Desenvolvimento de um modelo computacional para cálculos de dose absorvida em órgãos e tecidos do corpo humano nas situações de exposições acidentais

Abstract

A exposição a um campo de radiação pode ser de natureza medica, ambiental, ocupacional ou acidental, mas em todos os casos, o principal objetivo é a determinação da dose absorvida no corpo inteiro ou a distribuição da dose absorvida em órgãos e tecidos específicos. Nos anos recentes, as estimativas de dose absorvida no corpo humano se tornaram mais precisas devido aos avanços da tecnologia moderna nas áreas de instrumentação e desenvolvimento de computadores. Além dos dosímetros e métodos biodosimétricos, existem os modelos computacionais de exposição baseados nos métodos Monte Carlo (MC) para o cálculo da dose absorvida em órgãos e tecidos. Para simular corretamente os processos de transporte da radiação no corpo humano, o código computacional MC pode ser acoplado a um fantoma antropomórfico de voxels, que atualmente pode ser considerado como a melhor representação da natureza do corpo humano para o propósito de determinação da dose absorvida. Neste trabalho, um modelo computacional de exposição foi desenvolvido pelo acoplamento do código Monte Carlo EGS4 ao fantoma de voxels MAX, que foi adequadamente modificado para permitir especialmente a avaliação da dose absorvida em humanos expostos a fontes externas de radiação em situações acidentais. Para adaptar facilmente o modelo de exposição MAX/EGS4 as situações acidentais, uma fonte pontual generalizada foi desenvolvida para ser colocada em posições arbitrárias com respeito ao corpo humano. As propriedades funcionais desta fonte pontual generalizada foram verificadas com um fantoma Alderson-Rando (AR). O fantoma físico AR foi digitalizado por um tomógrafo computadorizado e as imagens segmentadas do fantoma AR virtual foram subseqüentemente conectadas ao código MC EGS4. Os dados das exposições experimentais do fantoma físico AR foram comparados aos resultados obtidos de correspondentes simulações de exposições do fantoma AR virtual com o código MC EGS4. Aplicações do modelo de exposição acidental MAX/EGS4 foram demonstradas neste estudo para dois acidentes radiológicos selecionados que aconteceram em Yanango (Peru) e Nesvizh (Belarus). De acordo com as informações relatadas nos correspondentes relatórios da IAEA (International Atomic Energy Agency), as condições de exposição dos dois acidentes foram simuladas com o modelo de exposição MAX/EGS4, e no caso do acidente em Nesvizh (Belarus) incluiu uma modificação na postura do fantoma MAX. Os resultados mostraram que o modelo de exposição MAX/EGS4 pode ser ajustado corretamente para condições de irradiações específicas, e doses absorvidas em tecidos e órgãos radiossensíveis resultantes de exposições acidentais podem ser determinadas com precisão suficiente, condição crucial para o tratamento médico de indivíduos expostos