ANÁLISE DA VERACIDADE E REPETIBILIDADE DO TEMPO DE EXPOSIÇÃO EM EQUIPAMENTOS DE RAIOS X

Transcrição

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 ANÁLISE DA VERACIDADE E REPETIBILIDADE DO TEMPO DE EXPOSIÇÃO EM EQUIPAMENTOS DE RAIOS X Miguel, C.¹, Barros, F. S.², Machado, V.³ e Tilly, J.G. 4 ¹Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR - Campus Curitiba) Programa de Pós Graduação em Engenharia Biomédica - PPGEB Av. Sete de Setembro, nº Curitiba-PR miguel_cristianoch@yahoo.com.br ²Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR - Campus Curitiba) Programa de Pós Graduação em Engenharia Biomédica - PPGEB Av. Sete de Setembro, nº Curitiba-PR saicla@utfpr.edu.br ³Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR - Campus Curitiba) Programa de Pós Graduação em Engenharia Biomédica - PPGEB Av. Sete de Setembro, nº Curitiba-PR vmachado@utfpr.edu.br 4 Hospital de clínicas da Universidade Federal do Paraná (HC - UFPR) Rua General Carneiro, nº Curitiba-PR joão.tilly@derax.com.br RESUMO A principal causa de exposição de seres humanos à radiação ionizante é o radiodiagnóstico, fator que justifica a preocupação com as doses registradas durante os procedimentos médicos. A Portaria 453 do Ministério da Saúde exige uma série de testes de desempenho dos equipamentos radiológicos, entre eles está o teste de controle da qualidade do tempo de exposição, fator importante para garantia da qualidade da imagem e para limitação da dose ocupacional e do paciente. Utilizou-se no presente estudo os termos veracidade e repetibilidade de acordo com o Vocabulário Internacional de Metrologia Através das normas citadas foram feitas medições em três tempos de exposição de quatro equipamentos de raios X de um hospital de Curitiba, com a finalidade de analisar a veracidade e repetibilidade do tempo de exposição. As faixas de tempo avaliadas foram 0.01, 0.5 e 1.0 segundo. As informações obtidas através das medições foram avaliadas de acordo com o guia Radiodiagnóstico médico. A verificação da diferença das médias dos tempos de exposição nos equipamentos foi analisada pelo programa estatístico Minitab, com a ferramenta estatística ANOVA. Os resultados dessas verificações demonstram que o desempenho dos equipamentos nas faixas de menor tempo de exposição está fora dos padrões exigidos. A análise estatística demonstrou com nível de significância de 99% que existe diferença significativa entre os tempos de exposição dos equipamentos. Este estudo é relevante por descrever o método de aquisição e avaliação dos dados com vocabulário atualizado, além do que os resultados serão úteis para calibrar os equipamentos. 1. INTRODUÇÃO A importância de produzir imagens com radiação ionizante, que possibilitem o diagnóstico preciso, utilizando baixas doses de radiação, ganhou relevância no início do século XX, após

