Atualmente na radiologia, o método mais aceito para a estimativa de dose efetiva e cálculo de dose absorvida no órgão/tecido é com a utilização de dosímetros termoluminescentes (TLD) (MORANT et al., 2013; ROTTKE et al., 2013). Neste estudo, foram utilizados 200 dosímetros do tipo TLD-100 (LiF: Mg, Ti) calibrados e caracterizados para as medições, o que permitia a medição de 7 protocolos por vez, visto que foram utilizados 26 TLDs em cada protocolo. Para cada conjunto de dosímetros, um par de TLDs foi mantido não irradiado para estimativa da dose ambiental.
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3.4.1 Caracterização dos TLDs
A caracterização dos TLDs foi realizada no Laboratório de Calibração de Instrumentos (LCI) do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares – IPEN. Para a irradiação, foi utilizado o equipamento de raios X industrial Pantak / Seifert, Figura 3.11, modelo ISOVOLT 160HS, com filtração inerente de 1 mm Be no qual estão estabelecidos feixes padrões de radiodiagnóstico.
Figura 3.11 – Posicionamento dos TLDs para a irradiação no processo de caracterização.
As qualidades de radiodiagnóstico utilizadas foram as de tomografia computadorizada, descritas na Tabela 3.6.
Tabela 3.6 – Características do sistema Pantak/Seifert, modelo ISOVOLT 160HS para as qualidades de radiodiagnóstico, feixes de tomografia computadorizada
Qualidade da Radiação Tensão (kV) Corrente (mA) CSR (mm Al) Filtração Adicional (mm) Taxa de kerma no ar (mGy / min) RQT8 100 10 6,90 3,2Al+0,30Cu 22,0 RQT9 120 10 8,40 3,5Al+0,35Cu 34,0 RQT10 150 10 10,1 4,2Al+0,35Cu 57,0 CSR – Camada semirredutora
As leituras dos TLDs foram realizadas na leitora Harshaw TLD, modelo QS 3500 (Figura 3.12A), com o auxílio do software WinREMS (Figura 3.12B), acoplado a um
sistema de aquisição de dados. A leitora foi ajustada para produzir um pré-aquecimento rápido, a uma temperatura de 50º C. Após atingir essa temperatura, houve um constante aumento de 10º C/s até a temperatura de 300º C. O tempo de leitura foi de 33 s. Os resultados das medições dados em unidade de carga elétrica, nanocolomb (nC), fruto da conversão, na fotomultiplicadora, do sinal luminoso em sinal elétrico. Após as leituras, todos os TLDs foram submetidos, novamente, ao tratamento térmico para eliminação de sinais residuais. O processo de caracterização dos dosímetros seguiu os passos descritos a seguir.
Figura 3.12 – (A)Leitora Harshaw TLD, modelo QS 3500 e (B) – software WinRENS, acoplado ao sistema de aquisição de dados da fotomultiplicadora.
3.4.1.1 Determinação da radiação residual
Antes de qualquer irradiação, os TLDs foram submetidos a uma temperatura de 400 º C por 60 minutos, objetivando o tratamento térmico, e sendo submetidos, posteriormente, a um rápido resfriamento. Em seguida, foi realizada a leitura de todos os dosímetros para medição da radiação residual (zero-R). O objetivo dessa etapa foi medir a radiação residual dos TLDs, excluir algum dosímetro que apresentasse leituras muito diferentes da média de todas as leituras e encontrar um valor de zero-R. Este valor posteriormente foi utilizado na determinação de um fator de calibração. A cada 20 leituras do zero-R, foi realizada a medida do sistema de referência, que depois foi normalizada e corrigida em todas as amostras. A medição do zero-R foi realizada três vezes para cada TLD.
3.4.1.2 Reprodutibilidade e definição do fator de calibração
Uma característica importante do dosímetro TLD 100 é a linearidade na resposta para doses inferiores a 1 Gy. Para avaliar a reprodutibilidade dos dosímetros, foram feitas irradiações na qualidade RQT 9 (Tabela 3.6), utilizando um valor de kerma no ar de 5 mGy. Todos os dosímetros foram irradiados e analisados 4 vezes nestas condições. O valor do
kerma foi escolhido considerando o intervalo típico de valores nos procedimentos de TCFC, que é entre 1 mGy e 15 mGy.
Para cada dosímetro, foi determinado o fator de sensibilidade individual e, com ele, a resposta final do TLD, em unidade arbitrária (u.a), para a dose de 5 mGy. O fator de sensibilidade é o valor que representa a sensibilidade do dosímetro quando exposto à radiação. Para cada exposição, foi calculado um fator de sensibilidade, que foi obtido a partir da Equação 3.1.
= Equação 3.1
O fator de sensibilidade individual final é a média dos 4 fatores obtidos (Equação 3.2). A partir do fator de sensibilidade, obteve-se a resposta final de cada dosímetro, que foi determinada pela diferença entre as leituras, normalizadas pelo sistema de referência, do TLD irradiado e do zero-R, multiplicada pelo fator de sensibilidade individual final, .
=∑
4 Equação 3.2
A partir da reprodutibilidade de cada dosímetro foi obtido o coeficiente de variação, CV, referente à média das 4 respostas obtidas de cada dosímetros a 5 mGy, a partir da Equação 3.3:
= 100. ã
é Equação 3.3
O CV obtido ficou no intervalo entre 2,3 e 8 %. Assim, considerou-se que o CV para as medidas é de 8%.
3.4.1.3 Curva de dose-resposta
Os valores de kerma no ar para os procedimentos odontológicos de TCFC, como informado anteriormente, estão no intervalo de 1 a 15 mGy. Assim, foi obtida uma a curva de dose-resposta para esse intervalo utilizando os valores de kerma no ar de 1, 4, 8, 12 e 15 mGy. Uma única curva de dose-resposta foi obtida para o lote de TLDs, utilizando um conjunto de 10 dosímetros. A Equação 3.4 mostra como foi determinada a resposta TL a partir dos
valores de kerma no qual os dosímetros foram expostos. A curva de dose-resposta está apresentada na Figura A7, no anexo deste trabalho.
= ∗ − (0 ) × Equação 3.4
Na Equação 3.4, RL representa a medição do dosímetro; LPN, o valor do sistema normalizado; LP, o valor médio do sistema padrão; 0RN, o valor de zero-R normalizado; e FS, o fator de sensibilidade do dosímetro.
3.4.1.4 Dependência energética
Como os equipamentos de TCFC utilizados neste estudo apresentam tensões que variam entre 65 kV e 120 kV, foi avaliada a dependência energética dos dosímetros. Sabe-se que os TLD-100 apresentam pouca dependência da resposta à energia dos fótons na faixa de interesse deste estudo, mas, mesmo assim, foi realizado um estudo em feixes padrões de radiodiagnóstico estabelecidos no LCI (com tensões que variaram de 70 kV a 120 kV) para determinação de um fator de correção para a dependência energética (ZOETELIEF et al., 2000). Para tensões abaixo de 100 kV, foi realizada uma intercomparação, e foi obtido um fator de conversão de protocolos (radiodiagnóstico convencional e tomografia computadorizada).
Após a caracterização dos TLDs, foi possível utilizá-los para o estudo da dose absorvida e estimativa da dose efetiva, como será descrito nas próximas seções.