Pesquisa compara métodos de medição de doses irradiadas em exames de tomografia computadorizada para facilitar rotinas de prevenção
Item
Título para divulgação do texto
Pesquisa compara métodos de medição de doses irradiadas em exames de tomografia computadorizada para facilitar rotinas de prevenção
Título original da pesquisa
Estudo comparativo das doses efetivas em exames de tomografia computadorizada de cabeça e abdome
Imagem de capa
Revisão de texto
Autores do texto original
Fonte(s) Financiadora(s)
Resumo
O estudo busca fazer uma análise comparativa entre os métodos de doses irradiadas em exames de tomografia computadorizadas que ajudam na rotina de prevenção.
Tipo
Anais
O que é a pesquisa?
Desde sua introdução, em escala global, como ferramentas para o diagnóstico por imagens, no início dos anos setenta, os equipamentos de tomografia computadorizada por transmissão de raios (CT) tem se difundido cada vez mais.
A tomografia computadorizada é hoje uma das técnicas mais aceitas pelos médicos na investigação das doenças. Com a constante evolução desses equipamentos, sua popularização em todo o mundo aumentou bastante.
Um número crescente de exames tomográficos tem sido adotado como prática diagnóstica rotineira, costumeiramente realizados em hospitais e clínicas de diagnóstico por imagens.
Ao mesmo tempo cresceu a preocupação da comunidade científica com a avaliação do desempenho destes equipamentos, que funcionam emitindo radiação.
Especialmente o aspecto dosimétrico (isto é, a medição das doses irradiadas) chama a atenção dos cientistas, já que uma parcela considerável dos exames clínicos é realizada com esta tecnologia.
Além disso, as doses em pacientes submetidos a exames tomográficos são relativamente altas em comparação com as doses recebidas em exames radiológicos convencionais.
Por exemplo, no início da década de noventa, nos Estados Unidos, as tomografias representavam apenas de 5% de todos os exames radiológicos, mas respondiam por 35% do total de doses irradiadas.
Apesar da grande atualidade do tema, são raros os estudos, no Brasil, que permitam avaliar o comportamento dosimétrico dos exames tomográficos realizados.
Em função desse quadro, cientistas dos Institutos de Eletrotécnica e Energia (IEE) e de Física (IF) da Universidade de São Paulo (USP) pesquisaram um método de medição de parâmetros dosimétricos e de desempenho para equipamentos de tomografia computadorizada, que foram analisados sob a perspectiva de avaliação de risco associado a estes exames.
Para isso, foram medidos valores do chamado Índice de Dose em Tomografia Computadorizada (CTDI) em diferentes equipamentos e seus resultados foram utilizados para a estimativa da dose efetiva a que os pacientes foram submetidos quando realizam exames tomográficos típicos.
A tomografia computadorizada é hoje uma das técnicas mais aceitas pelos médicos na investigação das doenças. Com a constante evolução desses equipamentos, sua popularização em todo o mundo aumentou bastante.
Um número crescente de exames tomográficos tem sido adotado como prática diagnóstica rotineira, costumeiramente realizados em hospitais e clínicas de diagnóstico por imagens.
Ao mesmo tempo cresceu a preocupação da comunidade científica com a avaliação do desempenho destes equipamentos, que funcionam emitindo radiação.
Especialmente o aspecto dosimétrico (isto é, a medição das doses irradiadas) chama a atenção dos cientistas, já que uma parcela considerável dos exames clínicos é realizada com esta tecnologia.
Além disso, as doses em pacientes submetidos a exames tomográficos são relativamente altas em comparação com as doses recebidas em exames radiológicos convencionais.
Por exemplo, no início da década de noventa, nos Estados Unidos, as tomografias representavam apenas de 5% de todos os exames radiológicos, mas respondiam por 35% do total de doses irradiadas.
Apesar da grande atualidade do tema, são raros os estudos, no Brasil, que permitam avaliar o comportamento dosimétrico dos exames tomográficos realizados.
Em função desse quadro, cientistas dos Institutos de Eletrotécnica e Energia (IEE) e de Física (IF) da Universidade de São Paulo (USP) pesquisaram um método de medição de parâmetros dosimétricos e de desempenho para equipamentos de tomografia computadorizada, que foram analisados sob a perspectiva de avaliação de risco associado a estes exames.
Para isso, foram medidos valores do chamado Índice de Dose em Tomografia Computadorizada (CTDI) em diferentes equipamentos e seus resultados foram utilizados para a estimativa da dose efetiva a que os pacientes foram submetidos quando realizam exames tomográficos típicos.
Como é feita a pesquisa?
