Desenvolvimento de um software para modelagem de tomógrafos por emissão de pósitrons

Abstract

Há uma tendência cada vez mais crescente na comunidade cientifica, ou mesmo dentro das grandes empresas da área médica, de utilizar códigos de transporte das radiações para validar resultados experimentais ou mesmo para projetar novos experimentos e/ou equipamentos. Neste trabalho, um método para modelagem de tomógrafo por emissão de pósitrons utilizando o GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) foi proposto e inicialmente validado. O GATE é uma plataforma internacionalmente reconhecida e utilizada para desenvolvimento de Modelos Computacionais de Exposição (MCE) no contexto da Medicina Nuclear, embora atualmente hajam módulos dedicados para aplicações em Radioterapia e Tomografia Computadorizada (TC). O GATE usa métodos Monte Carlo (MC) e tem uma linguagem de script própria. A escrita dos scripts para simulação de um PET scanner no GATE envolve um conjunto de passos interligados, sendo a acurácia da simulação dependente do arranjo correto das geometrias envolvidas, já que os processos físicos dependem destas, bem como da modelagem da eletrônica dos detectores no módulo Digitizer, por exemplo. A realização manual desse setup pode ser fonte de erros, sobretudo para usuários que não tenham experiência alguma no campo das simulações ou familiaridade prévia com uma linguagem de programação, considerando também o fato de todo este processo de modelagem no GATE ainda permanecer vinculado ao terminal do LINUX/UNIX, um ambiente familiar apenas para poucos. Isso se torna um obstáculo para iniciantes e inviabiliza o uso do GATE por uma gama maior de usuários, interessados em otimizar seus experimentos e/ou protocolos clínicos por meio de um modo mais acessível, rápido e amigável. O objetivo deste trabalho consiste, portanto, em desenvolver um software amigável para modelagens de Tomógrafos por Emissão de Pósitrons, chamado GUIGATE (Graphical User Interface for GATE), com módulos específicos e dedicados a controle de qualidade em PET scanners. Os resultados obtidos exibem os recursos disponíveis no GUIGATE, presentes em um conjunto de janelas que permitem ao usuário criar seus arquivos de entrada (os inputs), executar e visualizar em tempo real o seu modelo, bem como analisar seus arquivo de saída (os outputs) em um único ambiente, viabilizando assim de modo intuitivo o acesso a toda a arquitetura de simulação do GATE e ao analisador de dados do CERN, o ROOT.