Η χρήση του πακέτου GATE για βελτιστοποίηση της παιδιατρικής δοσιμετρίας με χρήση ανθρωπόμορφων ομοιωμάτων

• Κύριος συγγραφέας: Ηλιάδου, Βασιλική
• Άλλοι συγγραφείς: Καγκάδης, Γεώργιος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2017
• Θέματα: Δοσιμετρία; Ομοιώματα; Βιοκατανομή; 615.842; Dosimetry; Phantoms; Biodistribution; Gate; Monte Carlo

Ο κλάδος της Ιατρικής, στον οποίο γίνεται χρήση ραδιοφαρμάκων με σκοπό την απεικόνιση της λειτουργίας των οργάνων ή την θεραπεία διαφόρων ασθενειών ονομάζεται Πυρηνική Ιατρική. Η χορήγηση ραδιενεργών σκευασμάτων στον ανθρώπινο οργανισμό μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση ανώφελων αποτελεσμάτων και ρίσκων. Αυτό μπορεί να συμβεί εάν δεν ακολουθηθούν πιστά οι Παγκόσμιες και Ευρωπαικές οδηγίες σχετικά με τη μέγιστη και ελάχιστη ενεργότητα που δύναται να χορηγηθεί, ανά περίπτωση και ανά ραδιοφάρμακο, ώστε να επιτευχθεί το καλύτερο δυνατό, θεραπευτικό ή απεικονιστικό, αποτέλεσμα παίρνοντας το μικρότερο δυνατό ρίσκο. Οι λόγοι που οδηγούν στην αύξηση του ρίσκου ποικίλλουν και ένας από τους σημαντικότερους αυτών είναι η αύξηση της απορροφούμενης δόσης, από τον ανθρώπινο οργανισμό. Συγκεκριμένα, στην Παιδιατρική, το ρίσκο εμφάνισης ανεπιθύμητων αποτελεσμάτων αυξάνεται. Σε αυτό συμβάλλει ο γρήγορος πολλαπλασιασμός των κυττάρων, οργανισμών που βρίσκονται σε ανάπτυξη, καθώς και το μεγαλύτερο προσδόκιμο ζωής ατόμων νεαρής ηλικίας. Δοδομένων όλων των παραπάνω, γίνεται αντιληπτό ότι η επιλογή της ποσότητας του χορηγούμενου ραδιοφαρμάκου είναι ιδιαίτερα σημαντική και πρέπει να λαμβάνονται υπόψη τα ανατομικά χαρακτηριστικά των παιδιών. Στην κλινική πράξη, η δόση σε συγκεκριμένο όργανο-ιστό, ανά απεικονιστική ή θεραπευτική εφαρμογή, υπολογίζεται από το γινόμενο της ενεργότητας ενός ραδιοισοτόπου επί τον χρόνο παραμονής της στον ιστό, επί τον παράγοντα s-value. Οι παράγοντες s-value εκφράζουν τη μέση απορροφούμενη δόση ανά μονάδα χορηγούμενης ενεργότητας σε όργανο-πηγή και μετράται σε Gy/(MBq*sec). Στη βιβλιογραφία έχει υπολογιστεί μία ποικιλία πινάκων s-value, για κάθε κλινικά χρησιμοποιούμενο ραδιοφάρμακο, για διάφορες ηλικίες, φύλο και μάζα ασθενών. Τους πίνακες, αυτούς, εκμεταλλεύονται λογισμικά, που χρησιμοποιούνται στην κλινική πράξη, έτσι ώστε να είναι εύκολο για τον χρήστη να υπολογίσει την απορροφούμενη δόση σε συγκεκριμένο όργανο, συγκεκριμένου ασθενή, επιλέγοντας την χορηγούμενη ενεργότητα του εκάστοτε ραδιοφαρμάκου και την s-value τιμή που ταιριάζει καλύτερα στα χαρακτηριστικά του εκάστοτε ασθενή. Οι s-values για παιδιά είναι κατά προσέγγιση υπολογισμένες, βάση των s-values που αφορούν ενήλικες. Αυτό σημαίνει, πως σημαντικές διαφοροποιήσεις, όπως ο πιο γρήγορος μεταβολισμός, τα μικρότερα σε μέγεθος όργανα, καθώς και οι μικρότερες αποστάσεις μεταξύ των οργάνων των παιδιών συγκριτικά με τους ενήλικες, δεν λαμβάνονται υπόψιν. Αυτό μπορεί να έχει σαν αποτέλεσμα, την λανθασμένη εκτίμηση της δόσης, σε εφαρμογές της Πυρηνικής Ιατρικής σε παιδιά, με αποτέλεσμα να εμφανίζουν μεγαλύτερη επικινδυνότητα από την χρήση ιοντιζουσών ακτινοβολιών. Ένας εκ των σκοπών, της συγκεκριμένης εργασίας είναι ο υπολογισμός s-values, με τη χρήση ανθρωπόμορφων, υπολογιστικών, παιδιατρικών ομοιωμάτων, για διάφορες βιοκατανομές. Για την πιστοποίηση των προσομοιώσεων πραγματοποιήθηκε μελέτη εξαγωγής s-values για μονοενεργειακά φωτόνια, αντίστοιχη με προηγούμενες μελέτες που υπάρχουν στην βιβλιογραφία. Για να υπολογιστούν η εναποτιθέμενη ενέργεια και κατ’ επέκταση οι s-values, χρησιμοποιήθηκε το πακέτο προσομοιώσεων Monte Carlo GATE v6.2 και ανθρωπόμορφα ομοιώματα, στα οποία κατανεμήθηκε το ραδιοφάρμακο σύμφωνα με κλινικές βιοκατανομές. Επιπρόσθετα, η εργασία στοχεύει στη σύγκριση των παραπάνω s-values, με σκοπό να ποσοτικοποιηθεί η διαφοροποίηση τους όταν αλλάζουν τα ανατομικά χαρακτηριστικά των παιδικών ομοιωμάτων. Έτσι, υπολογίζονται τα ποσοστά διαφοροποίησης των s-values, μεταξύ αρσενικού και θυληκού ομοιώματος, ίδιας ηλικίας, καθώς και οι ποσοστιαίες διαφορές, όταν αλλάζει η μάζα του ασθενούς, σε ομοιώματα ίδιου φύλου.