Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
DESCRIÇÃO Junção prática/teórica de conteúdo interdisciplinar. Compreensão de grandezas físicas dosimétricas. Aplicações algébricas de formulações matemáticas. Apresentação de ferramentas que contribuam na otimização. Adequação nas práticas pediátricas. PROPÓSITO Preparar os discentes para a melhores aplicações em tomografia computadorizada, visando não somente a qualidade das imagens, mas também a segurança de todos os indivíduos integrantes do processo. PREPARAÇÃO Antes de iniciar o conteúdo, tenha em mãos uma calculadora para reproduzir as formulações propostas. OBJETIVOS MÓDULO 1 Descrever conceitos físicos de grandezas dosimétricas aplicadas à tomografia computadorizada MÓDULO 2 Identificar aspectos funcionais de ferramentas do sistema e sua relação com a dose MÓDULO 3 Aplicar conceitos teóricos na prática da elaboração de protocolos pediátricos MÓDULO 1 Descrever conceitos físicos de grandezas dosimétricas aplicadas à tomografia computadorizada INTRODUÇÃO A tomografia é uma modalidade que possui grande destaque no diagnóstico de várias patologias na medicina e odontologia, até mesmo auxiliando procedimentos invasivos. Devido à sua qualidade na reprodução de imagens médicas, sua aplicação para diagnóstico é cada vez mais crescente, inclusive no acompanhamento de doenças. Por isso, essa disciplina possui grande relevância, de modo que os futuros profissionais possam assimilar a grande importância de desenvolver uma cultura radioprotetiva, respeitando e aplicando os princípios de proteção radiológica durante suas práticas. Vale ressaltar que entre todas as modalidades incluídas no conceito de radiodiagnóstico, a tomografia computadorizada demanda maiores doses de radiação em seus procedimentos. Torna-se primordial que os médicos solicitantes reconheçam a possibilidade da substituição por outros métodos que não utilizem a radiação ionizante ou que apliquem uma menor exposição. Os profissionais de radiologia devem compreender a importância da otimização de protocolos, de modo a considerar um balanço entre a qualidade da imagem e a dose minimamente necessária para a realização do procedimento. Sobre este aspecto, os fabricantes de equipamentos contribuem de maneira direta, através do desenvolvimento de ferramentas que auxiliam neste propósito. A IMPORTÂNCIA DO CONTROLE DOSIMÉTRICO EM TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA (TC) O controle dosimétrico é parte integrante do Programa de Garantia de Qualidade (PGQ), seu cumprimento se enquadra como uma determinação legal, que visa adequação às medidas exigidas pelas legislações vigentes de radiodiagnóstico, válido para todas as instituições no Território Nacional, de origem pública e privada. PROGRAMA DE GARANTIA DE QUALIDADE (PGQ) É definido como um conjunto de ações planejadas de forma sistemática, que visam garantir a confiabilidade adequada quanto ao funcionamento de uma estrutura, sistema, componentes ou procedimentos, de acordo com um padrão pré-definido. javascript:void(0) ATENÇÃO Segundo o item 32.4 da Portaria MTE-485/2005, é obrigatório manter no local de trabalho e à disposição da inspeção do trabalho, o PGQ, integrante do PPR, juntamente com o Alvará de Funcionamento vigente, concedido pela autoridade sanitária local. MATERIAIS NECESSÁRIOS PARA REALIZAR O CONTROLE DOSIMÉTRICO EM TC Para que as avaliações de dose sejam executadas, alguns equipamentos serão requeridos: SIMULADOR Anteparo composto por polimetilmetacrilato (PMMA), projetado especialmente para simular um corpo ou uma parte de um corpo com objetivo de avaliar e proceder com os devidos ajustes quando necessário. Simulador Alderson-Rando. CÂMARA DE IONIZAÇÃO TIPO LÁPIS São dosímetros de leitura direta. Será o responsável por registrar a dose de radiação em regiões específicas no simulador. Típica câmera de ionização lápis com 10 cm ou 100 mm de comprimento. ELETRÔMETRO Instrumento utilizado para medir as diferenças de potencial elétrico gerados na câmara de ionização. Típico eletrômetro, medidor não-invasivo de tensão. ATENÇÃO Para a determinação da dose absorvida em um meio exposto às radiações ionizantes, deve-se utilizar um dispositivo apropriado e calibrado na faixa de energia correspondente ao feixe. Dentre os diversos tipos de medidores, as câmaras de ionização, baseadas no princípio da ionização de um gás, são preferencialmente utilizadas para dosimetria em TC. CARACTERÍSTICAS DO PHANTOM DE DOSIMETRIA EM TC Esses simuladores podem ser diferenciados como: phantom body (corpo) – 32 cm diâmetro e 15cm de comprimento, phantom head (cabeça) 16 cm diâmetro e 15cm de comprimento. Vale ressaltar que os phantons head também podem ser utilizados na simulação do tronco em casos de avaliações pediátricas. Phantom de tomografia para avaliações dosimétricas. METODOLOGIA PARA AVALIAR DOSES EM SISTEMAS TOMOGRÁFICOS A primeira etapa é o alinhamento correto do simulador na mesa do tomógrafo e sua acomodação no isocentro do gantry, através do movimento da mesa. Após, deverá posicionar a câmara de ionização em cada uma das cavidades do simulador por vez. O operador deverá utilizar o laser de referência no centro da região sensível do detector. Ao iniciar os testes, o operador deverá replicar exatamente os protocolos que devem ser avaliados. Vale lembrar que, javascript:void(0) para casos de avaliação de protocolos de crânio, o simulador utilizado deve ser o phantom head e, no caso do esqueleto axial, o phanton body. ISOCENTRO Espaço geometricamente centralizado em relação ao tubo de raios X do equipamento de tomografia e seus detectores. Na sequência, reproduzir o comando de disparo, executando um corte tomográfico. Este procedimento será repetido algumas vezes, de modo a obter a média aritmética entre todas as leituras, cada uma destas deve ser registrada. Estatisticamente, repete-se 5 vezes, a fim de reduzir a incerteza da medição. O procedimento descrito deve ser realizado para todos os orifícios, periféricos e central. Simulação de