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UNIVERSIDADE FUMEC
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA
AVALIAÇÃO DA DOSE EQUIVALENTE NAS EXTREMIDADES DE MÉDICOS HEMODINAMICISTAS DURANTE PROCEDIMENTOS
NEUROLÓGICOS.
PETERSON LIMA SQUAIR LUIZ CLÁUDIO DE SOUZA
BELO HORIZONTE, MARÇO DE 2005
ii
UNIVERSIDADE FUMEC
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA
AVALIAÇÃO DA DOSE EQUIVALENTE NAS EXTREMIDADES DE MÉDICOS HEMODINAMICISTAS DURANTE PROCEDIMENTOS
NEUROLÓGICOS.
PETERSON LIMA SQUAIR LUIZ CLÁUDIO DE SOUZA
Orientadora: ___________________________________ Dra. Maria do Socorro Nogueira
Aprovação: ____________________________________ ____________________________________
iii
APRESENTAÇÃO
Este trabalho foi realizado pelos alunos Peterson Lima Squair e Luiz Cláudio de
Souza, do curso de Pós-Graduação em Proteção Radiológica, com finalidade de
conclusão do curso e aperfeiçoamento dos conhecimentos adquiridos. Como
orientadora, a professora Dra. Maria do Socorro Nogueira, auxiliou e propôs
métodos para uma realização adequada e satisfatória do trabalho.
O estudo foi realizado no setor de hemodinâmica do Instituto Biocor e no Laboratório
de Dosimetria Termoluminescente do CDTN/CNEN (Centro de Desenvolvimento da
Tecnologia Nuclear).
A avaliação dosimétrica foi realizada no equipamento de raios X hemodinâmico
marca Phillips modelo Integris Allura durante procedimentos neurológicos com a
participação voluntária da equipe médica do setor.
O trabalho tem como finalidade a avaliação e análise das doses equivalentes nas
extremidades de médicos ocupacionalmente expostos à radiação durante a
realização de exames neurológicos com utilização do equipamento hemodinâmico
baseando-se na Portaria 453/98 do Ministério da Saúde.
iv
SUMÁRIO
APRESENTAÇÃO .................................................................................................. III
RESUMO..................................................................................................................V
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................6
2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS............................................................................7 2.1. HEMODINÂMICA .................................................................................................7
2.1.1. Tubo de Raios X........................................................................................8 2.1.2. Intensificador de Imagem ..........................................................................8 2.1.3. Câmera de Vídeo ou Dispositivo de Acoplamento de Cargas.................10 2.1.4. Digitalização de Imagem .........................................................................11
2.2. PROCEDIMENTO HEMODINÂMICO, ANGIOGRÁFICO..............................................11
2.3. PROTEÇÃO RADIOLÓGICA ................................................................................14
2.3.1. Monitoração Individual.............................................................................15 2.3.2. Monitoração de Extremidades.................................................................15
2.4. GRANDEZAS DOSIMÉTRICAS.............................................................................16
2.4.1. Grandezas operacionais..........................................................................17 2.4.1.1. Equivalente de dose pessoal, HP(d) ..................................................17
2.4.2. Grandezas de proteção ...........................................................................18 2.4.2.1. Dose equivalente, HT.........................................................................18
2.5. DOSIMETRIA TERMOLUMINESCENTE ..................................................................20
3. MATERIAIS E MÉTODOS ...............................................................................23 3.1 EXAME HEMODINÂMICO NEUROLÓGICO.............................................................23
3.1.1 Características do Equipamento Hemodinâmico.....................................24 3.1.1.1 Biombo Móvel Suspenso......................................................................26
3.1.2 Características da Técnica do Exame Neurológico .................................27 3.2 SISTEMA DOSIMÉTRICO DE EXTREMIDADES.........................................................29
3.2.1 Leitora Termoluminescente .....................................................................29 3.2.2 Dosímetro de Extremidades ....................................................................30
3.2.2.1 Homogeneidade ...................................................................................31 3.2.2.2 Reprodutibilidade..................................................................................32 3.2.2.3 Linearidade...........................................................................................33 3.2.2.4 Exatidão da Leitura...............................................................................34 3.2.2.5 Dependência Energética ......................................................................35 3.2.2.6 Limite Inferior de Detecção...................................................................37
3.2.3 Características da Técnica Dosimétrica ..................................................37 4. RESULTADO ...................................................................................................38
5. CONCLUSÃO ..................................................................................................39 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................................40
v
RESUMO
A avaliação da dose nas mãos dos médicos durante procedimentos que utilizam a
hemodinâmica é de grande importância para a verificação da real necessidade deste
tipo de monitoração exigido por norma nacional (MS, 1998), sendo que nesta
modalidade de exame pode-se expor as mãos dos profissionais a níveis próximos e
ate mesmo ultrapassar os limites máximos de dose equivalente estabelecidos pela
legislação vigente, devido suas características técnicas de exame intervencionista
(IAEA, 2002).
Realizou-se uma avaliação da dose nas extremidades, mãos, de médicos
ocupacionalmente expostos durante a realização de exames neurológicos com a
utilização do equipamento hemodinâmico.
Para processos de garantia da qualidade dos resultados da dosimetria de
extremidades, utilizam-se como parâmetros às normas internacionais ISO/DIS
12794-1 e IEC 1066, pois no Brasil não existe norma específica para este modelo de
dosimetria.
A realização deste trabalho permitiu uma melhor verificação dos níveis de exposição
das mãos dos médicos durante a utilização do equipamento hemodinâmico em
procedimentos neurológicos, demonstrando a necessidade da aplicação de
procedimentos adicionais adequados de proteção radiológica para minimizar os
valores das doses nas extremidades.