Os Índices de Dose em Tomografia Computadorizada (CTDI) podem ser calculados ou medidos de várias formas, conforme o padrão que se adota (existem vários padrões internacionais: os da Comunidade Européia, o americano, etc.)
Suas diferenças encontram-se, basicamente, nos limites espaciais estabelecidos para os perfis de doses emitidas em cada varredura (que é como se chama a emissão da radiação ao longo do objeto irradiado).
As doses podem ser quantificadas pela colocação, dentro de um objeto simulador (um phantom, isto é, um objeto que simula a cabeça ou outra parte do corpo do paciente), de dosímetros termoluminescentes (TLD´s), dispositivos de medição de doses de radiação que emitem luz quando são aquecidos, sendo a quantidade de luz emitida proporcional à quantidade de radiação que receberam.
Este procedimento, apesar de preciso, é bastante trabalhoso e deve ser executado com grande cuidado experimental. Isto o torna inviável para testes rotineiros nos equipamentos tomográficos.
Para solucionar este problema foram desenvolvidos outros equipamentos de medição - as câmaras de ionização tipo lápis - que podem ser posicionadas no lugar dos TLD´s, fornecendo a leitura dos Índices de Dose em Tomografia Computadorizada (CTDI).
O índice depende, ainda, das dimensões e do material do objeto simulador utilizado. A maioria das regulamentações técnicas propõe a medição em objetos de acrílico. No Brasil, contudo, a portaria 453 propõe que a avaliação seja feita em água.
Por isso, neste trabalho foram realizadas medições comparativas entre valores obtidos com TLD´s e câmaras de ionização, bem como utilizando-se simuladores de acrílico (cabeça e abdome) e de água (cabeça).
Os simuladores que usam água são cilindros ocos de acrílico, preenchidos com água, onde os dosímetros ou as câmaras de ionização são colocados em várias posições.
Já os dosímetros termoluminescentes (TLD´s) ficam dispostos de modo que a posição individual de cada um deles é identificada quando são posicionados dentro do objeto simulador.
Depois que os equipamentos de medição são inseridos nos orifícios dos simuladores, estes são expostas ao feixe tomográfico (radiação).
Primeiramente foi feita a avaliação do CTDI a partir de medições com dosímetros termoluminescentes (TLD´s). Após a irradiação dos dosímetros, a câmara de ionização tipo lápis foi inserida dentro dos objetos simuladores e nova varredura foi realizada, utilizando-se os mesmos parâmetros técnicos usados na irradiação com dosímetros.
Os valores de CTDI encontrados através da utilização da câmara de ionização e dos dosímetros termoluminescentes foram então comparados, verificando-se a qualidade dos resultados fornecidos pela câmara de ionização.
A segunda parte do trabalho consistiu na implementação do método de cálculo de dose efetiva segundo um modelo proposto pelo pesquisador Walter Huda, dos Estados Unidos, e seus colaboradores.
Este método leva em consideração os principais parâmetros de controle dos equipamentos: energia irradiada ao paciente ou ao simulador, o tempo da exposição, o volume/massa diretamente irradiada, a área atingida, etc.
Os valores de energia irradiada ao paciente são convertidos para dose efetiva para cada região do corpo por fatores de conversão, considerando um paciente com 70 quilos, do sexo masculino. A partir destes dados e fazendo um rápido cálculo de conversão (com uma equação específica) os pesquisadores conseguem determinar qual é a dose efetiva que cada paciente recebe, conforme seu peso.
Os fatores de conversão também dependem de cada região do corpo porque cada região possui estruturas de diferentes radiosensibilidade.
Suas diferenças encontram-se, basicamente, nos limites espaciais estabelecidos para os perfis de doses emitidas em cada varredura (que é como se chama a emissão da radiação ao longo do objeto irradiado).
As doses podem ser quantificadas pela colocação, dentro de um objeto simulador (um phantom, isto é, um objeto que simula a cabeça ou outra parte do corpo do paciente), de dosímetros termoluminescentes (TLD´s), dispositivos de medição de doses de radiação que emitem luz quando são aquecidos, sendo a quantidade de luz emitida proporcional à quantidade de radiação que receberam.
Este procedimento, apesar de preciso, é bastante trabalhoso e deve ser executado com grande cuidado experimental. Isto o torna inviável para testes rotineiros nos equipamentos tomográficos.
Para solucionar este problema foram desenvolvidos outros equipamentos de medição - as câmaras de ionização tipo lápis - que podem ser posicionadas no lugar dos TLD´s, fornecendo a leitura dos Índices de Dose em Tomografia Computadorizada (CTDI).
O índice depende, ainda, das dimensões e do material do objeto simulador utilizado. A maioria das regulamentações técnicas propõe a medição em objetos de acrílico. No Brasil, contudo, a portaria 453 propõe que a avaliação seja feita em água.