avaliação dosimétrica em CT. GRANDEZAS FÍSICAS RADIOLÓGICAS O paradoxo nas medições em radiologia se dá ao fato de que as radiações ionizantes possuem características imperceptíveis aos sentidos humanos. Elas são invisíveis, inodoras, insipidas, inaudíveis e indolores. Estas condições tornam as medições complexas e exigem diferentes instrumentos e metodologias apropriadas para que haja viabilidade. Grandezas físicas são denominadas como propriedades mensuráveis de um fenômeno, corpo ou substância, de modo que estas sejam expressas quantitativamente. As grandezas radiológicas podem estar relacionadas às grandezas do sistema de medição tradicional, como por exemplo o tempo e a área, dando origem às grandezas do tipo Atividade e Fluência. As grandezas utilizadas na radiologia podem estar divididas em: Grandezas dosimétricas – determina os efeitos da interação da radiação em relação a um corpo. Grandezas limitantes – indica o risco à saúde humana devido à exposição à radiação ionizante. Grandezas operacionais - apresentam maior relação com atividades práticas específicas, utilizadas de forma mais eficiente na aplicação da proteção radiológica. GRANDEZAS RADIOLÓGICAS UTILIZADAS EM TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Sua origem foi em 1981, por meio do Bureau of Radiological Health. O desenvolvimento das grandezas justifica-se pelo fato de as grandezas aplicadas até aquele momento não corresponderem apropriadamente às peculiaridades técnicas da exposição em tomografia. Assim, a primeira grandeza específica para dosimetria em tomografia computadorizada foi a indexação de dose em tomografia computadorizada (CTDI, de computed tomography dose index). INDEXAÇÃO DE DOSE EM TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA (CTDI, DE COMPUTED TOMOGRAPHY DOSE INDEX Considerado como o principal parâmetro de dosimetria de sistemas tomográficos, é definida como a integral do perfil de dose no ar em um único corte, de forma paralela à rotação axial, ao longo do eixo Z do corpo.Sua obtenção é dada pela razão entre a dose absorvida total pela espessura nominal de corte. Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal Onde: R = leitura obtida em kerma no ar Nk = fator de calibração da câmara de ionização fc = fator de conversão de kerma no ar para dose absorvida no simulador (acrílico) n = número de cortes obtidos em cada varredura do sistema tomográfico L = comprimento da região sensível do detector lápis T = espessura nominal do corte tomográfico CTDI100 Devido à utilização da câmara à gás cilíndrica tipo lápis com 100 mm de comprimento, o CTDI passa a ser denominado como CTDI100, sua grandeza é expressa em termos de dose absorvida no ar (mGy) e sua apresentação pode ser determinada de acordo com a posição na qual o detector será utilizado durante a medição: No ar livre (free air) – CTDI100,ar No centro do phantom – CTDI100,C Nas aberturas periféricas do phantom – CTDI100,P CTDI100,w ponderado (weighted) Os phantons de dosimetria em TC possuem um orifício na posição central e, geralmente, são 4, simetricamente distanciados em posições periféricas. O CTDI100,w considera a distribuição CTDI = x (L/T ) R x Nk x Fcn da dose no corpo ao longo do sentido no qual o objeto foi irradiado. Distribuição da dose no corpo. Após o detector tipo lápis ser posicionado em cada um dos orifícios do simulador, valores serão registrados para que suas médias sejam utilizadas na equação a seguir. Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal Vale ressaltar que, devido à homogeneidade do phantom, a dose irá decrescer linearmente do ponto mais periférico até o centro do simulador. Por isso, é normal a obtenção de maiores valores quando o detector estiver em qualquer orifício da periferia, quando comparado aos valores obtidos no centro. ATENÇÃO Lembre-se de que, durante a realização de uma exposição em tomografia computadorizada, o tubo gira 360º em torno do corpo irradiado, deste modo, os valores periféricos serão aproximados. CTDI100,w = CTDI100,c + CTDI100,P 1 3 2 3 O nCTDIw é referente ao valor do CTDIw normalizado em função da taxa de corrente aplicada no tubo de raios X (mAs) utilizando o incremento de corte. Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal Onde: n - incremento de corte C - exposição nominal (mAs) CTDI100,c – média obtidas no orifício central com câmara de ionização de extensão de 100mm CTDI100,p – média obtidas nos 4 orifícios periféricos com câmara de ionização de extensão de 100mm CTDIvol Volumétrico As grandezas até então apresentadas não consideram fatores como deslocamento contínuo da mesa ou passo de deslocamento. Devido às características de sistemas axial e helicoidal quanto à variação da posição do paciente durante a exposição, foi necessário desenvolver o índice CTDIvol para considerar essas condições. Após a ocorrência de uma varredura, esse índice indicará a dose de radiação recebida pelo corpo na região do volume irradiado e sua formulação algébrica irá variar de acordo com os sistemas de aquisição axial e helicoidal. Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal nCTDIw = ( CTDI100,c + CTDI100,p ) . C1n 1 3 2 3 Método Axial CTDIvol = CTDIw N x Td Método Helicoidal CTDIvol == CTDI wpitch Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal Onde: N – Número de cortes T – Espessura de corte d – Incremento da mesa entre os cortes Ilustração de pitch igual, maior e menor que 1. PITCH É um parâmetro exclusivo da tomografia helicoidal, definido pela distância percorrida pela mesa durante um giro completo do tubo de raios X (360°), dividido pela colimação do feixe de raios X (espessura do corte). PRODUTO DOSE-COMPRIMENTO (DLP, DOSE- LENGTH PRODUCT) Devido ao exame de tomografia ser composto por diversos cortes, o DLP é definido pela multiplicação do valor de índice volumétrico (CTDIvol), pelo comprimento de varredura do exame (L). Essa grandeza determina a dose total que será recebida em um exame de tomografia. javascript:void(0) Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal Após a avalição experimental obtendo os valores de CTDI100 e os gradativos cálculos na definição de CTDIw, CTDIvol e DLP, é necessário que haja uma conversão. Essa conversão serve para fins de parametrização da dose em TC e comparação com doses provenientes de qualquer outra prática. Para tanto, ao final deste processo, será necessário que haja uma conversão direta, através de tabelas com constantes de proporcionalidade para obter valores de dose efetiva. DOSE EFETIVA (E) Como a maior preocupação é o risco de detrimentos estimulados pela radioindução, a dose efetiva considera a distribuição da dose nas diversas regiões anatômicas e, consequentemente, avalia os fatores de ponderação para cada órgão ou tecido (WT). O valor de dose efetiva é assumido como a quantificação do risco à indução de câncer e a efeitos hereditários. DLP = CTDI vol * L javascript:void(0) RADIOINDUÇÃO Terminologia utilizada para indicar a ocorrência de danos biológicos provocados pelas radiações ionizantes. Para tal ação, valores tabulados são definidos por meio de diversas pesquisas vinculadas às instituições de referência mundial, determinando constantes de proporcionalidade e convertendo DLP para doses em adultos e pacientes pediátricos para diversas regiões do corpo. Conversão de DLP para dose efetiva Região do corpo Fator de conversão (mSv mGy cm) Cabeça 0,0023 Pescoço 0,0054 Tórax 0,0170 Abdômen 0,0150 Pélvis 0,0190 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal Fonte: O autor. FATOR DE PESO PARA OS TECIDOS E ÓRGÃOS (WT) Em algumas publicações da Comissão Internacional em Proteção Radiológica (ICRP, de International Commission on Radiological Protection), especificamente nas de número 26 (1977), 60 (1990) e mais atualmente na 103 (2007), foram estabelecidas grandezas radiológicas, suas relações e métodos de medições. Na ICRP 60, surgiram novas grandezas, algumas em substituição às grandezas definidas na ICRP 26, que tinham o inconveniente de terem nomes muito parecidos. Mesmo ainda não sendo adotada nas normas nacionais, a ICRP 103 visa substituir, formalmente, os relatos das Comissões anteriores. Assim, essa publicação propõe atualizar os fatores de ponderação de radiação e tecido, nas quantidades equivalentes e efetivas, além de atualizar o detrimento da radiação, com base em informações científicas oriundas de estudos biológicos e físicos da exposição à radiação. Se forem observados os diferentes valores atribuídos aos fatores de peso para tecidos e órgãos ao longo das 3 publicações, será observado que, durante 30 anos de diferença da ICRP 26 para a 103, muitos órgãos foram incluídos e muitos fatores já existentes foram alterados de forma crescente e decrescente. Essas alterações foram baseadas em novas perspectivas e contribuições das pesquisas realizadas pelos membros integrantes da comissão. A tabela tem a função de apresentar um comparativo entre as ICRPs 26, 60 e 103 para que haja um melhor entendimento das diferentes ponderações de valores atribuídos aos tecidos e órgãos ao longo do tempo. Comparativo entre as ICRPs 26, 60 e 103. APLICAÇÃO DAS REFERÊNCIAS DOSIMÉTRICAS DE TC Devido à inexistência de limite de dose para pacientes, foram criados níveis de referência para procedimentos de radiodiagnóstico. Assim, a Comissão Internacional em Proteção Radiológica (ICRP) desenvolveu proposta baseada em pesquisas. (DREXLER, 1998). Para tomografia computadorizada, os níveis de referência foram baseados nos índices de dose CTDI100,vol, CTDI100,W e DLP. Região anatômica CTDIw (mGy) DLP (mGy.cm) Cabeça 60 1050 Seios da face 36 360 Coluna vertebral 70 460 Tórax 30 650 Tórax alta resolução 35 280 Abdome 35 780 Pelve 35 570 Atenção! Paravisualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal Fonte: O autor. GRANDEZAS RADIOLÓGICAS UTILIZADAS EM TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA VERIFICANDO O APRENDIZADO MÓDULO 2 Identificar aspectos funcionais de ferramentas do sistema e sua relação com a dose INTRODUÇÃO O radiodiagnóstico é a maior fonte de contribuição da dose mundo, maior até que as fontes utilizadas na indústria nuclear. Essa contribuição representa mais de 80 % de toda radiação a que o homem está submetido. A descoberta da radiação X trouxe um avanço sem precedentes para a medicina, pois é uma forma de visualizar estruturas internas do corpo humano de forma não invasiva. Muito cedo, logo após a grande descoberta, o mundo passou a utilizar essa ferramenta, porém de maneira indiscriminada, devido à falta de conhecimento dos efeitos no material biológico. Ainda no século XIX, surgiram os primeiros efeitos maléficos provocados pelas radiações; no início do século XX, surgiram as primeiras organizações com o objetivo de elaborar diretrizes voltadas para a utilização segura das radiações ionizantes. Dentre essas instituições, estão a Roentgen British Society, a Comissão Internacional em Unidades de Radiação e Medidas (ICRU, de International Commission on Radiation Units & Measurements) e, como já vimos, a ICRP. Com o objetivo de otimizar as doses de radiação, os fabricantes de equipamentos radiológicos se empenham em desenvolver ferramentas que auxiliam no controle dos parâmetros de exposição, a fim de alcançar melhores protocolos de dose, com imagem apropriada. QUALIDADE X DOSE Durante a realização dos exames, o profissional de radiologia deve aplicar todo seu conhecimento em proteção radiológica, através do princípio da otimização nos parâmetros de exposição presentes nos protocolos de exame, objetivando alcançar a qualidade adequada, com a dose de radiação otimizada. Desse modo, é necessário que conheçamos todos os recursos existentes na otimização da dose, tanto para a influência dos parâmetros tomográficos para a imagem produzida, quanto para redução da dose. O principal fator que afeta a qualidade das imagens digitais é o ruído eletrônico. Ele pode ser definido como um artefato eletrônico e se caracteriza pela presença de granulação na imagem. Apesar de sua origem poder estar