6
1. INTRODUÇÃO O equipamento de hemodinâmica utiliza-se da técnica de fluoroscopia para a
formação da imagem com raios X, permitindo estudar as funções dinâmicas do
organismo. Os procedimentos em radiologia que utilizam a técnica de hemodinâmica
têm sido largamente utilizados não apenas para diagnóstico, mas principalmente em
métodos intervencionistas terapêuticos, na tentativa de evitar que o paciente se
submeta a um procedimento de maior risco, como é o caso da cirurgia. A realização
dos procedimentos intervencionistas realizados através de estudos hemodinâmicos
teve crescimento significativo devido a melhoria substancial dos equipamentos de
imagem por raios X e no próprio refinamento do projeto do cateter (FAULKERN,
2000).
As doses geradas para pacientes por esta técnica são relativamente altas, mas
justificado devido o benefício que pode ser alcançado. Entretanto, os níveis de dose
para a equipe médica que permanece próxima do paciente durante o procedimento
são altos, principalmente nas mãos dos médicos em casos onde esta fica bastante
próxima do feixe primário de raios X, podendo ultrapassar (IAEA, 2002) os limites
máximos que a legislação atual permite, Portaria 453/98 SVS do Ministério da Saúde
(MS, 1998).
O alto valor da exposição médica e ocupacional esta diretamente relacionada ao
tempo em que o feixe de raios X esta sendo emitido, a direção do feixe em relação a
equipe médica e a alta taxa de dose gerada pelo equipamento.
O objetivo deste trabalho é a obtenção dos níveis de exposição das mãos dos
médicos durante a utilização do equipamento hemodinâmico em procedimentos
neurológicos, demonstrando se há necessidade da aplicação de procedimentos
adicionais adequados de proteção radiológica para minimizar os valores das doses
nas extremidades.
7
2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
2.1. Hemodinâmica
O equipamento de Hemodinâmica consiste de um gerador de raios X, um tubo de
raios X, um intensificador de imagem, uma câmera de vídeo ou um dispositivo de
acoplamento de cargas (CCD's), monitores, dispositivos de armazenamento da
imagem e a mesa do paciente (Figura 2.1).
Figura 2.1 - Esquema de funcionamento de um sistema de Angiografia Digital. (WOLBARST, 1993)
8
2.1.1. Tubo de Raios X
O gerador e o tubo de raios X (Figura 2.2) são responsáveis por produzir a radiação
que passa pelo paciente e chega até o intensificador de imagem. O tamanho do
ponto focal é muito importante para a formação da imagem. Um ponto focal menor
resulta em imagens mais nítidas (ECRI, 1999). Em equipamentos de hemodinâmica,
o foco fino é usado primariamente para fluoroscopia e o foco grosso é utilizado no
modo-cine ou em gravações de imagens digitais.
Figura 2.2 – Esquema representativo de um tubo de raios X e colimador. (LACERDA, 2002)
2.1.2. Intensificador de Imagem
O tubo intensificador de imagem é um dos componentes principais do sistema de
hemodinâmica. Este dispositivo é responsável por transformar fótons de raios X em
um sinal luminoso. Os componentes de um tubo II são mostrados na figura 2.3.
(Wolbarst, 1993)
9
Quando um fóton de raios X chega à tela fluorescente de entrada do intensificador
de imagem (camada de CsI), é produzida uma cintilação. Os fótons de luz desta
cintilação expulsam elétrons do fotocatodo adjacente. Estes elétrons são acelerados
até o anodo por meio de eletrodos focalizadores que, quando atingem a tela de
saída (ZnCdS:Ag), criam um pulso de luz muito maior e mais brilhante do que aquele
produzido na tela de entrada. O sinal de saída é cerca de 5000 a 10000 vezes maior
que o sinal da tela de entrada.
Os intensificadores de imagem produzidos atualmente possuem telas de entrada
entre 15 e 30 cm de diâmetro, mas existem também os de 40 cm. A tela de saída
tem, geralmente, 2,5 a 3,5 cm de diâmetro. Os tipos de intensificadores são
escolhidos de acordo com procedimentos a serem realizados. Intensificadores de 11
cm de diâmetro produzem maior magnificação e melhor definição de detalhes. Os
tubos intensificadores de imagem são envolvidos por um encapsulamento metálico
que evita os campos magnéticos externos e previnem a radiação de fuga dos raios X
que interagem no mesmo.
Figura 2.3 - Esquema representativo de um tubo Intensificador de Imagem.
10
2.1.3. Câmera de Vídeo ou Dispositivo de Acoplamento de Cargas
Um dos componentes mais críticos na cadeia de imagem em um sistema de imagem
é a câmera de vídeo. Sua função básica é produzir um sinal eletrônico que é
proporcional à quantidade de luz enviada pelo intensificador de imagem. O sinal
gerado pela câmera de vídeo é um sinal de tensão que varia em tempo e que é
enviado até o monitor por meio de um processo de varredura que pode ser de 525
ou de 1023 linhas. Atualmente estão sendo utilizados nos sistemas de
hemodinâmica dispositivos denominados CCDs ou dispositivos de acoplamento de
carga (Figura 2.4). Seu funcionamento baseia-se no seguinte princípio: durante o
período em que está ocorrendo exposição, o CCD transforma a iluminação incidente
em uma quantidade proporcional de cargas elétricas (Figura 2.5).
Figura 2.4 – Dispositivo eletrônico de acoplamento de cargas, CCD.
Figura 2.5 – Funcionamento básico de um dispositivo CCD.
11
2.1.4. Digitalização de Imagem
A tensão analógica proveniente da câmera de TV ou CCD é digitalizada por meio de
um conversor analógico digital (ADC). A imagem pode então ser representada como
uma matriz de valores e endereços de pixel (Figura 2.6). O tamanho dessa matriz
depende do grau de resolução desejado, podendo ser de 512 X 512, 1024 X 1024
ou 2048 X 2048 pixels (Wolbarst, 1993).
Figura 2.6 – Esquema de uma matriz de resolução de um CCD.
