Determinação de números atômicos efetivos de materiais radiologicamente equivalentes ao tecido humano e à água
DOI:
https://doi.org/10.29384/rbfm.2019.v13.n3.p15-19Keywords:
Física Médica, RadiologiaAbstract
É conveniente descrever um material composto por vários elementos pelo seu número atômico efetivo, Zeff. No entanto, Zeff não é um número único e deve ser entendido como um parâmetro que depende da energia e que representa os processos de interação de fótons com a matéria. Como tal, o número atômico efetivo pode ser empregado no estudo de materiais radiologicamente equivalentes ao tecido humano e à água. No presente trabalho, cinco amostras radiologicamente equivalentes à água, substância mais abundante no corpo humano, e três amostras radiologicamente equivalentes ao tecido mamário, sendo duas semelhantes ao material que compõe o objeto simulador BR12 e uma semelhante ao material que compõe o objeto simulador CIRS 70/30, tiveram seus números atômicos efetivos determinados pelo método direto e software Auto-Zeff. As amostras foram comparadas dentro do intervalo de energia para radiodiagnóstico (5-150 keV para simuladores de água e 5-35 keV para simuladores de tecido mamário) com os resultados de seus materiais de referência respectivos. Dentre as cinco amostras equivalentes à água, três apresentaram discrepância de 8% para o método direto e cerca de 10% para o Auto-Zeff. Dentre as amostras equivalentes a tecido mamário, a amostra 47 que simula CIRS 70/30 e a amostra 17 que simula BR12 apresentaram os melhores resultados com diferença relativa média menor que 23%. Ambos os métodos apresentaram variações nos resultados de número atômico efetivo na região de interesse, mas essas discrepâncias não afetam a análise comparativa evidenciando a possibilidade do uso de ambos os métodos em análises comparativas de equivalência de materiais equivalentes ao tecido humano e à água.Downloads
References
Hine GJ. The effective atomic numbers of materials for various gamma ray processes. Phys Rev. 1952;85:725.
Hubbell JH, Seltzer SM. NIST standard reference database 126. Gaithersburg, MD: National Institute of Standards and Technology. 1996.
Manohara SM, Hanagodimath SM, Thind KS, Gerward L. On the effective atomic number and electron density: a comprehensive set of formulas for all types of materials and energies above 1 keV. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2008;266(18):3906-12.
Taylor ML, Smith RL, Dossing F, Franich RD. Robust calculation of effective atomic numbers: The Auto‐Zeff software. Medical physics. 2012;39(4):1769-78.
Singh VP, Badiger NM. Effective atomic numbers of dosimetric interest organic compounds. Indian Journal of Pure & Applied Physics (IJPAP). 2016;54(5):333-8.
Tekin HO, Altunsoy EE, Kavaz E, Sayyed MI, Agar O, Kamislioglu M. Photon and neutron shielding performance of boron phosphate glasses for diagnostic radiology facilities. Results in Physics. 2019;12:1457-64.
Manjunatha HC, Rudraswamy B. Study of effective atomic number and electron density for tissues from human organs in the energy range of 1 keV–100 GeV. Health physics. 2013;104(2):158-62.
Singh VP, Badiger NM. Effective atomic numbers of some tissue substitutes by different methods: a comparative study. Journal of Medical Physics/Association of Medical Physicists of India. 2014;39(1):24.
White DR, Booz J, Griffith RV, Spokas JJ, Wilson IJ. Report 44. Journal of the International Commission on Radiation Units and Measurements. 1989;os23(1).
Mariano L, Costa PR. Desenvolvimento de uma metodologia para formulação de materiais radiologicamente equivalentes ao tecido humano. Tese de Doutorado. São Paulo: Universidade de São Paulo; 2017.
Sirico ACA, Frimaio A, Nersissian DY, Costa PR. Determinação das propriedades de atenuação de materiais radiologicamente equivalentes a tecidos humanos utilizando um equipamento DECT. Revista Brasileira de Física Médica. 2019;12(2):14.
White DR, Martin RJ, Darlison R. Epoxy resin based tissue substitutes. The British Journal of Radiology. 1977;50(599):814-21.
Poletti ME, Gonçalves OD, Mazzaro I. X-ray scattering from human breast tissues and breast-equivalent materials. Physics in Medicine & Biology. 2001;47(1):47.
Shivaramu, Ramprasath V. Effective atomic numbers for photon energy absorption and energy dependence of some thermoluminescent dosimetric compounds. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2000;168(3):294-304.
Berger MJ, Hubbell JH, Seltzer SM, Chang J, Coursey JS, Sukumar R, Zucker DS, Olsen K. XCOM: Photon Cross Section Database (version 1.5) [Internet]. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD.; 2010 [acesso 2019 Abr 8]. Available from: http://physics.nist.gov/xcom.
Wieser ME, Holden N, Coplen TB, Böhlke JK, Berglund M, Brand WA, et al. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2013;85(5):1047-78.
Singh VP, Badiger NM, Kucuk N. Determination of effective atomic numbers using different methods for some low-Z materials. Journal of Nuclear Chemistry. 2014;2014.
Singh VP, Badiger NM, Kucuk N. Assessment of methods for estimation of effective atomic numbers of common human organ and tissue substitutes: waxes, plastics and polymers. Radioprotection. 2014;49(2):115-21.
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