Evaluación de dosis por incorporación de radionucleídos: propuesta de base de datos y de un software para medicina nuclear

Abstract

En el proceso de evaluación de la dosis debido a la incorporación de material radiactivo es necesario el empleo de modelos dosimétricos, que permitan cuantificar la energía absorbida en los órganos del cuerpo humano. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos de la evaluación de las fracciones de absorción específicas (SAF) en los simuladores computacionales del hombre y mujer adultos de la ICRP. Las simulaciones fueron realizadas usando el código MCNPX y calculadas para fotones y electrones monoenergéticos, se incluyeron una combinación de 1700 órganos fuente/blanco para 12 energías para ambos tipos de partículas y ambos simuladores. Los resultados muestran en general una gran dependencia en la anatomía asociada a cada uno de los simuladores. Los factores calculados se constituyen en una base de datos de 81600 valores SAF para la evaluación de la dosis individual asociada a la incorporación de radionucleídos. Se realizaron algunas comparaciones para combinaciones específicas de blancos y fuentes y datos reportados por otros autores con simuladores voxelizados y estilizados. Adicionalmente con miras a establecer impactos de los valores reportados se calcularon coeficientes de dosis efectiva comprometida y dosis equivalente comprometida para ingestión única de 131I y 137Cs, así como de varios emisores beta puros. Complementariamente un nuevo programa computacional con una amigable interfaz gráfica de usuario fue desarrollado para estimar las dosis en los órganos y las dosis efectivas a pacientes que han sido sometidos a estudios de medicina nuclear. A diferencia de programas actuales que utiliza simuladores estilizados, el nuevo software desarrollado usa la librería pre-calculada de fracciones de absorción especifica de fotones y electrones basada en distintos simuladores antropomórficos voxelizados, así como las SAF de los nuevos simuladores computacionales de la ICRU/ICRP para fotones, electrones, alfas y neutrones, el software también incorpora el nuevo esquema de cálculo de dosis de la ICRP y la más reciente información de modelos dosimétricos (próximos a ser publicados). Finalmente se muestra la utilización del software para el cálculo de dosis de los radiofármacos más usados en medicina nuclear.

Abstract: In the evaluation of the dose due to the incorporation of radioactive material is necessary the use of dosimetric models to quantify the energy absorbed in the human body organs. This work presents the results of the evaluation of specific absorbed fractions (SAF) in the computational phantoms of adult male and female of the ICRP are presented. The simulations were performed using the MCNPX code and calculated for monoenergetic photons and electrons, 1700 a combination of source/target organs for 12 energies for both types of particles and both simulators are included. The results generally show a strong dependence on the anatomy associated with each of the phantoms. The calculated factors constitute a database of 81600 SAF values for the evaluation of individual doses associated to internal contamination organ. Some comparisons for specific combinations of sources and target organs with data reported by other authors with voxel and stylized phantoms were made. Additionally, in order to establish impacts of the reported values of committed effective dose and committed equivalent dose coefficients for single ingestion of 131I and 137Cs were calculated, also for several pure beta emitters. In addition a new computer program with a friendly graphical user interface was developed to estimate organ and effective doses in in patients who have undergone nuclear medicine procedures. Unlike current programs using phantoms stylized, the new developed software uses pre-calculated library of specific absorbed fractions (SAFs) of photon and electron based on various anthropomorphic voxel phantoms, and the SAF of the new ICRU/ICRP computational phantoms for photons, electrons, alphas and neutrons, the software also incorporates the new framework for internal dose calculation of the ICRP and the latest information from dosimetric models (to be published). Finally the software is used for evaluation of doses from the common radiopharmaceuticals used in nuclear medicine.