro, ed. UFRJ, 2013.
TURNER JE, Atoms, Radiation, and Radiation Protection, 3. ed., USA: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2007.
VIEIRA JW, Construção de um Modelo Computacional de Exposição para Cálculos Dosimétricos Utilizando o Código Monte Carlo EGS4 e Fantomas de Voxels, Tese de Doutorado em Tecnologias Energéticas e Nucleares, DEN-UFPE, Recife, Pernambuco, Brasil, 2004.
VIEIRA JW, LIMA FRA, A Software to Digital Image Processing to Be Used in the Voxel Phantom Development, Cellular and Molecular Biology, 55, 16-22, 2009.
VIEIRA JW, MonteCarlo – Um Software para Uso em Avaliações Dosimétricas das Radiações Ionizantes, Tese para Progressão à Classe Titular do IFPE, Recife, Pernambuco, Brasil, 2017.
VIEIRA JW, ANDRADE PHA, OLIVEIRA ACH, LIMA LF, SILVA MM, LIMA FRA, Uso de Técnicas Monte Carlo para Geração e Polimento de Imagens Ladrilhadas de Ossos Trabeculares, 36º Congresso Nacional de Matemática Aplicada e Computacional, CNMAC, Gramado-RS. Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics, 2016.
VIEIRA JW, ANDRADE PHA, OLIVEIRA ACH, LACERDA IVB, SILVA ANC, SANTANA IE, FARIAS WAWA, SANTOS LCS, CORDEIRO LP, SILVA JVC, LIMA FRA, Uso do Aplicativo DIP para Converter uma Imagem da Curva Espectral Energética de um Radionuclídeo Emissor Beta em um Arquivo de Texto com Dados Tabulados, 42º Congresso Nacional de Matemática Aplicada e Computacional, CNMAC, Bonito-MS, Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics, 2023.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2025 Trends in Computational and Applied Mathematics

Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
Direitos Autorais
Autores de artigos publicados no periódico Trends in Computational and Applied Mathematics mantêm os direitos autorais de seus trabalhos. O periódico utiliza a Atribuição Creative Commons (CC-BY) nos artigos publicados. Os autores concedem ao periódico o direito de primeira publicação.
Propriedade Intelectual e Termos de uso
O conteúdo dos artigos é de responsabilidade exclusiva dos autores. O periódico utiliza a Atribuição Creative Commons (CC-BY) nos artigos publicados. Esta licença permite que os artigos publicados sejam reutilizados sem permissão para qualquer finalidade, desde que o trabalho original seja corretamente citado.
O periódico encoraja os Autores a autoarquivar seus manuscritos aceitos, publicando-os em blogs pessoais, repositórios institucionais e mídias sociais acadêmicas, bem como postando-os em suas mídias sociais pessoais, desde que seja incluída a citação completa à versão do website da revista.