3.1.5 Dose Glandular Média
3.1.5.1 Método de Dance
O estudo inicial para estimativa da DGM foi realizado por Dance (1990). Por meio do método Monte Carlo, foram determinados fatores de conversão que aproximassem o kerma (kinetic energy released in matter) no ar incidente medido à DGM, como expressa-se na equação 7.
𝐷𝐺𝑀 = 𝐾
𝑎,𝐼. 𝑔
(7) Onde,𝐾
𝑎,𝐼Kerma no ar incidente
𝑔
Fator de conversão do𝐾
em DGMpara mama com 50% de glandularidade.O kerma está definido como a energia cinética transferida às partículas carregadas de um meio por uma radiação indiretamente ionizante por unidade de massa. O
𝐾
𝑎,𝐼 é a grandeza que serve como indicador da energia que está chegando à entrada da mama, onde o meio é o ar. Mas é preciso conhecer a energia que está sendo absorvida pelo tecido glandular da mama. Por essa38
razão, Dance calcula o valor da DGM em termos do
𝐾
𝑎,𝐼 vezes um fator de ajuste que depende das características da mama (tamanho e composição) e do feixe de radiação. Assim surge o fator𝑔.
Este fator foi calculado da simulação por método Monte Carlo, onde foi simulada a geometria de um exame mamográfico (Figura 3.7a) e as características da mama padrão adotada pelo Instituto de Ciências Físicas em Medicina (IPSM, Institute of Physical Sciences in Medicine 1989) e mostrada na Figura 3.7b.
(a) (b)
Figura 3.7 Simulação de Dance (a) Geometria usada na simulação. (b) Características da
mama padrão.
Fonte: Dance 1990
No programa usado na simulação, são usadas as seções transversais das interações por efeito fotoelétrico, espalhamento coerente e incoerente calculadas com o software XCOM: Photon Cross Sections on a Personal Computer. Cada fóton simulado pelo programa sai do foco do tubo de raios X, percorre todo o caminho e é seguido até saber se toda sua energia foi absorvida ou se deixo o sistema. As energias que ficaram em cada região do sistema foram registradas. Nesta simulação também foram levadas em consideração as interações dos fótons com a placa compressora, a grade antiespalhamento e o cassete.
O fator
𝑔
foi calculado por Dance usando os resultados da simulação por meio da equação 8.𝑔 =
𝐸𝑎𝑏𝑠 𝑔𝑙𝑎𝑛 𝐾𝑎𝑟×𝑚𝑔𝑙𝑎𝑛(8) Onde, 16 cm 0,5 cm 4,5 cm Tecido Adiposo 50:50 Tecido Adiposo Tecido Glandular Mama 60 cm Foco Placa compressora Detector
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𝐸𝑎𝑏𝑠 𝑔𝑙𝑎𝑛 Energia absorvida pelo tecido glandular na região central da mama.
𝑚𝑔𝑙𝑎𝑛 Masa do tecido glandular na região central da mama.
Na Tabela 3.3, mostram-se os valores do fator
𝑔
que depende da espessura da mama, da energia e da qualidade do feixe de raios X, expressos no valor da camada semiredutora (CSR).Tabela 3.3 Fatores 𝑔(mGy/mGy) para espesuras de mama de 2-10 cm e CSR entre 0.30- 0.60 mmAl. Os Fatores 𝑔 para espessuras de mama de 2-10 cm
Fonte: Dance 2000
Os fatores g da tabela são para a composição da mama padrão, 50% de glandularidade, mostrando que para uma mesma espessura, o aumento do valor da CSR faz aumentar o valor do fator g, é consequentemente, o aumento da energia faz com que o valor da DGM aumente. Mas quanto maior seja a espessura, a redistribuição do tecido glandular no volume da mama, implica a diminuição da DGM.
Levando em consideração as diferentes composições das mamas das mulheres em comparação à composição da mama padrão, e considerando a necessidade de modificar os fatores de conversão ao uso de novas tecnologias, no ano 2000, Dance e colaboradores ajustaram a equação da DGM a uma nova equação (9) onde são incluídos os novos fatores.
𝐷𝐺𝑀 = 𝐾
𝑎,𝐼𝑔
𝑡𝑐
𝑡𝑠
(9) Na equação 9:40
𝐾𝑎,𝐼 kerma no ar à entrada da superfície sem retroespalhamento;
𝑔𝑡 fator que converte o 𝐾𝑎,𝐼 em DGM para uma mama com 50% de tecido glandular
𝑐𝑡 fator de conversão para uma glandularidade de mama (Tabela 3.5)
𝑠 fator de correção que depende da combinação de alvo-filtro (Tabela 3.6)
Para determinar o fator 𝑐 para ser utilizado na equação 9, é necessário conhecer a porcentagem de glandularidade da mama que vai se estudar. A dependência entre a glandularidade da mama e a espessura foi estimada em dois estudos: Guildford (Young et al 1998) e Northern Region (Beckett e Kotre 2000), os quais compararam os fatores selecionados pelo AEC e a espessura que cada mama foi comprimida, com os valores obtidos para fantomas de igual espessura e diversas porcentagens de glandularidade. O valor do mAs selecionado pelo AEC para uma mama comprimida a uma determinada espessura, foi comparado com o valor obtido com fantomas de igual espessura, e a porcentagem de glandularidade do fantoma que coincidia com um tipo de mama, foi a glandularidade indicada a esse tipo de mama. A média da composição da mama foi estabelecida para cada faixa etária pelo uso do método dos mínimos quadrados, obtendo-se a equação 10.
