Simulação de um sistema PET pré-clínico com geometria de detecção variável

• Autor(a) principal: Martins, André Augusto de Farias
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-08092015-181918/
• topic: Applied Monte Carlo to nuclear medicine; Monte Carlo Aplicado à medicina nuclear; PET pré-clínico; preclinical PET

A medicina nuclear é a área da ciência médica que usa radiofármacos, isto é um radionuclídeo ligado a uma molécula de interesse biomédico, para estudar o funcionamento do organismo. Com isso, essa ciência pode realizar diagnósticos de patologias ou tratamento oncológico. Os estudos pré-clínicos, estudo com pequenos animais, são requisitos de suma importância para o desenvolvimento dessa área. São esses estudos que permitem os testes de novos radiofármacos que possivelmente serão usados em humanos. Quando se trata de pequenos animais, os órgãos de estudo são muito pequenos, portanto é vital que o equipamento tenha uma ótima resolução espacial e boa sensibilidade. Na medicina nuclear, a tomografia por emissão de pósitron (Positron Emission Tomography, PET) tem as características necessárias para desenvolver esses estudos com pequenos animais. Os animais mais usados são ratos e camundongos, e como nem sempre esses animais representam modelo humano seria interessante ter um equipamento que também funcionasse em outros animais. Sendo esse tomógrafo caro, não é viável ter um equipamento para cada tipo de animal. O presente trabalho propõe justamente um único tomógrafo que possa ser usado em diferentes animais ou eventualmente em dois animais simultaneamente. Isso será alcançado variando o anel de detecção usado nesse tipo de tomógrafos. Isso é alcançado mais facilmente em geometrias retangulares, pois com apenas 4 hastes se consegue variar a distância máxima entre os detectores preservando a forma da geometria. O custo envolvido na construção física desse tomógrafo é elevado, consequentemente é interessante ter um teste preliminar que forneça dados que possam sustentar essa ideia. A melhor alternativa para esse teste é o uso de simulação computacional. GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) foi o programa escolhido para essa simulação, porque já é um software validado, isto quer dizer que é compatível com experimentos reais. Assim sendo, quatro simulações foram montadas, duas para geometrias circulares com diâmetros diferentes, e analogamente, duas quadradas. Para verificar qual das geometrias tem melhor performance, foram usados os métodos sugeridos pela norma NEMA NU 4-2008. Efetuados esses testes, pode-se observar que as geometrias quadradas tem resolução semelhante às circulares. A sensibilidade e a relação sinal-ruído são maiores nas geometrias quadradas. Portanto, conclui-se que no geral, as geometrias retangulares simuladas são melhores que as circulares. Esse resultado é motivador para dar início à construção física do tomógrafo, pois o mesmo permite desenvolver novos produtos de modo mais eficiente e com menos custo