ESTABELECIMENTO DE REQUISITOS DE DESEMPENHO EM DOSIMETRIA E PROTEÇÃO RADIOLÓGICA NOS SERVIÇOS DE MAMOGRAFIA
DIGITAL DE MINAS GERAIS
Sabrina Donato da Silva
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação de Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais como requisito parcial para obtenção do grau de mestre.
CENTRO DE DESENVOLVIMENTO DA TECNOLOGIA NUCLEAR
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais
ESTABELECIMENTO DE REQUISITOS DE DESEMPENHO EM DOSIMETRIA E PROTEÇÃO RADIOLÓGICA NOS SERVIÇOS DE
MAMOGRAFIA DIGITAL DE MINAS GERAIS
Sabrina Donato da Silva
Dissertação apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais, como requisito parcial à obtenção do Grau de Mestre
Área de concentração: Ciência e Tecnologia das Radiações
Orientadora: Dra. Maria do Socorro
Nogueira
BELO HORIZONTE 2014
Primeiramente agradeço a Deus por me dar força, coragem e fé para não desistir dos meus objetivos, por me guiar e nunca me deixar nessa caminhada e pela oportunidade de estar vivendo este momento especial.
Agradeço ao meu pai Sebastião, aos meus irmãos Simone, Selmar e Sérgio, enfim a toda a minha família por estarem sempre comigo, comemorando as minhas vitórias e me fortalecendo em minhas derrotas sempre me incentivando a continuar e ir mais longe e entendendo os momentos em que tive de me ausentar.
Em especial agradeço ao meu pai e a minha irmã Simone por me darem a oportunidade de estudar, crescer e ir mais longe.
Aos meus amigos, por compreenderem a minha ausência e por aturarem os meus momentos de loucura.
Ao André por me ajudar e me incentivar especialmente nos momentos difíceis.
A Prof. Dra. Maria do Socorro Nogueira, pela orientação técnica cientifica, pelo constante incentivo, paciência, pelo apoio do começo ao fim do meu trabalho e nas decisões profissionais fora dele.
Aos meus parceiros de laboratório, por me ajudarem na coletas de dados, sem eles esse trabalho não se realizaria. Em especial ao Bruno, Lucas e Fernando pela ajuda, apoio e por tornarem a minha jornada um pouco mais leve e divertida.
A todos da Vigilância Sanitária de Minas Gerais por tornar possível esse estudo, em especial aos meus ex-colegas de trabalho: Geórgia, Seham, Jessica, Marqueone pelo apoio e compreensão nos momentos em que tive de me ausentar.
Ao professor Teógenes pelas sugestões, paciência e atenção. Aos colegas do laboratório de dosimetria e Laram.
A Thessa pelo apoio.
do CDTN.
Aos professores, que tanto me ensinaram.
Ao CDTN por me acolher e fornecer meios de busca do conhecimento. A CAPES pelo fornecimento da bolsa de mestrado.
E por fim agradeço ao Marcio e a Geórgia, pela ajuda, apoio, sugestões, puxões de orelha, paciência, atenção, compreensão, incentivo e por acreditarem em mim. Enfim por terem participado e auxiliado ativamente do meu desenvolvimento ao longo desse trabalho e principalmente pela amizade verdadeira. Sem eles esse trabalho não se concretizaria.
“Que os vossos esforços desafiem as impossibilidades, lembrai-vos de que as grandes coisas do homem foram conquistadas do que parecia impossível.”
PROTEÇÃO RADIOLÓGICA NOS SERVIÇOS DE MAMOGRAFIA DIGITAL DE MINAS GERAIS
Sabrina Donato da Silva
RESUMO
Segundo dados do Cadastro Nacional de Estabelecimentos de Saúde (CNES), o Estado de Minas Gerais possui aproximadamente 477 mamógrafos em uso. Destes, estima-se que em torno de 200 são digitais utilizando, principalmente, sistemas de radiografia computadorizada (CR) ou radiografia direta (DR). A mamografia é insubstituível no diagnóstico e detecção precoce do câncer de mama, principal causa de morte entre mulheres no mundo. Um alto padrão de qualidade da imagem, aliada com uma dose tão baixa quanto razoavelmente exequível, são essenciais para esta detecção precoce de forma segura, levando a necessidade de controle de qualidade através do processo de otimização dos procedimentos.
