CALIBRAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE DOSÍMETROS DE EXTREMIDADES

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1 2005 International Nuclear Atlantic Conference - INAC 2005 Santos, SP, Brazil, August 28 to September 2, 2005 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENERGIA NUCLEAR - ABEN ISBN: CALIBRAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE DOSÍMETROS DE EXTREMIDADES Peterson L. Squair 1, Maria S. Nogueira 2 e Paulo Márcio C. Oliveira 3 Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN / CNEN - MG) R. Prof. Mário Werneck, snº, Cidade Universitária Pampulha, Caixa Postal Belo Horizonte, MG 1 pls@cdtn.br 2 mnogue@cdtn.br 3 pmco@cdtn.br RESUMO O aumento da utilização de técnicas de diagnóstico e terapia no setor médico através do uso de fontes de radiação, como na medicina nuclear e radiologia intervencionista, está proporcionando um grande avanço para a melhoria da saúde. Entretanto, estas técnicas utilizadas podem gerar um aumento na dose dos profissionais ocupacionalmente expostos. Estas exposições ocorrem principalmente em partes específicas do corpo como as mãos; podendo estas permanecer em contado direto ou muito próximas da fonte de radiação devido a técnica utilizada durante procedimentos médicos. Para estes casos são necessárias monitorações de partes específicas do corpo conforme regulamentação nacional de proteção radiológica; a Comissão Nacional de Energia Nuclear CNEN responsável pela medicina nuclear através da norma CNEN-NN-3.01 e ANVISA do Ministério da Saúde pela área de raios X diagnóstico. Em ambos os casos são necessários a monitoração das extremidades destes profissionais para verificação da aplicação dos princípios da proteção radiológica através da comparação dos valores de dose encontrados com os limites permitidos pela legislação vigente. Para esta verificação dosimétrica de extremidades, torna-se necessária a caracterização e calibração dos dosímetros de extremidades, garantindo confiabilidade dos resultados encontrados. Este trabalho teve como objetivo a calibração e caracterização dos dosímetros de extremidades confeccionados no CDTN na grandeza "Equivalente de Dose Pessoal para Extremidades - Hp(0,07)", utilizando um simulador de dedo em campos de radiação gama ( 60 Co e 137 Cs) e raios X; tendo o processo de calibração do sistema baseado na norma internacional ISO/DIS

2 1. INTRODUÇÃO Dosímetros de extremidades são utilizados por pessoas expostas a níveis de radiação em partes específicas do corpo como mãos, olhos, braços, etc. Este modelo de dosimetria é utilizado principalmente em exposições originadas por procedimentos de rotina em medicina nuclear e exames radiológicos intervencionistas com a utilização da fluoroscopia. O desenvolvimento desta técnica de monitoração individual é de grande importância, pois sua utilização na radiologia intervencionista e medicina nuclear podem ser necessárias; conforme especificações da Portaria 453/98 SVS do Ministério da Saúde [1] e norma CNEN-NN-3.01 Diretrizes Básicas de Radioproteção [2]. O desenvolvimento e implementação de um sistema dosimétrico de extremidades para uso em rotina compreende a realização dos testes de caracterização e calibração do dosímetro a ser utilizado. Estes testes avaliam a consistência dos resultados obtidos com a determinação das características de referência adotados. No Brasil, até o presente momento, não existem recomendações para a dosimetria de extremidades. Entretanto, foram utilizadas as recomendações da norma internacional ISO/DIS [3], que informa os procedimentos para a realização dos testes de caracterização dos dosímetros de extremidades. Estes testes consistem em homogeneidade do grupo, reprodutibilidade, linearidade, limiar de detecção, exatidão das leituras. 2. MATERIAIS E MÉTODOS Os dosímetros testados utilizam o detector termoluminescnete de LiF:Mg,Ti, comercialmente como TLD-100 fabricado pela empresa Harshaw/Bicron, fixado em um suporte de PTFE- Teflon com identificação individual através de código de barras e anel plástico, conforme Fig. 1. A calibração e os testes de caracterização dos dosímetros foram realizados na grandeza "Equivalente de Dose Pessoal para Extremidades - Hp(0,07)" [4] na leitora TLD Harshaw modelo 4500 [5]. As irradiações foram realizadas pelo Laboratório de Calibração de Dosímetros do CDTN, utilizando a fonte de 137 Cs do irradiador gama STS Steuerungstechnik & Strahlenschutz Gmbh, modelo OB85 a 1,5 m de distância com simulador de dedo padrão ISO de PMMA (polimetilmetacrilato), o qual possui 30 cm de comprimento e 19 mm de diâmetro. As irradiações ocorreram em condição de equilíbrio eletrônico [3]. Figura 1. Dosímetro de extremidades com suporte do detector em PTFE-Teflon, código de barras e anel.

