Aplicações de métodos para validação de materiais radiologicamente equivalentes a tecido humano e à água (2020)
- Authors:
- Autor USP: SIRICO, ANA CAROLINA ALBERNAZ - IF
- Unidade: IF
- Sigla do Departamento: FNC
- DOI: 10.11606/D.43.2020.tde-10022021-122312
- Subjects: FÍSICA MÉDICA; TOMOGRAFIA
- Keywords: ESPECTROMETRIA POR RAIOS X; NÚMERO ATÔMICO EFETIVO; OBJETOS SIMULADORES; TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA; TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA DE DUPLA ENERGIA; COMPUTED TOMOGRAPHY; DUAL ENERGY COMPUTED TOMOGRAPHY; EFFECTIVE ATOMIC NUMBER; PHANTOMS; X-RAY SPECTROMETRY
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Materiais radiologicamente equivalentes ao tecido humano são projetados para replicar os efeitos da radiação eletromagnética dentro de diferentes tecidos humanos, como ossos, pulmões, tecidos moles, músculos e outros. O presente trabalho, teve como objetivo principal estudar métodos para validação de materiais radiologicamente equivalentes ao tecido humano e à água a partir da determinação da densidade mássica e do número atômico efetivo, análise do coeficiente de atenuação mássico a partir de imagens tomográficas convencionais e de dupla energia e análise do coeficiente de atenuação linear a partir da espectrometria por raios X. Ao total, dezessete amostras com base de polipropileno e resina epóxi foram estudadas. Dentre elas estão amostras radiologicamente equivalentes à água, tecido mole e materiais comerciais CIRS BR12 e CIRS 70/30. As amostras estudadas apresentaram diferenças entre 9 e 15% em relação a densidade do material de referência, com exceção das amostras MA8 e MA9 radiologicamente equivalentes ao CIRS BR12 com 1.6% e - 6.9% de diferença, respectivamente. Estes são os únicos materiais produzidos com base de polipropileno e esse resultado pode apontar que o polipropileno é mais indicado para ser utilizado como material-base, além de ser um material reciclável, diferentemente da resina epóxi. Os valores de número atômico efetivo foram determinados a partir do método de Manohara e validados pelo software Auto-Zeff. No intervalo de 60-150 keV os resultados de ambos os métodos são compatíveis com diferenças relativas menores que 12%. Entre 10-150 keV, os materiais radiologicamente equivalentes à água e os materiais TM1, TM3, MA1 e MA8 apresentaram diferenças relativas menores que 23% em relação aos seus materiais de referência.As discrepâncias observadas entre os valores de número atômico efetivo dos materiais produzidos e materiais de referência são sempre positivas. Este resultado estimula correções na metodologia de produção, por exemplo, incluindo-se o cálculo de Zef (E) como um limitante na escolha dos componentes das amostras. A análise computacional do Zef (E) é fácil e rápida, permitindo avaliar a compatibilidade entre as formulações de materiais radiologicamente equivalentes com diferentes tecidos do corpo humano em diferentes intervalos de energia. Como exemplo, os materiais AG3 e MA7 foram compatíveis com: ovário, cristalino, tecido pulmonar, músculo esquelético e testículo com menos de 6% de diferença relativa no intervalo de 1-150 keV. A análise do coeficiente de atenuação mássico dos materiais a partir de imagens de tomografia computadorizada convencional mostra que as amostras AG1, AG2, AG3 e AG5 são compatíveis aos coeficientes de atenuação mássicos previstos pela metodologia de Mariano & Costa. Em relação aos coeficientes mássicos da água obtidos pelo XCOM, estas amostras apresentaram diferenças relativas de 4 a 7%. A análise do coeficiente mássico a partir de imagens de tomografia computadorizada de dupla energia mostram que os materiais AG1, AG2, AG3 e AG5 possuem diferença relativa média menor que 7% em relação ao coeficiente mássico da água. A determinação do coeficiente de atenuação linear a partir da espectrometria é um dos métodos mais confiáveis, porém exige acuidade na geometria do arranjo experimental. Nesta análise, os valores de coeficiente de atenuação linear da amostra AG2 é compatível com a água no intervalo de 40-100 keV com ± 5% de diferença como determinado pelo ICRU Report 44. Para a amostra AG6 o intervalo de compatibilidade é entre 40-80 keV e para a amostra MA8 entre 31-40 keV.Para energias menores que 30 keV e maiores que 100 keV será necessário refinar a metodologia experimental para obter estimativas de coeficiente de atenuação com menor incerteza nesses intervalos. A comparação entre os resultados de coeficiente de atenuação linear a partir da análise por tomografia computadorizada e espectrometria mostram que os valores de coeficiente de atenuação lineares obtidos para os dois métodos são concordantes.
- Imprenta:
- Data da defesa: 15.12.2020
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
- Acessar versão aberta:
-
ABNT
SIRICO, Ana Carolina Albernaz. Aplicações de métodos para validação de materiais radiologicamente equivalentes a tecido humano e à água. 2020. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-10022021-122312/. Acesso em: 07 maio 2026. -
APA
Sirico, A. C. A. (2020). Aplicações de métodos para validação de materiais radiologicamente equivalentes a tecido humano e à água (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-10022021-122312/ -
NLM
Sirico ACA. Aplicações de métodos para validação de materiais radiologicamente equivalentes a tecido humano e à água [Internet]. 2020 ;[citado 2026 maio 07 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-10022021-122312/ -
Vancouver
Sirico ACA. Aplicações de métodos para validação de materiais radiologicamente equivalentes a tecido humano e à água [Internet]. 2020 ;[citado 2026 maio 07 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-10022021-122312/ - Leadership and mentoring in medical physics: The experience of a medical physics international mentoring program
- Panorama of Diagnostic Radiology in Brazil
- Comparative analysis of the transmission properties of tissue equivalent materials
- Determinação das propriedades de atenuação de materiais radiologicamente equivalentes a tecidos humanos utilizando um equipamento DECT
Informações sobre a disponibilidade de versões do artigo em acesso aberto coletadas automaticamente via oaDOI API (Unpaywall).
Por se tratar de integração com serviço externo, podem existir diferentes versões do trabalho (como preprints ou postprints), que podem diferir da versão publicada.
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
