DETERMINAÇÃO DO FATOR DE CONVERSÃO QUE...

DETERMINAÇÃO DO FATOR DE CONVERSÃO QUE

RELACIONA KERMA NO AR E A DOSE GLANDULAR

MÉDIA ATRAVÉS DO MÉTODO DE MONTE CARLO –

CÓDIGO PENELOPE

Marcos A G AlbuquerqueLaboratório de Ciências Radiológicas, UERJ, Rio de Janeiro

INTRODUÇÃO

Atualmente o câncer é o maior desafio da saúde mundial - em

2008 das 58 milhões de mortes no mundo 13% foram

causadas por câncer.

INCA, 2014 :

Estão previstos 576.000 novos casos de câncer para 2015.

O câncer de mama é a maior causa de óbitos por câncer napopulação feminina.

ESTIMATIVA DOS CASOS DE

CÂNCER DE MAMA PARA O ANO DE 2015

Estima-se que ocorram cerca de 57.120 novos casos de câncer

de mama.

Prevenção do câncer de mama

Detecção precoce

Mamografia

CÂNCER DE MAMA

A International Commission on Radiation Protection (ICRP 103)

Distribuição espectral representa uma medida fundamental naqualidade do feixe de raios X.

Coeficiente de conversão, cg

Espectrometria de raios X na região de mamografia

DESEMPENHO DO TUBO MAMOGRÁFICO

As seguintes técnicas experimentais tem sido utilizadas

para limitar o número de fótons que atingem o detector:

• Operar o tubo de raios X no modo de fluoroscopia.

• Utilizar colimadores com pequenas aberturas e/ou utilizar

longas distâncias entre o ponto focal e o detector.

Em unidades mamográficas clínicas, no entanto, essas

técnicas são impossíveis de serem executadas, à

exceção do uso do colimador.

DESEMPENHO DO TUBO MAMOGRÁFICO

Conhecimento da distribuição espectral e

a complexidade de se realizar medições.

EGS, MCNP, Geant, PENELOPE.

MÉTODO DE MONTE CARLO

MATERIAIS E MÉTODOS

1ª FASE

Simular o tubo de raios X metrológico do LCR eobter o espectro e o percentual de dose emprofundidade

Medir o espectro experimental

2ª FASE

Simular um tubo de raios X clínico

MATERIAIS E MÉTODOS

Medida experimental

MATERIAIS E MÉTODOS

Shutter

Primeiro Colimador

(Ø = 25mm)

Roda de Filtros

Segundo Colimador

80mm 230mm 765 mm

1000 mm

5mm 5mm

Tubo de Raios X

Detector

MATERIAIS E MÉTODOS

Geometria do tubo de raios X

simulada

MATERIAIS E MÉTODOS

1000 mm

MATERIAIS E MÉTODOS

• Espectros na entrada e em

profundidade no simulador de mama

• Percentual de dose em profundidade

Arquivo da geometria.

Arquivo de entrada.

Modelagem do tubo de raios X clínico :

MATERIAIS E MÉTODOS

Dados do Tubo M113 da Variam

Arquivo da geometria.

Arquivo de entrada.

Modelagem do tubo de raios X clínico :

MATERIAIS E MÉTODOS

ARQUIVO

DE

ENTRADA

ARQUIVO DE ENTRADA

DADOS

GERAIS DA

SIMULAÇÃO

DADOS

DA

FONTE

MATERIAIS

SAIDA

NÚMERO DE HISTÓRIAS

TEMPO MÁXIMO DE SIMULAÇÃO

NÚMEROS RANDÔMICOS

TIPO DE PARTÍCULAS

POSIÇÃO DA FONTE

ENERGIA E PROPABILIDADE

DIREÇÃO

TAMANHO DA FONTE

NÚMERO DE MATERIAIS

ENERGIA DE CORTE

PARÂMETROS DA INTERAÇÃO

PDD

ARQUIVO DE PARTÍCULAS

ESPECTRO DE ENERGIA

SIMULADOR DE MAMA

GEOMETRIA

• Formato

• Dimensões

MATERIAIS E MÉTODOS

Geometria do tubo de raios X clínico

Varian M113

MATERIAIS E MÉTODOS

MATERIAIS E MÉTODOS

MATERIAIS E MÉTODOS

MATERIAIS E MÉTODOS

Comparação entre os espectros experimental e

simulado para 28 kVp à profundidade de 1,5 cm

em PMMA (frequências normalizadas para os

totais de fótons)

