Filmes radiocrômicos

FILMES RADIOCRÔMICOS

“Revisão bibliográfica* e guia para definição de um protocolo"

Físico Lucas Augusto Radicchi

*Até 2012

Características geraisEspectro de absorção do FRC tem máxima sensibilidade na região da luz vermelha (~636nm)Scanners usados no modo RGB (48-bit)

Filme radiográfico: escala de cinzaTecido equivalente (Baixa dependência energética)Alta resolução espacialNão necessidade de revelaçãoInsensível a luz visível (baixa sensibilidade a luz UV)Processo de polimerização (mudança de cor)lei de Beer-Lambert

Características específicas (EBT, 2004)

Características específicas (EBT2, March 2009)

Pigmento marcador amarelo: incorporado na camada ativa para:

Nível de referência para correções de resposta sob a área do filme, considerando diferenças de espessurasProteção da camada ativa da luz visível e UV

PARTÍCULAS “AGULHAS”

Características específicas (EBT3, 2012)

Med Phys, 2004:2392Usou 2 filmes (HS e RCF) e 7 scannersA medida da densidade ótica representa a convolução

do espectro de emissão da fonte de luz do densitô-metro, espectro de absorção do filme e da sensibi-lidade espectral do detector do densitômetro.

Sensibilidade = netOD / unid. de dose absorvidaExpressões:

Incertezas (tipo A) ➜ experimental (medida do netOD) + ajuste (parâmetros da função):

CONCLUSÃO: Cada sistema de dosimetria com filme radiocrômico tem suas próprias limitações que devem ser entendidas e estabelecidas durante o procedimento de calibração

Med Phys, 2005:2245Scanner de mesa:

alta qualidade fotográficaopção de escaneamento no modo de transmissãogeralmente empregam fonte de luz fluorescente com espectro de emissão de larga bandamatriz de detectores de CCD linear48-bit (16bits por cor - RGB)

Densitômetro com fonte de luz laser (coerente e polarizada)Problema para FRC: luz coerente cria padrões de interferência e luz + detector linearmente polarizados provocam variações significativas quando filmes são rodados

Sistema Dosimétrico com Filme = modelo do filme + tipo do densitômetro + protocolo de escaneamento

Med Phys, 2005:2245Usa câmara de ionização no setup para monitorar constância de output do aceleradorROI (2x2mm), RES. DA IMAGEM (216dpi), TIPO DO FILME (HS e protótipo do EBT), TEMPO DE LEITURA PÓS-IRRAD (48h), netODScans de filmes não-expostos (background)Scans sem filmes (scans vazios)

Para eliminar pixel com defeitos, que são pixels que diferem do sinal não atenuado -> <2^16)Após identificação -> aplicar filtro Wiener (2D fase zero, 7x7 regiões de pixel) para diminuir ruído na imagem causado por imperfeiçoes no filme

Scan de filme opaco (intensidade de transmissão nula - Ibckg)Múltiplos scans -> remover ruído do scanner (5x é suficiente, pois estudos preliminares mostraram que >5x aumenta incerteza)

Med Phys, 2005:2245

Austr Phys & Eng Sc in Med, 2006:285

Pressão mecânica no filme:Placas de água sólida (Figura 1)Tesoura/guilhotina para recortar o filme em pedaços menores (Figura 2)

TIPO DO FILME (EBT), TEMPO DE LEITURA PÓS-IRRAD (6h)

CONCLUSÃO:1) Pressões < 39,5kg/cm2 não afetam OD (6h)2) Recortar o filme causou dano ao filme até 8mm da borda

CORTE

Austr Phys & Eng Sc in Med, 2006:281

A camada ativa do FRC é construída com material no formato de agulhas, que pode produzir variações no espalhamento da luz para diferentes ângulos de rotações do filme em relação ao scanner no momento da leitura, podendo alterar a ODVários scanner podem produzir variações nas propriedades de coleta da luz devido efeitos de polarizaçãoRES. DA IMAGEM (75dpi - 1200dpi), TIPO DO FILME (EBT), TEMPO DE LEITURA PÓS-IRRAD (24h), netOD, 0-3Gy, 10x

CONCLUSÃO: Variações de OD foram observadas para diferentes ângulosNão houve variação significativa devido alteração de resolução de leitura e se o filme for escaneado de “cabeça para baixo”