2.2. Procedimento Hemodinâmico, Angiográfico
A técnica angiográfica foi inicialmente realizada um ano após a descoberta dos raios
X. Em 1896, Hascheck e Lindenthal realizaram o primeiro angiograma em uma mão
amputada utilizando giz como agente de contraste. Em 1927, Moniz desenvolveu o
primeiro angiograma cerebral utilizando iodo, tornando o procedimento aplicável em
seres humanos vivos, apesar da alta mortalidade inicial (MISTRETTA, 1998).
Em 1939, Robb, Seteinberg e Castelanos investigaram a possibilidade de
desenvolver a angiografia usando injeções intravenosas. Devido à diluição do
contraste na passagem venosa para a arterial, o procedimento necessitava de
quantidades de contraste altas para produzir sinais detectáveis nos filmes que
12
estavam sendo utilizados. Apesar dos resultados promissores, as injeções arteriais
permaneceram o método padrão para a angiografia (MISTRETTA, 1998).
No final de 1970, Ducos De LaHitte e colaboradores da Universidade de Toulouse
revisaram a angiografia intravenosa utilizando técnicas de subtração por filmes.
Apesar dos excelentes resultados, algumas otimizações ainda seriam necessárias.
Este trabalho não foi continuado devido ao surgimento de uma nova tecnologia: a
subtração digital (MISTRETTA, 1998).
Em 1973, a construção de um processador de imagem fluoroscópica digital em
tempo-real foi iniciada na Universidade de Wisconsin. Este dispositivo gerava 30
imagens subtraídas por segundo e foi inicialmente construído para subtração por
energia, para garantir o cancelamento dos tecidos e ossos na imagem. O trabalho
com a angiografia por subtração digital utilizando computadores convencionais foi
iniciado na Universidade do Arizona. A técnica da subtração digital foi implementada
em Wisconsin adaptando o processador inicialmente designado para subtração por
energia (MISTRETTA, 1998).
Hoje, inúmeros avanços no processamento digital melhoraram significativamente a
qualidade da imagem dos equipamentos de aquisição e tornaram a angiografia
hemodinâmica a principal técnica de diagnóstico vascular. Técnicas alternativas e
menos invasivas para a obtenção da imagem angiográfica são utilizadas atualmente:
Angiografia por Ressonância Magnética, Angiografia por Tomografia
Computadorizada, Angiografia por Ultra-sonografia, entre outras.
A angiografia utiliza os raios X para a produção de imagens que trazem informações
sobre o sistema circulatório dos pacientes. Sua principal utilidade é a realização de
exames dinâmicos, onde se podem visualizar imagens de órgãos e fluidos internos
em movimento. (Goulart, et al 2003).
13
Figura 2.7 – Imagem angiográfica de parte do sistema circulatório.
A angiografia gera imagens em tempo real e indica o estado de um vaso sanguíneo
após um trauma, doença ou cirurgia. Ela é utilizada para que se possa observar a
vasculatura anormal associada ao crescimento de um tumor e para gerar
informações anatômicas e fisiológicas antes e durante a cirurgia. Esta técnica é
utilizada no procedimento cirúrgico para possibilitar a contenção de fluxos
sanguíneos excessivos causados por hemorragias pos-traumáticas, sangramentos
pós-cirúrgicos ou tumores vasculares muito grandes. É utilizada também em
procedimentos cirúrgicos, para permitir o aumento do fluxo sanguíneo por meio de
balões de angioplastia e próteses (stents) em áreas onde o fluxo normal é reduzido
ou completamente ocluído (ECRI, 1999).
Este estudo hemodinâmico oferece com exatidão o diagnóstico de alterações
anatômicas e fisiopatológicas causadas por várias situações clínicas. Gerando
importantes informações para o tratamento e o prognóstico do paciente como
também é ferramenta importante de tratamento.
14
2.3. Proteção Radiológica
O principal objetivo da Proteção Radiológica é proporcionar um padrão de proteção
do ser humano sem limitar os benefícios decorrentes da utilização das radiações
ionizantes. As recomendações publicadas pela ICRP (ICRP, 1991) servem de
subsídio para elaboração das normas e regulamentos emitidos pelos órgãos
nacionais de regulamentação de diversos países. No Brasil, em relação as
instalações radiativas e nucleares, cabe a Comissão Nacional de Energia Nuclear
CNEN, emitir normas e regulamentações pertinentes ao uso de material radioativo e
de fontes de radiação ionizante, assim como estabelecer as normas de Proteção
Radiológica (CNEN, 2005).
Na área médica, radiodiagnóstico, o órgão regulador é o Ministério da Saúde, por
meio da Vigilância Sanitária o qual estabeleceu as diretrizes básicas de Proteção
radiológica em radiodiagnóstico médico e odontológico (MS, 1998).
Os limites de dose, recomendados pela ICRP publicação 60 (ICRP, 1991), são
apresentados na tabela 2.1. Estes são os limites internacionalmente aceitos. No
Brasil, os limites anuais de dose individual de trabalhadores e indivíduos do público,
são estabelecidos pelas normas atuais, CNEN-NE-3.01 (CNEN, 2005) e Portaria 453
(MS, 1998), que seguem a ICRP.
Tabela 2.1 - Limites de dose recomendados pela ICRP 60 (ICRP, 1991)
Grandeza Limite de dose ocupacional Limite de dose do público
Dose Efetiva 20 mSv/ano* 1 mSv/ano Dose Equivalente
no cristalino 150 mSv/ano 15 mSv/ano
Dose Equivalente
nas Extremidades 500 mSv/ano 50 mSv/ano
* Valor médio de cinco anos, não podendo ultrapassar 50mSv em um único ano.
