https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19060
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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andrezzaoliveiraareas.pdf | PDF/A | 7.1 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Tipo: | Dissertação |
Título: | Estudo da interação de pósitrons com alvos de interesse biológico |
Autor(es): | Arêas, Andrezza Oliveira |
Primeiro Orientador: | Furones, Maikel Yusat Ballester |
Membro da banca: | Milian, Felix Mas |
Membro da banca: | Ludwig, Zélia Maria da Costa |
Membro da banca: | Ventura, Laiz Rodrigues |
Resumo: | Entender a interação de partículas com a matéria é fundamental para sua aplicação. Partículas carregadas rápidas são usadas no tratamento e diagnóstico de câncer desde o século XIX. O câncer é a segunda doença que mais provoca a morte de pessoas no mundo, no entanto, nem todos os tratamentos disponíveis são suficientes para combatê-lo. Por esse motivo, surge a importância de estudos para o desenvolvimento de possíveis novas tecnologias e tratamentos. Entre os tipos, o câncer de mama apresenta a maior incidência e taxa de mortalidade entre mulheres no Brasil e no mundo. O câncer de cérebro, em especial os gliomas, embora esteja entre os menos frequentes, apresenta uma taxa de mortalidade de aproximadamente 90% dos casos. O pósitron, antipartícula do elétron, é amplamente utilizado em imagem médica por meio da Tomografia por Emissão de Pósitrons, mas seu potencial para terapias ainda é pouco explorado. Estudos indicaram que pósitrons podem apresentar vantagens em relação aos elétrons no tratamento de câncer. Neste trabalho, é investigado o comportamento de pósitrons ao interagir com alvos biológicos, particularmente cérebro e tecido mamário, utilizando uma abordagem teórica e computacional. Tal comportamento é investigado através do poder de freamento e do alcance CSDA, a partir do modelo fenomenológico de Gümüş, comparando os resultados com simulações realizadas no programa TOPAS, que utiliza o Método Monte Carlo para simular o transporte de radiação. Além disso, devido a escassez de dados comparativos de dose absorvida em tecidos biológicos entre pósitrons e elétrons, em faixas de energia de radioterapia, a distribuição de dose é obtida para água, cérebro e um tumor dentro do cérebro para elétrons e pósitrons incidindo nesse meio, fornecendo assim a porcentagem de dose por profundidade para os três meios simulados e a dose total absorvida no tumor. Os resultados obtidos neste trabalho permitiram verificar a precisão do modelo teórico utilizado para cálculos de poder de freamento e alcance CSDA em tecidos biológicos, além de fornecer uma análise comparativa da dose absorvida entre pósitrons e elétrons. |
Abstract: | Understanding the interaction of particles with matter is fundamental for their application. Fast charged particles have been used in cancer treatment and diagnosis since the 19th century. Cancer is the second leading cause of death worldwide, and not all available treatments are sufficient to cure it. Therefore, studies aimed at developing potential new technologies and treatments are of great importance. Among the types, breast cancer has the highest incidence and mortality rate among women in Brazil and worldwide. Brain cancer, particularly gliomas, although among the least frequent, has a mortality rate of approximately 90% of cases. The positron, the electron’s antiparticle, is widely used in medical imaging through Positron Emission Tomography (PET). However, its potential for therapies remains largely unexplored. Studies have indicated that positrons may offer advantages over electrons in cancer treatment. This work investigates the behavior of positrons interacting with biological targets, particularly brain and breast tissue, using a theoretical and computational approach. This behavior is analyzed through stopping power and CSDA range, based on the phenomenological model of Gümüş, comparing the results with simulations performed in the TOPAS program, which employs the Monte Carlo method to simulate radiation transport. Furthermore, due to the scarcity of comparative data on absorbed dose in biological tissues between positrons and electrons within radiotherapy energy ranges, the dose distribution is obtained for water, brain tissue, and a tumor within the brain for electrons and positrons interacting with the medium. This provides the percentage depth dose for the three simulated media and the total absorbed dose in the tumor. The results obtained in this study allowed for the verification of the accuracy of the theoretical model used for stopping power and CSDA range calculations in biological tissues, as well as providing a comparative analysis of the absorbed dose between positrons and electrons. |
Palavras-chave: | Pósitrons Radiação ionizante Simulação monte carlo Poder de freamento Dose absorvida Positrons Ionizing radiation Monte carlo simulation Stopping power Absorbed dose |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
Sigla da Instituição: | UFJF |
Departamento: | ICE – Instituto de Ciências Exatas |
Programa: | Programa de Pós-graduação em Física |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Licenças Creative Commons: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19060 |
Data do documento: | 19-Mar-2025 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Física (Dissertações) |
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