Métodos para a determinação do

A determinação do kerma no ar na superfície do paciente pode ser realizada de

forma direta, utilizando dosímetros TL, ou indireta, pelo rendimento do tubo de raios X.

2.4.2.1 Método direto

No método direto, o kerma no ar na superfície do paciente é determinado a

partir da resposta TL de dosímetros posicionados sobre a superfície do paciente, ou de um simulador antropomórfico, durante sua exposição à radiação. A resposta TL multiplicada pelo

fator de calibração, equivalente à qualidade do feixe, resultará no valor do (ICRU, 2005).

Para este procedimento, os dosímetros TL devem ser encapsulados para protegê-los da sujeira e facilitar a fixação à superfície do paciente. O material utilizado para encapsulamento deve possuir pequena espessura e ser constituído por elementos de baixo número atômico.

Os dosímetros TL mais usados para dosimetria são à base de fluoreto de lítio (LiF) e

tetraborato de lítio (Li2B4O7) (ICRU, 2005). Estes materiais combinam características

desejáveis como pequena variação da resposta TL para diferentes energias, baixo desvanecimento da resposta TL e alta sensibilidade. Além disso, os números atômicos

efetivos destes materiais são equivalentes ao do tecido, permitindo a medida da dose absorvida sem maiores correções.

A natureza do dopante e sua concentração irão definir as propriedades dosimétricas do material TL. Por exemplo, a sensibilidade TL e a precisão do LiF:Mg,Ti para doses menores que 50 μGy podem ser aperfeiçoadas usando dopantes como magnésio, cobre e fósforo (LiF:Mg,Cu,P), que aumentam consideravelmente a sensibilidade de material (FILL; REGULLA, 1998). Numerosas medidas foram realizadas com fluoreto de lítio dopado com magnésio e titânio (LiF:Mg,Ti) em diagnóstico e radiologia intervencionista (MARSHALL et al., 1995; NG et al., 1998; CUSMA et al., 1999; KEMERINK et al., 2001; PAPAGEORGIOU et al., 2001). Em particular, o estudo realizado por Lunelli (2006) para a determinar a dose de entrada na pele em exames radiográficos de tórax em crianças no Hospital das Clínicas de Curitiba serve para ilustrar a utilização do TLD-100. Na Figura 20 os dosímetros TLD-100 estão presos à pele do paciente com uma fita adesiva. Este material também tem sido amplamente utilizado na dosimetria pessoal e em procedimentos de radioterapia in vivo, que exigem maior precisão (VAN DAM; MARINELLO, 1994; COSTA et al., 2010). O LiF:Mg,Ti é comercialmente disponível e suas características são bem estabelecidas.

Figura 20: Dosímetro TL preso à pele do paciente com fita adesiva (LUNELLI, 2006).

O também pode ser estimado utilizado dosímetros TL sobre simuladores

antropomórficos. Inicialmente, os simuladores apresentavam geometria simples, sendo compostos por água ou poliestireno. Atualmente, são compostos por esqueletos e materiais que apresentam equivalências com os tecidos e órgãos. Os simuladores antropomórficos podem ser utilizados para auxiliar na medida da dose em várias partes do corpo; para isto ele

Fita adesiva usada para fixar os dosímetros TL

deve ser posicionado no feixe de radiação de forma análoga ao posicionamento do paciente a ser irradiado.

A Figura 21 apresenta um simulador antropomórfico Alderson-Rando posicionado no centro geométrico do feixe de raios X com dosímetros TL posicionados na região do tórax simulando um caso de paciente sendo irradiado na posição antero-posterior (AP). Este procedimento foi utilizado por DAMILAKIS et al. (2003) para determinar a dose absorvida por uma gestante quando a mesma for submetida a um exame de raio X de tórax. Neste

estudo, foram utilizados dosímetros TLD-100 e TLD-200 (CaF2:Dy).

Figura 21: Simulador antropomórfico Alderson-Rando com dosímetros TL presos em sua superfície para determinar o kerma no ar na superfície de entrada (DAMILAKIS et al., 2003).

