AVALIAÇÃO DE KERMA NO AR DE ENTRADA E KERMA NO AR PRODUTO DOSE-ÁREA EM PACIENTES SUBMETIDOS A EXAMES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA

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1 AVALIAÇÃO DE KERMA NO AR DE ENTRADA E KERMA NO AR PRODUTO DOSE-ÁREA EM PACIENTES SUBMETIDOS A EXAMES DE TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Farly Piantini [Bolsista PIBIC/CNPq] 1, Hugo R. Schelin 1,2, Lorena E. Porto 1, Edney Milhoretto 1, Luciana Hirsch 1, Danielle Filipov 2 e Camila M. Bueno 1 1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná, UTFPR, Av. Sete de Setembro, 3165, Rebouças CEP: Curitiba PR - Brasil farlypiantini@hotmail.com, schelin@utfpr.edu.br, lorenaelaineporto@gmail.com, lufisica@hotmail.com, millabueno@gmail.com 2 Av. Silva Jardim, 1832, Centro - CEP: Curitiba PR Brasil danifilipov@gmail.com Resumo No presente estudo foram realizadas avaliações das doses recebidas por pacientes adultos e pediátricos em procedimentos de tomografia computadorizada (TC) do crânio, tórax e abdome em um Hospital público de Curitiba. Os valores de dose recebidos foram comparados com os níveis de referência de dose (NRD) estabelecidos pela Comissão Europeia (CE). Foram coletados dados clínicos dos pacientes e dos parâmetros do exame (tensão do tubo, corrente, axial ou helicoidal, comprimento total da área de exame, espessura do corte e incremento da mesa). A faixa etária foi dividida entre pacientes adultos, recém-nascidos e crianças entre 7 e 15 anos. Os valores obtidos apresentaram-se em parte dentro da faixa esperado, entretanto, foi possível constatar que principalmente os pacientes pediátricos receberam doses acima dos valores recomendados pela CE. Palavras-chave: Tomografia computadorizada; Dosimetria; Proteção radiológica; Pediatria. Abstract The present study evaluated the doses received by adult and pediatric patients procedures in computed tomography (CT) of the skull, chest and abdomen in a public Hospital in Curitiba. The dose values received were compared to the dose reference levels (NRD) established by the European Commission (EC). We collected clinical data of patients and the test parameters (tube voltage, current, axial or helical, length of the examination area, slice thickness and table increment). The age range was divided between adult patients, newborns and children between 7 and 15 years. The values presented in part within the range expected, however, it was established that mainly the pediatric patients received higher doses than the recommended by the EC. Keywords Computed tomography; Dosimetry; Radiological protection; Pediatrics. INTRODUÇÃO Nos últimos anos de pesquisa em TC, estudos em instituições acadêmicas norteamericanas [1] têm demonstrado que a TC corresponde a 11,1% frente a outros procedimentos de radiodiagnóstico e com aproximadamente 67% da dose de radiação efetiva relacionada a esse método de aquisição de imagem. Os princípios básicos de proteção radiológica para exames radiológicos, indicados pela ICRP (International Commission on Radiological Protection) [2], incluem os níveis de referência em radiodiagnóstico, a justificativa e otimização da prática que exerce o uso de radiação ionizante. É indispensável uma adequada avaliação da necessidade de realizar um exame por TC, uma vez que esta técnica demanda altas doses para o paciente. Por conseguinte, após verificado que outras técnicas de imagem que envolvam doses mais baixas não permitam um diagnóstico adequado, o exame de TC só deverá ser realizado se clinicamente justificado.