Med Phys, 2006:3993Scanner de mesa (CCD linear) no modo transmissão ➪ pode haver variação de resposta ao longo da matriz de detectores (sinal não-uniforme) CORREÇÃO!⥤6 filtros de diferentes densidades (modo transmissão)Seguiu protocolo de “Med Phys, 2005:2245”, exceto:

Scanner: AGFA Arcus IIMúltiplos scans: 3x (menos tempo e não perde precisão)Resolução de leitura: 127dpi

Média de scans a 0° e 180°

Med Phys, 2006:3993AXIAL (A2):

LONGITUDINAL (L2):

Menor sensibilidade nas bordas, devido

detectores CCD capturarem menos

fótons nessa região, comparada ã região

central e sensibilidade não-uniforme da matriz

de detectoresD<2Gy ⇒ △<3%

A1 e A3: △<1% em relação a A1

L1 e L3: △<1% em relação a L2

D<2Gy ⇒ △<3%

D<2Gy ⇒ △<±0,5%D>2Gy ⇒ △<±1%

Med Phys, 2006:3993CONCLUSÃO:

Cada sistema dosimétrico (lote e tipo do filme, scanner e protocolo estabelecido) deve ser caracterizado para obtenção das curvas de sensibilidade do scannerCorreção na direção axial pode ser importante (dependendo do nível de incerteza aceitável, dose considerada e posição espacial no scanner)Correção na direção longitudinal não necessária, devido seu valor baixo e natureza randômica (cancelam-se ao longo dessa direção)Aplicar correções ou limitar região espacial a ser utilizada no scanner

Med Phys, 2006:45513 importantes artefatos que podem limitar acurácia na leitura de FRC com scanners de mesa:

- Uniformidade do scanner✴ Filmes irradiados gradualmente com luz solar (16 níveis)

- Efeito de rotação do filme (orientação)✴ Pedaços de filmes (3cmx2cm) expostos a doses 0-3Gy

- Temperatura do scanner durante leitura✴ Termômetro digital acoplado ao scanner

Scanners (CCD): Epson Expression 1680 e Microtek ScanMaker i900

Ligados 30min antes das medidas e feitos scans prévioROI (2,4x1,5cm), RES. DA IMAGEM (75dpi), TIPO DO FILME (HS e protótipo do EBT), TEMPO DE LEITURA PÓS-IRRAD (48h), OD, canal vermelho

Med Phys, 2006:4551

1

2 3

EPSON MICROTEK

>1000scans em 4 baterias

Med Phys, 2006:45511.Uniformidade do scanner

✴Escanear sempre na região central do scanner✴Aplicar fatores de correção em forma de matriz 2D✴Lembrar que existe não-uniformidade do filme também

2.Efeito de rotação do filme (orientação)✴Duas potenciais causas do efeito de orientação:

polarização e espalhamento anisotrópico da luz no filme ⇒ usar luz não-polarizada!

3.Temperatura do scanner durante leitura✴ Houve alteração de OD resultante dos múltiplos scans

Estudar características do scanner Epson Pro 1680 com EBT:Procedimento de leitura (curto e longo prazo)Influência da luz do scanner no filmeUniformidade do scannerPrecisão com subtração de background (filme não-irradiado)Medida de PDP e perfis de campo

ROI (1,4x1,4cm), RES. DA IMAGEM (72dpi), TIPO DO FILME (EBT), TEMPO DE LEITURA PÓS-IRRAD (6h), OD, canal vermelho,

Epson Pro 1680: não é possível pré-aquecer a lâmpada do scanner antes das leituras, pois ela só é ligada durante o primeiro escaneamento (diferente do Vidar e AGFA) ⇒ avaliar efeito em tempo curto (usar filme radiográfico desenvolvido)!