3 3. RESULTADOS 3.1. Homogeneidade Para o teste de homogeneidade utilizou-se um grupo de 10 dosímetros irradiados com um valor verdadeiro convencional de 5,6 msv para a avaliação do fator de sensibilidade individual. Através das respostas calculou-se o desvio padrão das leituras informando o coeficiente de variação do grupo. O coeficiente de variação obtido foi de 3,6%. Considerando o valor máximo permitido de 15% estabelecido pela norma ISO [3], este resultado está assegurando um bom nível de homogeneidade nas respostas do sistema dosimétrico de extremidades Reprodutibilidade A reprodutibilidade do sistema de dosimetria foi obtido para um grupo de 10 dosímetros, irradiados com 5,0 msv, 10 vezes consecutivas. Este teste de reprodutibilidade avalia individualmente os dosímetros, verificando a estabilidade das leituras. Os valores obtidos para este teste estão demonstrados na Tab. 1. O valor máximo de desvio obtido foi de 5,96%, sendo o limite máximo aceitável de 10% [3], o que demonstra um grau de estabilidade bem satisfatório. Tabela 1. Resultado do teste de reprodutibilidade. Detectores Média das Leitura (msv) Desv. Padrão Teste 10% 1 5,08 0,18 5,43 % 2 4,93 0,19 5,96 % 3 5,15 0,19 5,74 % 4 5,22 0,18 5,24 % 5 4,95 0,18 5,43 % 6 5,14 0,18 5,47 % 7 5,03 0,20 5,94 % 8 4,87 0,17 5,30 % 9 5,05 0,18 5,56 % 10 4,57 0,18 5,85 % 3.3. Calibração do sistema dosimétrico A calibração do sistema é realizada com a criação do fator de conversão (FC) da carga gerada pela emissão da luz proveniente do cristal termoluminescente em valores de doses correspondentes a grandeza de interesse [6]. Para a calibração foram utilizados os 10 dosímetros do grupo selecionado nos testes de homogeneidade e reprodutibilidade. Estes dosímetros foram submetidos a 5,60 msv de Equivalente de Dose Pessoal para Extremidades, Hp(0,07), posicionados no fantoma de dedo padrão ICRU a uma distância de 1,5 m da fonte de 137 Cs em condições de equilíbrio eletrônico. O fator de calibração gerado para a transformação do valor da carga produzida em dose, Hp(0,07), foi de 0, nc/µsv.

4 3.4. 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 o máximo permitido de 1 msv. O resultado do limite inferior de detecção foi realizado através da média de 10 leituras do grupo de 10 dosímetros de extremidades utilizados, ficando o resultado final em (141,94.± 50,19) µsv, abaixo do limite máximo permitido [3] Linearidade A linearidade consiste em verificar a estabilidade do dosímetro em relação à variação da sua resposta com o valor da dose submetido. Deve-se realizar o teste com doses que variam entre 1 msv a 1 Sv, não podendo ultrapassar o limite de 10% de variação das leituras [3]. Foram realizadas cinco medidas para cada valor de dose aplicada nos dosímetros de extremidades, sendo estas doses de 0,5; 1; 5; 10; 50; 100; 1000 msv, conforme demonstrado na Fig. 2. Para valores maiores que 1 Sv, torna-se necessária a correção da linearidade da dose através de métodos matemáticos [7]. Linearidade 1000 Hp(0,07) Avaliado R2 = 1 0 0, Hp(0,07) Real Convencional Figura 2. Linearidade do sistema dosimétrico de extremidades Exatidão da leitura Para ter confiabilidade nos resultados obtidos pela dosimetria, deve-se realizar o teste de exatidão das leituras, onde é verificado se o valor da dose obtida pelo dosímetro corresponde à dose real [8]. Este teste de exatidão é demonstrado através do gráfico trombeta, Fig. 3.