2 Há uma crescente preocupação em relação aos riscos das exposições radiológicas, especialmente em crianças, tendo em vista o aumento significativo da frequência de exames nessa faixa etária, uma vez que esses pacientes possuem células com grande radiosensibilidade e maior expectativa de vida, aumentando o risco dos efeitos deletérios da radiação. Com isso, é imprescindível a necessidade de assegurar a qualidade dos serviços radiológicos prestados à população, bem como garantir as condições mínimas exigidas para a proteção radiológica tanto dos pacientes, quanto dos profissionais e o público em geral. Em radiodiagnóstico, a conscientização do processo de otimização tem como objetivo fornecer imagens de boa qualidade, ou seja, que apresentem nitidez na visibilidade das estruturas anatômicas de interesse sempre com a menor exposição possível ao paciente. Por essa razão, este estudo tem por objetivo avaliar a dose em TC através de métodos computacionais, em um hospital público de Curitiba, em pacientes adultos e pediátricos submetidos a exames de TC de crânio, tórax e abdome e, assim, fornecer uma estrutura prática que possibilite aos serviços de radiologia analisar as doses que estão sendo recebidas e compará-las com os parâmetros de boas práticas, conhecidos como níveis de referência de dose, NRD. METODOLOGIA Materiais. O estudo foi realizado no departamento de Tomografia Computadorizada em um Hospital Público, em Curitiba, em equipamento de tomografia computadorizada de terceira geração, modelo Somatom Emotion, fabricado pela Siemens. O levantamento epidemiológico foi realizado através do acompanhamento de exames, avaliação do prontuário (para verificar se houve necessidade de repetição deste exame ou se o mesmo é frequentemente repetido) e anotações para a aquisição de dados clínicos do paciente e dos parâmetros do exame (tensão do tubo, corrente, axial ou helicoidal, comprimento total da área de exame, espessura do corte e incremento da mesa). A faixa etária foi dividida entre pacientes adultos, recém-nascidos e crianças entre 7 e 15 anos. Os dados clínicos e os dados do exame foram coletados na ocasião do exame, através do Work Station do centro de imagens do hospital. Para uma melhor estatística e, portanto, um melhor estudo epidemiológico, foram necessários aproximadamente 537 dados de pacientes adultos e pediátricos, sendo que esta coleta não interfere no diagnóstico radiológico. Os dados do equipamento e dos pacientes foram introduzidos no programa ImPACT CT Patient Dosimetry Calculator [3] desenvolvido pelo Departamento de Física Médica da Knightsbridge Wing, Reino Unido. MÉTODOS Determinação dos indicadores de dose. Para medir e quantificar as doses de radiação em TC são necessárias grandezas dosimétricas específicas. As principais, que são consideradas em termos de dose no paciente, por representarem uma maneira mais apropriada para avaliação de protocolos em exames de TC, são: a. CTDI Índice de Dose para Tomografia Comutadorizada b. DLP (PK,L) Produto dose comprimento Foram consideradas, para a determinação das doses de radiação, as seguintes grandezas dosimétricas tomográficas: CTDIvol (Cvol), a qual representa o Kerma no ar de entrada, e o PK,L (DLP), que indica o Kerma no ar produto dose-área. O CTDI representa a dose absorvida média ao longo do eixo Z, de uma série de exposições contínuas. É calculado a partir de uma varredura axial e medido a partir da razão entre a dose absorvida total pela largura total do feixe de raios X.

3 Conforme o novo registro do ICRU [4], o CTDI é denominado Índice de Kerma no ar em Tomografia Computadorizada (Ck kerma no ar) e é utilizado para caracterizar a dose. Essa grandeza expressa a energia total transferida em um perfil de dose, dentro de uma colimação nominal e é derivada de uma medição em um único corte. É definida pela seguinte equação: CK = 1/T Ka(Z) dz (1) Ka(Z) é o kerma no ar ao longo do eixo de rotação do equipamento de tomografia; T é a espessura nominal do corte. O DLP (Produto Dose-Comprimento) é uma grandeza que especifica a intensidade e a dimensão da área irradiada, já que todo o diâmetro do corpo é totalmente irradiado. Desta forma, obtém-se o DLP a partir da multiplicação de uma grandeza própria para tomografia pelo produto do número de cortes, n, e a espessura h (a espessura, por vezes, também é representada por T), em cm, dos cortes: DLPXYZ = CTDIXYZ n h (2) Unidade correspondente: Gy.cm. Ainda no documento do ICRU, o DLP é o produto kerma no ar pelo comprimento, PK,L, e é a integral de kerma no ar sobre uma linha L, paralela ao eixo de rotação do tomógrafo computadorizado. (3) Ka(Z) representa Kerma no ar. Atualmente, o Cvol e o DLP são as principais grandezas utilizadas na prática para fornecer informações da dose média na região de varredura e a exposição de um exame tomográfico completo. Aquisição do estudo tomográfico de crânio, tórax e abdome. A TC de crânio constitui um dos principais métodos de estudo de patologias cerebrais, proporcionando análise morfológica e funcional, além de fornecer uma abordagem terapêutica mais específica das alterações condicionadas pela doença. A TC é primordial para a avaliação do paciente uma vez que consegue fazer a distinção entre coágulos de sangue, substância cinzenta, substância branca, líquido cérebro-espinhal, edema cerebral e neoplasias. No estudo de crânio, conforme mostra a tabela 1, a aquisição, tanto para cérebro, quanto para base do crânio, utilizou os seguintes fatores de técnica: Tabela 1. Fatores de Técnica em Procedimentos de Rotina de Crânio Tipo de exame Adulto Crianças (< 1 ano) Crianças (7 anos) Crânio Cérebro Base do crânio Cérebro Base do crânio Cérebro Base do crânio kv Modulação de dose Sim Sim Sim Sim Sim Sim mas