PMB 2006:231

Obtenção de matriz de correção para não-uniformidade do scanner:

Ñao usar o filme inteiro, pois a inomogeneidade do filme é considerada, além de ser difícil um campo homogêneo em uma área irradiada grande ⇒ utilizar pequenos pedaços(2x2cm)!Usar template para reprodutibilidade no scannerMédia de 3 scans para cada perfil7 filmes (1/coluna)Normalizados ao scan do filme centralFilme central escaneado no inicio e no fim de cada perfil (eliminar efeito de temperatura e luz ambiente neste filme durante o procedimento)

PMB 2006:231


CONCLUSÃO: curto prazo: Escanear 5 vezes e usar média dos 3 últimos

longo prazo: efeito desprezível

PMB 2006:231


CONCLUSÃO: Aumento da OD (dependente da dose)A luz UV do scanner causa reaçãoextra na polimerização já iniciada(efeito menor em filmes não-irradiados pois o processo de polimerizaçãoainda não se iniciou)

PMB 2006:231


CONCLUSÃO: Maior uniformidade para o canal verdeGrandes variações principalmente nosentido perpendicular ao movimentosda lâmpadaFatores de correção para o canal vermelho praticamente independem da dose

PMB 2006:231


CONCLUSÃO: Análise por teste de hipótese: há aumento na precisão subtraindo OD do filme pré-irradiação do filme irradiado

PMB 2006:231

PMB 2006:231Estudar características do scanner Epson Pro 1680 com EBT:

Procedimento de leitura (curto e longo prazo)Influência da luz do scanner no filmeUniformidade do scannerPrecisão com subtração de background (filme não-irradiado)Medida de PDP e perfis de campo

CONCLUSÃO: Análise com correção de uniformidade do scanner

JACMP, 2008:90 FRC: tecido equivalente ⇒ ⇩dependência energética, o que é interessante para regiões com presença significativa de fótons espalhados (penumbra, tranmissão de colimadores e fuga)Seguiu protocolo de “Austr Phys & Eng Sc in Med, 2006:281”

Filmes não-irradiados escaneados 24h antes das medidasFilmes irradiado escaneado 48h após as medidasLuzes da sala em modo “dimmer”Controle de temperatura e humidade durante armazenamento

RES. DA IMAGEM (100dpi), TIPO DO FILME (EBT), TEMPO DE LEITURA PÓS-IRRAD (48h), canal vermelho, scanner Microtek ScanMaker 9600XL 36-bitCorreção de background sugerido pelo fabricante

JACMP, 2008:90

Med. Phys, 2008:2308RES. DA IMAGEM (300dpi), TIPO DO FILME (MD-55), TEMPO DE LEITURA PÓS-IRRAD (4dias), canal vermelho, scanner HP Scanjet 4570c 24-bit

Precisão (desvio padrão) e acurácia (B+S, B=valor médio da diferença entre dose real e dose medida e S=valor médio dos desvio padrões)

5 filmes por nível de dose (0-20Gy)

Resposta a longo prazo (4 e 30 dias pós-irradiação) - modo transmissão e modo reflexão

Doses elevadas (30 e 500Gy) com 4 e 30 dias pós-irradiação - canais verde e azul

Med. Phys, 2008:2308

TRANSMISSÃO

REFLEXÃOCANAL VERMELHO - MODO REFLEXÃO

FILME NÃO-IRRADIADOFILME IRRADIADO (5Gy)

CONCLUSÃO: Canal vermelho: reflexão =

transmissãoModo reflexão: melhor unifor

midade do scanner, estabilidade temporal e intervalo dinâmico

MODO TRANSMISSÃO

Med. Phys, 2008:3078Uniformidade de resposta do scanner: dependente da posição do pixel e do nível de dose!Já conhecido: uniformidade do scanner desprezível na direção verical (paralelo ao movimento da lâmpada) e considerável na direção horizontal (perpendicular ao movimento da lâmpada)RES. DA IMAGEM (72dpi), TIPO DO FILME (EBT), TEMPO DE LEITURA PÓS-IRRAD (10h), canal vermelho, scanner Epson 1680Pro e V750 48-bit, pré-aquecimento (3 scans)

Med. Phys, 2008:3078Método de correção de uniformidade do scanner:

Despreza não-uniformidade na direção vertical

Função de ajuste: polinômio de 2a ordem

Filme para calibração e correção ➜

Usado um array de CI 2D para verificar planura do feixe na posição de cada faixa de dose e Farmer para avaliar dose absoluta no centro da faixa

Correção aplicada na imagem digital através da derivação de uma matriz de correção dependente do valor de pixel e posição no scanner → CF (i,PV) < 1

18cm x 18cm Pirâmide Campo IMRT

PMB, 2008:7013Scanner Epson 10000XL 48-bit, pré-aquecimento (3 scans -> analisado apenas o terceiro scan)x dpi ⇔ (x × 0,039) pixels/mm ⇔ (25,4 ÷ x) mm/pixel

