Marcos A G Albuquerque Laboratório de Ciências Radiológicas, UERJ, Rio de Janeiro

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1 DETERMINAÇÃO DO FATOR DE CONVERSÃO QUE RELACIONA KERMA NO AR E A DOSE GLANDULAR MÉDIA ATRAVÉS DO MÉTODO DE MONTE CARLO CÓDIGO PENELOPE Marcos A G Albuquerque Laboratório de Ciências Radiológicas, UERJ, Rio de Janeiro

2 INTRODUÇÃO Atualmente o câncer é o maior desafio da saúde mundial - em 2008 das 58 milhões de mortes no mundo 13% foram causadas por câncer. INCA, 2014 : Estão previstos novos casos de câncer para O câncer de mama é a maior causa de óbitos por câncer na população feminina.

3 ESTIMATIVA DOS CASOS DE CÂNCER DE MAMA PARA O ANO DE 2015 Estima-se que ocorram cerca de novos casos de câncer de mama.

4 CÂNCER DE MAMA Prevenção do câncer de mama Detecção precoce Mamografia

5 DESEMPENHO DO TUBO MAMOGRÁFICO A International Commission on Radiation Protection (ICRP 103) Distribuição espectral representa uma medida fundamental na qualidade do feixe de raios X. Coeficiente de conversão, cg Espectrometria de raios X na região de mamografia

6 DESEMPENHO DO TUBO MAMOGRÁFICO As seguintes técnicas experimentais tem sido utilizadas para limitar o número de fótons que atingem o detector: Operar o tubo de raios X no modo de fluoroscopia. Utilizar colimadores com pequenas aberturas e/ou utilizar longas distâncias entre o ponto focal e o detector. Em unidades mamográficas clínicas, no entanto, essas técnicas são impossíveis de serem executadas, à exceção do uso do colimador.

7 MÉTODO DE MONTE CARLO Conhecimento da distribuição espectral e a complexidade de se realizar medições. EGS, MCNP, Geant, PENELOPE.

8 MATERIAIS E MÉTODOS 1ª FASE Simular o tubo de raios X metrológico do LCR e obter o espectro e o percentual de dose em profundidade Medir o espectro experimental 2ª FASE Simular um tubo de raios X clínico

9 MATERIAIS E MÉTODOS

10 MATERIAIS E MÉTODOS Medida experimental

11 MATERIAIS E MÉTODOS Tubo de Raios X Roda de Filtros Detector Shutter Primeiro Colimador (Ø = 25mm) Segundo Colimador 5mm 5mm 80mm 230mm 765 mm 1000 mm

12 MATERIAIS E MÉTODOS Geometria do tubo de raios X simulada 1000 mm

13 MATERIAIS E MÉTODOS Espectros na entrada e em profundidade no simulador de mama Percentual de dose em profundidade

14 MATERIAIS E MÉTODOS Modelagem do tubo de raios X clínico : Arquivo da geometria. Arquivo de entrada.

15 Dados do Tubo M113 da Variam

16 MATERIAIS E MÉTODOS Modelagem do tubo de raios X clínico : Arquivo da geometria. Arquivo de entrada.

17 ARQUIVO DE ENTRADA DADOS GERAIS DA SIMULAÇÃO NÚMERO DE HISTÓRIAS TEMPO MÁXIMO DE SIMULAÇÃO NÚMEROS RANDÔMICOS ARQUIVO DE ENTRADA DADOS DA FONTE MATERIAIS TIPO DE PARTÍCULAS ENERGIA E PROPABILIDADE POSIÇÃO DA FONTE TAMANHO DA FONTE DIREÇÃO NÚMERO DE MATERIAIS ENERGIA DE CORTE PARÂMETROS DA INTERAÇÃO SAIDA ARQUIVO DE PARTÍCULAS PDD ESPECTRO DE ENERGIA