Durante os procedimentos angiográficos são ministradas dose elevadas aos
pacientes submetidos a este tipo de exame ou intervenção, também gerando doses
ao corpo clínico. Algumas pesquisas demonstraram que os departamentos de
15
angiografia e hemodinâmica são os setores em que são ocasionadas as doses mais
elevadas aos trabalhadores de radiologia médica, onde já foram observados casos
de cataratas e danos sérios nas mãos dos médicos que realizam exames
fluoroscópicos (HOFF, 1996) (ARCHER, 2000). Percebe-se, portanto, que existe
atualmente uma preocupação muito grande com as doses ministradas tanto aos
pacientes quanto ao corpo clínico durante os exames fluoroscópicos diagnósticos e
intervencionistas.
2.3.1. Monitoração Individual
A monitoração individual inclui medições das grandezas relacionadas ao sistema de
Proteção Radiológica e, também, a interpretação dessas medidas para avaliação e
controle das exposições externa e interna (ICRP, 1997). A principal justificativa para
os programas de monitoração é demonstrar que um nível apropriado de proteção foi
alcançado e mantido (ICRP, 1997).
A monitoração individual da exposição à radiação externa avalia a dose efetiva ou
quando apropriado, como por exemplo na exposição de partes do corpo tais como
as mãos, a dose equivalente recebida por cada indivíduo por um período específico;
permitindo assim, a avaliação das condições de trabalho e a comparação com os
níveis de dose estabelecidos pelas normas vigentes.
2.3.2. Monitoração de Extremidades
Em certas atividades profissionais, a monitoração do tronco pode não ser totalmente
adequada quando está envolvida a exposição de outras partes do corpo humano;
tais como: as mãos, os braços, pés ou olhos. A decisão sobre em que situação se
deve recomendar a monitoração específica para um determinado órgão ou tecido é
complexa.
Os três tecidos de maior interesse do ponto de vista da exposição a radiação
ionizante das mãos e antebraços são: pele, tecido ósseo e medula óssea (Thind,
16
1987). Os tecidos radiossensíveis no osso são as células endoteliais e epiteliais na
superfície óssea e na medula óssea vermelha (ICRP, 1991).
2.4. Grandezas Dosimétricas
Desde a descoberta da radiação, o homem percebeu a necessidade de quantificar a
radiação que interagia com o meio pelo qual ela atravessava. À medida que as
pesquisas foram desenvolvidas, aumentando os conhecimentos sobre as interações
da radiação com a matéria, sobre os efeitos biológicos causados por elas e com o
surgimento de novos métodos computacionais (método de Monte Carlo, por
exemplo), foram introduzidos novos conceitos quanto às grandezas mais
apropriadas a serem utilizadas (ICRU, 1998; ICRP, 1991).
A quantificação da radiação recebida pelo homem cumpre um importante papel para
os propósitos de planejamento e atuação da proteção radiológica e cumprimento de
normas regulatórias introduzidas em função dos conhecimentos adquiridos nesta
área.
Basicamente, as grandezas podem ser divididas em três grupos:
• Grandezas primárias ou físicas
• Grandezas dosimétricas ou de proteção
• Grandezas operacionais
As grandezas de interesse para a realização da avaliação da dose nas mãos dos
profissionais ocupacionalmente expostos são:
• Operacional, Equivalente de Dose Pessoal - HP(d),
• Proteção, Dose Equivalente - HT.
17
2.4.1. Grandezas operacionais
As grandezas operacionais são grandezas definidas pela ICRU (ICRU, 1993), e
podem ser diretamente mensuráveis. São utilizadas tanto em monitoração de área
como em monitoração individual, fornecendo uma avaliação das medidas
suficientemente conservativa das grandezas de proteção para garantir a ausência de
subestimativas.
A grandeza operacional deve fornecer uma aproximação razoável das grandezas de
proteção, não devendo subestimar nem superestimar em demasia (ICRU, 1998).
Para tanto, é necessário que a razão entre o valor da grandeza de proteção Hprot e o
valor da grandeza operacional correspondente Hoper satisfaça a condição:
Hprot./.Hoper.≤.1. Neste caso, a grandeza operacional fornecerá sempre uma
superestimativa da grandeza de proteção.
2.4.1.1. Equivalente de dose pessoal, HP(d)
O equivalente de dose pessoal é o equivalente de dose em tecido mole, numa
profundidade d, abaixo de um ponto especificado sobre o corpo. A unidade utilizada
é o J.kg-1, sendo o nome especial de sievert (Sv).
Na utilização de HP(d), é necessário incluir a especificação da profundidade d em
milímetros, a qual a grandeza se refere. Para radiações fracamente penetrantes, são
empregadas as profundidades de 0,07 mm para pele e extremidades; e 3 mm para o
cristalino. Neste caso, a grandeza seria representada por HP(0,07) e HP(3),
respectivamente. Para radiações fortemente penetrantes é recomendado o valor de
10 mm.
Para a calibração dos monitores em HP(d) deve-se utilizar simuladores
confeccionados de PMMA – (polimetilmetacrilato) recomendado pela ICRU 47
(ICRU, 1992).
18
2.4.2. Grandezas de proteção
As grandezas limitantes ou de proteção são aquelas definidas com a função de
indicar o risco para o homem da exposição à radiação ionizante.
A intenção da ICRP, ao recomendar a adoção destas grandezas, é prevenir o
aparecimento de efeitos determinísticos1, pela manutenção das doses abaixo de
níveis apropriados, e garantir que todos os passos exeqüíveis foram tomados para
reduzir a indução de efeitos estocásticos2.
2.4.2.1. Dose equivalente, HT
A dose equivalente é a dose absorvida média em um órgão ou tecido, multiplicada
por um fator de ponderação WR relativo à radiação incidente R.
RTRRT DWH ,, .= (2.1)
A unidade utilizada é o J.kg-1, denominado de sievert (Sv).
DT,R é a dose absorvida média no órgão ou tecido T, relativa à radiação R e definida
mais adiante.
WR são os valores apresentados pela ICRP (ICRP, 1991) como fatores de peso das
radiações conforme tabela 2.2.