2 os primeiros casos observados de efeitos nocivos dos raios X. Para alcançar altos padrões de qualidade e segurança é necessário estabelecer procedimentos de monitoração do desempenho dos equipamentos [1]. O radiodiagnóstico é a principal causa de exposição humana a radiação ionizante, exames realizados através de equipamentos sem manutenção, obsoletos, podem gerar doses desnecessárias aos pacientes [2]. Para monitorar o desempenho dos equipamentos radiológicos utiliza-se a metrologia, que é a ciência da medição e suas aplicações, sua função é dar confiabilidade, credibilidade e qualidade às medições [3]. O tempo de exposição é a quantidade de tempo que o tubo de raios X emite radiação, é um parâmetro selecionado pelo profissional das técnicas radiológicas no painel de alguns aparelhos através do temporizador, que é o mecanismo que controla o tempo de exposição. Temporizadores projetados com material de qualidade inferior apresentam baixa precisão e exatidão, principalmente nos tempos de exposição mais baixos [4]. Em radiodiagnóstico o tempo de exposição deve ser o mais baixo possível para evitar artefatos de movimento do paciente e garantir a qualidade da imagem. Alto tempo de exposição expõe o paciente por mais tempo a radiação, gera aquecimento do tubo do aparelho de raios X, esse aquecimento pode danificar o equipamento [5]. A portaria 453 de 1998 do Ministério da Saúde exige que sejam feitos testes periódicos de controle da qualidade para que os serviços de radiologia atinjam um padrão de qualidade e segurança, entre eles está o teste da veracidade do tempo de exposição [6]. Em 2005 a Agência Nacional de Vigilância Sanitária - ANVISA elaborou o guia Radiodiagnóstico médico: Desempenho de equipamentos e segurança que descreve a forma de realizar os testes de controle da qualidade em equipamentos radiológicos, entre eles o teste da veracidade e repetibilidade do tempo de exposição [7]. As normas da área médica e odontológica vigentes usam o termo reprodutibilidade e exatidão, de acordo com o Vocabulário Internacional de Metrologia - VIM 2012, que tem a função de uniformizar a terminologia metrológica no Brasil e no mundo, neste caso os termos corretos são repetibilidade e veracidade, termos usados neste artigo [8]. A análise do tempo de exposição entre os quatro equipamentos de raios X foi realizada com um experimento, no qual apenas uma resposta foi analisada, ou seja, os tempos de exposição ajustados de 0.01, 0.5 e 1 segundo. O método de análise estatística selecionado foi a análise de variância, ferramenta Anova, que é um método usado para fazer comparações entre médias de experimentos com mais de dois tratamentos, visa verificar se existe diferença significativa entre as médias dos tempos de exposição dos diferentes equipamentos [9]. 2.1 OBJETIVO GERAL 2. OBJETIVOS Avaliar estatisticamente os resultados das médias dos tempos de exposição de quarto equipamentos de raios X.

3 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Identificar se as faixas de tempo de exposição de aparelhos de raios X apresentam veracidade e repetibilidade em relação aos valores indicados conforme os padrões de desempenho especificados na portaria 453 de 1998 do ministério da saúde. Analisar as diferenças das médias nos tempos de exposição selecionados em quatro equipamentos de raios X. 3. METODOLOGIA Para avaliar metrologicamente o indicador de tempo de exposição dos equipamentos de raios X foram utilizados métodos não invasivos de medição de mensurando variável. Foram feitas exposições repetidas em três faixas de tempo de exposição, usando o cronômetro digital de raios X marca MRA Indústria de Equipamentos Eletrônicos Ltda., número de série , com incerteza de medição avaliada pelo fabricante em 0,002 s. O instrumento de medição foi colocado sobre a mesa de exames radiológicos, foi ligado, aguardou-se 30 minutos para a ambientação do equipamento com a temperatura e condições ambientais da sala de exames. As medições foram tomadas com temperatura de 22 graus Celsius, a tensão elétrica foi considerada como estável e constante devido aos aparelhos possuírem geradores de alta frequência. O operador do equipamento exerce importante influência sobre o processo de medição porque mesmo os equipamentos possuindo indicação digital, para a exposição ser completa o operador deve pressionar o dispositivo disparador do aparelho de raios X até o final da exposição. Foram feitas cinco séries de exposições de maneira aleatória em cada faixa de tempo selecionada, usando o disparador do painel de comando, com tensão aplicada de 60 kv, corrente anódica de 200 ma. Os tempos avaliados foram 0.01, 0.5 e 1.0 segundo. O intervalo entre cada exposição foi de um minuto com a finalidade de evitar o aquecimento excessivo do tubo do aparelho de raios X. O número de cinco medições para cada faixa de tempo está em conformidade com o manual da ANVISA, a tensão aplicada selecionada de 60 kv está de acordo com o manual do aparelho de medição. As informações coletadas durante a realização do experimento foram usadas para calcular a veracidade e a repetibilidade do tempo de exposição conforme orienta o guia da ANVISA. Usando as ferramentas estatísticas do programa Minitab, ferramenta Anova, foi feita a análise de variância dos dados e foram gerados gráficos representando os resultados das medições. De acordo com o guia Radiodiagnóstico Médico: Desempenho de Equipamentos e Segurança para determinar a repetibilidade (R) do tempo de exposição foi determinado para cada série de medições, o valor máximo (t máx ) e o valor mínimo (t mín ) entre as leituras obtidas, e foi usada a relação abaixo:

4 R(%) t t t 2 x100 max min (1) tmax min Para determinar a veracidade do tempo de exposição foi calculada a média dos valores obtidos t med e para cada tempo selecionado o desvio percentual D(%), onde t nom é o valor de tempo selecionado no equipamento, conforme a relação abaixo: tnom t med D(%) x100 t nom (2) 4. RESULTADOS A Tabela 1 apresenta as características dos equipamentos avaliados conforme sua marca e modelo. Tabela 1: Equipamentos avaliados IDENTIFICAÇÃO MARCA E MODELO CARACTERÍSTICAS 1 INTECAL, CR 126/600 Fabricado em 04/2006, composto por painel de controle com temporizador eletrônico, gerador de alta frequência, tensão máxima 125 kv, corrente anódica máxima 630 mas, tempo de exposição máximo 5 segundos, tempo de exposição mínimo segundos. 2 INTECAL, CR 126/600 Fabricado em 2005, composto por painel de controle com temporizador eletrônico, gerador de alta frequência, tensão máxima 125 kv, corrente anódica máxima 630 mas, tempo de exposição máximo 5 segundos, tempo de exposição mínimo segundos. 3 VMI, COMPACTO PLUS 500 Fabricado em 2003, composto por painel de controle com temporizador eletrônico, gerador de alta frequência, tensão máxima 125 kv, corrente anódica máxima 500 ma, tempo de exposição máximo 10 segundos, tempo de exposição mínimo segundos. 4 VMI, COMPACTO PLUS 500 Fabricado em 2009, composto por painel de controle com temporizador eletrônico, gerador de alta frequência, tensão máxima 125 kv, corrente anódica máxima 500 ma, tempo de exposição máximo 10 segundos, tempo de exposição mínimo 0.01 segundos. A Tabela 2 mostra os resultados e a avaliação das medições de veracidade e repetibilidade do tempo de exposição para cada equipamento avaliado.

5 Tabela 2: Resultado e avaliação das medições de veracidade e repetibilidade do tempo de exposição EQUIPAMENTO AVALIADO TEMPO NOMINAL (S) MÉDIA DAS LEITURAS (S) VARIAÇÃO DA VERACIDADE (%) RESULTADO DA VERACIDADE VARIAÇÃO DA REPETIBILIDADE (%) RESULTADO DA REPETIBILIDADE As Tabelas 3 a 5 apresentam os resultados baseados na análise de variância para os diversos tempos de exposição, considerando 99% de significância. Tabela 3: Análise de variância para o tempo de exposição de 0.01 segundos, com 99% de significância FONTE DE VARIAÇÃO Tempo de exposição SOMA DOS QUADRADOS GRAUS DE MÉDIA DOS LIBERDADE QUADRADOS F F0 P-valor α Erro Total Tabela 4: Análise de variância para o tempo de exposição de 0.5 segundos, com 99% de significância FONTE DE VARIAÇÃO Tempo de exposição SOMA DOS QUADRADOS GRAUS DE MÉDIA DOS LIBERDADE QUADRADOS F F0 P-valor α Erro Total

6 Data Data Tabela 5: Análise de variância para o tempo de exposição de 1.0 segundo, com 99% de significância FONTE DE VARIAÇÃO Tempo de exposição SOMA DOS QUADRADOS GRAUS DE MÉDIA DOS LIBERDADE QUADRADOS F F0 P-valor α Erro Total As Figuras 1 a 3 demonstram os gráficos que relacionam o tempo de exposição em função do equipamento avaliado. Boxplot of equipamento 1; equipamento 2; equipamento 3; equipamento 4 0,020 0,019 0,018 0,017 0,016 0,015 0,014 0,013 equipamento 1 equipamento 2 equipamento 3 equipamento 4 Figura 1: Gráfico do tempo de exposição de 0.01 segundo em função do equipamento Boxplot of equipamento 1; equipamento 2; equipamento 3; equipamento 4 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 equipamento 1 equipamento 2 equipamento 3 equipamento 4 Figura 2: Gráfico do tempo de exposição de 0.5 segundo em função do equipamento