Por isso, neste trabalho foram realizadas medições comparativas entre valores obtidos com TLD´s e câmaras de ionização, bem como utilizando-se simuladores de acrílico (cabeça e abdome) e de água (cabeça).
Os simuladores que usam água são cilindros ocos de acrílico, preenchidos com água, onde os dosímetros ou as câmaras de ionização são colocados em várias posições.
Já os dosímetros termoluminescentes (TLD´s) ficam dispostos de modo que a posição individual de cada um deles é identificada quando são posicionados dentro do objeto simulador.
Depois que os equipamentos de medição são inseridos nos orifícios dos simuladores, estes são expostas ao feixe tomográfico (radiação).
Primeiramente foi feita a avaliação do CTDI a partir de medições com dosímetros termoluminescentes (TLD´s). Após a irradiação dos dosímetros, a câmara de ionização tipo lápis foi inserida dentro dos objetos simuladores e nova varredura foi realizada, utilizando-se os mesmos parâmetros técnicos usados na irradiação com dosímetros.
Os valores de CTDI encontrados através da utilização da câmara de ionização e dos dosímetros termoluminescentes foram então comparados, verificando-se a qualidade dos resultados fornecidos pela câmara de ionização.
A segunda parte do trabalho consistiu na implementação do método de cálculo de dose efetiva segundo um modelo proposto pelo pesquisador Walter Huda, dos Estados Unidos, e seus colaboradores.
Este método leva em consideração os principais parâmetros de controle dos equipamentos: energia irradiada ao paciente ou ao simulador, o tempo da exposição, o volume/massa diretamente irradiada, a área atingida, etc.
Os valores de energia irradiada ao paciente são convertidos para dose efetiva para cada região do corpo por fatores de conversão, considerando um paciente com 70 quilos, do sexo masculino. A partir destes dados e fazendo um rápido cálculo de conversão (com uma equação específica) os pesquisadores conseguem determinar qual é a dose efetiva que cada paciente recebe, conforme seu peso.
Os fatores de conversão também dependem de cada região do corpo porque cada região possui estruturas de diferentes radiosensibilidade.
Qual a importância da pesquisa?
Os resultados da pesquisa mostraram que os valores do Índice de Dose em Tomografia Computadorizada (CTDI) medidos pela câmara de ionização apresentam uma variação de 32% a 40% negativos (para menos), em relação aos valores calculados pelo perfil de radiação dos dosímetros.
A diferença percentual média é de 2,8%. Os pesquisadores supõem que as maiores diferenças deveram-se a falhas experimentais ocorridas no início da etapa de medições, tais como imprecisões no posicionamento dos dosímetros ou das câmaras de ionização.
Apesar disso a pesquisa revela uma compatibilidade entre os dados obtidos pelas câmeras de ionização e pelos dosímetros. Isso permite confirmar a hipótese de que a câmara de ionização fornece resultados aceitáveis para uso em rotinas de controle de qualidade. A importância dessa conclusão reside na maior facilidade de operação das câmeras.
Uma dificuldade sobressalente é que, para maioria dos dados, há grandes diferenças entre as medidas com simuladores de água e as feitas com os de acrílico. Parte desta diferença deve-se ao fato que os simuladores de água e acrílico tem diferentes raios, 10 e 8 centímetros, respectivamente.
Entretanto, para comparar os valores do Índice de Dose obtidos em rotinas de controle de qualidade com os valores exigidos pela Portaria 453, é obrigatório usar o simulador de material exigido (água) com dimensões padronizadas.
Isto cria um problema, pois não existem simuladores comerciais que sigam as exigências da Portaria 453 e fatores de correção devem ser aplicados.
Um dos fatores que mais influencia a dose efetiva é a massa diretamente irradiada. A massa total do paciente também tem grande influência nos cálculos de dose efetiva. Na pesquisa foi considerado um homem padrão com massa de 70 quilos.
A utilização dos mesmos parâmetros para adultos e crianças também deve ser criteriosamente analisada. Pessoas com menor massa apresentam menor massa diretamente irradiada, contribuindo para uma maior dose efetiva. A pior situação é encontrada em exames pediátricos, onde a dose pode aumentar significativamente. Exames pediátricos são mais críticos, pois a criança possui uma maior radiosensibilidade, comparada a um adulto.
O problema também é relevante com adultos magros onde o risco devido ao exame pode ser aumentado desnecessariamente. Uma solução simples seria o controle automático de exposição, disponível em outros equipamentos, mas inexistente em tomógrafos.