1Efeitos determinísticos são aqueles “causados por irradiação total ou localizada de um tecido, causando um grau de morte celular não compensado pela reposição ou reparo, com prejuízos detectáveis no funcionamento do tecido ou órgão”.(TAUHATA et. al., 1999) 2Efeitos estocásticos são aqueles para os quais “a relação entre dose e efeito é probabilística. Quando um grupo de pessoas é irradiado, esses efeitos aparecem em algumas pessoas, aleatoriamente; sendo chamados de efeitos estocásticos ou randômicos. Quando tais efeitos ocorrem, sua severidade é completamente independente da dose recebida. São efeitos tardios e aparecem apenas após um período de latência de alguns anos a algumas décadas. São indistingüiveis daqueles que aparecem espontaneamente.”(SOARES, 2001)
19
Se o campo de radiação é composto por radiações com diferentes valores de WR, HT
é definido como:
∑=R
RTRT DwH ,. (2.2)
Tabela 2.2 – Fatores de peso da radiação. (ICRP, 1991)
Tipo e faixa de energia da radiação wR
Fótons, para qualquer energia 1
Elétrons e mesons µ, para qualquer energia* 1
Neutrons
<10 keV 5
10 keV a 100 keV 10
> 100 keV a 2 MeV 20
> 2 MeV a 20 MeV 10
> 20 MeV 5
Prótons, outros prótons além dos de recuo, energia > 2 MeV 5
Partículas alfa, fragmentos de fissão, núcleos pesados 20 * Excluindo os elétrons auger emitidos no DNA, para os quais são necessárias considerações microdosimétricas
20
2.5. Dosimetria Termoluminescente
A termoluminescência é a emissão de luz por um isolante ou semicondutor,
termicamente estimulado após a absorção prévia de energia da radiação a este
material exposto.
O processo termoluminescente envolve dois estágios. No primeiro estágio, o
material é exposto à radiação em uma dada temperatura e armazena a energia
proveniente desta. No segundo estágio, o material é aquecido e a energia
armazenada é liberada em forma de luz (Figura 2.8).
Material em equilíbrio
Material metaestável 1º Estágio IRRADIAÇÃO
Material
metaestável Material em
equilíbrio 2º Estágio CALOR
luz
Figura 2.8 – Representação esquemática dos dois principais estágios do processo de
termoluminescência.
O processo físico da termoluminescência emprega o conceito de bandas dos sólidos
com relação aos seus níveis eletrônicos de energia. Quando um cristal
termoluminescente é exposto à radiação ionizante, esta fornece energia aos seus
elétrons no estado fundamental, banda de valência, de tal modo que eles se tornam
capazes de passar para a banda de condução, deixando um buraco (lacuna) na
banda de valência. O elétron e o buraco movem-se então através do cristal até que
ocorram recombinações ou a sua captura em estados metaestáveis de energia,
normalmente denominados de armadilhas e localizados na banda proibida
(Figura.2.9). Estas armadilhas estão associadas a impurezas ou imperfeições da
rede cristalina que criam poços de pontecial locais.
21
Quando aquecidos, os elétrons adquirem energia térmica suficiente para migrarem
livremente pelo cristal ate serem capturados novamente por armadilhas ou
recombinados com portadores opostos. Se a recombinação ocorre com a emissão
de luz, uma curva de emissão TL pode ser observada. A curva de emissão TL de um
material representa a luz emitida pelo cristal como função da temperatura ou do
tempo de aquecimento (Figura 2.10), consistindo em geral de vários picos, sendo
que cada um deles esta associado a um tipo de armadilha e recombinação.
Figura 2.9 – Processo físico da termoluminescência (Maurício, 1988)
22
Curva de Emissão - TLD-100
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191
Canal
Inte
nsid
ade
Figura 2.10 – Pico de emissão do TL LiF:Mg,Ti
Desta dose absorvida pelo fósforo TL, somente uma pequena parte da energia
depositada é emitida como luz quando a substância é aquecida. Para o LiF:Mg,Ti
(TLD 100), por exemplo, é estimada uma perda de 99,96% da energia depositada
pela radiação ionizante. (Attix, 1986)
23
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1 Exame Hemodinâmico Neurológico
A avaliação da dose nas extremidades de médicos hemodinamicistas foi
realizado juntamente com o corpo clínico de uma instituição de saúde de
médio porte com escopo de hospital geral localizada na cidade de Belo
Horizonte – Minas Gerais.
Os exames hemodinâmicos angiográficos do sistema nervoso central em
procedimentos diagnósticos e intervencionistas seguem os procedimentos
descritos na tabela 3.1.
Tabela 3.1 – Tipos de exames realizados e suas patologias.
TIPOS DE EXAMES REALIZADOS DIAGNÓSTICO INTERVENCIONISTAS PATOLOGIAS MAIS
FREQUENTES Angiografias: - Cervical - Cerebral - Medular
- Angioplastias: Dilatação das artérias. - Embolização: Correção de patologias
- Isquemia - Hemorragia - Má formação artério-venosa - Embolia (cardíaca, vascular) - Trombose - Aneurismas - Tumores
24
3.1.1 Características do Equipamento Hemodinâmico
O equipamento de hemodinâmica utilizado foi um Integris Allura Monoplane
fabricado pela Philips Medical Systems (Figura 3.1).
Figura 3.1 – Equipamento de hemodinâmica Integris Allura Monoplane.
O equipamento de acordo com literatura técnica do fabricante segue as
recomendações de funcionamento da ICRP e a NCRP com as seguintes
características técnicas:
• A combinação dos movimentos do arco em “C” e do braço em “L”
(Figura 3.2) favorecem as opções de rotação, angulação de
deslocamento longitudinal.
25
Figura 3.2 – Arco em “C” de um equipamento hemodinâmico.
