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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!!
