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Mémoire de Maîtrise
DOI
10.11606/D.85.2010.tde-08082011-163428
Document
Auteur
Nom complet
Felipe Massicano
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2010
Directeur
Jury
Yoriyaz, Hélio (Président)
Jackowski, Marcel Parolin
Todo, Alberto Saburo
Titre en portugais
Quantificação de imagens tomográficas para cálculo de dose em diagnose e terapia  em medicina nuclear
Mots-clés en portugais
determinação da composição dos tecidos
dosimetria interna
MCNP5
medicina nuclear
Resumé en portugais
A área da medicina nuclear possui uma crescente vertente em terapia de doenças, particularmente no tratamento de tumores radiosenssíveis. Devido à alta dose utilizada na terapia desses tumores é de extrema importância a quantificação da distribuição da dose, para assim evitar os efeitos deletérios nos tecidos sadios. No Brasil o sistema de dosimetria interna utilizado é o MIRD (Medical Internal Radiation Dose) baseado em um modelo de referência que não possui dados suficientes do paciente para obter uma avaliação detalhada da dose em terapia. Novos sistemas de dosimetria interna utilizam imagens de tomografia computadorizada para obter tanto informações do corpo do paciente, como informações da distribuição da atividade interna do paciente, para assim, com base nessas informações, realizar o cálculo de dose mediante um código de Monte Carlo. Esse tipo de dosimetria é denominado dosimetria personalisada do paciente. No Centro de Engenharia Nuclear do Ipen, está em desenvolvimento uma metodologia em que as informações das imagens tomográficas são inseridas no código de Monte Carlo MCNP5 mediante um software denominado SCMS (Sistema Construtor de Manequins Segmentadores). Assim, a dosimetria pode ser realizada de forma personalizada para cada paciente, obtendo-se a deposição de energia nos órgãos de interesse. O presente trabalho teve por objetivo contribuir para a área de medicina nuclear com o desenvolvimento de parte do sistema mencionado de dosimetria personalizada do paciente para terapia radionuclídica. Para isso foram propostos três objetivos específicos: (1)Desenvolver um software para converter imagens de tomografia computadorizada (CT) em parâmetros do tecido (ρ,ωi); (2) Desenvolver um software para realizar a correção de atenuação em imagens tomográficas de medicina nuclear (SPECT ou PET) para fornecer o mapa de atividade relativa e (3) Preparar os dois softwares anteriores para fornecerem dados de entrada ao SCMS. O software desenvolvido para o primeiro objeto específico foi o Image Converter Computed Tomography (ICCT) que obteve uma boa precisão para determinar a densidade, e em relação à composição dos tecidos, os únicos elementos que obtiveram alta variação foram o carbono e oxigênio. Felizmente, essa variação para a faixa de energia utilizada em terapia radionuclídica não é prejudicial para a distribuição da dose. Uma das vantagens é a alta precisão em relação a cálcio e fósforo que possuem grande influência na distribuição da dose. Para o segundo objetivo foi desenvolvido o Attenuation Corretion PET SPECT (ACPS) que efetua a correção de atenuação em imagens de PET e SPECT mediante o método de Chang de 1a ordem e gera a distribuição da atividade relativa no interior do paciente. Por fim, os dados gerados pelos dois softwares foram formatados para o SCMS.
Titre en anglais
Quantification of tomography images for dose calculation for diagnosis and therapy in nuclear medicine
Mots-clés en anglais
internal dosimetry
MCNP5
nuclear medicine
Resumé en anglais
The nuclear medicine area has an increasing slope in the therapy of diseases, particularly in the treatment of radiosensitive tumors. Due to the high dose levels in radionuclide therapy, it is very important the accurate quantify of the dose distribution to avoid deleterious effects on healthy tissues. In Brazil, the internal dosimetry system used is the MIRD (Medical Internal Radiation Dose) based on a reference model that does not have adequate patient data to obtain a dose accurate assessment in therapy. However, in recent years, internal radionuclide dosimetry evaluates the spatial dose distribuition basead on information obtained from CT and SPECT or PET images together with the using of Monte Carlo codes. Those systems are called patient-specific dosimetry systems. In the Nuclear Engineering Center at IPEN, this methodology is in development. When the CT images are inserted into the Monte Carlo code MCNP5 through of use of a interface software called SCMS the dosimetry can be accomplished using patient-specific data, resulting in a more accurate energy deposition in organs of interest. This work aim to contribute with the development of part of that patient-specific dosimetry for therapy. To achieve this goal we have proposed three specific objectives: (1) Development of a software to convert images from Computed Tomography (CT) in the tissue parameters (ρ, ω(i)); (2) Development of a software to perform attenuation correction in nuclear medicine tomographic images (SPECT or PET) and to provide the map of relative activity and (3) Provide data to the SCMS code by these two softwares. The software developed for the first specific objective was the Image Converter Computed Tomography (ICCT), which obtained a good accuracy to determine the density and the tissue composition; the elements that had high variation were carbon and oxygen. Fortunately, this variation for the energy range used in radionuclide therapy is not detrimental to the dose distribution. A major advantage is the high accuracy obtained to calcium and phosphorus which have great influence on the dose distribution calculation. For the second objective it was developed the Attenuation Corretion SPECT PET (ACPS) software which performs the attenuation correction in PET and SPECT images through of 1a order Chang method and create the relative activity distribution within of patient. Finally, the data generated by the two softwares, was formatted to SCMS which in provides the complete information do the MCNP5 Monte Carlo code for radiation transport simulation for dose distribution estimation.
 
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Date de Publication
2011-08-15
 
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