AVALIAÇÃO PRELIMINAR DAS EXPOSIÇÕES DE PACIENTES EM TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA NA AMÉRICA LATINA: PROJETO IAEA RLA/9/67

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1 IX Latin American IRPA Regional Congress on Radiation Protection and Safety - IRPA 2013 Rio de Janeiro, RJ, Brazil, April 15-19, 2013 SOCIEDADE BRASILEIRA DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA - SBPR AVALIAÇÃO PRELIMINAR DAS EXPOSIÇÕES DE PACIENTES EM TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA NA AMÉRICA LATINA: PROJETO IAEA RLA/9/67 Kodlulovich, S. 1, Silveira, V 1, Khoury, H.J. 2, Blanco, S. 3, Cardenas, J. 4, Mora, P. 5, Defaz, Y. 6, Escobar, C. 7, Aguilar, J. G. 8, Roas, N. 9, Sanchez, M. 10, Almonte, N. 11, Quintero, A. 12 e Nader A Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) Rio de Janeiro, Brasil. 2 Departamento de Energia Nuclear UFPE, Recife, Brasil. 3 Laboratorio de Dosimetría y Equipamiento Médico Facultad de Ingeniería Universidad de Belgrano (UB), Buenos Aires, Argentina. 4 Centro de Protección e Higiene de las Radiaciones. La Habana, Cuba. 5 Centro de Investigación en Ciencias Atómicas, Nucleares y Moleculares Universidad de Costa Rica, Costa Rica 6 Hosp. Oncológico Solon Espinosa Ayala Solca, Quito, Ecuador. 7 Unidad Reguladora de Radiaciones Ionizantes (UNRA) El, Salvador, 8 Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ), México 9 Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua. Managua, Nicaragua. 10 Ministerio de Salud Pública y Bienestar Social, Paraguai 11 Comisión Nacional de Energía República Dominicana 12 Hospital Oncológico Dr. Luis Razetti, Venezuela 1 3 International Atomic Energy Agency. IAEA. Viena, Áustria RESUMO Na América Latina não há informações atualizadas sobre a frequência e as doses recebidas pelos pacientes submetidos a exames de tomografia computadorizada (TC). O objetivo desse estudo foi obter valores preliminares dos níveis de referência em TC. Foram enviados a cada país formulários com informações de proteção radiológica e dos protocolos de TC de rotina. Os índices de dose de TC e de dose absorvida nos órgãos foram estimados a partir dos fatores de técnica de cada equipamento. Os resultados mostraram que do total de exames realizados 92% são pacientes adultos e 8% são crianças. O exame mais frequente foi de crânio para adulto (40%) e abdômen para crianças (42%). Sobre o serviço, 67% dos equipamentos são multicortes e 76% possuem protocolos específicos para pacientes pediátricos. Os valores CTDI vol para exames de crânio de adultos variam entre 2 e 352 mgy, para pacientes pediátricos de até 1 ano de 1 a 191 mgy e de até 7 anos de 5 a 335 mgy. Para tórax os valores variaram de 3 a 26 mgy para adultos, entre 1 e 89 mgy para crianças de até 1 ano e entre mgy para crianças entre 1 e 7 anos. Para exames de abdome/pelve de adultos a variação foi de 3 a 47 mgy, entre 4-90 mgy para crianças de até 1 ano e entre 2-31 mgy para crianças entre 1 e 7 anos. Este estudo mostrou que apesar de existirem protocolos pediátricos, há uma grande variação nos valores de CTDI vol indicando um alto potencial de redução de dose. Este resultado requer ações imediatas de otimização e a implementação de valores de referência de diagnóstico na América Latina.