𝐺𝑙𝑎𝑛𝑑𝑢𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒(%) = 𝑎𝑡3+ 𝑏𝑡2+ 𝑐𝑡 + 𝑑 (10)
Os valores dos coeficientes
𝑎, 𝑏, 𝑐
e𝑑
estão na Tabela 3.4.Tabela 3.4 Coeficientes para o ajuste polinomial da glandularidade como uma função da
espessura da mama (equação 4). Os dados são fornecidos para mulheres com idades entre 40-49 anos e 50-64 anos.
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Havendo calculado a porcentagem de glandularidade, e conhecendo o valor da CSR, é possível obter o fator c da tabela 3.5. Nela se pode observar a diminuição do fator 𝑐 com o aumento da porcentagem de glandularidade para uma mesma espessura e CSR. Ou seja, para uma mesma energia e igual espessura, a DGM é menor ao aumentar o conteúdo de tecido glandular, devido a que este apresenta maior coeficiente de atenuação linear que o tecido adiposo, e o feixe de radiação reduz sua intensidade mais rapidamente no tecido glandular que no adiposo, sem conseguir atingir as camadas internas da mama. Também pode- se observar na Tabela 3.5 que para mamas com glandularidade menor ao 50%, o aumento da espessura resulta no aumento da DGM. Caso contrário, quando a porcentagem de glandularidade é maior ao 50%, a DGM diminui com o aumento da espessura. Nos dois casos, o aumento da espessura implica o aumento do tecido glandular, mas no primeiro caso, o aumento da dose absorvida pelo tecido é devido à pouca atenuação no tecido adiposo, deixando que maior quantidade de fótons chegue ao tecido glandular. No segundo caso, o aumento da porcentagem de glandularidade, implica uma redistribuição da energia em maior quantidade de massa de tecido glandular, diminuindo assim a DGM na mama.
Tabela 3.5 Fatores 𝑐 para CSR de 0.30 mmAl em função da espessura e glandularidade da mama.
Fonte: Dance 2000
Na Tabela 3.6 é possível observar que o uso da combinação Mo/Mo e Mo/Rh implicam menor valor de DGM, devido ao espectro de energias mais definido e
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homogéneo que apresentam, em comparação com os espectros das outras combinações A/F utilizadas em mamografia.
Tabela 3.6 Fatores 𝑠 para espectros usados na prática clínica e o máximo erro envolvido na sua utilização.
Fonte: Dance 2000 3.1.6 Determinação da DGM
A grandeza DGM não pode ser medida diretamente. Ela é calculada a partir da medida do kerma no ar incidente
𝐾
𝑎,𝐼, sem retroespalhamento. A medida de 𝐾𝑎,𝐼 foi realizada conforme a metodologia proposta no Protocolo Europeu de Dosimetria em Mamografia (EC,1996). O cálculo de DGM foi realizado, utilizando-se a fórmula proposta no Protocolo Europeu (EC, 2006) e pela Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA HHS17, 2011) como mostrava a equação 8.Os valores aplicados a
𝑔
𝑡, 𝑐
𝑡, 𝑒 𝑠
foram obtidos a partir das tabelas 3.2, 3.4 e 3.5 respectivamente.A medida do
𝐾
𝑎,𝐼 foi realizada utilizando-se o conjunto dosimétrico composto pelo eletrômetro modelo 9015 da Radcal acoplado à câmara de ionização (CI) dedicada à mamografia modelo 10x5-6M e multiplicando-se pelo fator de calibração estabelecido no certificado de calibração nº 065RX/1014 emitido pelo Laboratório de Metrologia das Radiações Ionizantes da Universidad Federal de Pernambuco (LMRI-DEN UFPE) . A câmara de ionização possui um volume ativo de 6 cm3 e opera na faixa de energia de 10 a 40 keV (RADCAL, 2005). O43 (a) (b)
Figura 3.8. Arranjo para medir o 𝐾𝑎,𝐼 (a) Posicionamento da câmara a 4 cm da parede torácica e 4,5 cm do detector. (b) Conjunto dosimétrico da RADCAL modelo 9015 com câmara de
ionização 10x9-6M
Fonte: Autor
Para a obtenção do fator 𝑔𝑡 foi necessário o cálculo da CSR usando a equação
11, como é sugerido no Protocolo ANVISA, para cada kVp na faixa escolhida (25
kVp até 35 kVp) e para cada combinação A/F utilizado (Mo/Mo e Mo/Rh).
𝐶𝑆𝑅 =
𝑥𝑏𝑙𝑛(2 𝐿𝑎 𝐿0 ⁄ )−𝑥𝑎𝑙𝑛(2𝐿𝑏⁄ )𝐿0 𝑙𝑛(𝐿𝑎 𝐿𝑏 ⁄ )(11)
𝐿𝑎 Leitura de exposição imediatamente superior a 𝐿0⁄ 2 𝐿𝑏 Leitura de exposição imediatamente inferior a 𝐿0⁄ 2 𝑥𝑎 Espessura de Al correspondente à leitura 𝐿𝑎
𝑥𝑏 Espessura de Al correspondente à leitura 𝐿𝑏
Para a medida de 𝐿𝑎 e 𝐿𝑏 usando o arranjo mostrado na Figura 3.9. Foram utilizadas placas de Al de 99% de pureza, suas espessuras foram medidas sendo de 0,11 ± 0,05 mm para cada placa.
44 Figura 3.9. Arranjo para obter as medidas para cálculo da CSR. A CI é posicionada a 4 cm da
parede torácica e 4,5 cm do detector. As placas de Al sobre o compressor a 20 cm do detector.
Fonte: Autor
3.1.7 Determinação dos parâmetros automáticos de aquisição da imagem