relacionada a diversos eventos, as principais denotam aspectos de exposição inadequada ao paciente. ARTEFATO Imagem não desejada, gerada durante a aquisição ou durante processamento da imagem radiográfica. Imagem tomográfica com ruído eletrônico. Devido à existência de uma relação direta entre a dose e a quantidade de sinal produzido na formação da imagem, sempre que forem aplicados protocolos com doses otimizadas (baixas dose), a relação sinal x ruído é prejudicada. Isso ocorre devido ao fato de a dose e o sinal possuírem uma proporcionalidade direta com os fatores elétricos (tensão-kV e corrente-mAs) utilizados no protocolo do exame. Desse modo, algumas importantes análises devem ser feitas pelo profissional: Para aquela indicação clínica, é necessária uma altíssima qualidade de imagem? Para análises de patologias crônicas, com doença e extensão já conhecidas, estudos podem ser feitos com otimização de protocolo? Meu equipamento de tomografia possui ferramentas para melhorar os aspectos da imagem, quando são utilizados protocolos otimizados? javascript:void(0) ATENÇÃO Sempre que houver a necessidade de adequar protocolos de tomografia, será indispensável a participação do médico radiologista. Devido ao seu papel na interpretação das imagens, esse profissional possui decisão final no padrão a ser criado, de modo que a redução da dose não acrescente risco à veracidade e confiabilidade do diagnóstico. Para que haja melhor compreensão sobre estas ações, descreveremos duas importantes ferramentas: a modulação de dose e o método de reconstrução iterativa. MODULAÇÃO DE DOSE OU MODULAÇÃO DE CORRENTE Com o avanço tecnológico e desenvolvimento de equipamentos médicos pela indústria, inúmeras modalidades de diagnóstico de imagem estão sendo desenvolvidos com sistemas de controle automático de exposição (CAE). Há a inclusão de detectores de radiação do tipo câmara de ionização, estrategicamente posicionados entre o corpo do paciente e o receptor de imagem (IR). Estes são os responsáveis por regular os índices de exposição, tomando como referência valores previamente calibrados, que asseguram a manutenção linear de parâmetros de sinal da imagem. CONTROLE AUTOMÁTICO DE EXPOSIÇÃO (CAE) Trata-se de um dispositivo que modula a dose de radiação durante exames radiográficos, a fim de proporcionar imagens de qualidade adequada de modo estável, por meio de fatores predefinidos de corrente e tensão, de acordo com parâmetros determinados pelo usuário. MODULAÇÃO DE DOSE EM TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA javascript:void(0) Os sistemas de detecção de radiações presentes em equipamentos de tomografia objetivam manter a qualidade de imagem, independentemente do biótipo do paciente (diâmetro ântero- posterior e latero-lateral), além das características de cada região anatômica a ser estudada em relação à densidade média das estruturas que compõem a trajetória da radiação. Demonstração de referências corpóreas. MODULAÇÃO ANGULAR DA CORRENTE DO TUBO DE RAIOS X Devido ao movimento rotacional realizado pelo tubo de raios X em torno do corpo do paciente, durante a realização do exame de tomografia computadorizada, é necessário que haja uma compensação na corrente na ampola, de modo a compensar as mudanças de atenuação dos fótons que são geradas pelos distintos ângulos de projeção nos eixos (X e Y). Essa ação contribui para que a radiação chegue ao conjunto de detectores com a intensidade equivalente, mesmo em ângulos de projeção distintos. Variação angular nos eixos (X e Y) durante exposição em 360o do tubo em volta do paciente, durante um exame de TC. MODULAÇÃO LONGITUDINAL DA CORRENTE DO TUBO DE RAIOS X A trajetória dos fótons de radiação durante a aquisição dos cortes, além de variar nos eixos (X e Y) durante a rotação do tubo e conjunto de detectores, também irá mudar ao longo do eixo Z durante o movimento de entrada ou saída da mesa em relação ao gantry. Essa mudança do eixo longitudinal, igualmente, proporciona variação na trajetória e densidade média por onde os fótons serão transmitidos e, por isso, também necessitam que a corrente seja adequada. Modulação da dose ao longo do eixo Z (AAPM WGCTNP Dose Education). Imagem demonstrando a variação da dose simultaneamente de acordo com alterações em projeções angulares e longitudinal. Apesar de objetivos comuns, esses sistemas podem variar seus modos de operação em função da referência que será utilizada como base. Há diferentes fabricantes, então o modelo e versão de software irá variar, alterando, por exemplo, nível de ruído na imagem e nos parâmetros de exposição (tensão e corrente) que interagem com o detector. Tabela de nome e aplicação de modulação de corrente por fabricantes. Sua aplicação fundamenta-se na avaliação prévia corpórea, baseado em informações anatômicas. Para tanto, os diferentes sistemas tomográficos realizam de uma a duas radiografias de posicionamento (scout, topograma, scout view e survew), antes das varreduras seccionais. Por meio destas imagens que possuem ângulos fixos, é possível dimensionar a densidade média e espessura anatômica da região de interesse, ao longo do eixo longitudinal (Z). Imagem radiográfica inicial de exame de tomografia de tórax, abdômen e pelve na Plataforma Philips. Assim, em cada corte, a quantidade de radiação será ajustada para que a intensidade de fótons geradas no tubo de raios X seja proporcional ao comprimento do diâmetro do paciente e da densidade média daquela região específica. Para isso, os sistemas realizam uma otimização automática da corrente elétrica e como consequência, reduzem grandezas relativas à dosimetria em tomografia como oCTDIvol. ATENÇÃO Para que ocorra o funcionamento adequado do CAE, é essencial que o paciente seja posicionado corretamente no isocentro da abertura do gantry. Para que haja o melhor entendimento sobre esse processo, podemos dizer que, durante a prática, o profissional responsável por habilitar o equipamento de tomografia aplica em seu protocolo um valor nominal de referência