Ex: 72dpi ⇔ 2,81 pixels/mm ⇔ 0,35 mm/pixelÁlcool para limpar vidro do scanner e usar modo profissional Modo “positivo” ⇒ imagem suave aparecem aspecto em formato “dentada” neste modo

Modo “negativo” não recomenandado, pois apresenta efeitos de saturação quando folhas opacas são escaneadas

PMB, 2008:7013Experimentos:

- ROI (1,4-2,0cm)- Resolução do scanner (72-300dpi)- Homogeneidade de resposta do filme

• Subtração de BG:• Tamanho de pedaço de filme (6,4x6,8cm - 20,3-

12,7cm)- Calibração do filme (0,1-15Gy): a×netOD + b×netODˆnEfeito do espalhamento da lâmpada - Efeito de múltiplos scans (100 scans consecutivos)- Variação inter-scans (35 scans consecutivos)- Desenvolvimento do escurecimento do filme com o tempo

• Tempo pós-irradiação para leitura• T=25°C, T=5° e T=-28°C

- Orientação do filme durente leitura no scanner

PMB, 2008:7013Resultados:

- ROI (1,4-2,0cm): 1,4x1,4cmˆ2 (pequeno o suficiente para que mantenha homogeneidade (filme e scanner) dentro da região, mas grande o suficiente para se ter estatística suficiente)

- Resolução do scanner (72-300dpi): 72dpi

- Homogeneidade de resposta do filme: dependente da dose

• Subtração de BG: usar scan de filme não irradiado quando pedaços de filmes “grandes” - para filmes pequenos, usar média de pedaços de filmes genéricos

• Tamanho de pedaço de filme (6,4x6,8cm - 20,3-12,7cm): netOD independe do tamanho do pedaço do filme cortado

- Calibração do filme (a×netOD + b×netODˆn): a=5,68±0,23Gy; b=22,78±0,35Gy; n=3,69±0,10

- Efeito do espalhamento da lâmpada (100 scans consecutivos):

✓correção importante para grandes áreas de análise✓Orientação paisagem (landscape) reduz o efeito pela metade


- Efeito de múltiplos scans (100 scans consecutivos)

- Variação inter-scans (35scans consecutivos)

ESCURECIMENTO DO FILME

PELA LÂMAPDA DO SCANNER

△=0,05%/scan

△=0,005%/scan

0,3Gy

INCERTEZA (maior

para doses baixas)


- Desenvolvimento do escurecimento do filme com o tempo

• Tempo pós-irradiação para leitura• T=25°C, T=5° e T=-28°C

- Orientação do filme durente leitura no scanner

PMB, 2008:7013RESUMO:

DISCUSSÃO:‣ Usar pixel ao invés de ROI (área de pixel) aumenta a incerteza a um nível

aceitável‣ Não é necessário escanear filme pré-irradiação para pedaços pequenos‣ A leitura do fime independe do tamanho do filme‣ Influência do espalhamento da lâmpada pode ser evitado se usar pequenas

áreas de análise no centro do scanner‣ Usar média de múltiplos scans para diminuir variações inter-scans‣ Devido continuação das reações, as leituras dos filmes não são estáveis

para tempos longos (diferente de filme radiográfico). Se for necessário, armazenar em refrigerador.

Med. Phys, 2009:429Uso de sistema dosimétric com FRC com múltiplos canais coloridos (RGB) adequados para cada intervalo de dose (0 - >50Gy)Pedaço de filme não-irradiado = “filme de controle”:

Importante para corrigir alteração da OD devido efeitos ambientais (umidade, temperatura, luz ambiente e do scanner)Deve ser do mesmo tamanho do filme irradiado

ROI (2x2mm), RES. SCANNER (254dpi), TIPO DO FILME (EBT), TEMPO DE LEITURA PÓS-IRRAD (24h), scanner Epson 1680Pro 48-bitUso de correção de pixels defeituosos (△>5% em relação a 2ˆ16)Mudou protocolo anteriores de múltiplos scans (5x), justificando que o uso do filtro Wiener 2D (7x7 pixels) é suficiente para redução do ruído

Para casos de alto gradiente de dose ⇒ usar Wiener 3x3pixels e média de mútiplos scans

