Ferramentas computacionais para construção de um fantoma e otimização de modelos computacionais de exposição em braquiterapia de próstata

Abstract

A braquiterapia é uma modalidade de radioterapia que utiliza radiações ionizantes provenientes de radionuclídeos posicionados próximo, ou em contato, com determinado órgão ou tecido humano patológico a ser tratado. Contudo, esse procedimento pode causar danos em tecidos e órgãos sadios circundantes e, para minimizar esses danos, deve-se realizar um planejamento prévio e eficaz através de avaliações dosimétricas. Uma das formas de realizar avaliações dosimétricas consiste em utilizar Modelos Computacionais de Exposição (MCEs). Estes são compostos, fundamentalmente, por um algoritmo simulador de determinada fonte radioativa, um fantoma computacional e um código Monte Carlo (MC) para realizar o transporte, a interação da radiação com a matéria, bem como avaliar a energia depositada e grandezas de normalização em regiões de interesse. Esse trabalho desenvolveu Ferramentas Computacionais (FCs), tanto para construção de fantomas personalizados a partir de imagens tomográficas de corpos reais, quanto para otimizar MCEs, organizar suas saídas e realizar análise gráfica e numérica dos resultados. Algumas dessas FCs foram utilizadas para desenvolver um fantoma computacional, denominado Alderson Rando Computacional Versão 0 (ARC0), a partir de imagens tomográficas do fantoma físico Alderson Rando (AR), e adicionar, ao ARC0, órgãos inexistentes na versão física (próstata, bexiga e reto) e considerados de interesse para braquiterapia de próstata. A versão do ARC0 que recebeu os órgãos foi nomeada Alderson Rando Computacional Versão 1 (ARC1). Por fim, foram implementadas FCs para desenvolver três MCEs (MSUP_Prostata; MSUP_VOI_Prostata e MSUP_ATV_Prostata) a fim de avaliar e otimizar a distribuição dosimétrica em órgãos e tecidos vizinhos na braquiterapia de próstata. Utilizando esses MCEs, avaliou-se a influência da distribuição espacial das fontes radioativas na próstata, a localização do volume que contém essas fontes e a quantidade utilizada. Os resultados mostraram que as FCs desenvolvidas podem ser utilizadas com eficácia tanto para construção de fantomas personalizados, quanto para auxiliar na otimização de procedimentos de braquiterapia de próstata.