4 Axial/helicoidal A/H A/H A/H A/H A/H A/H Espessura de corte 10/2 3/2 2/2 2/2 5/2 2/2 adquirido (mm) Espessura de corte 2/2 2/2 2/2 2/2 2/2 2/2 reconstruído (mm) Longitude de 25,6 25,6 12,8 12,8 25,6 25,6 varredura (cm) Incremento de 3/2,0 3/2,0 2/1,5 2/1,5 2/2,0 2/2,0 mesa (mm)/pitch Tempo de rotação 3/1,2 3/1,2 3/1,2 3/1,2 3/1,2 3/1,2 (s) Ângulo de aquisição A TC de tórax desempenha hoje um papel fundamental no estudo de patologias que acometem o tórax, pois soluciona problemas não elucidados pela radiografia convencional. O exame tomográfico de tórax compreende uma área de varredura que se estende no sentido crânio caudal a partir da região cervical inferior até o abdome superior. A tabela 2 fornece os fatores de técnica adquiridos no estudo tomográfico computadorizado do tórax. Tabela 2. Fatores de Técnica em Procedimentos de Rotina de Tórax Tórax Adulto Crianças (< 1 ano) Crianças (7 anos) kv Modulação de dose Sim Sim Sim mas Axial/helicoidal H H H Espessura de corte adquirido (mm) Espessura de corte reconstruído (mm) Longitude de 51,2 25,6 25,6 varredura (cm) Incremento de 1,5 1,5 1,5 mesa (mm)/pitch Ângulo de aquisição 0 graus 0 graus 0 graus Com o advento da TC, a habilidade para diagnosticar morfologia abdominal foi significativamente acentuada [5]. O estudo da TC de abdome total apresenta orientação de corte crânio caudal e compreende uma área de varredura que se estende do diafragma à sínfise púbica. Na tabela 3 estão os valores dos fatores de técnica adquiridos em procedimentos de rotina de abdome, em pacientes adultos e pediátricos. Tabela 3. Fatores de Técnica em Procedimentos de Rotina de Adome. Abdome Adulto Crianças (< 1 ano) Crianças (7 anos) Kv

5 Cvol (mgy) Modulação de dose Sim Sim Sim mas Axial/helicoidal H H H Espessura de corte adquirido (mm) Espessura de corte reconstruído (mm) Longitude de varredura 51,2 25,6 51,2 (cm) Incremento de mesa 2,0 1,5 1,5 (mm)/pitch Ângulo de aquisição 0 graus 0 graus 0 graus Níveis de Referência. Os exemplos de boas técnicas de imagem fornecidos em guias de critérios de qualidade destinam-se a evitar exposições desnecessárias no exame de TC [6]. Os critérios de dose de radiação para o paciente indicam valores de referência de dose para diversos tipos de exames como uma maneira de promover meios para a otimização da proteção ao paciente. Introduzido pela ICRP 73, o conceito de Níveis de Referência Diagnóstica (NRD) recomenda que estes valores devam ser reavaliados periodicamente. Como proposta do Guia Europeu de critérios de qualidade para TC [6], os valores de NRD para procedimentos tomográficos de crânio, tórax e abdome tanto para pacientes adultos, quanto para pediátricos, são, respectivamente: CTDIvol 60 mgy; DLP 1050 mgy.cm CTDIvol 30 mgy; DLP 650 mgy.cm CTDIvol 35 mgy; DLP 780 mgy.cm RESULTADOS E DISCUSSÃO Valores calculados pelo ImPACT. Foram feitas as estimativas de Cvol e PK,L utilizando-se os valores constantes na tabela do programa ImPACT CT e os dados coletados. A seguir os gráficos 1 a 4 mostram os valores obtidos para pacientes adultos e pediátricos Cvol Adulto Gráfico 1. Kerma no ar de entrada para pacientes adultos. Cabeça Tórax Abdômen

6 P k,t (mgy) P k,t (mgy) Cvol (mgy) 140 Cvol Pediatria Cabeça Tórax Abdômen 20 0 Gráfico 2. Kerma no ar de entrada para pacientes pediátricos de 0 a 7 anos Pk,L1 Adulto Cabeça Tórax Abdômen Gráfico 3. Kerma no ar produto dose-área para pacientes adultos Pk,L1 Pediatria Cabeça Tórax Abdômen Gráfico 4. Kerma no ar produto dose-área para pacientes pediátricos. Para o parâmetro quantitativo CTDIvol os valores obtidos estão dentro dos limites estabelecidos pela CE nos exames de tórax e abdome de pacientes adultos e nos exames de

