Comparação da dose absorvida em radiografias intraorais entre objetos simuladores virtuais antropomórficos geométricos e baseados em voxel

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Machado, Ariadny Thayla
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
Brasil
Programa de Pós-graduação em Engenharia Biomédica
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44879
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.804
Resumo: Intraoral radiographs are widely used in dentistry for the diagnosis and monitoring of oral diseases, allowing for detailed visualization of various regions of the oral cavity through interproximal, periapical, and occlusal techniques. Due to the high frequency of these examinations in clinical practice, there is concern regarding the accumulated exposure to radiosensitive tissues in the head and neck region, such as the lens of the eyes, the thyroid gland, and the major salivary glands, as certain X-ray beam angles can directly irradiate these organs. This study aims to quantify the dose absorbed by these tissues using numerical simulations based on the Monte Carlo Method (MCM) and an experimental component involving the RTI RED PIRANHA detector. The simulations involve different angles of intraoral radiographs performed at the Dental Hospital of the Federal University of Uberlândia and utilize both geometric and voxel phantoms to identify which phantom is more suitable for these analyses. Additionally, comparisons of variations in absorbed doses with and without the presence of orthodontic appliances were conducted. The results indicate that the absorbed dose in radiosensitive tissues varies according to their proximity to the X-ray beam and the simulation model used. Salivary glands, especially the parotid and sublingual glands, recorded the highest doses in most of the angles analyzed. In simulations with the voxel phantom, these glands showed higher absorption compared to the geometric phantom, which underestimated the doses due to its less detailed structure. This behavior confirms that the voxel model is more accurate for representing anatomy and dose distribution, highlighting the importance of accurate anatomical modeling in dental radiodiagnostic simulations. The presence of orthodontic appliances influenced the absorbed doses, particularly in tissues outside the oral cavity, due to X-ray scattering. The stainless-steel appliance, for instance, increased the dose at the vertex angle, affecting the lens of the eye, while in tissues within the oral cavity, the appliance reduced the absorbed dose at certain angles, acting as a barrier. These findings reinforce the need for optimization of positioning and technical settings to minimize exposure to sensitive tissues, with the aim of reducing the absorbed dose to these tissues, considering the stochastic effect.
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Due to the high frequency of these examinations in clinical practice, there is concern regarding the accumulated exposure to radiosensitive tissues in the head and neck region, such as the lens of the eyes, the thyroid gland, and the major salivary glands, as certain X-ray beam angles can directly irradiate these organs. This study aims to quantify the dose absorbed by these tissues using numerical simulations based on the Monte Carlo Method (MCM) and an experimental component involving the RTI RED PIRANHA detector. The simulations involve different angles of intraoral radiographs performed at the Dental Hospital of the Federal University of Uberlândia and utilize both geometric and voxel phantoms to identify which phantom is more suitable for these analyses. Additionally, comparisons of variations in absorbed doses with and without the presence of orthodontic appliances were conducted. The results indicate that the absorbed dose in radiosensitive tissues varies according to their proximity to the X-ray beam and the simulation model used. Salivary glands, especially the parotid and sublingual glands, recorded the highest doses in most of the angles analyzed. In simulations with the voxel phantom, these glands showed higher absorption compared to the geometric phantom, which underestimated the doses due to its less detailed structure. This behavior confirms that the voxel model is more accurate for representing anatomy and dose distribution, highlighting the importance of accurate anatomical modeling in dental radiodiagnostic simulations. The presence of orthodontic appliances influenced the absorbed doses, particularly in tissues outside the oral cavity, due to X-ray scattering. The stainless-steel appliance, for instance, increased the dose at the vertex angle, affecting the lens of the eye, while in tissues within the oral cavity, the appliance reduced the absorbed dose at certain angles, acting as a barrier. These findings reinforce the need for optimization of positioning and technical settings to minimize exposure to sensitive tissues, with the aim of reducing the absorbed dose to these tissues, considering the stochastic effect.