• Gerador de raios X com conversor de alta freqüência controlado por
microprocessador com potência de 100 kW. Possui faixa de seleção
de tensão de 40 a 150 kV com corrente máxima de 1000 mA para
100kV, 800 mA para 125 kV, 640 mA para 150 kV. Potência
máxima contínua de 1,5 kW e potencia nominal de 100 kW.
• Tubo de Raios X MRC – GS 200 0310 com:
- Chaveamento de grade para melhor qualidade de imagem em
fluoroscopia pulsada.
- Ponto focal de 0,3 / 1,0 mm
- Capacidade térmica do anodo de 2400 kHu.
- Dissipação de calor contínua de 3500 W.
• A radiação de fuga para a montagem tubo de raios X e Colimador é
menor que 0,87 mGy/h, medido a uma distancia de 1 metro em
qualquer direção da fonte quando operada com uma técnica de 125
kV, 12 mA.
26
3.1.1.1 Biombo Móvel Suspenso
O biombo móvel é utilizado como um equipamento de proteção radiológica
bastante eficiente para atenuação da radiação espalhada incidente no
profissional. Esta atenuação pode chegar a aproximadamente 20 vezes da
radiação incidente (IAEA, 2002).
O biombo móvel suspenso utilizado para proteção radiológica durante a
realização dos exames foi do modelo OT 60U01 marca Mavig (Figura 3.3)
com as seguintes características:
- 75 x 90 cm contrabalanceados por dois braços em suspensão.
- Placa de acrílico plumbífero de 40 x 50 cm ( equivalente de
chumbo de 0,5 mm).
- Folhas de fibra plumbíferas de 35 x 50 cm com equivalência de
chumbo de 0,5 mm.
Figura 3.3 - Biombo suspenso de vidro plumbífero.
27
3.1.2 Características da Técnica do Exame Neurológico
Os exames neurológicos realizados na instituição seguem as técnicas
definidas como Digital Vascular com os seguintes protocolos descritos nas
tabelas 3.2 a 3.6:
Tabela 3.2 – Característica técnica da qualidade do feixe de raios X.
PARAMETROS DE TÉCNICAS PARAMETRO FAIXA
EXATIDÃO
kV (Radiografia) kV (fluorografia) kV (Fluoro pulsada)
50 – 150 kV 40 – 125 kV 40 – 125 kV
Para todas as técnicas • +/ - 5 %, para t exp. de 10 ms ou I x t = 5mAs. • +/ - 5% ou +/ - 1kV para t exp, . menor que
10 ms ou I x t menor que 5mAs. mA (radiografia) (fluorografia)
10 – 100mA De acordo com tipo de tubo.
• +/ - 5% ou +/ - 1mA para t exp, .de 10ms e I x t = 5mAs.
• +/ - 5% ou +/ - 3mA para t exp, .menor que 10ms ou I x t menor que 5mAs.
mA (fluoroscopia pulsada) 30 mA max. Tempo de exposição (texp) (radiografia, fluorografia, fluoro pulsada)
1ms – 10s
Para todas as técnicas • +/ - 2% ou +/ - 1ms para t exp, .de 10ms e
I x t = 5mAs.
kV (fluoroscopia cotinua) 40 – 110 kV • +/ - 5% ou +/ - 1 kV.
mA (fluoroscopia cotínua) 30 mA Max. • +/ - 5% ou +/ - 0,5 mA.
Manual técnico Philips Allura release 1
Tabela 3.3 - Técnica cerebral com aquisição pulsada.
Tempo de Aquisição Quadros
6s 3 frames / seg.
8s 2 frames / seg.
6s 1 frame / seg.
Tabela 3.4 - Técnica torácica com aquisição pulsada
Tempo de Aquisição Quadros
4s 3 frames / seg.
3s 2 frames / seg.
6s 1 frame / seg.
28
Tabela 3.5 - Técnica de abdome com aquisição pulsada
Tempo de Aquisição Quadros
6s 3 frames / seg.
10s 2 frames / seg.
Tabela 3.6 - Técnica para periféricos com aquisição pulsada
Tempo de Aquisição Quadros
4s 3 frames / seg.
20s 0,5 a 1 frame / seg.
Durante o levantamento dos dados os valores médios da tensão ficaram
entre 77 e 90 kV. Os fatores que contribuem para variação da técnica e do
tempo de exposição são as características anatômicas da região em
estudo.
A fluoroscopia é o modo utilizado para localização das patologias em
estudo, colocação e posicionamento de cateteres e avaliação de
intervenções. No modo de fluoroscopia os valores de tensão são
selecionados pela técnica e a corrente fica sob controle automático da
fotocélula (fotodiodo).
Durante a realização dos exames neurológicos o clínico utiliza todos os
campos disponíveis do Intensificador de Imagem (12, 17, 22 e 30 cm). As
variações de técnicas são controladas pelo sistema automático de
exposição sendo observado que a seleção de qualquer técnica não
compatível com o equipamento provoca o seu bloqueio. As incidências
mais utilizadas durante os procedimentos neurológicos na instituição em
estudo estão descritas a seguir:
- PA ( Posterior / Anterior ).
- Lateral ( direito e esquerdo).
- Caudal
29
- Cranial
- Oblíquo Anterior direito e esquerdo.
O tempo médio dos exames para as angiografias (diagnóstico de
patologias), fica em 20 minutos para as cerebrais e 50 minutos para as
medulares. As intervenções por angioplastias (dilatação das artérias
patológicas com o uso de Balão ou Stents) e embolização (correções de
má formação arterio-venosa, tumores e aeurismas), duram entre 1 e 2
horas. O tempo médio de aquisição pulsada das imagens é de 10
segundos para cada série, sendo que são realizadas aquisições com 15 a
30 séries por exame. O tempo total de fluoroscopia varia de 2 minutos a 1
hora, podendo chegar a 2 horas de acordo com a complexidade do exame
e da região em estudo.