Med. Phys, 2009:429Após identificação dos pixels defeituosos, aplicar filtro Wiener 2D e descartar pixels defeituososPedaços de filmes maiores (2,5x4in)ROI_1-ROI_4): usado para calibraçãoROI_5: usado para testar o método

Sensibilidade = netOD / unidade de dose absorvidaCurva de sensibilidade é utilizada para decidir qual canal (RGB) ótimo para se utilizar para cada faixa de doseÉ possível um ajuste único para todo intervalo de dose (canal único)? Não, pois ↑△ a nível clinicamente inaceitável

2mm

Med. Phys, 2009:429Análise de incerteza de dose:

△total = △experimental + △ajuste

Med. Phys, 2009:1931Muitos artigos desprezam a covariância entre parâmetros do ajuste e dose na obtenção da curva sensitométricaA incerteza de dose depende do nível de dose analisadoO artigo propõe uma classificação completa de todas fontes de incertezas em dosimetria com FRC e sugere ações para controlar ou reduzí-las.Efeitos estocásticos: detecção pelo CCD e deposição de dose em um pixel do filme com o tamanho do pixel do CCD

incerteza global da OD média em um ROI:Epson 10000XL, modo reflexivo, 150dpi, canal vermelhoRecomendações:

Tabela ICI junto no setupcoletar ao menos 12 pontos para curva sensitométrico (netOD x dose)ROI: 1x1cmˆ2Para dosimetria relativa, a correlação entre os parâmetros do ajuste pode ser consideradaControlar umidade com higrômetro

Med. Phys, 2009:1931

Med. Phys, 2010:1753ROI (1,4x1,4cm), RES. SCANNER (72dpi), TIPO DO FILME (EBT2 - lotes iniciais), TEMPO DE LEITURA PÓS-IRRAD (24h), scanner Epson 10000XL 48-bit, filmes (6,4x6,8cm) posicionados no meio do scanner, 3 scans (terceiro scan analisado apenas) após aquecimento, modo “positivo” e “profissional”Estrutura não simétrica ⇒ cuidado para não escanear de cabeça para baixoHomogeneidade do filme: 12 pedaços do mesmo filme irradiados com 1Gy (e outros 12 pedaços de outro filme com 0,3Gy)CONCLUSÃO:

- Usar netOD reduz incerteza- Inomogeneidade do EBT2 é pior que do EBT- EBT2: △(1Gy)=±8,7%EBT1: △(1Gy)=±1,1%

Med. Phys, 2010:1565Avaliar o efeito de leitura do filme “de cabeça para baixo”

Modo transmissão não teria problema, mas se for usado o modo reflexão (alta sensibilidade de resposta do filme)Segiu protocolo descrito em Med. Phys, 2009:1931

REFLEXÃO

TRANSMISSÃO

EBT2 - ORIENTAÇÃO PAISAGEMEBT - ORIENTAÇÃO PAISAGEM

O efeito é significativo apenas quando leitura no modo reflexão

REFLEXÃO

TRANSMISSÃO

PMB, 2010:L37ETB2 apresentou algumas incosistências em lotes iniciais (Kairn et al 2010)Dois tipos de heterogeneidades:

- Artefatos de escaneamento (leitura) - ‘A’✴ padrões de intereferência (“Anéis de Newton”) que ocorrem quando superfície do filme não fica em contato uniforme com a superfície do scanner (podem levar a incertezas de até 30%)

- Imperfeição do filme - ‘B’Anéis de Newton podem ser eliminados suspendendo o filme, i.e., não permitir contato com superfície do scanner → armação de plástico

MÉTODO PROPOSTO:

PMB, 2010:L37

O uso do método proposto pelo artigo reduziu a incerteza de dose (dentro do campo) de ±7,5% (método fabricante) para ±1,2%O método proposto não elimina variações espaciais por completo, mas reduz para menos de 2% do valor máximo

MÉTODO DO ARTIGO (sem correção pelo canal azul)