2 1. INTRODUÇÃO Os níveis de dose de radiação populacional derivada de exposições médicas tiveram um aumento significativo nas últimas décadas [1]. Estudos mostraram que este aumento decorreu de exposições excessivas a radiação em procedimentos radiológicos sugerindo assim uma proposta de redução da dose para pacientes [2,3]. Um estudo realizado nos Estados Unidos constatou que a Tomografia Computadorizada (TC) é responsável por aproximadamente 75% da contribuição da dose total populacional recebida em procedimentos médicos [4]. Também apresentou um aumento no risco de indução de câncer de pulmão e de cólon devido às altas doses de radiação absorvidas por estes órgãos durante tomografia na região do tórax e abdômen/pelve [5]. No caso da TC de crânio, a principal preocupação é com o cristalino, especialmente com pacientes pediátricos Verificou-se que a dose absorvida neste órgão pode ser 70% mais alta do que em um paciente adulto [14]. Nos últimos anos verificou-se um aumento na freqüência de exames de TC pediátricos [10]. Considerando a maior radiossensibilidade das crianças em relação aos adultos, em especial do sexo feminino e a maior expectativa de vida, a probabilidade de indução de câncer é um problema que deve ser considerado [6]. Na América Latina existem poucos estudos que incluam estatísticas atualizadas com o número de tomógrafos em operação e a freqüência de exames anuais e principalmente com registros das técnicas utilizadas e com as respectivas doses resultantes dos procedimentos realizados em cada paciente. Estas informações são essenciais para a planificação de um estudo mais amplo de determinação dos níveis de referência para cada região. O objetivo do projeto IAEA RLA/9/67 foi obter valores preliminares dos Índices de Dose em Tomografia Computadorizada (CTDI) nos principais exames de rotina para um paciente padrão e na segunda etapa do projeto avaliar a qualidade da imagem. Este estudo também procurou definir um protocolo a ser aplicado posteriormente em grande escala nos países, de forma a permitir uma avaliação representativa das doses em pacientes submetidos a exames de tomografia em serviços de diagnóstico em toda a América Latina. Este estudo apresenta uma avaliação do serviço de proteção radiológica em 27 centros de diagnóstico em 11 diferentes países da América Latina bem como as estimativas dos valores de CTDI e dos valores de dose absorvida em alguns órgãos radiosensíveis empregadas nos exames de tomografia computadorizada em pacientes pediátricos e adultos. 2. Materiais e Métodos 2.1. Coleta dos dados Foi proposto um formulário para o registro de dados sobre a radioproteção do serviço de radiologia e sobre os fatores de técnica empregados em procedimentos de rotina DE tomografia de crânio, tórax comum e DE alta resolução, abdômen superior e pelve. Para os adultos foi considerado como paciente padrão (1,60 1,70 m, kg) e os pacientes pediátricos foram divididos em menores de 1 ano e de 7 anos de idade. Os principais dados requeridos para os fatores de técnica dos exames foram: Tensão no tubo (kv), corrente no tubo (ma), tempo por rotação (s), modo de aquisição (Axial ou Helicoidal), colimação (mm), espessura de corte e pitch (ou incremento entre cortes, para o caso de axial), número de cortes por rotação e para cada procedimento foi requerido o número médio de exames realizados por ano.

3 2.2. Magnitudes dosimetricas e estimativa de dose absorvida A dosimetria foi feita por cada hospital participante utilizando simuladores cilíndricos de acrílico com tamanhos de 16 cm para representar a região do crânio e 32 cm para a região do tronco. Uma câmera de ionização tipo lápis com comprimento de 100 mm é acoplada a um eletrômetro e inserida nos diferentes orifícios do fantoma. A partir das leituras realizadas pode se obter o valor de n CTDI w, utilizando a equação (1). Aplicando-se os fatores de técnica utilizados na rotina de cada clinica pode-se obter os respectivos valor de CTDI vol e DLP, com as equações (2) e (3) respectivamente. As doses absorvidas nos órgãos (H T ) foram calculadas utilizando a planilha da ImPACT CT Patient Dosimetry Calculator versão /08/2010 [7] e os fatores fornecidos pelo NRPB SR250 [8] para estimativa de dose absorvida e efetiva. (1) (2) (3) Onde, CTDI 100,p e CTDI 100,c, são as doses na periferia e centro do simulador de acrílico. Picth é a razão entre o avanço da mesa pela colimação e L o comprimento de varredura do exame. 3. Resultados 3.1. Características dos Hospitais Participantes Avaliação da radioproteção Participaram deste estudo 11 países da América Latina: Argentina, Brasil, Chile, Costa Rica, Cuba, El Salvador, México, Nicarágua, Paraguai, Republica Dominicana e Venezuela, com um total de 27 centros de diagnóstico por imagem. A Tabela 1 mostra a avaliação do serviço de proteção radiológica dos centros avaliados. Tabela 1: Percentual de conformidade com os requisitos de proteção radiológica Requisitos de Radioproteção Conforme Registro de Manutenção Preventiva 72% Simuladores de qualidade da Imagem para o TC 88% Programa de Garantia de Qualidade da Imagem 35% Protocolos para Pediatria 76% Indicação luminosa na porta 79% Sinalização de radioproteção na porta 88% Indicação sonora e de luz para indicar emissão dos raios X 96% Advertências para mulheres grávidas 79%