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 300,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

Fre

quên

cia

Norm

aliz

ada

Energia (keV)

Experimental

MC-simulado

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Table 4.1. Valores de Emed (keV) para os espectros de 28 kVp, com as diferenças

percentuais entre os valores obtidos pelos métodos experimental e por simulação.

28kVp, Alvo Mo, Filtro0,03mmMo

Profundidade Experimental Simulado Diferença

PMMA Absoluta (%)

Sem placa 16,89 ± 0,15 16,63 ± 0,13 0,26 1,5

0,5cm 17,63 ± 0,14 17,40 ± 0,13 0,23 1,3

1,5cm 18,46 ± 0,14 18,28 ± 0,13 0,18 1,0

3,0cm 19,28 ± 0,14 19,19 ± 0,14 0,09 0,5

4,5cm 20,11 ± 0,14 20,07 ± 0,16 0,04 0,2

Curvas de percentual de dose em profundidade

em polimetilmetacrilato relativas à dose a 0,5 cm

para 28 kVp obtidas por simulação e por meio de

medidas com câmara de ionização (C.I.)

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,50

20

40

60

80

100

Simulado (depth-dose)

Kerma medido com C.I.

Dose

ou K

erm

a em

rel

. a

0,5

cm

(%

)

Profundidade (cm)

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Espectros

PDD

Coeficiente cg

Espectros modelados de um tudo de raios X

clínico para 28 kV com frequências normalizadas

para o total de fótons incidentes, obtidos a

diferentes profundidades

5 10 15 20 25 300,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

Fre

quênci

a N

orm

aliz

ada

Energia (Kev)

Profundidades

0,0cm

0,5cm

1,5cm

3,0cm

4,5cm

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Table 4.2. Valores de Emed (keV) CSR para os espectros de 28

kVp simulados em profundidade na mama

28kVp, Alvo Mo, Filtro0,03mmMo

Profundidade Emed CSR

PMMA kV (mm de Al)

Sem placa 16,86 ± 0,21 0,334 ± 0,017

0,5 cm 17,34 ± 0,24 0,391 ± 0,018

1,5 cm 18,12 ± 0,28 0,474 ± 0,020

3,0 cm 18,91 ± 0,29 0,540 ± 0,020

4,5 cm 19,63 ± 0,33 0,593 ± 0,025

Percentual de dose em profundidade no simulador

de mama

0 1 2 3 4 50,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Pe

rce

ntu

al d

e d

ose

em

pro

fun

did

ad

e

Profundidade (cm)

PDD

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Tabela 4.3. Comparação entre valores do coeficiente de conversão que

relaciona Kair com Dg para mama de 5cm de espessura contendo uma região

central de 50% tecido adiposo e 50% tecido glandular para 28kVp.

CSR (Rosenstein,

1985)

(Dance,

1990)

(Jansen,

1994)

(Dance,

1994)

(Presente

trabalho)

0,30 0,160 0,164 0,164±0,003

0,33 0,151±0,001

0,35 0,187 0,168

A validação da metodologia realizada

As diferenças de 5% à 24 % foram

causadas possivelmente pelas poucas

informações contidas nos trabalhos

publicados

CONCLUSÕES

A dose glandular média apresentada por

esse protocolo pode estar sendo

superestimada em até 15%, visto que a

dose é diretamente proporcional a esse

fator.

Esses dados podem estar influenciando

também as análises de riscos-benefícios

em mamografia, pois as análises se

baseiam na dose glandular média.

CONCLUSÕES

Sugere-se ainda que esses valores

apresentados pela literatura sejam

revisados com base nas novas

tecnologias de processamento de dados

durante as simulações e na nova geração

de tudo de raios X.

CONCLUSÕES

Obrigado!!