MÉTODO DO FABRICANTE (com correção pelo canal azul)

linhas finas - MÉTODO DO FABRICANTE

linhas grossas- MÉTODO DO ARTIGO

Med. Phys, 2010:1271Efeitos analisados (EBT2): resposta a altas doses, alteração de OD devido luz ambiente, resposta após exposição a altas temperaturas, dependência direcional durante leitura e desenvolvimento pós-irradiaçãoROI (1,5x1,5cm), RES. SCANNER (72dpi), TIPO DO FILME (EBT2 - lotes iniciais), TEMPO DE LEITURA PÓS-IRRAD (24h), scanner Epson 10000XL 48-bit, 3 scans (média usada) após aquecimento, modo “transmissão”, 5 scans de aquecimento, recorte dos pedaços de filmes 24h antes das medidas, netOD (Med Phys, 2005:2245)Processamento com filtro mediana (3x3) para reduzir ruídoA taxa de diminuição de polimerização (coloração) é proporcional a log(T), T = tempo pós-irradiação.Ambiente típico de trabalho = 500lx de luminânscia

Med. Phys, 2010:1271 Orientação do filme no

scanner

1) △=7-9% entre paisagem e retrato2) △ desprezível entre 0∘ e 180∘

Desenvolvimento pós-irradiação

1) △(2h-24h) < 3% e △(6h-24h) < 1,5%2) Tempo de estabilização pode ser diminuí com a diminuição do nivel de dose

Período de estabilização é

importante para

dosimetria absoluta apenas

Med. Phys, 2010:1271Sensibilidade à luz ambiente

Fabricante: EBT2 10x menos sensível a luz visível que EBTPresente estudo: EBT2 2x menos sensível a luz viísivel que EBT

Resposta à altas doses

EBT2 pode ser usado até 40Gy, pois a partir desta dose, o ajuste polinomial passa a ser ambíguo, ou seja, resulta em dois valores de OD para mesmo valor de dose (∂netOD/∂D < 0)

1600lx

Med. Phys, 2010:1271 Comportamento em temperatura

altas

Não observadas diferenças de coloração, textura ou outras propriedades mecânicas. Também, não apresentou diferenças nas curvas sensitométricas

8 horas

PMB, 2010:2601 EBT2 em modos de leitura transmissão e reflexão (0-4Gy)Modo de transmissão em alguns tipos de scanners -> acessório extra (custo adicional) -> motivação para modo reflexãoSistema: EBT2 + Epson 10000XL + protocolo (ROI (15x15pixels), RES. SCANNER (72dpi), filmes (5x5cm), TEMPO PÓS-IRRAD (18h), filmes no centro do scanner canal vermelho)Filmes irradiados no água e usado valor do canal ADC (OD não definido para modo reflexãoEXPERIMENTOS:

- Efeito da luz no filme (luz do sol e luz fluorescente)- Efeito de repetidos scans (aumento de temperatura do scanner e filme e exposição à lâmpada do scanner. 50 scans para diferentes filmes com diferentes doses)- Efeito do escurecimento progressivo pós-irradiação- Sensibilidade do sistema- Uniformidade do filme (intra e inter filmes) e do scanner- Efeito de partes periféricas do filme nas medidas (efeito do tamanho do filme)

PMB, 2010:2601 1. Efeito da luz no filme (7h de exposição)- 2 filmes na luz solar (>300%)- 2 filmes na luz fluorescente (>10%) -> >1% em 1h (manuseio dos filmes com cuidado em ambiente de trabalho!- 2 filmes de controle (constante)

2. Efeito de repetidos scans - efeito da luz UV desprezível (possivelmente devido pigmento amarelo)

3. Efeito do escurecimento progressivo pós-irradiação - Normalizados a 6h - Doses maiores e modo reflexão -> mais estáveis

PMB, 2010:2601 4. Sensibilidade do sistema- 0-4Gy: canal vermelho + modo reflexão = maior sensibilidade

Canal azul é o menos sensível -

pouca utilizada em dosimetra absoluta

PMB, 2010:2601 5.a. Uniformidade do filme- Para todos níveis de dose:Intra-filmes: 1,8% (modo reflexão) e 2,4% (modo transmissão)Inter-filmes: 1,2% (modo reflexão) e 1,6% (modo transmissão)Combinado: 0,8% (modo reflexão) e 1,2% (modo transmissão)

- Modo transmissão: não há diferença entre valor de pixel do centro em relação às bordas- Modo reflexão: essa diferença é percebida

PMB, 2010:2601 5.b. Uniformidade do scanner - Variação significativa na direção perpendicular à direção de escaneamento - Uniformidade do scanner no modo reflexão: a. superior b. relativamente insensível à orientação do filme

