Controle de Qualidade de Imagens Radiográficas Através da Simulação Computacional

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1 Otimização da Análise e Controle de Qualidade de Imagens Radiográficas Através da Simulação Computacional Autores: Maria Lucia Nana Ebisawa Irita Dra. Maria de Fátima Magon Prof. Dra. Yvone Mascarenhas Hornos

2 Sumário Objetivo; Justificativa; Metodologia; Resultados; Discussão; Conclusão.

3 Objetivo Otimização de parâmetros que caracterizam o feixe de raios X através da simulação computacional. com dados iniciais obtidos via comparação das imagens de um fantoma e dados armazenados em um banco de dados específicos associados às medidas não invasivas. parâmetros de equipamentos de raios X convencional considerados 5 (cinco) : kilovoltagem de pico - kvp; Camada semi-redutora - HVL; constância da taxa de exposição, linearidade do mas miliamperagem por segundo e congruência de campo luminoso com campo de radiação

4 Justificativa Importância do controle de qualidade (CQ) em imagens radiológicas: CQ é um conjunto de processos/padrões para garantir a qualidade (VASSILEVA, 2004). Imagem Radiológica com qualidade diagnóstico preciso (BARNES, 1999). Processo de obtenção do Diagnóstico pode resultar em danos à saúde (Radiação Ionizante no caso dos Raios X) (Portaria 453- Ministério da Saúde, 1998) Custo estimado do CQ Visita de um técnico especializado para a realização do CQ, com Kit de equipamentos para a realização dos procedimentos básicos num raio de 300Km da região de Campinas-SP. Custo estimado : R$800,00 / equipamento Fonte IBGE Cidades (dezembro de 2005)

5 Metodologia Parâmetros do conjunto de controle de qualidade do equipamento de raios X exatidão e reprodutibilidade da tensão de pico (kvp) ; reprodutibilidade da exposição; linearidade da dose com o mas; congruência entre campo luminoso e campo de radiação e; valor da Camada semi-redutora (HVL) Estes parâmetros foram calculados em duas etapas: Etapa 1 comparação imagem fantoma x imagem do banco de dados Etapa 2 otimização dos parâmetros através de simulação computacional

6 Elaboração fantoma Definição do objetivo: kvp, HVL, Linearidade, reprodutibilidade tamanho de campo Definição do fantoma Filtros, espessura e material Validação do fantama Materiais e espessuras Elaboração do Manual Validação em campo Análise Medidas experimentais Coleta de dados medidores eletrônicos Coleta de dados. Fantoma filmes com DO Organização BD Dados de Dose e DO (filme) Digitalização dos filmes do Fantamo - DO Análise Simulação Sistema de simulação de feixe de RX virtual Especificação do feixe original, kvp, HVL, e alvo. Preparação fantoma virtual. Cálculo Intensidades I e Io BD Simulação para obtenção de imagem de campo. Análise

7 Fantoma: Metodologia Placas de acrílico de 17x22cm e 9,3mm de espessura, para um chassi de 18x24cm; Filtros: Alumínio: 1 a 9mm - Cobre: 0,2 a 0,8mm - Chumbo: 0,15 e 0,25mm

8 Metodologia Fluxograma do software de simulação ão: programa desenvolvido [4]. Interface de programação Borland Delphi - linguagem Pascal Coeficientes de atenuação de massa - NIST -

9 Metodologia Ajuste de dados Para que seja possível compararmos os dados simulados com o resultado dos filmes dos fantomas, a otimização dos parâmetros de exposição e dimensões dos filtros são realizados de forma que as D.O. medidas nos filmes estejam dentro do intervalo de linearidade da sensitometria do filme. saída do software formação de um banco de dados simulados (PostgreSQL 8.0 ) formação de um outro banco de dados de imagens reais(postgresql 8.0 )

10 Cálculo e ajuste do delta ( Δ) Metodologia O Δ é calculado através da fórmula: f Δ = arctan Onde : Δ DO = variação de densidade óptica Δ E = variação de exposição relativa ΔDO ΔE

11 Resultados Os dados foram normalizados pelo número de fótons incidentes e obtemos os resultados mostrados na tabela I.

12 Resultados A figura mostra o resultado das medições reais do fantoma e o simulado para exposição de raios X do fantoma posicionado a 1m do ponto focal do tubo de raios X, logo acima do chassis radiográfico. A técnica utilizada foi 80 kvp, 200mAs densidade relativa 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Al 80kV 200mA Simulação Real espessuras (mm)

13 Resultados Na figura, a curva das medidas reais foram multiplicados por um fator de ajuste igual a 4, (normalização) apresentando um desvio Máximo de 0,05 na densidade relativa densidade relativa 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Al 80kV 200mA Simulação Real com delta espessuras (mm)

14 Discussões Verificamos que existe uma relação entre as duas medições. Obviamente na simulação não foi colocada alguns fatores como a temperatura, químicos utilizados na processadora que alteram os resultados. Se considerarmos um fator de ajuste como resultado da correção: característica da processadora e filme nomalização da intensidade simulada Teremos uma aproximação mais fiel da imagem do fantoma.(filme {D.O.} ) Com esses valores será possível a análise de resultados para qualquer equipamento (análise de kvp, HVL, etc) e baseado na simulação do feixe e imagem do fantoma gerada na instituição do equipamento em análise.

15 Conclusões A importância do presente resultado é a possibilidade da realização de uma análise do tipo screening de cinco parâmetros em um grande número de equipamentos de raios X em território nacional com baixo custo e fácil reprodução para acompanhamento da qualidade da manutenção.

16 Referências Bibliográficas [1] Scaff, L.A.M. (1997) Física da Radioterapia. São Paulo Sarvier. [2] Ministério da Saúde. (1998) Portaria n. 453 de 01 de junho de 1998 Diretrizes de Proteção Radiológica em Radiodiagnóstico Médico e Odontológico Agência Nacional da Vigilância Sanitária. [3] Curry III, T.S.; Dowdey,J.E.; Murry,R.C. (1990). Christensen's Physics of Diagnostic Radiology. Williams & Wilkins 4th Edition. [4] Silva, M.A. (2001) Simulação do Desempenho de Sistemas Écran- Filme em Função do Feixe de Raios X Incidente Tese de Doutorado Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo, 85pag.

17 Agradecimentos

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