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDissertação (Mestrado)As radiografias intraorais são amplamente utilizadas na odontologia para diagnóstico e acompanhamento de doenças bucais, permitindo a visualização detalhada de diferentes regiões da cavidade oral por meio das técnicas interproximal, periapical e oclusal. Devido à alta frequência desses exames na prática clínica, há uma preocupação com a exposição acumulada em tecidos radiossensíveis da região da cabeça e pescoço, como a lente dos olhos, a glândula tireoide e as principais glândulas salivares, uma vez que certas angulações do feixe de raios X podem irradiar diretamente esses órgãos. Este estudo busca quantificar a dose absorvida por esses tecidos utilizando simulações numéricas com o método de Monte Carlo (MMC) e uma componente experimental com um detector RTI RED PIRANHA. As simulações envolvem diferentes ângulos de radiografias intraorais realizadas no Hospital Odontológico da Universidade Federal de Uberlândia e utilizam tanto objetos simuladores geométricos quanto baseados em voxel, para identificar qual destes é mais adequado para essas análises. Além disso, foram realizadas comparações das variações nas doses absorvidas com e sem a presença de aparelhos ortodônticos. Os resultados indicam que a dose absorvida por tecidos radiossensíveis varia conforme a proximidade ao feixe de raios-X e o modelo de simulação utilizado. As glândulas salivares, especialmente as parótidas e sublinguais, registraram as doses mais altas na maioria dos ângulos analisados. Nas simulações com objetos simuladores baseados em voxel, essas glândulas mostraram maior absorção em comparação ao objeto simulador geométrico, que subestimou as doses devido à sua estrutura menos detalhada. Esse comportamento confirma que o modelo em voxel é mais preciso para representar a anatomia e a distribuição de doses, evidenciando a importância de uma modelagem anatômica fiel em simulações de radiodiagnóstico odontológico. A presença de aparelhos ortodônticos influenciou as doses absorvidas, especialmente em tecidos fora da cavidade oral, devido à dispersão dos raios-X. O aparelho de aço inoxidável, por exemplo, aumentou a dose no ângulo de vertex, impactando a lente do olho, enquanto, em tecidos dentro da cavidade oral, o aparelho reduziu a dose absorvida em alguns ângulos, atuando como uma barreira. Esses achados reforçam a necessidade de otimização do posicionamento e das configurações técnicas para minimizar a exposição de tecidos sensíveis, visando sempre reduzir a dose absorvida por esses tecidos, considerando o efeito estocástico.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Engenharia BiomédicaNeves, Lucio Pereirahttp://lattes.cnpq.br/9028304261745922Santos, William de Souzahttp://lattes.cnpq.br/5150139546603006Potiens, Maria da Penha Albuquerquehttp://lattes.cnpq.br/2413622335075405Machado, Ariadny Thayla2025-02-19T14:17:28Z2025-02-19T14:17:28Z2024-12-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfMACHADO, Ariadny Thayla. Comparação da dose absorvida em radiografias intraorais entre objetos simuladores virtuais antropomórficos geométricos e baseados em voxel. 2024. 41 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.804.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44879http://doi.org/10.14393/ufu.di.2024.804porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2025-02-20T06:16:41Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/44879Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2025-02-20T06:16:41Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
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description Intraoral radiographs are widely used in dentistry for the diagnosis and monitoring of oral diseases, allowing for detailed visualization of various regions of the oral cavity through interproximal, periapical, and occlusal techniques. Due to the high frequency of these examinations in clinical practice, there is concern regarding the accumulated exposure to radiosensitive tissues in the head and neck region, such as the lens of the eyes, the thyroid gland, and the major salivary glands, as certain X-ray beam angles can directly irradiate these organs. This study aims to quantify the dose absorbed by these tissues using numerical simulations based on the Monte Carlo Method (MCM) and an experimental component involving the RTI RED PIRANHA detector. The simulations involve different angles of intraoral radiographs performed at the Dental Hospital of the Federal University of Uberlândia and utilize both geometric and voxel phantoms to identify which phantom is more suitable for these analyses. Additionally, comparisons of variations in absorbed doses with and without the presence of orthodontic appliances were conducted. The results indicate that the absorbed dose in radiosensitive tissues varies according to their proximity to the X-ray beam and the simulation model used. Salivary glands, especially the parotid and sublingual glands, recorded the highest doses in most of the angles analyzed. In simulations with the voxel phantom, these glands showed higher absorption compared to the geometric phantom, which underestimated the doses due to its less detailed structure. This behavior confirms that the voxel model is more accurate for representing anatomy and dose distribution, highlighting the importance of accurate anatomical modeling in dental radiodiagnostic simulations. The presence of orthodontic appliances influenced the absorbed doses, particularly in tissues outside the oral cavity, due to X-ray scattering. The stainless-steel appliance, for instance, increased the dose at the vertex angle, affecting the lens of the eye, while in tissues within the oral cavity, the appliance reduced the absorbed dose at certain angles, acting as a barrier. These findings reinforce the need for optimization of positioning and technical settings to minimize exposure to sensitive tissues, with the aim of reducing the absorbed dose to these tissues, considering the stochastic effect.
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