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Document Type: Tese
Title: Modificação das posturas dos simuladores antropomórficos voxel de referência Adult Male (AM) e Adult Female (AF) para cálculo de coeficientes de conversão de dose
Other Titles: Posture modification of the reference anthropomorphic voxel phantom Adult Male (AM) and Adult Female (AF) for dose conversion coefficients calculation
Authors: Galeano, Diego Castanon
Issue Date: 11-Oct-2016
Advisor: Carvalho Júnior, Albérico Blohem de
Resumo : Estabelecer limites à exposição da população a diversas fontes de radiação ionizante é de fundamental importância para prevenir indivíduos, ocupacionalmente expostos e do público, dos seus efeitos deletérios. Em âmbito computacional, é necessário que diferentes cenários de exposição sejam simulados, visando à obtenção dos coeficientes de dose (CCs), que associam grandezas dosimétricas físicas – como dose absorvida, fluência ou kerma no ar – com grandezas limitantes – como equivalente e/ou dose efetiva. Em certas condições de exposição a posição do indivíduo nem sempre é a mesma, e o cenário deve ser descrito da forma mais realística possível. Neste trabalho, os simuladores antropomórficos de referência da publicação nº 110 da ICRP, AM (Adult Male) e AF (Adult Female), tiveram suas posturas modificadas da postura supinada (em pé) para a postura sentada. A mudança de postura foi realizada por meio de uma subrotina escrita no software Visual Monte Carlo (VMC) para rotacionar a região da coxa dos simuladores e posicioná-la entre a região da perna e do tronco. O software ScionImage foi utilizado para reconstruir e suavizar os contornos no joelho e quadril dos simuladores na postura sentada, e com ferramenta auxiliar para visualização 3D dos simuladores foi utilizado o software VolView. Após essa etapa foi utilizado o código de transporte de radiação MCNPX para o cálculo dos coeficientes de conversão (CCs) de dose equivalente e efetiva por fluência de partículas, calculados para seis geometrias de irradiação AP, PA, LLAT, RLAT, ROT e ISO, recomendadas pela ICRP. Os resultados foram comparados entre os simuladores em pé e sentado, para ambos os gêneros, com o objetivo de avaliar as diferenças de espalhamento e absorção da radiação para as diferentes posturas. Os resultados dos CCs mostram diferenças significativas, de até 100 % para dose equivalente dos órgãos situados a região pélvica e 79 % em órgãos com distribuição em todo o corpo como, por exemplo, pele, músculo, nódulos linfáticos medula óssea e trabécula óssea, e uma diferença de 14 % para dose efetiva. Ademais, a fim de realizar um estudo comparativo entre dois tipos de simuladores, foi estimado os CCs de dose equivalente e efetiva dos simuladores híbridos adulto masculino, UFHADM, e feminino, UFHADF, na postura sentada, e comparado com os simuladores AM e AF, também na postura sentada, onde foi observado diferença significativa em energias abaixo de 0,05 MeV. Este estudo demonstrou a viabilidade do uso dos simuladores antropomórficos de referência na postura sentada para representar posturas mais realísticas podendo assim, ser utilizado em estudos na dosimetria médica e ocupacional, bem como a importância de desenvolver simuladores tão realista quanto possíveis para estimativa de dose tão fiéis quanto possíveis em diversos cenários de irradiação.
Abstract: Establish limits to the exposure of the population to various ionizing radiation sources is crucial to prevent occupationally exposed individuals and the public, to their deleterious effects. In computational ambit, it is necessary that different exposure scenarios are simulated in order to obtain the dose coefficients (CCs), which relate physical dosimetric quantities - as absorbed dose, Fluency or Kerma Air - with limiting quantities - as equivalent and / or effective dose. Under certain exposure conditions, the individual's posture is not always the same, and the scenario shall be described as realistic as possible. In this work, the AM (Adult Male) and AF (Adult Female) anthropomorphic reference phantom of ICRP publication n° 110 had their postures modified from supine posture (standing) to sitting posture. The change of posture was performed through of a subroutine written in the Visual Monte Carlo code (VMC) to rotate the thigh region of the phantom and position it between the region of the leg and torso. The ScionImage software was used to reconstruct and smooth the knee and hip contours in a sitting posture phantom, and for 3D visualization of phantom was used VolView software. After this step the MCNPX radiation transport code was used for the calculation of fluence-to-dose conversion coefficients (CCs) to six irradiation geometries: AP, PA, LLAT, RLAT, ROT and ISO, recommended by ICRP. The results were compared between the phantoms in standing and sitting postures, for both sexes, in order to assess differences in scattering and absorption of radiation in different postures. The results show significant differences of up to 100% in the equivalent dose conversion coefficients of organs in the pelvic region, 79 % in organs with distribution in the whole body (such as skin, muscle, lymph nodes, bone marrow and trabecular bone) and a difference of 27% to effective dose conversion coefficients. Moreover in order to conduct a comparative study between two types of simulators, was estimated CCs equivalent and effective dose of adult male hybrid simulators, UFHADM, and female, UFHADF, in a sitting posture, and compared to the AM and AF simulators, also in the sitting posture, where it was observed significant difference in energies below 0.05 MeV. This study demonstrated the feasibility of using anthropomorphic phantoms in the sitting posture to represent more realistic postures and can be used in studies in medical and occupational dosimetry. This study demonstrated the feasibility of using anthropomorphic simulators reference in the seated position to represent more realistic positions can thus be used in studies in medical and occupational dosimetry as well as the importance of developing as realistic simulators as possible to dose estimation as faithful as possible in different irradiation scenarios.
Keywords: Física
Física médica
Método de Monte Carlo
Simulação de Monte Carlo
Dosimetria
Radioproteção
Simulador antropomórfico
Coeficientes de conversão
Coeficiente de conversão de dose
Monte Carlo simulation
Dosimetry
Radiation protection
Anthropomorphic phantom
Dose conversion coefficient
Subject CNPQ: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Language: por
Country: Brasil
Publisher / Institution : Universidade Federal de Sergipe
Institution: UFS
Program Affiliation: Pós-Graduação em Física
Citation: GALEANO, Diego Castanon. Modificação das posturas dos simuladores antropomórficos voxel de referência Adult Male (AM) e Adult Female (AF) para cálculo de coeficientes de conversão de dose. 2016. 154 f. Tese (Pós-Graduação em Física) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2016.
Rights: Acesso Aberto
URI: https://ri.ufs.br/handle/riufs/5274
Appears in Collections:Doutorado em Física

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