para cada parâmetro e estes, automaticamente, serão devidamente ajustados (para menos e em alguns casos para mais). Isso ocorre de modo que cada exposição terá um valor personalizado de corrente e em alguns casos tensão, em função das características anatômicas daquele nível específico do estudo tomográfico. COMENTÁRIO Quando se objetiva o desenvolvimento de protocolos otimizados com índices apropriados de qualidade de imagem e baixas doses, a modulação de dose será um dos principais recursos a serem utilizados para este propósito. MÉTODO DE RECONSTRUÇÃO ITERATIVA Trata-se de programas baseados em métodos estatísticos, que constroem complexas modelagens a partir de diferentes suposições sobre a geometria do objeto de interesse, tendo como resposta os sinais obtidos nos detectores, além de estimativas de comportamento estatístico das medições. Este recurso está presente nas mais diferentes plataformas dos principais fabricantes em tomografia computadorizada, sendo dividida em duas gerações tecnológicas. Segue abaixo as diferentes nomenclaturas desta ferramenta para alguns fabricantes de equipamentos. Geração RI 1ª Geração 2ª Geração Philips iDose IMR – Iterative Model Reconstructions GE ASIR Veo – Model Based Iterative Reconstructions (IR) Siemens IRIS SAFIRE/ADMIRE – Advanced Model IR Toshiba QSD/Boost 3D AIDR 3D – Adaptive IR Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal Tabela demonstrativa com ferramentas de reconstrução iterativa e suas gerações. Workshop: Justificação e otimização das exposições médicas à radiação ionizante. Fonte: Santos, 2015. Quando comparado ao método de retroprojeção filtrada (FBP), haverá substancial redução no índice de ruído eletrônico, se considerar a utilização dos mesmos parâmetros tomográficos aplicados no protocolo. Uma outra forma de aplicação é a manutenção do índice de ruído com redução da dose de radiação do paciente, que pode variar de 25-40%. RETROPROJEÇÃO FILTRADA (FBP) Fundamenta-se em diversas superposições de exposições sobre a geometria do corpo. Com o aumento do número de projeções, melhor seria a resolução da imagem. O termo filtrado corresponde à eliminação do efeito que gera borramento, para que a imagem se torne mais nítida. Demonstração do método de FBP. Cabe esclarecer que, durante a aplicação do método de reconstrução iterativa, dois objetivos distintos estarão em pauta em sua aplicação: a redução de ruído na imagem sem que haja redução da dose, e a diminuição da dose no paciente sem que haja redução do ruído: REDUÇÃO DO RUÍDO NA IMAGEM, SEM QUE HAJA DIMINUIÇÃO DA DOSE javascript:void(0) A diferença de qualidade entre imagens adquiridas em FBP e imagens reconstruídas por método iterativo (Veo-GE) é nítida. Embora sejam adquiridas com os mesmos dados brutos de protocolo, a relação sinal-ruído fica bem diferente. Vale ressaltar que o alto índice de ruído pode mascarar possíveis patologias na imagem, proporcionando diagnósticos falsos. DIMINUIÇÃO DA DOSE NO PACIENTE, SEM QUE HAJA REDUÇÃO DO RUÍDO Após a utilização da ferramenta de reconstrução iterativa na plataforma de tomografia, o protocolo de exame pode ser reduzido, de modo que a dose no paciente decresça, mas há a manutenção do mesmo índice de ruído de uma aquisição pura. PROTOCOLO OTIMIZADO PARA EXAMES DE ANGIOTOMOGRAFIA Reconstrução 3D de uma angiotomografia. Alguns exames de tomografia têm como característica comum o alto nível de dose de radiação durante sua aquisição. Um bom exemplo são os exames de Angiotomografia, se justificando em função da necessidade de finas espessuras de cortes, além da quantidade de fases de exposição requeridas. O método de reconstrução será capaz de reduzir até 50% do ruído eletrônico na imagem e ainda uma redução da dose de até 65%, quando comparado aos protocolos convencionais. NOVAS PERSPECTIVAS NA EVOLUÇÃO DA FERRAMENTA Apesar das grandes vantagens já proporcionadas pelo atual método de reconstrução iterativa, sua evolução continua para melhorar ainda mais os resultados na redução de tempo de reconstrução das imagens, após aquisição FBP e maior redução do índice de dose. Modelo de iteração parcial (partial-model-based iteration) - Com redução 50-60% quando comparado ao modelo FBP; Reconstrução iterativa inteiramente-modelo-baseada (fully-model-based iterative reconstruction) - Não é necessária uma aquisição prévia em FBP, com melhoria da razão ruído/dose, porém requer maior tempo para reconstruir um CT padrão do abdômen e pélvis (30-40 minutos). Para se desenvolver protocolos de exames tomográficos de baixas e baixíssimas doses, a utilização das ferramentas “modulação de corrente” e “reconstrução iterativa” será imprescindível, cabendo ao profissional responsável por manipular o equipamento, conhecer seus métodos de aplicações, com objetivo de extrair o melhor diagnóstico com a menor quantidade de radiação. Para que haja um efetivo gerenciamento de dose, é necessário que o profissional de tomografia reconheça cada parâmetro presente nos protocolos de exame, assim como, também compreenda o modo como sua manipulação influenciará a qualidade da imagem e dose. Deste modo, nunca devemos entender o protocolo como uma fórmula universal ou imutável, pois sua configuração estará relacionada ao biótipo do paciente e objetivo clínico desejado. Ações que visam otimização de protocolos têm como propósito manter a qualidade das imagens, de tal forma que elas ainda possam cumprir seus objetivos diagnósticos, porém com a menor dose possível. Os protocolos de exame são entendidos como a reunião de recursos técnicos que serão utilizados na aquisição de um determinado exame. Estes estarão previamente estabelecidos nas plataformas de aquisições dos equipamentos, objetivando a melhor aquisição. É importante que o profissional responsável pelo equipamento personalize cada protocolo, alterando os parâmetros individualmente ou em conjunto, para que os estudos produzidos sejam convergentes com os objetivos definidos na indicação clínica do exame. ATENÇÃO As características dos