Dosimetria acustoelástica da dose absorvida em phantoms de gel equivalentes a tecido mole

dc.contributor.advisor1Vieira, Sílvio Leão
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1254102050392862
dc.contributor.referee1Vieira, Sílvio Leão
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1254102050392862
dc.contributor.referee2Nicolucci, Patrícia
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0198281726965444
dc.contributor.referee3Costa Júnior, José Francisco Silva
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/0717416627522529
dc.creatorTeófilo, Ana Clara Oliveira de Queiroz
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4684439728098879
dc.date.accessioned2026-05-08T19:58:42Z
dc.date.available2026-05-08T19:58:42Z
dc.date.issued2026-02-24
dc.description.abstractCancer remains one of the major challenges to global public health, ranking among the leading causes of death and imposing increasing demands on healthcare systems. In this context, radiotherapy plays a central role in cancer treatment, being used for both curative and palliative purposes. The success of this technique depends on the accurate determination of the absorbed dose, which is essential to ensure therapeutic effectiveness and patient safety. The need for three-dimensional verification of dose distribution has driven the development of polymer gel dosimeters, which allow volumetric recording of radiation. Traditionally, these dosimeters are read using magnetic resonance imaging, a high-cost technique with limited accessibility in clinical practice. This work investigates the feasibility of using ultrasonic techniques as an alternative method for reading MAGIC-F polymer gel dosimeters. Acoustic and mechanical properties were evaluated as a function of material concentration and absorbed dose. The system was calibrated using homogeneous bovine gelatin samples at different concentrations in order to characterize the acoustic response and assess measurement reproducibility. Three experimental configurations were tested: contact method in pulse-echo mode, immersion method in the same mode, and transmission mode using immersion transducers. The methodology was then applied to MAGIC-F gel samples irradiated with doses ranging from 0 to 40 Gy, whose responses were qualitatively compared using magnetic resonance imaging. The results indicated the sensitivity of acoustic parameters to variations in concentration and dose, showing behavior consistent with radiation-induced polymerization. An increase in sound velocity, attenuation coefficient, and elastic moduli was observed with increasing dose. The comparison between experimental setups indicated differences in performance among the methods, with immersion systems associated with greater stability and measurement reproducibility. Overall, the results demonstrate the potential of ultrasound as a complementary tool for reading polymer gel dosimeters, based on acoustic and mechanical parameters as indirect indicators of absorbed dose. With further methodological improvements and the development of a practical protocol, the investigated approach may become a viable alternative for three-dimensional dosimetry in radiotherapy.eng
dc.description.resumoO câncer permanece um dos principais desafios à saúde pública global, figurando entre as principais causas de morte e impondo exigências crescentes aos sistemas de saúde. Nesse cenário, a radioterapia ocupa posição central no tratamento oncológico, sendo empregada tanto com finalidade curativa quanto paliativa. O sucesso da técnica depende da determinação precisa da dose absorvida, essencial para garantir a eficácia terapêutica e a segurança do paciente. A necessidade de verificação tridimensional da distribuição da dose tem impulsionado o desenvolvimento de dosímetros em gel polimérico, que permitem o registro volumétrico da radiação. Tradicionalmente, a leitura desses dosímetros é realizada por meio de ressonância magnética, técnica de alto custo e de acesso restrito na prática clínica. Este trabalho investiga a viabilidade do uso de técnicas ultrassônicas como método alternativo para a leitura de dosímetros em gel polimérico do tipo MAGIC-F. Foram avaliadas propriedades acústicas e mecânicas em função da concentração do material e da dose absorvida. O sistema foi calibrado com amostras homogêneas de gelatina bovina em diferentes concentrações, a fim de caracterizar a resposta acústica e avaliar a reprodutibilidade das medições. Três configurações experimentais foram testadas: método por contato no modo pulso-eco, método de imersão no mesmo modo e método em modo de transmissão com transdutores de imersão. Em seguida, a metodologia foi aplicada a amostras de gel MAGIC-F irradiadas com doses entre 0 e 40 Gy, cujas respostas foram comparadas qualitativamente por meio de ressonância magnética. Os resultados indicaram a sensibilidade dos parâmetros acústicos às variações de concentração e de dose, com comportamento coerente com o processo de polimerização induzido pela radiação. Observou-se aumento da velocidade do som, do coeficiente de atenuação e dos módulos elásticos com a dose. A comparação entre os arranjos experimentais indicou diferenças no desempenho entre os métodos, sendo os sistemas em imersão associados a maior estabilidade e reprodutibilidade das medições. Em conjunto, os resultados evidenciam o potencial do ultrassom como ferramenta complementar para a leitura de dosímetros em gel polimérico, com base em parâmetros acústicos e mecânicos como indicadores indiretos da dose absorvida. Com o aperfeiçoamento do método e o desenvolvimento de um protocolo prático, a abordagem investigada pode vir a constituir uma alternativa viável à dosimetria tridimensional na radioterapia.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
dc.identifier.citationTEÓFILO, A. C. O. Q. Dosimetria acustoelástica da dose absorvida em phantoms de gel equivalentes a tecido mole. 2026. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e da Computação) - Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/15330
dc.languagePortuguêspor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáspor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEscola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RMG)
dc.publisher.initialsUFGpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Elétrica e da Computação (EMC)
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectDosimetria de gelpor
dc.subjectUltrassompor
dc.subjectCoeficiente de atenuaçãopor
dc.subjectVelocidade do sompor
dc.subjectGel MAGIC-Fpor
dc.subjectRadioterapiapor
dc.subjectGel dosimetryeng
dc.subjectUltrasoundeng
dc.subjectAttenuation coefficienteng
dc.subjectSpeed of soundeng
dc.subjectMAGIC-F geleng
dc.subjectRadiotherapyeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
dc.titleDosimetria acustoelástica da dose absorvida em phantoms de gel equivalentes a tecido mole
dc.title.alternativeAcoustoelastic dosimetry of absorbed dose in soft tissue equivalent gel phantomseng
dc.typeDissertação

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