5 Os valores da exatidão das leituras na grandeza Equivalente de Dose para Extremidades não possuem limite estabelecido por normas. Entretanto, utilizou-se os valores de referência da norma de dosimetria individual [9], conforme demonstrado na Fig. 3. Foram realizadas 10 leituras para cada valor de dose, sendo estes: 0,5; 1; 5; 10; 50; 100; 1000.mSv. Quanto mais próximo da normal, ou seja, mais próximo do valor unitário 1 do eixo Y, melhor é a exatidão do sistema dosimétrico. 2,0 Avaliação da Exatidão (Césio-137) Hp(0,07) Avaliada / Hp(0,07) Real 1,5 1,0 0,5 0,0 0, Hp(0,07) Real - msv Limite Superior Limite Inferior Avaliação Hp(0,07)=0,5mSv Avaliação Hp(0,07)=1mSv Avaliação Hp(0,07)=5mSv Avaliação Hp(0,07)=10mSv Avaliação Hp(0,07)=50mSv Avaliação Hp(0,07)=100mSv Avaliação Hp(0,07)=1000mSv Figura 3. Avaliação da exatidão das leituras. 4. CONCLUSÃO A calibração do sistema dosimétrico e os testes dos dosímetros de extremidades foram satisfatórios segundo as especificações quanto à homogeneidade, reprodutibilidade, limite inferior de detecção, linearidade e exatidão das leituras através da norma ISO/DIS Portanto, este modelo de dosímetro de extremidades é viável na utilização em rotina. Para uma melhor avaliação deste dosímetro de extremidades, torna-se necessário a realização do estudo de dependência energética. AGRADECIMENTOS Os agradecimentos são para toda a equipe do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear CDTN/CNEN que apoiaram esta pesquisa, especialmente ao setor de Dosimetria das Radiações e ao Laboratório de Calibração de Dosímetros.

6 REFERÊNCIAS 1. MS. Ministério da Saúde. Portaria 453/98 Secretaria de Vigilância Sanitária. Diretrizes de Proteção Radiológica em Radiodiagnóstico Médico e Odontológico Diário Oficial da União, Brasília, 02 de junho de CNEN. Comissão Nacional de Energia Nuclear, Diretrizes Básicas de Radioproteção, Resolução CNEN-NN 3.01, Diário Oficial da União, Brasília, janeiro de ISO. International Organization for Standardization. Individual Thermoluminescence Dosemeters for Extremities and Eyes, ISO/FDIS , ICRU. International Commission on Radiation Units and Measurements. Quantities and Units for Ionizing Radiation Protection Dosimetry, ICRU Report 60, ICRU Publications, Bethesda MD: HARSHAW-BICRON. Model 4500 TLD Workstation Operators Manual, Publication Nº , Saint-Gobain Industrial Ceramics, Ohio, USA, ISO. International Organization for Standardization. X and gamma reference radiation for calibrating dosemeters and doserate meters and for determining their response as a function of photon energy, ISO , V. E. Aleinikov, Calibration of Personal Dosemeters: Quantities and Terminology, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russian Federation, J. M. Bordy, et al, Performance Test of Dosimetric Services in the EU Member States and Switzerland for the Routine Assessment of Individual Doses (Photon, Beta and Neutron), Radiation Protection Dosimetry, Vol. 89, pp , CASMIE. Comitê de Avaiação de Sistemas de Monitoração Individual Externa, Regulamentos Técnicos Referentes ao Processo de Certificação de Sistemas de Monitoração Individual Externa, IRD/CNEN, Brasil, 1995.