serviços influenciarão de modo direto no protocolo de exame, sendo assim, para um mesmo exame solicitado, os parâmetros serão diferentes para as diferentes clínicas: geral, ortopédico, oncológico, cardiológico ou qualquer outra especialidade existente. Com o objetivo de compreender melhor o conceito de gerenciamento de exame, o profissional de radiologia deve reconhecer que não existe um único modelo de protocolo e cabe a ele realizar ajustes para que sejam obtidos os melhores resultados, para a qualidade da imagem ou no índice de dose no exame. Veremos no próximo módulo alguns parâmetros e fatores capazes de participar diretamente na relação entre a dose e a qualidade da imagem diagnóstica. MÉTODO DE RECONSTRUÇÃO INTERATIVA PARA REDUÇÃO DA DOSE VERIFICANDO O APRENDIZADO MÓDULO 3 Aplicar conceitos teóricos na prática da elaboração de protocolos pediátricos PARÂMETROS TOMOGRÁFICOS Os principais parâmetros observados em sistemas tomográficos e que influenciam na qualidade da imagem e/ou na dose entregue ao paciente são: Espessura de corte Eixo de corte e pitch Corrente (mA) Alta tensão (kv) Tempo e tamanho de varredura Tempo de delay entre a aplicação de contraste e início dos estudos Algoritmos de reconstrução e filtros Resolução da imagem FOV (field of view, que significa campo de visão) Estão em destaque os fatores que comprometem diretamente a dose e que serão abordados nesse módulo. Exame de tomografia. ESPESSURA DE CORTE Este parâmetro é um dos primeirosa serem definidos em um estudo. Sua determinação será realizada em função da composição e tamanho da região a ser estudada. Para regiões que possuem alto contraste de densidade de massa entre estruturas adjacentes, recomenda-se utilizar cortes finos, assim como, quando não houver um grande contraste entre as estruturas, como por exemplo, tecidos moles, é recomendado o uso de cortes mais espessos. Assim, conseguiremos maior distinção entre a resolução de contraste destes tecidos. Outras vantagens e desvantagens quando se utiliza cortes finos em estudos tomográficos: VANTAGENS Aumento da resolução espacial Melhor reconstrução (coronal sagital, oblíquas e volumétricas (3D)) Menor influência de artefatos radioabsorventes (próteses metálicas implantadas no paciente) DESVANTAGENS Aumentam o ruído eletrônico Aumentar o tempo de varredura Aumentar o tempo de reconstrução Espessuras maiores podem determinar perda de informação do tecido, enquanto espessuras menores determinam um maior número de imagens da mesma região e, com isso, um tempo maior para realização da varredura. Os aparelhos de tomografia modernos permitem colimação de até 0,5 mm, sendo comuns espessuras de 0,5 mm, 1 mm, 2 mm e 5 mm. Imagem ilustrativa das espessuras de corte, EIXO DE CORTE E PITCH A escolha das distâncias entre os eixos e da espessura do corte está relacionada a esse fator. O pitch é um parâmetro adimensional definido pela relação apresentada na fórmula abaixo: ADIMENSIONAL É um número desprovido de qualquer unidade física. Na equação para cálculo do pitch, existe a divisão de duas derivadas de comprimento, sendo o resultado uma grandeza adimensional. Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal Pitch = Deslocamento da mesa por volta do tubo (mm) Espessura do feixe (mm) javascript:void(0) Recomenda-se que se use um valor de pitch maior, porém próximo a 1, ou seja, o deslocamento da mesa por volta do tubo deve ser levemente maior que a espessura do feixe. Desse modo, evita-se que a mesma região do tecido seja duplamente irradiada. Por outro lado, se o pitch for muito maior que 1, algumas regiões entre os eixos de cortes podem não ser irradiadas. a) sem dupla exposição e sem perda de informação; b) Perda de informações na varredura; c) Com tecido duplamente irradiado. CORRENTE (MA) Uma corrente elétrica é definida como a movimentação ordenada de cargas elétricas entre os polos da ampola de raios X (elétrons que migram do cátodo para o ânodo). Essa ação possuirá relação direta com o número de fótons de radiação que são produzidos e expostos ao paciente durante o exame. As faixas de valores de corrente que um tubo de tomografia trabalha é de 25 a 345 mA. Na realização de exame, os valores nominais que podem ser aplicadas variam de 180 a 345 mA. Essa faixa de valores, certamente, irá variar em marcas e modelos de aparelhos de tomografia computadorizada. VALORES NOMINAIS javascript:void(0) Não será necessariamente o valor real, mas o valor referência atribuído ao equipamento pelo operador. Os equipamentos de tomografia podem limitar os valores de corrente nos exames, isso dependerá dos outros fatores tomográficos utilizados e do tempo de uso ininterrupto do equipamento. Além disso, os valores de corrente podem variar, inclusive durante a realização de exame em cortes de regiões anatômica de composições e espessuras distintas, em função do CAE. ALTA TENSÃO (KV) A tensão está relacionada à diferença de potencial aplicada (DDP) ao tubo de radiação. Ela dirá qual valor da energia cinética será adquirida pelo elétron e, consequentemente, o poder penetração do feixe de raios X. O ajuste da tensão no tubo é de acordo com a necessidade do operador na realização de seu exame, porém, a sua escolha deve observar algumas consequências, pois o aumento da corrente aplicada e da tensão significa: Aumento da radiação secundária Aumento do calor gerado no tubo Maior desgaste do tubo Aumento da dose Aumento do contraste da imagem ATENÇÃO Em um equipamento de tomografia computadorizada, os valores de tensão aplicada na produção da radiação não variam de unidade em unidade, como na maioria dos equipamentos de imagem. Na TC, a tensão pode variar com os valores nominais de 80, 100, 120, 130 kVp (quilovolt-pico), podendo ser alterados de acordo com marcas e modelos. A tensão e a corrente serão os principais fatores correlacionados ao nível de ruído na imagem. TEMPO DE VARREDURA É o tempo relacionado à duração do exame, do início do primeiro corte ao final do último corte. Este fator é de extrema importância