18 MATERIAIS E MÉTODOS SIMULADOR DE MAMA GEOMETRIA Formato Dimensões

19 MATERIAIS E MÉTODOS Geometria do tubo de raios X clínico Varian M113

20 MATERIAIS E MÉTODOS

21 MATERIAIS E MÉTODOS

22 MATERIAIS E MÉTODOS

23 Comparação entre os espectros experimental e simulado para 28 kvp à profundidade de 1,5 cm em PMMA (frequências normalizadas para os totais de fótons) 0,35 Frequência Normalizada 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 Experimental MC-simulado 0, Energia (kev)

24 RESULTADOS E DISCUSSÃO Table 4.1. Valores de E med (kev) para os espectros de 28 kvp, com as diferenças percentuais entre os valores obtidos pelos métodos experimental e por simulação. 28kVp, Alvo Mo, Filtro0,03mmMo Profundidade Experimental Simulado Diferença PMMA Absoluta (%) Sem placa 16,89 ± 0,15 16,63 ± 0,13 0,26 1,5 0,5cm 17,63 ± 0,14 17,40 ± 0,13 0,23 1,3 1,5cm 18,46 ± 0,14 18,28 ± 0,13 0,18 1,0 3,0cm 19,28 ± 0,14 19,19 ± 0,14 0,09 0,5 4,5cm 20,11 ± 0,14 20,07 ± 0,16 0,04 0,2

25 Curvas de percentual de dose em profundidade em polimetilmetacrilato relativas à dose a 0,5 cm para 28 kvp obtidas por simulação e por meio de medidas com câmara de ionização (C.I.) Dose ou Kerma em rel. a 0,5 cm (%) Simulado (depth-dose) Kerma medido com C.I. 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 Profundidade (cm)

26 RESULTADOS E DISCUSSÃO Espectros PDD Coeficiente cg

27 Espectros modelados de um tudo de raios X clínico para 28 kv com frequências normalizadas para o total de fótons incidentes, obtidos a diferentes profundidades Frequência Normalizada 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 Profundidades 0,0cm 0,5cm 1,5cm 3,0cm 4,5cm 0, Energia (Kev)

28 RESULTADOS E DISCUSSÃO Table 4.2. Valores de E med (kev) CSR para os espectros de 28 kvp simulados em profundidade na mama 28kVp, Alvo Mo, Filtro0,03mmMo Profundidade E med CSR PMMA kv (mm de Al) Sem placa 16,86 ± 0,21 0,334 ± 0,017 0,5 cm 17,34 ± 0,24 0,391 ± 0,018 1,5 cm 18,12 ± 0,28 0,474 ± 0,020 3,0 cm 18,91 ± 0,29 0,540 ± 0,020 4,5 cm 19,63 ± 0,33 0,593 ± 0,025

29 Percentual de dose em profundidade no simulador de mama 1,0 Percentual de dose em profundidade 0,8 0,6 0,4 0,2 PDD 0, Profundidade (cm)

30 RESULTADOS E DISCUSSÃO Tabela 4.3. Comparação entre valores do coeficiente de conversão que relaciona K air com D g para mama de 5cm de espessura contendo uma região central de 50% tecido adiposo e 50% tecido glandular para 28kVp. CSR (Rosenstein, 1985) (Dance, 1990) (Jansen, 1994) (Dance, 1994) (Presente trabalho) 0,30 0,160 0,164 0,164±0,003 0,33 0,151±0,001 0,35 0,187 0,168

31 CONCLUSÕES A validação da metodologia realizada As diferenças de 5% à 24 % foram causadas possivelmente pelas poucas informações contidas nos trabalhos publicados

32 CONCLUSÕES A dose glandular média apresentada por esse protocolo pode estar sendo superestimada em até 15%, visto que a dose é diretamente proporcional a esse fator. Esses dados podem estar influenciando também as análises de riscos-benefícios em mamografia, pois as análises se baseiam na dose glandular média.

33 CONCLUSÕES Sugere-se ainda que esses valores apresentados pela literatura sejam revisados com base nas novas tecnologias de processamento de dados durante as simulações e na nova geração de tudo de raios X.

34 Obrigado!!