4 Observa-se que mais de 70% dos centros de diagnósticos avaliados atendem aos requisitos mínimos de proteção radiológica de instalações médicas, no entanto apenas 35% dos centros possuem um Programa de Garantia de Qualidade da Imagem. Também é importante ressaltar que apenas dois centros possuem um físico médico especialista em radiodiagnóstico Equipamentos instalados e número total de exames realizados O número de equipamentos de TC no estudo foi de 27 sendo 33% de corte único (single slice) e 67% de multicortes. Os fabricantes Philips e Siemens apresentaram o maior número de equipamentos instalados. A quantidade total de exames realizados em um ano foi de sendo que 92% são exames de adultos e 8% são de pacientes pediátricos. A Figura 1 mostra a distribuição dos tipos de exames de adultos realizados, podendo se observar que a maioria é de crânio. No caso de pacientes pediátricos a maior frequência é de abdômen com 42% do total, seguido por tórax 28%, crânio 16% e Pelve (13%). Exames pacientes adultos Exames pacientes < 1 ano Cranio Tórax Tórax Alta Resolução Abdomen Pelve Cranio Tórax Tórax Alta Resolução Abdomen Pelve Exames pacientes 7 anos Cranio Tórax Tórax Alta Resolução Abdomen Pelve Figura 1: Distribuição de exames para diferentes faixas etárias 3.2. Avaliação das doses Índices de Dose em Tomografia Computadorizada A distribuição dos valores de CTDI vol obtidos a partir dos fatores de técnica informados estão mostrados na Figura 2.

5 Pelve Criança 7 anos Criança < 1ano Adulto Abdômen Toráx AR Toráx Cabeça CTDI vol (mgy) Figura 2: Valores médio de CTDI vol para cada protocolo Os resultados mostram que o valor médio de CTDI vol para os protocolos tórax, abdômen e pelve de pacientes pediátricos menores que 1 ano foram 30% superiores aos protocolos de adultos de crianças de 7 anos. Para os protocolos de crânio o valor médio de CTDI vol para pacientes adultos foi 40% maior que o de crianças menores que 1 ano e 14% maior do que crianças de 7 anos. A Figura 3 mostra o valor de 3º quartil dos valores de CTDI vol obtidos para a América Latina em comparação com os valores de alguns países da Europa [11,12]. Figura 3:Comparação dos valores de CTDI vol por faixa etária para os exames de crânio e tórax Todos os valores de 3º quartil de CTDI vol e DLP em todos os exames para pacientes pediátricos foram superiores aos centros europeus. Os exames de crânio para todas as faixas etárias estudadas apresentaram valores de CTDI vol superiores a 40% dos níveis de referência encontrados em países europeus. Os valores de DLP para pacientes adultos foram superiores

6 a 30 % do nível de referência europeu e os pacientes pediátricos mostram valores 50% superiores. A diferença máxima encontrada dos valores de CTDI vol para exames de tórax foi de 13,5 mgy para pacientes pediátricos (0-1ano); 7,5 mgy para crianças de 6-10 anos e 8 mgy para adultos. Em relação ao DLP a diferença máxima foi de 359 mgy para crianças de 0-1 ano, 203 mgy para crianças de 6-10 anos e 160 mgy para pacientes adultos. Mostrando uma elevada variação entre pacientes pediátricos de 0-1 ano. Para exames de abdômen e pelve, os pacientes pediátricos (0-1 ano) apresentaram valores de CTDI vol e DLP superiores a 60% em relação aos países europeus. Enquanto que os pacientes adultos apresentaram os valores de CTDI vol e DLP superior a 16% e 55% inferior, respectivamente ao nível de referência. É importante ressaltar que os valores de referência europeus são para exames de abdômen total, ou seja, irradiam a região pélvica e abdominal, com comprimento de varredura superior ao abdômen superior e a pelve Dose absorvida nos órgãos A Figura 4 apresenta os valores médios de dose absorvida em órgãos mais radiosensíveis para cada tipo de exame. (a) Exame de crânio (b) Exame de tórax (c) Exame de Abdômen (d) Exame de Pelve Figura 4: Dose absorvida média em diferentes órgãos nos diferentes tipos de exames O simulador matemático da simulação de Monte Carlo utiliza um paciente adulto com 1,70 m de altura e 70 kg de massa corporal como referência. No entanto, mesmo