para o desenvolvimento de alguns estudos, principalmente, os exames contrastados. Serve também para minimizar efeitos de artefatos de movimentos. EXAMES CONTRASTADOS Exames de tomografia que utilizam meios de contraste artificial iodado em alguma via de administração do paciente. O tempo de varredura de um exame estará relacionado a alguns fatores como o tamanho da varredura no estudo, a espessura de corte, o eixo de corte, pitch, o número de fileiras de detectores do equipamento e tempo de rotação do tubo. Tempo de varredura longo Pode gerar artefatos de movimento. Tempo de varredura curto Possibilita a realização de exames em regiões com movimentos involuntários. TEMPO DE ROTAÇÃO DO TUBO (TUBE ROTATION) É o tempo necessário para que o tubo dê uma volta completa em torno do paciente. Em aparelhos modernos, esses tempos podem chegar a 0,25 s. Cada vez que este processo javascript:void(0) ocorre, uma quantidade de cortes no estudo seccional será produzida. Isso dependerá do número de fileiras de detectores que o equipamento de TC possui. A soma de todos esses cortes compõe a varredura total realizada. TAMANHO DA VARREDURA Enquanto o FOV (Field o View) representa o diâmetro de visão, a varredura representa o comprimento da região estudada. O tamanho da varredura é determinado em relação às estruturas que serão incorporadas no estudo. Esse comprimento não deve ser estendido mais do que o necessário, pois essa ação provocaria irradiação de áreas não justificáveis para o diagnóstico do paciente em tecidos e órgãos. Diferença demonstrada na imagem radiográfica de posicionamento entre FOV e tamanho de varredura. OTIMIZAÇÕES DE DOSES EM PROTOCOLOS DE EXAME Sobre o objetivo de otimizar a dose em procedimentos de tomografia, o profissional de radiologia sempre deverá estar atento às diretrizes de proteção radiológica vigentes no país, compreendendo o que diz o princípio da otimização presente na Portaria SVS/MS n° 453, de 1 de junho de 1998 e replicado na RDC 330: “2.6. O princípio de otimização estabelece que as instalações e as práticas devem ser planejadas, implantadas e executadas de modo que a magnitude das doses individuais, o número de pessoas expostas e a probabilidade de exposições acidentais sejam tão baixos quanto razoavelmente exequíveis, levando-se em conta fatores sociais e econômicos, além das restrições de dose aplicáveis.” PROTOCOLOS PEDIÁTRICOS E PROTOCOLOS DE BAIXAS DOSES (LOW DOSE) Atualmente, os fabricantes de equipamentos e unidades de saúde vem se preocupando muito com a otimização de protocolos e, com isso, reduzindo a dose dos procedimentos de tomografia. Esses protocolos são denominados de baixas doses. Alguns grupos de pacientes, quando submetidos a exames de TC, deverão ser mais protegidos, como: crianças, adolescentes e gestantes. Isso justifica-se devido aos conceitos de radiobiologia, que indicam maior radiossensibilidade para organismos com maior taxa de multiplicação e menor diferenciação celular, algo típico no desenvolvimento embrionário e órgãos em desenvolvimento. Outro ponto importante da questão refere-se à expectativa de vida maior de uma criança quando comparada a de um adulto. COMENTÁRIO Devido à faixa de dose envolvida no radiodiagnóstico estar caracterizada como estocástica (abaixo de limiar para efeito), as possíveis doenças radioinduzidasestarão relacionadas à manifestação de efeitos tardios. Por isso, a longa expectativa de vida apresenta-se como um relevante fator na escolha de expor ou não um indivíduo. Sempre que possível, é necessário: Avaliar outros métodos diagnósticos que não utilizem radiação ionizante, ou que apliquem menores doses e que atendam à necessidade clínica. Métodos radiográficos são bem eficientes para o diagnóstico de inúmeras patologias, entre elas, as dedicadas às avaliações morfológicas de estruturas ósseas. O ultrassom deve ser a modalidade de imagem de primeira linha para o abdômen, apendicite aguda, intussuscepção (dobra intestinal). A ressonância magnética geralmente é melhor para a avaliação de informações detalhadas sobre tecidos moles, sistema nervoso ou medula óssea. Utilização de protocolos com parâmetros otimizados (baixas doses), com ajuste dos parâmetros tomográficos para peso ou idade. Avaliar qualidade de imagem: ruído vs contraste. Considerar imagens mais ruidosas, se suficientes para o diagnóstico radiológico, devem ser aceitas. Deve ser dado atenção especial para crianças com doenças crônicas que necessitam de exames de imagem repetidos com certa frequência. Redução de varredura repetida em regiões anatômicas coincidentes. Supressão de fases do exame, caso seja autorizada pelo médico radiologista e não traga prejuízo no diagnóstico. Evitar erros que demandem repetição dos exames. Restringir o volume da região estudada somente à necessária ao diagnóstico. Considerar uso de técnicas de controle automático de exposição (AEC). Aplicação de blindagem de proteção (proteção do bismuto da mama e chumbo na tireoide e gônadas e lente ocular). Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal IMPORTANTES MANIFESTOS INTERNACIONAIS E SUAS CONSIDERAÇÕES Alguns documentos internacionais serão elencados. Estes foram responsáveis por elaborar e difundir informações importantes sobre exposições, efeitos e riscos em medicina radiológica pediátricas. São eles: UNSCEAR 2013 Report (fontes, efeitos e riscos da radiação ionizante) - Volume II Efeitos da exposição radiativa em crianças. As principais considerações deste documento são: Para uma dada dose de radiação, as crianças têm mais risco de indução de tumor do que os adultos. Estes podem se desenvolver em poucos anos ou décadas depois. As estimativas do risco de câncer em crianças poderiam chegar a um fator de 2 a 3 vezes maior do que para uma população exposta em todas as idades. A incidência de tumor radiogênico em crianças é mais variável do que em adultos e depende do tipo de tumor, idade e sexo. O Comitê revisou 23 tipos diferentes de câncer. Para cerca de 25% desses tipos de câncer, incluindo