É importante destacar que para determinar o utilizando dosímetros TL, é

necessário subtrair a contribuição do branco (background). Para isto, um conjunto de dois ou três dosímetros não submetidos ao feixe de irradiação deve ser utilizado para determinar o valor médio da contribuição de background. Após a subtração do valor médio da leitura de branco das leituras TL, a leitura TL média é calculada e convertida em kerma no ar ao ser multiplicado pelo fator de calibração para qualidade do feixe em estudo. Quando as leituras TL forem muito baixas, como ocorre em radiografias de tórax, exposições repetidas devem

ser feitas para os mesmos dosímetros. Este procedimento permitirá determinar o médio

dos pacientes (ICRU, 2005).

2.4.2.2 Método indireto

Para determinar o de forma indireta, inicialmente, o kerma no ar incidente

é determinado pelo método do rendimento do tubo de raios X. Em seguida o é

multiplicado pelo fator de retroespalhamento , obtendo assim o . Neste método é

necessário registrar os parâmetros de exposição à radiação, como a tensão e a corrente aplicada ao tubo de raios X, o tempo de exposição, a temperatura e a pressão. Estes

parâmetros serão utilizados para calcular kerma no ar incidente .

O é calculado na saída do tubo de raio X a uma distância do ponto focal. As

tensões aplicadas ao tubo de raios X devem ser equivalentes àquelas utilizadas nas exposições dos pacientes. Três ou quatro medidas devem ser feitas com três ou quatro valores de tensão

no tubo. As leituras do são mensuradas por meio de uma câmara de ionização

posicionada no centro geométrico do campo de radiação. A Figura 22 apresenta a disposição

dos equipamentos utilizados para determinar o pelo rendimento do tubo de raios X.

Figura 22: Ilustração do arranjo utilizado para determinar o kerma no ar na superfície de entrada pelo método de rendimento do tubo de raios X.

Os valores médios do são corrigidos utilizando o fator de retroespalhamento relativo aos parâmetros adotados para a realização da medida e pelo fator de temperatura e pressão. Assim:

(8)

em que E é a exposição média; fTP é o fator de correção para a temperatura e pressão; fc o

fator de calibração da câmara para a qualidade do feixe.

O fator de correção para a temperatura e pressão é dado pela seguinte relação:

(9)

em que T é a temperatura e P a pressão medida no momento do experimento.

O rendimento do tubo de raios X é obtido a partir do kerma no ar incidente em

função do produto corrente o tempo (µGy/mAs). Assim, após a determinação do , é

possível fazer um gráfico de rendimento com respeito à tensão e determinar a equação de ajuste, geralmente uma função potência. Esta equação permite calcular uma função para o

cálculo de kerma no ar em função da tensão do tubo, do produto corrente tempo e da

distância foco-superfície do paciente. A curva do rendimento do tubo de raios X pode ser determinada por meio da seguinte equação.

(10)

Em que, é o rendimento do tubo de raios X, cuja unidade é µGy/mAs, e é a tensão do tubo em kV. Assim, para cada valor de tensão o rendimento será determinado através da

equação 10. Como o rendimento é em função do produto corrente tempo, determinado

o rendimento e sabendo-se o valor da corrente e o tempo utilizados durante a exposição à

radiação, é possível determinar o e por sua vez, ao multiplicar pelo fator de

3 MATERIAIS E MÉTODOS

Este capítulo descreve os métodos para a preparação e a caracterização metrológica das propriedades TL de amostras de quartzo natural. O material utilizado para esse estudo foi um bloco de quartzo procedente do depósito conhecido como Mina dos Tonhos, localizado no Município de Solonópole, no Estado do Ceará (CE). Inicialmente será descrito a preparação das amostras, que envolveu a produção dos discos de quartzo e a sensibilização destes mediante tratamentos térmicos e alta dose de radiação gama. Logo depois, serão apresentados os métodos empregados na caracterização das amostras, tais como o estudo da reprodutibilidade da resposta TL, o desvanecimento da resposta TL, a obtenção de curvas de resposta TL em função do kerma no ar, o estudo da dependência energética e a dependência angular. Por fim, são apresentados os procedimentos para a utilização das amostras de quartzo em exames de raios X convencional.