7 Data Boxplot of equipamento 1; equipamento 2; equipamento 3; equipamento 4 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 equipamento 1 equipamento 2 equipamento 3 equipamento 4 Figura 3: Gráfico do tempo de exposição de 1.0 segundo em função do equipamento 5. DISCUSSÃO E CONCLUSÕES Bushong afirma que a avaliação da veracidade do temporizador deve ser feita anualmente e sempre que o equipamento sofra troca de peças. É aceitável variação de 20% para os tempos de exposição menores que 0.01 segundos, acima deste valor aceita-se variação de 5% [5]. De acordo com a portaria 453 e o guia de controle da qualidade da ANVISA, o teste de veracidade do tempo de exposição deve ser realizado anualmente. A diferença entre o valor nominal e o valor medido deve apresentar tolerância de ± 10% em qualquer tempo de exposição selecionado [6,7]. O guia de controle da qualidade da ANVISA especifica que o resultado da repetibilidade deve apresentar tolerância menor ou igual a 10%, em relação ao valor nominal [7]. A análise de variância é o procedimento apropriado para testar a hipótese de igualdade dos tempos de exposição dos diferentes equipamentos. Através do teste Anova é possível aceitar ou rejeitar a igualdade das médias dos tempos de exposição dos equipamentos. O parâmetro usado na análise foi o P valor em relação à alfa, se o valor de P for menor que o valor de alfa exclui a hipótese de igualdade das médias dos tempos de exposição dos equipamentos. De acordo com as informações coletadas e processadas foi possível concluir, de acordo com a portaria 453e o guia de controle de qualidade da ANVISA que: Todos os equipamentos avaliados apresentam veracidade não conforme segundo a norma, na faixa de tempo mais baixa avaliada de 0.01 segundos; Os equipamentos 1, 3 e 4 apresentaram veracidade conforme a norma, nas faixas de 0.5 e 1.0 segundo; Os equipamentos 1, 3 e 4 apresentaram repetibilidade conforme segundo a norma, em todas as faixas selecionadas; O equipamento 2 apresentou veracidade não conforme segundo a norma, em todas as faixas avaliadas; apresentou repetibilidade conforme segundo a norma, apenas no

8 tempo de exposição de 0.01 segundo e repetibilidade não conforme segundo a norma, nos tempos de 0.5 e 1.0 segundo; Foi identificado que o equipamento 2 apresenta problemas de calibração o que compromete tanto a sua repetibilidade como a sua veracidade. Pela análise de variância é possível excluir a igualdade das médias dos tempos de exposição dos quatro equipamentos avaliados, com nível de significância de 99%, ou seja, é possível concluir que existem diferenças significativas entre os tempos de exposição dos equipamentos analisados, levando em consideração que o P-valor é menor do que alfa em todas as avaliações, ou seja, os equipamentos apresentam diferenças significativas entre si com relação aos tempos de exposição avaliados. REFERENCES 1. YACOVENCO A.A., et. al. Proposta de Regulamentação da Proteção Radiológica do Paciente em Radiodiagnóstico PEB/COPPE/UFRJ, CETRE do BRASIL Rio de Janeiro, Brasil. 2. YACOVENCO A.A., Programa de Garantia da Qualidade em Radiologia Diagnóstica, Tese de Mestrado, PEN/COPPE/UFRJ. Rio de Janeiro, Brasil (1995). 3. CONSELHO NACIONAL DE METROLOGIA, normalização e qualidade industrial, Diretrizes estratégicas para a metrologia brasileira Rio de Janeiro, Brasil (2008). 4. TILLY Jr, J. G., Física Radiológica, Guanabara Koogan, Rio de janeiro, Brasil (2010). 5. BUSHONG, S. C., Ciência Radiológica para tecnólogos: física, biologia e proteção; tradução Dolghi, S. M. et al., Elsevier, Rio de Janeiro, Brasil (2010). 6. BRASIL, Ministério da saúde, Agência Nacional de Vigilância Sanitária, Portaria 453 (1998). 7. BRASIL, Ministério da saúde, Agência Nacional de Vigilância Sanitária, Radiodiagnóstico médico: Desempenho de equipamentos e segurança, Brasília, Brasil (2005). 8. BRASIL, Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia Inmetro, Portaria n.º 232/2012, Vocabulário Internacional de Metrologia conceitos fundamentais e gerais e termos associados (VIM 2012). 9. Análise de variância, (2012).