leucemia e câncer de tireoide, pele, mama e cérebro, as crianças eram mais radiossensíveis. Na exposição médica, as crianças recebem doses mais altas se os parâmetros técnicos para administrar a dose não forem especificamente adaptados. ICRP Publicação 121 (Radiological Protection in Pediatric Diagnostic and Interventional Radiology). As principais considerações deste documento são: Exames radiológicos diagnósticos oferecem maior risco de câncer em bebês e crianças em comparação com adultos. O maior risco é explicado por: - Maior expectativa de vida. - Maior radiossensibilidade dos órgãos e tecidos em desenvolvimento. -Menor diâmetro ântero-posterior e latero-lateral. Seios, gônadas e tireoide devem ser protegidos sempre que possível, sem prejudicar as informações diagnósticas necessárias. World Health Organization Communicating Radiation Risks in Pediatric Imaging. A Organização Mundial da Saúde (OMS) desenvolveu uma série de documentos, panfletos e cartazes com objetivo de divulgar o risco de radiação em imagens pediátricas, em diversas modalidades diagnósticas. O principal foco está na comunicação para pessoas leigas, pacientes, pais e familiares. ESTUDO EPIDEMIOLÓGICO RELACIONANDO A DOSES PEDIÁTRICAS EM CT Esse complexo estudo desenvolvido na Universidade de NewCastle durou 17 anos (1985- 2002) e foi realizado em hospitais britânicos, em pacientes que se submeteram a exames de tomografia computadorizada com menos de 21 anos. Apesar de destacar que os benefícios relacionados à realização dos exames superam os riscos, o estudo concluiu que exame de tomografia computadorizada em crianças triplica risco de alguns tipos de câncer, entre eles, leucemia e câncer cerebral. EXAMINAMOS DADOS DE CASOS DE CÂNCER E MORTES ATÉ 2009. CÂNCER NO CÉREBRO E LEUCEMIA SÃO DOENÇAS RARAS. O ESTUDO ESTIMOU QUE O MAIOR RISCO SE TRADUZIU EM UM CASO EXTRA DE LEUCEMIA DE TUMOR NO CÉREBRO FOI ACRESCIDO POR 10 MIL TOMOGRAFIAS NA REGIÃO DA CABEÇA EM CRIANÇAS COM IDADE ABAIXO DOS DEZ ANOS. Mark Pearce (2012). IMAGE GENTLY Devido à preocupação com a radiossensibilidade do público pediátrico, iniciativas internacionais foram criadas com apoio de inúmeras organizações renomadas do ramo para orientar na otimização de dose de protocolos pediátricos, um importante exemplo é a Image Gently. A iniciativa teve seu início em 2006, durante um comitê sediado na sociedade de radiologia pediátrica (SPR). No ano seguinte, mais ações foram fomentadas por meio de alianças formadas com organizações, como o Colégio Americano de Radiologia (ACR), a American Society for Radiologic Technologists (ASRT) e a Sociedade Americana de Física Médica (AAPM), com objetivo de desenvolver novos materiais científicos focados na pediatria. As principais ações abordadas pelo grupo são: Radiologia digital Radiologia odontológica Fluoroscopia e radiologia intervencionista Medicina nuclear Tomografia computadorizada Diagnósticos cardíacos e traumas cranianos Sugestão de protocolo Image Gently para redução de dose para exames de abdome. Trata-se do fruto de uma coalisão mundial de organizações de saúde, focado no diagnóstico pediátrico, com o objetivo de proporcionar práticas seguras e com a mais alta qualidade. Desse modo, sua principal forma de ação é a divulgação de informações que auxiliam os profissionais da área médica a realizar ajustes em protocolos com foco na otimização da dose. PARÂMETROS MAIS IMPORTANTES NA INFLUÊNCIA DA DOSE VERIFICANDO O APRENDIZADO CONCLUSÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS Para que a tomografia computadorizada mantenha seu papel de protagonismo no diagnóstico por imagem, é de suma importância o engajamento de três importantes núcleos: médicos solicitantes, operadores de equipamentos e fabricantes. Cada um destes possui papel fundamental no desenvolvimento da modalidade, de modo que o paciente seja beneficiado com o melhor diagnóstico, sem que aspectos relativos à sua segurança sejam esquecidos. Sobre o ponto de vista do profissional que operacionaliza o equipamento, será através de seus comandos que as imagens serão obtidas. Durante a realização do exame de tomografia computadorizada, sempre deve-se considerar a relação qualidade de imagem e a dose. Para isso, é importante que o profissional de radiologia, que atua nessa modalidade, compreenda os métodos de dosimetria específicos de CT, assim como as ferramentas que foram desenvolvidas com objetivo de reduzir dose e manter a qualidade. Assim, será possível que o protocolo possa ter sua dose gerenciada, adequando seus parâmetros de modo personalizado às necessidades clínicas de cada paciente, inclusive para públicos específicos, como o pediátrico. PODCAST AVALIAÇÃO DO TEMA: REFERÊNCIAS ALMEIDA, W. G. O impacto dos novos desenvolvimentos tecnológicos em tomografia computadorizada na proteção do doente. Dissertação de M. Sc. COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro, 2016. SANTOS, J. O impacto dos novos desenvolvimentos tecnológicos em tomografia computadorizada na proteção do doente. Lisboa, 2015. UNSCEAR. United Nations Scientific Committee on the Effects Atomic Radiation. Sources and effects of ionizing radiation. Vienna, 2013. ICRP. Publication 121 - International Commission on Radiological Protection.Radiological Protection in Paediatric Diagnostic and Interventional Radiology. Elsevier, 2013. Iterative reconstruction methods in X-ray CT. ITERATIVE RECONSTRUCTION METHODS IN X- RAY CT Exames de tomografia que utilizam meios de contraste artificial iodado em alguma via de administração do paciente. EXPLORE+ Para saber mais sobre os assuntos explorados neste tema, pesquise: Computed tomography (ct) in children, da World Health Organization. Publicação ICRP nº 121, da Comissão Internacional de Proteção Radiológica. Tube Current Modulation, da AAPM WGCTNP Dose Education, e compreenda melhor a estratégias para otimização de parâmetros tomografia. javascript:void(0) CONTEUDISTA Wellington Guimarães Almeida CURRÍCULO LATTES javascript:void(0);
Compartilhar