PMB, 2010:2601 6. Efeito do tamanho do filme circundante

0Gy1Gy1,5Gy2Gy1,5Gy

Diferenças em relação ao filme 5cm x 5cm sem nenhum pedaço de filme

circundante

PMB, 2010:2601 RESUMO

➡ Incerteza no valor de pixel ≠ incrteza na dose (depende da curva de calibração). P.ex.: △(ADC)=1% ⇒ △(2Gy)=2% (modo transmissão e canal vermelho) e △(2Gy)=3% (modo reflexão e canal vermelho)

PMB, 2010:2601 RECOMENDAÇÕES

➡ MANTER FILMES ENVELOPADOS E NÃO EXPOR À LUZ AMBIENTE DESNECESSARIAMENTE

➡ REPETIDOS SCANS TEM EFEITO DESPREZÍVEL➡ MANTER MESMO TEMPO DE LEITURA ENTRE FILMES DE CALIBRAÇÃO E MEDIDA

➡ CANAL VERMELHO É O MAIS SENSÍVEL (0-4Gy)➡ NÃO É NECESSÁRIO CORREÇÃO DE HOMOGENEIDADE DO FILME (∼1%) EM VISTA DA MAGNITUDES DE OUTRAS INCERTEZAS, INCLUSIVE NO PRÓPRIO MÉTODO DE CORREÇÃO

➡ A MAIOR FONTE DE INCERTEZA É A NÃO-UNIFORMIDADE DO SCANNER → CORREÇÃO NA DIREÇÃO PERPENDICULAR AO MOVIMENTO DA LÂMPADA!

➡ SE USAR MODO REFLEXÃO, USAR MESMOS TAMANHOS DE FILMES NA CALIBRAÇÃO E MEDIDAS, DEVIDO EFEITO DO FIOME CIRCUNDANTE

➡ INCERTEZA NO VALOR DE PIXEL (ADC) PODE RESULTAR EM INCERTEZA MAIOR NA DOSE, E AS INCERTEZAS DEPENDEM DO SISTEMA DOSIMÉTRICO USADO (NECESSIDADE DE CARACTERIZAÇÃO)

Med. Phys, 2011:5771Correção de não-uniformidades de resposta com pigmento amarelo: o sinal vermelho é dependente da dose e espessura local da camada ativa. O pigmento amarelo produz um sinal grande no canal azul, o qual é relativamente insensível a doses até 4Gy. Assumindo que o pigmento é uniformemente distribuído, o sinal no canal azul fornece uma referência da espessura da camada ativa. Tomando a razão desses sinais, reduz a sensibilidade da medida à essas variações de espessura.

Planura do campo de radiação (medido com EDR2): escala milimétrica de avaliação da uniformidade do EBT2

3 métodos de correção de não-uniformidades do filme:- Método recomendado pelo fabricante (ISP)- Método que usa sinal do canal azul para corrigir netOD do canal vermelho- Medida da netOD no canal vermelho

Uniformidade do filme depende do tempo de leitura pós-irradiação

Med. Phys, 2011:57712 experimentos:

- Medidas comparativas de planura de campo e incertezas de doses associadas aos 3 métodos- Investigação do dependência temproal da uniformidade do filme

ROI (0,2x0,2cm), RES. SCANNER (72dpi), TIPO DO FILME (EBT2) TEMPO DE LEITURA PÓS-IRRAD (24h), scanner Epson 10000XL 48-bit, Para caracterizar scanner: pedaços de filmes uniformemente expostos (pequenos pedaços são necessários) e fazer leituras por toda área do scannerUsou caracterização proposto por Med Phys, 2006:4551 e Med. Phys, 2008:3078 ⇒ observou-se pouca variação na região de leitura dos filmes e não se usou correção para scanner.

Procedimento de leitura: 5 scans de aquecimento → scanner deixado aberto por 30min para estabilização térmica5 scans por filme (média das 3 última analisadas)Depois de cada sessão, leitura de filme opaco → subtraído dos valores de pixel das imagens para corrigir o sinal de sinal nulo do scannerScans vazios foram realizados para detectar pixels defeituosos

Med. Phys, 2011:5771Análise do filmes

1. Método recomendado pelo fabricante (ISP)• Canal vermelho e azul transformados em OD• Primeira ajuste (y=a+bx+cxˆ2,5): (redOD) x (redOD)/(blueOD)• Resultado do ajuste foi aplicado em (redOD)/(blueOD) para obter

