Desenvolvimento de uma plataforma computacional para a geração de fantomas antropomórficos e fontes emissoras de elétrons
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/53924 |
Resumo: | Os modelos computacionais de exposição (MCEs) são utilitários computacionais amplamente utilizados no estudo da física das radiações e da dosimetria computacional. O objetivo dos MCEs é reproduzir com a maior fidelidade possível o cenário real de exposição. Eles são compostos por simuladores da geometria irradiada (fantomas), algoritmos de fontes emissoras de radiações ionizantes e um código Monte Carlo (MC) responsável por simular o transporte da radiação e avaliar a distribuição da energia depositada nos sítios de interesse. A complexidade da anatomia humana e as variações individuais tornam a construção de um MCE uma tarefa desafiadora. Para a criação dos fantomas que compõem os MCES, diversos métodos foram desenvolvidos pela comunidade científica, como a criação de fantomas baseados em equações matemáticas, modelos de voxels, mas a terceira geração de fantomas, chamada de representação por fronteiras (Boundary Representation - BREP), permite combinar flexibilidade e realismo anatômico das duas gerações. Nesta dissertação, foi desenvolvida uma plataforma computacional (PC) que usa o software Blender e o add-on PHantoms Manufacturing (PHAMA) para criar e editar fantomas antropomórficos e gerar dados para algoritmos de fontes de radiações ionizantes. Ferramentas do PHAMA foram usadas para editar a anatomia do fantoma Male Adult with Macro Circulation and Lymphatic Vessels Phantom (MARTIN) e caracterizar uma fonte de Ítrio-90 (Y-90). A PC também permite a leitura e edição de arquivos comuns a softwares de modelagem 3D, a conversão de imagens Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) em fantomas BREP e a voxelização desses fantomas para acoplamento a códigos MC. |
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Eles são compostos por simuladores da geometria irradiada (fantomas), algoritmos de fontes emissoras de radiações ionizantes e um código Monte Carlo (MC) responsável por simular o transporte da radiação e avaliar a distribuição da energia depositada nos sítios de interesse. A complexidade da anatomia humana e as variações individuais tornam a construção de um MCE uma tarefa desafiadora. Para a criação dos fantomas que compõem os MCES, diversos métodos foram desenvolvidos pela comunidade científica, como a criação de fantomas baseados em equações matemáticas, modelos de voxels, mas a terceira geração de fantomas, chamada de representação por fronteiras (Boundary Representation - BREP), permite combinar flexibilidade e realismo anatômico das duas gerações. Nesta dissertação, foi desenvolvida uma plataforma computacional (PC) que usa o software Blender e o add-on PHantoms Manufacturing (PHAMA) para criar e editar fantomas antropomórficos e gerar dados para algoritmos de fontes de radiações ionizantes. Ferramentas do PHAMA foram usadas para editar a anatomia do fantoma Male Adult with Macro Circulation and Lymphatic Vessels Phantom (MARTIN) e caracterizar uma fonte de Ítrio-90 (Y-90). A PC também permite a leitura e edição de arquivos comuns a softwares de modelagem 3D, a conversão de imagens Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) em fantomas BREP e a voxelização desses fantomas para acoplamento a códigos MC.CAPESExposure computational models (ECMs) are computational utilities widely used in the study of radiation physics and computational dosimetry. The objective of MCEs is to reproduce the real exposure scenario as faithfully as possible. They are composed of simulators of the irradiated geometry (phantoms), algorithms for sources emitting ionizing radiation and a Monte Carlo code (MC) responsible for simulating the transport of radiation and evaluating the distribution of energy deposited at sites of interest. The complexity of human anatomy and individual variations make constructing an ECM a challenging task. To create the phantoms that make up the MCES, several methods were developed by the scientific community, such as the creation of phantoms based on mathematical equations, voxel models, but the third generation of phantoms, called Boundary Representation - BREP), allows you to combine flexibility and anatomical realism of both generations. In this dissertation, a computational platform (PC) was developed that uses the Blender software and the PHantoms Manufacturing (PHAMA) add-on to create and edit anthropomorphic phantoms and generate data for ionizing radiation source algorithms. PHAMA tools were used to edit the anatomy of the Male Adult with Macro Circulation and Lymphatic Vessels Phantom (MARTIN) phantom and characterize a source of Yttrium-90 (Y-90). The PC also allows the reading and editing of files common to 3D modeling software, the conversion of Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) images into BREP phantoms and the voxelization of these phantoms for coupling to MC codes.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e NuclearUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessTecnologias energéticas e nuclearesFantoma de malhas poligonaisModelagem 3DRadioembolizaçãoDesenvolvimento de uma plataforma computacional para a geração de fantomas antropomórficos e fontes emissoras de elétronsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTACAO Whoody Alem Wanderley Araripe Farias.pdfDISSERTACAO Whoody Alem Wanderley Araripe Farias.pdfapplication/pdf5690333https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/53924/1/DISSERTACAO%20Whoody%20Alem%20Wanderley%20Araripe%20Farias.pdfb46e9263429c2211a65ff84b1d7d837aMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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