7 crânio de pacientes pediátricos. Os valores para DLP também se encontram dentro dos limites da CE exceto para exames de tórax e abdome de pacientes pediátricos. Conforme mostra a tabela 4, é possível comparar os resultados obtidos de Cvol e DLP com os níveis de referência. Tabela 4. Dados obtidos (CTDIvol em mgy e DLP em mgy.cm) Adultos Pediátricos NRD Região Cvol DLP Cvol DLP Cvol DLP Crânio 85,76 708,8 48,6 315, Tórax 21,6 648,0 121,5 3000, Abdome 30,24 151,2 40,5 1012, Desta forma, observa-se que os valores acima dos níveis de referência estabelecidos para a grandeza CTDIvol variam em torno de 121,2%. Já para os valores do descritor de dose DLP que ultrapassaram os níveis de referência a média encontrada foi aproximadamente 196%. CONCLUSÃO Como ocorre em todos os exames radiológicos, os procedimentos de TC devem ser realizados apenas se houver indicação médica. Além disso, quando esses procedimentos são realizados, é necessária a adesão ao princípio ALARA a fim de reduzir a dose recebida pelo paciente e pela equipe. Como as células em crescimento são as mais sensíveis à radiação, e tendo em vista o efeito cumulativo ao longo do tempo, a exposição à radiação tem um risco potencialmente maior para o paciente pediátrico do que para o paciente adulto. Portanto, a proteção radiológica é fundamental no exame tomográfico pediátrico. Comparando os valores medidos para todas as faixas etárias, para os dois parâmetros em questão (CTDIvol e DLP), observa-se a linearidade com que eles aumentam conforme a faixa etária é aumentada, ou seja, quanto maior a área a ser irradiada, maior será a dose recebida. De acordo com os valores de dose apresentados foi possível constatar que principalmente os pacientes pediátricos receberam doses acima dos valores recomendados pela CE, chegando a apresentar aproximadamente 4 vezes o nível de referência de Cvol e 3 vezes o nível estabelecido para DLP em exames de tórax. Entretanto, nota-se que em todos os procedimentos e para todas as faixas etárias, a técnica de modulação de dose foi utilizada, a qual possibbilita o uso da dose mínima necessária por corte a ser determinado pelo escanograma. Os dados obtidos demonstraram a necessidade de verificação dos padrões de análise de diagnóstico, juntamente com a dose requerida para a imagem. A grande amplitude de valores favorece a incompatibilidade de execução dos exames com os recomendados pela literatura, tendo em vista que os valores de dose apresentaram-se em parte dentro da faixa recomendada e outra superior a esperada para os procedimentos de TC estudados.

8 O tecnólogo, em tomografia computadorizada, precisa ter treinamento suficiente em procedimentos radiográficos pediátricos, para assegurar que o exame seja realizado da melhor forma possível e que o paciente seja exposto a uma quantidade mínima de radiação. Proporcionar meios pelos quais possam ser instituídos e comparados padrões de boa prática é um dos principais objetivos do estudo de dosimetria na radiologia diagnóstica. Assim, mantendo a manutenção periódica do equipamento, e acima de tudo, o aprimoramento na formação dos profissionais é possível otimizar exames pediátricos sem comprometer a qualidade da imagem, e consequentemente o diagnóstico. REFERÊNCIAS [1] METTLER, F. A.; WIDEST P. W.; LOCKEN J. A. CT scanning patterns of use and dose. Journal of radiological protection. v. 20, p , [2] INTERNATIONAL COMMISSION ON RADIOLOGICAL PROTECTION. ICRP 73 Radiological Protection and Safety in Medicine. Oxford: Pergamon Press, [3] ImPACT 2003 CT Patient Dosimetry Excell speadsheat Imaging Performance and Assessment of CT scanners [4] INTERNATIONAL COMMISSION ON RADIATION UNITS AND MEASUREMENTS FUNDAMENTAL QUANTITIES AND UNITS FOR IONIZING RADIATION. ICRU 60. Report 60 Bethesda, MD, [5] BONTRAGER, K. L. LAMPIGNANO, J. P. Tomografia Computadorizada. Tratado de Posicionamento Ragiográfico e Anatomia Associada. 7ª edição. p Rio de Janeiro. Elselvier, [6] European Commission European Guidelines on Quality Criteria for Diagnostic Radiographic Images EUR EN, 1996.