7 considerando este fato, os fatores de técnica empregados para pacientes pediátricos com (0-1 ano) mostraram valores de dose absorvida nos órgãos apenas 10% inferior aos de adulto. A Figura 4 mostra que o valor de dose absorvida no cristalino e cérebro em exames de crânio foram os mais elevados 40 mgy para pacientes adultos e crianças com 7 anos e 25 mgy para crianças menores que 1 ano. 3. Conclusão Este estudo mostrou que os centros de diagnósticos avaliados apresentaram os requisitos mínimos de radioproteção exigidos, no entanto apenas 35% do total não implementaram um programa de garantia de qualidade da imagem. Outro fator relevante a ser observado é a quantidade de físicos médicos especialista em radiodiagnóstico, dos vinte e sete centros apenas dois possuem este profissional. Em relação aos protocolos clínicos, 76% dos centros afirmaram possuir protocolos específicos para pacientes pediátricos, no entanto o estudo mostrou nos exames de tórax, abdômen e pelve os valores de CTDI vol foram superiores a 30% ao de pacientes adultos, indicando a necessidade de otimização destes protocolos. O valor de dose absorvida no cristalino foi de 40 mgy, aproximadamente duas vezes maior em relação aos outros órgãos durante um procedimento de tomografia, isto se explica pelo fato da região do crânio possuir muitas estruturas com resolução de alto contraste necessitando desta forma de fatores de técnica elevados para garantir a qualidade da imagem diagnóstica. Também em exames de crânio não se utiliza a modulação de dose. AGRADECIMENTOS Ao apoio da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) e esforço dos coordenadores do projeto, a colaboração dos hospitais participantes e ao CNPq. REFERÊNCIAS 1. Mettler FA, et al. Radiologic and nuclear medicine studies in the United States and worldwide: frequency, radiation dose, and comparison with other radiation sources Radiology, 31, pp. 253:520 (2009). 2. Schauer DA, Linton OW. National Council on Radiation Protection and Measurements report shows substantial medical exposure increase.radiology, 6, pp. 253:293 (2009). 3. G S DESAI, MD, et al. Comparative assessment of three image reconstruction techniques for image quality and radiation dose in patients undergoing abdominopelvic multidetector CT examinations. BR J RAdiol, 1, 8-86 (2012) 4. Brenner DJ, et al. Estimated risks of radiation-induced fatal cancer from pediatric CT. AJR, 176, pp (2001). 5. Berrington de Gonzalez A, et al. Projected cancer risks from computed tomographic scans performed in the United States in Arch Intern Med, 169, pp (2009).

8 6. A. Paterson, et al. Dose reduction in paediatric MDCT: general principles. Clinical Radiology, 62, (2007). 7. ImPACT CT Patient Dosimetry Calculator, (2010). 8. NRPB SR 250, (2010) 9. European Guidelines on Quality Criteria for Computed Tomography, (2004) 10. ICRP. Radiological protection in paediatric diagnostic and interventional radiology. ICRP, publication 121. Ann. ICRP 42 (2) (2013) 11. NRPB W67. Doses from Computed Tomography (CT) Examinations in the UK Review. NRPB, publication W67 (2005). 12. Kocher KE, et al. National trends in use of computed tomography in the emergency department. Ann Emerg Med, 58, pp e NCRP, National Council of Radiation Protection and Measurements. Ionizing radiation exposure of the population in the United States, MD: National Council on Radiation Protection and Measurements, USA, Report No. 160 (2009) 14. T.Ishii, et al. Reduction of Radiation Dose to Children in X-Ray Head CT: Investigation Using EGS5. Proceeding of the Nineteenth EGS Use, Japan, pp (2012).