Publicação: Estimativa do risco de câncer radioinduzido em pacientes pediátricos submetidos a radiografias de tórax via Simulacão Monte Carlo
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA NUCLEAR
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Radiografias de tórax são uma ferramenta diagnóstica fundamental em qualquer ser-
viço que conte com um setor de radiologia. Por ser um procedimento eficiente, rápido,
barato e não invasivo, ele é frequentemente usado como um exame inicial que vai indicar,
e muitas vezes finalizar, o diagnóstico do paciente. O nível de exposição ao qual o paciente
que faz uma radiografia de tórax é submetido é da ordem de poucos μGy, essa quantidade
não é o suficiente para gerar qualquer tipo de reação tecidual, apenas estocásticas. No
entanto, para o caso de pacientes pediátricos, devido a sua alta radiossensibilidade, a probabilidade desses efeitos estocásticos é consideravelmente maior. A partir deste cenário,
o objetivo principal deste trabalho é utilizar simulações de Monte Carlo para determinar
quantitativamente esses riscos de rádio indução de câncer, no formato de risco relativo
excessivo, para exposições durante a infância. Para concretizar esse objetivo, o código
de transporte de radiações MCNPX2.7.0 foi escolhido. Foram utilizados objetos simula-
dores virtuais disponibilizados na ICRP 143, incorporados em um cenário de exposição
que replica uma sala de procedimentos padrão. Os valores de tensão foram escolhidos
conforme a idade, variando de 60 kV para recém-nascidos até 77 kV para jovens de 15
anos. Os resultados de Monte Carlo foram normalizados pela dose de entrada na pele medida experimentalmente no Hospital Universitário Júlio Müller. Os resultados indicaram
como esperado que pacientes expostos em estágios iniciais da vida têm maiores chances
de desenvolver câncer em idades avançadas. Além disso, os objetos simuladores virtuais
do gênero feminino também apresentaram os maiores valores de risco relativo excessivo
(ERR), indicando também uma maior radiossensibilidade de mulheres, com relação a ho-
mens. O maior valor de ERR obtido foi de 59,43 x 10−5 para o risco de câncer de estômago
no objeto simulador virtual feminino de 15 anos na idade adulta, enquanto os menores
foram inferiores a 1 x 10−5 para todos os casos de ERR para a próstata. Esses resultados
mostram que a cada 100.000 casos diagnosticados apenas poucas dezenas de casos excessivos seriam esperados, para o caso de maior ERR. Finalmente, este trabalho conclui
que, por mais que os riscos sejam baixos e os benefícios ao paciente pediátrico incluírem
um diagnóstico rápido, preciso e financeiramente viável, toda e qualquer recomendação
de prática envolvendo radiações ionizantes para fins de saúde devem ter a decisão final
tomada do médico responsável pelo paciente.
Abstract
Chest radiographs are a fundamental diagnostic tool in any service equipped with a
radiology department. As an efficient, quick, inexpensive, and non-invasive procedure, it
is frequently employed as an initial examination to guide and often finalize the patient’s
diagnosis. The exposure level for a patient undergoing a chest radiograph is on the order of a few μGy, which is insufficient to cause any deterministic tissue reactions, only
stochastic effects. However, for pediatric patients, due to their high radiosensitivity, the
probability of these stochastic effects is significantly higher. Considering this scenario,
the primary objective of this study is to utilize Monte Carlo simulations to quantitatively
assess these cancer induction risks, expressed as excess relative risk (ERR), for exposures
during childhood. To achieve this objective, the MCNPX2.7.0 radiation transport code
was selected. Virtual simulators provided in ICRP 143 were used, incorporated into an
exposure scenario replicating a standard procedure room. The voltage values were selected based on age, ranging from 60 kV for newborns to 77 kV for 15-year-old adolescents.
The Monte Carlo results were normalized by the entrance skin dose experimentally measured at Júlio Müller University Hospital. The findings confirmed the expected, that
patients exposed at earlier life stages have a higher likelihood of developing cancer at
advanced ages. Additionally, female simulators consistently exhibited higher ERR values,
indicating greater radiosensitivity in females compared to males. The highest ERR value
obtained was 59,43 × 10−5 for stomach cancer risk in the 15-year-old female simulator
during adulthood, while the lowest values were below 1 × 10−5 for all ERR cases related
to the prostate. These results suggest that for every 100.000 diagnosed cases, only a
few dozen excess cases would be expected in the scenario of the highest ERR. Finally,
this study concludes that, while the risks are low and the benefits to pediatric patients
include rapid, accurate, and cost-effective diagnosis, any recommendations for practices
involving ionizing radiation for healthcare purposes should ultimately be determined by
the physician responsible for the patient.
Palavras-chave
Radiografia de tórax, Chest radiography, Radio indução de câncer, Cancer radioinduction, Risco relativo excessivo, Excessive relative risk, Simulações de Monte Carlo, Monte Carlo Simulations, Pacientes pediátricos, Pediatric patients
Citação
ALVES, Arthur de Souza Borges Zuchetti. Estimativa do risco de câncer radioinduzido em pacientes pediátricos submetidos a radiografias de tórax via Simulacão Monte Carlo. 2025. 41 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.141.
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