Existem ainda diferenças grandes entre as mais diversas instituições e parâmetros operacionais estudados. Fica evidente a importância da escolha dos parâmetros operacionais pelo responsável da operação do equipamento (biomédico ou técnico).
Supondo que as imagens resultantes dos procedimentos estudados produzam informações clínicas adequadas, fica clara, na pesquisa, a possibilidade de otimização (minimização) das doses efetivas, sem perda na qualidade das imagens, uma vez que existe uma grande variação de dose, caso a caso.
Como os valores obtidos pelas duas metodologias estudadas (TLDs e câmeras de ionização) são compatíveis, fica provada a possibilidade de realizar medições dosimétricas de forma fácil, simples e rápida com câmaras de ionização. Este fato valida a metodologia usada no programa de controle de qualidade do IEE/USP.
Além disso, a metodologia implantada para o cálculo das doses efetivas mostrou-se bastante eficiente. A partir destes resultados pode-se planejar programas de redução de doses pela otimização dos procedimentos clínicos, em harmonia com a implantação de programas de controle de qualidade.
A diferença percentual média é de 2,8%. Os pesquisadores supõem que as maiores diferenças deveram-se a falhas experimentais ocorridas no início da etapa de medições, tais como imprecisões no posicionamento dos dosímetros ou das câmaras de ionização.
Apesar disso a pesquisa revela uma compatibilidade entre os dados obtidos pelas câmeras de ionização e pelos dosímetros. Isso permite confirmar a hipótese de que a câmara de ionização fornece resultados aceitáveis para uso em rotinas de controle de qualidade. A importância dessa conclusão reside na maior facilidade de operação das câmeras.
Uma dificuldade sobressalente é que, para maioria dos dados, há grandes diferenças entre as medidas com simuladores de água e as feitas com os de acrílico. Parte desta diferença deve-se ao fato que os simuladores de água e acrílico tem diferentes raios, 10 e 8 centímetros, respectivamente.
Entretanto, para comparar os valores do Índice de Dose obtidos em rotinas de controle de qualidade com os valores exigidos pela Portaria 453, é obrigatório usar o simulador de material exigido (água) com dimensões padronizadas.
Isto cria um problema, pois não existem simuladores comerciais que sigam as exigências da Portaria 453 e fatores de correção devem ser aplicados.
Um dos fatores que mais influencia a dose efetiva é a massa diretamente irradiada. A massa total do paciente também tem grande influência nos cálculos de dose efetiva. Na pesquisa foi considerado um homem padrão com massa de 70 quilos.
A utilização dos mesmos parâmetros para adultos e crianças também deve ser criteriosamente analisada. Pessoas com menor massa apresentam menor massa diretamente irradiada, contribuindo para uma maior dose efetiva. A pior situação é encontrada em exames pediátricos, onde a dose pode aumentar significativamente. Exames pediátricos são mais críticos, pois a criança possui uma maior radiosensibilidade, comparada a um adulto.
O problema também é relevante com adultos magros onde o risco devido ao exame pode ser aumentado desnecessariamente. Uma solução simples seria o controle automático de exposição, disponível em outros equipamentos, mas inexistente em tomógrafos.
Existem ainda diferenças grandes entre as mais diversas instituições e parâmetros operacionais estudados. Fica evidente a importância da escolha dos parâmetros operacionais pelo responsável da operação do equipamento (biomédico ou técnico).
Supondo que as imagens resultantes dos procedimentos estudados produzam informações clínicas adequadas, fica clara, na pesquisa, a possibilidade de otimização (minimização) das doses efetivas, sem perda na qualidade das imagens, uma vez que existe uma grande variação de dose, caso a caso.
Como os valores obtidos pelas duas metodologias estudadas (TLDs e câmeras de ionização) são compatíveis, fica provada a possibilidade de realizar medições dosimétricas de forma fácil, simples e rápida com câmaras de ionização. Este fato valida a metodologia usada no programa de controle de qualidade do IEE/USP.
Além disso, a metodologia implantada para o cálculo das doses efetivas mostrou-se bastante eficiente. A partir destes resultados pode-se planejar programas de redução de doses pela otimização dos procedimentos clínicos, em harmonia com a implantação de programas de controle de qualidade.
Área do Conhecimento
Ciências da Saúde
Palavras-chave – Entre 3 a 5 palavras
Portuguesa
Método
Portuguesa
Exame
Portuguesa
Tomografia
Portuguesa
Prevenção
ODS
ODS 3: Saúde e Bem-Estar
ODS 9: Indústria, Inovação e Infraestrutura
Referência da Pesquisa Original
YANO, Ricardo et al. Modelagem Computacional sobre Crescimento Tumoral. 2003.
Data da publicação do texto de divulgação
August 14, 2003