3.2 Sistema dosimétrico de extremidades
A dosimetria foi realizada no Centro de Desenvolvimento da Tecnologia
Nuclear CDTN/CNEN, no setor de Dosimetria das Radiações, no
Laboratório de Dosimetria Termoluminescente. Os equipamentos utilizados
foram a Leitora Termoluminescente da marca Harshaw-Bicron modelo
4500, anel dosimétrico de extremidades Harshaw-Bicron e cartão
dosimétrico de extremidades fabricado no CDTN.
3.2.1 Leitora Termoluminescente
Para a realização das leituras dos dosímetro termoluminescentes foi
utilizado a leitora Harshaw, modelo 4500 (Figura 3.4), acoplada a um micro
computador e um software denominado WIN-REMS da Harshaw-Bicron.
A leitora era sempre ligada com prazo de 20 minutos antes do início das
leituras para que houvesse a estabilização da máquina e redução do ruído
de fundo. (Bicron NE, 1998)
30
Figura 3.4 – Leitora Harshaw modelo 4500.
3.2.2 Dosímetro de Extremidades
Utilizou-se um dosímetro especial para extremidades em forma de anel
(Figura 3.5) com um cartão contendo detector termoluminescente de
LiF:Mg,Ti, fabricado pela Harshaw-Bicron e comercializado com a
denominação de TLD-100.
Figura 3.5 – Anel com cartão dosimétrico.
31
Antes de iniciar a leitura, a leitora é ajustada através do software WIN-
REMS, para produzir um ciclo de aquecimento de sua bandeja, ou seja,
para que tenha uma configuração do TTP (Perfil de tempo e temperatura),
para cada tipo de detector.
Para as características físicas do cartão dosimétrico com detector TL de
LiF:Mg,Ti, foram utilizadas as seguintes configurações para o perfil de
tempo e temperatura de leitura, TTP (Tabela 3.7):
Tabela 3.7 – Configuração do perfil de aquecimento “TTP” para o LiF:Mg,Ti
Função Característica Pré-aquecimento 50ºC
Tempo do pré-aquecimento 5 s
Taxa de aquecimento linear 6ºC.s-1
Temperatura máxima 300ºC
Tempo de integração da leitura 60 s
3.2.2.1 Homogeneidade
A homogeneidade do lote representa a variação das leituras em relação a
leitura do lote. O coeficiente de variação, conforme as normas ISO/DIS
12794 e IEC 1066, não pode exceder 15% e a irradiação deve possuir um
valor verdadeiro convencional menor ou igual a 10 mSv, considerando que
a irradiação deve ser realizada simultaneamente em todos detectores TL
para garantir o mesmo valor de irradiação.
15,0≤−
mín
mínmáx
EEE
(3.1)
O teste de homogeneidade dos dosímetros foi realizado com um valor de
irradiação de 5 mGy para uma série de 10 medidas, utilizando a média das
medidas de cada dosímetro, melhorando estatisticamente o resultado. A
32
homogeneidade dos dosímetros utilizados ficou entre 0,034 e 0,039. Dentro
do limite recomendado pela norma (ISO, 1999).
3.2.2.2 Reprodutibilidade
A reprodutibilidade do lote representa a capacidade dos dosímetros
de manterem estáveis os resultados individualmente durante utilizações
sucessivas. Este teste deve ser realizado irradiando o lote dez vezes com
um valor verdadeiro convencional menor ou igual a 10 mSv. Conforme as
normas ISO/DIS 12794 e IEC 1066, o coeficiente de variação não pode
exceder 10%, e para estabelecer o critério de seleção utiliza-se a fórmula:
( )10.100 ≤
+
j
SEj
EIS
% (3.2)
jE , é a média dos valores das leituras do determinado detector TL.
EjS , é o desvio padrão do determinado detector TL.
SI , é o intervalo de confiança de 95% da leitura do detector, determinado
pela fórmula:
−=
15,0..)(
SnsSS nsTnI (3.3)
Sn , é o número de medidas realizadas.
S , é o desvio padrão das leituras do detector TL.
nsT , é o valor adotado estatisticamente da tabela T-Student (Tabela 3.8)
para o número de medidas realizadas.
33
Tabela 3.8 – Tabela dos valores estatísticos de T-Student
Valores de T-Student
nS tns nS tns
2 12,71 15 2,15
3 4,30 20 2,09
4 3,18 25 2,06
5 2,78 30 2,05
6 2,57 40 2,02
7 2,45 60 2,00
8 2,37 120 1,98
9 2,31 ∞ 1,96
10 2,26
Fonte: ISO/DIS 12794-1, 1997
O teste de reprodutibilidade dos dosímetros foi realizada com um valor de
irradiação de 5 mGy para uma série de 10 medidas A reprodutibilidade dos
dosímetros utilizados ficou entre 6,20% e 8,02%. Dentro do limite
recomendado pela norma.
3.2.2.3 Linearidade
A linearidade consiste em verificar a estabilidade do dosímetro em relação
a variação da sua resposta com o valor da dose a que foi submetido. Deve-
se realizar o teste com doses de 1 mSv a 1Sv, não podendo ultrapassar o
limite de 10% de variação das leituras (ISO, 1997).
Foram realizadas 5 medidas para cada valor de dose aplicada nos
dosímetros de extremidades, sendo estas doses de 0,5, 1, 5, 10, 50, 100,
1000 mSv (Figura 3.6). O resultado encontrado da linearidade foi satisfeito
com relação a norma aplicada.
34
Linearidade
0
1
10
100
1000
10000
0,1 1 10 100 1000 10000Hp(0,07) Real Convencional
Hp(
0,07
) Ava
liado
Figura 3.6 – Gráfico da linearidade do dosímetro de extremidades.
3.2.2.4 Exatidão da Leitura
Para ter confiabilidade nos resultados obtidos pela dosimetria, deve-se
realizar o teste de exatidão das leituras, onde verifica se o valor da dose
obtida pelo dosímetro corresponde a dose real (CASMIE, 1995).