(redOD)_corrigido• Segundo ajuste (y=a+bx+cxˆ2,5): dose x (redOD)_corrigido• fator linear “a”: método não considera OS do filme pré-irradiação

2. Método da netOD no canal vermelho• Ajuste (y=ax+bxˆ2,5): dose x netOD

3. Método que usa sinal do canal azul para corrigir netOD do canal vermelho

• Ajuste (y=ax+bxˆ2,5): dose x netOD_corr

Curvas de calibração• ROI 3,2mmx3,2mm no centro de cada filme• Após isso, as imagens analisada usam ROI 2,1mmx2,1mm2

Análise de incerteza: Med Phys, 2004:2392

Med. Phys, 2011:5771Exprimento 1: Planura de campo

Planura do campo (EBT2) - Planura do campo (EDR2) = não-uniformidade do filme (EBT2)

- Métodos baseados no pigmento amarelo (1 e 3) melhoram uniformidade em relação ao método netOD (2), quando comparados à planura medida com EDR2 (1,0% x 1,7%)- Med. Phys, 2010:1753: △(1Gy = ±8,7% em lotes iniciais do EBT2 (sem aplicar correção de homogeneidade!); △(1Gy) = ±8,7% para EBT

Med. Phys, 2011:5771Incertezas relativas (apenas para comparação entre os métodos):

Experimento 2: Dependência temporal da uniformidade do filme

- Incerteza total - incerteza do ajuste + incerteza experimental. - Componente do ajuste é o maior- Componente do ajuste do método ISP é significativamente maior por conta do ajuste duplo.- Componente experimental do método ISP é significativamente maior por conta de não considerar OD do filme pré-irradiação

Dependência temporal desprezível

Med. Phys, 2011:5771CONCLUSÃO:

1. Método recomendado pelo fabricante (ISP)• Melhora uniformidade, mas aumenta incerteza de dose (duplo ajuste e não faz

correção de background - filme não-exposto)

2. Medida da netOD no canal vermelho• Homogeneidade elevada por não usar pigmento amarelo no método

3. Método que usa sinal do canal azul para corrigir netOD do canal vermelho

• Melhora uniformidade e incerteza de dose

Uniformidade de resposta do EBT2 independe do tempo pós-irradiação

Med. Phys, Estudar características d

PROTOCOLO (1)

QUAL ORIENTAÇÃO DO FILME EM RELAÇÃO AO SCANNER?QUAL A RESOLUÇÃO DE LEITURA?QUAL O TAMANHO DO FILME PARA CALIBRAÇÃO?USAR OU NÃO MÉTODO DE CORREÇÃO DE HOMOGENEIDADE? QUALOD X netOD X netOD modificado??QUAL CANAL (RGB) USAR PARA CADA FAIXA DE ENERGIA?IMPORTA SE ESTÁ DE PONTA CABEÇA O FILME?QUAL O TAMANHO DO ROI?APLICAR CORREÇÃO DE RESPOSTA EM RELAÇÃO A POSIÇÃO DO FILME NO SCANNER?QUANTOS SCANS DEVEM SER FEITOS POR LEITURA?USAR MÉTODO DE CORREÇÃO DE PIXELS DEFEITUOSOS?CUIDADOS NA MANIPULAÇÃO O FILME: luvas, luz ambiente, temperatura, cortar, umidade, limpar scanner com álcoolQUANTO TEMPO PÓS-IRRADIAÇÃO PARA LEITURA?

PROTOCOLO (2)

COMO É A ESTABILIDADE A CURTO E LONGO PRAZO DO SCANNER?QUAL A INCERTEZA ASSOCIADA ÀS MEDIDAS?USAR MODO DE TRANSMISSÃO OU REFLEXIVO?USAR QUANTOS SCANS PRÉVIOS PARA AQUECER O SCANNER?USAR FILME ELEVADO NO SCANNER (ARTEFATO DE ANEL)?QUAL FUNÇÃO USAR PARA AJUSTE DA CURVA DE CALIBRAÇÃO?POR QUANTO TEMPO ARMAZENADO O FILME MANTÉM SUAS PROPRIEDADES?QUAL FORMATO DE ARQUIVO DEVEM SER SALVOS AS IMAGENS?A LUZ DO SCANNER INFLUENCIA NA OD DO FILME?

Health & Medicine

Filmes radiocrômicos