Os valores da exatidão das leituras em relação ao valor da dose e ao seu
limite correspondente estabelecido pela norma de dosimetria individual está
demonstrada através do gráfico “trombeta” (Figura 3.7) (CASMIE, 1995).
Quanto mais próximo da normal, ou seja, mais próximo do valor unitário (1)
do eixo Y, melhor é a exatidão do sistema dosimétrico.
35
Gráfico Trombeta Individual (137Cs)
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
0,1 1 10 100 1000 10000
Hp(0,07) Real (mSv)
Hp(
0,07
) Ava
liada
/ H
p(0,
07) R
eal
Figura 3.7 – Representação da exatidão da dosimetria de extremidades.
O resultado do teste de exatidão da leitura está em conformidade com o
recomendado pela norma nacional de dosimetria pessoal (CASMIE, 1995),
sendo que não há norma que regulamenta o teste de exatidão para a
dosimetria de extremidades.
3.2.2.5 Dependência Energética
O teste de dependência energética constitui em determinar o
comportamento da resposta dos dosímetros de extremidade com relação a
energia da radiação incidente a ser monitorada.
Os dosímetro foram irradiados para teste de dependência energética no
Laboratório de Calibração de Dosímetros LCD/CDTN em campos de
radiação gama do 137Cs, 60Co em condições de equilíbrio eletrônico e raios
X da série ISO de espectro largo, W60 e W80 (ISO, 1996).
Para uma verificação mais precisa da dependência energética de um
dosímetro, deve-se utilizar o espectro estreito da série N (Narrow) da
norma ISO. A escolha da utilização do espectro largo da série W (Wide),
36
ocorreu pelo motivo de estar implantada no Laboratório de Calibração de
Dosímetros do CDTN com a metrologia envolvida bem determinada, dando
maior qualidade aos resultados obtidos.
Em todos os casos os dosímetros foram irradiados no fantoma de dedo
padrão da Agência Internacional de Energia Atômica com diâmetro de 19
mm e comprimento de 30 cm (Figura 3.8).
Foram realizadas 5 irradiações para cada qualidade de radiação para
determinar o fator de dependência energética do dosímetro de
extremidades (ISO, 1996).
Figura 3.8 – Fantoma de dedo padrão com cinco anéis dosimétricos.
O resultado do teste de dependência energética segue na tabela 3.9
abaixo:
Tabela 3.9 – Dependência energética do dosímetro de extremidades em relação ao 137Cs.
Técnica Energia Média Hp(0,07) (mSv) Hp(0,07) (mSv) Dep. Energética keV Irradiado medido (%) para Cs-137
W60 45 7,15 7,98 ± 0,15 11,68 W80 57 7,70 7,48 ± 0,12 -2,79 60Co 1250 5,55 5,46 ± 0,11 -1,62
37
3.2.2.6 Limite Inferior de Detecção
Este teste tem como objetivo assegurar que o requisito mínimo de
detecção referente ao limite inferior do intervalo de medidas dos
dosímetros é alcançada, sendo de 1 mSv pela norma ISO (ISO, 1997).
O resultado do limite inferior de detecção foi realizado com uma média de
10 leituras de todos dosímetros de extremidades utilizados, ficando o
resultado final em (141,94.± 50,19) µSv.
3.2.3 Características da Técnica Dosimétrica
A dosimetria foi realizada na mão esquerda, sendo o anel dosimétrico
utilizado no dedo anelar. Este posicionamento do anel dosimétrico é devido
a localização do médico durante os exames em relação ao campo de
radiação primário; tendo a mão esquerda mais próxima do campo de
radiação primário que a direita e o dedo anelar o mais próximo do dedo
mínimo, onde o valor da dose é maior em relação as outras posições
(Whitby, 2002). O dosímetro foi utilizado sob a luva cirúrgica sem provocar
nenhum evento adverso à rotina estabelecida.
Os dados foram levantados em um período de 40 dias sendo realizado um
total de 50 exames. O estudo foi realizado de acordo com as programações
de rotina do corpo clínico e da instituição onde foi realizada a coleta dos
dados. Os dados adquiridos foram adquiridos através do acompanhamento
dos procedimentos bem como pelos registros realizados pela equipe
médica nos livros de sala que fazem parte do controle interno da
instituição.
Durante todos os procedimentos neurológicos, o médico utilizou o
dosímetro de extremidades, equipamentos de proteção radiológica,
incluindo a utilização do biombo suspenso para otimizar a dose e
empregando os procedimentos básicos de proteção radiológica.
38
4. RESULTADO
O valor da dose na mão esquerda dos médicos durante procedimentos
hemodinâmicos neurológicos, ficou no total de 2,056 mSv, já subtraindo a
radiação de fundo (background), de 0,272 mSv e aplicando todos fatores
de correção. Este valor encontrado de dose equivalente para extremidades
é relativo ao total de 50 exames realizados no período de 40 dias.
A dose média por exame de um procedimento hemodinâmico neurológico é
de 41,120 µSv com incerteza expandida de 20% para um fator de
abrangência k=2.
39
5. CONCLUSÃO
Com o valor médio encontrado da dose equivalente de extremidades por exame,
torna-se possível a realização de um planejamento das doses mensais para médicos
que realizam apenas exames hemodinâmicos neurológicos.
A avaliação da dose nas mãos dos médicos durante procedimentos neurológicos
utilizando a técnica de hemodinâmica demonstrou através das medidas a
necessidade da monitoração de extremidades.
Sabendo que o valor da dose encontrada pode variar conforme a técnica
empregada, equipamentos de proteção utilizados, experiência profissional entre
outros; este valor médio deve ser avaliado através da monitoração de extremidades
mensal e havendo alguma alteração deste valor, buscar descobrir e sanar o fator de
acréscimo da dose, aperfeiçoando a proteção radiológica da instituição.
40
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