Dentro deste contexto este estudo teve como objetivo determinar a dosimetria e a qualidade da imagem em 72 combinações mamógrafo/CR e DRs em 68 serviços de mamografia do Estado de Minas Gerais, o que corresponde aproximadamente 14% do total de mamógrafos atualmente em uso no Estado de Minas Gerais e a cerca de 34% dos mamógrafos digitais em uso (CRs e DRs).
O teste que avalia a linearidade da resposta do detector mamógrafico atendeu aos critérios de desempenho especificados pela Sociedade Espanhola de Física médica em 85% dos equipamentos avaliados. Porém dos serviços que apresentaram não conformidade nesse quesito apenas dois apresentaram menos de quatro anos de uso do mamógrafo. Possivelmente o tempo de utilização dos mamógrafos esteja relacionado a não conformidade apresentada por esses serviços. A relação contraste ruído mostrou-se ser um ponto crítico na cadeia de produção da imagem em sistemas digitais, principalmente para maiores espessuras de acrílico.
Mais da metade dos serviços avaliados nessa pesquisa obtiveram um bom desempenho na relação sinal ruído (SNR), e na avaliação da imagem através do simulador de contraste e detalhe CDMAM. Em relação ao ruído da imagem a maioria dos serviços ficaram não conformes. Na avaliação da dose glandular média realizada com simuladores de mama, a média geral dos valores de doses obtidos ficaram dentro dos limites considerados aceitáveis na literatura, para a maioria das espessuras simuladas de mama. Porém os resultados obtidos nesse teste são preocupantes, pois a maioria dos sistemas digitais avaliados ficaram não conformes nesse quesito em pelo menos uma espessura de acrílico avaliada, e além disso houve um aumento considerável da dose glandular média em comparação a medidas anteriores realizadas no Estado de Minas Gerais. Já na comparação da dose glandular média entre sistemas CR e DR os sistemas DR apresentaram doses consideravelmente menores para maiores espessuras, em comparação com os sistemas CR. Em relação à comparação entre avaliações subsequentes a amostra seguiu o comportamento geral dos serviços avaliados nesta pesquisa, com exceção da SNR que apresentou um pior desempenho entre as avaliações subsequentes e o ruído, que apesar do baixo índice de conformidade obteve uma melhora entre uma avaliação e outra.
Apesar dos potenciais benefícios que podem ser alcançados com o uso do sistema CR e DR, o emprego dessa tecnologia precisa ser revisto e otimizado para que possa oferecer imagens de qualidade utilizando a menor dose possível de radiação.
Palavras chaves: Radiodiagnóstico; Mamografia; Radiografia Computadorizada; Radiografia Direta; Controle de Qualidade; Dose Glandular Média.
RADIATION PROTECTION IN DIGITAL MAMMOGRAPHY FACILITIES DIGITAL IN THE STATE OF MINAS GERAIS
Sabrina Donato da Silva
ABSTRACT
According to the National Registration of Health Establishments (CNES), there are approximately 477 mammographs operating in the state of Minas Gerais, of which, roughly estimating, 200 are digital apparatus using mainly computerized systems of radiography (CR) or direct radiography (DR). Mammography is irreplaceable in the diagnosis and early detection of breast cancer, the main cause of death in women worldwide. A high standard of image quality coupled with a dose as low as reasonably practicable, are essential for early detection of this disease with safely, leading to the need for quality control through optimization of process procedures.
Within this context, this study aimed to determine dosimetry and image quality on 72 mammography combinations / CR and DR in 68 mammography services in the State of Minas Gerais, which represents approximately 14% of mammography units currently in use in the State of Minas Gerais and about 34% in use of digital mammography (CRs and DRs).
The test evaluates the linearity of response of the detector mammographic met the performance criteria specified by the Spanish Society of Medical Physics in 85% of evaluated equipment. However, the services they showed non-compliance in this regard, only two were less than four years of use of mammography. Possibly the time of use of mammography is related to non-compliance by these services. The contrast noise ratio proved to be a critical point in the production chain image in digital systems, especially for thicker acrylic. More than half of the services evaluated in this study showed good performance in signal noise, and image evaluation by the phantom contrast and detail CDMAM. Regarding the image noise, most services were non-compliance. In evaluating the average glandular dose with breast phantom, the overall average dose values obtained were within acceptable limits in the literature for most of the simulated breast thicknesses. However the results of that test are troubling, since most digital systems evaluated were non-compliant in this regard at least one thick acrylic evaluated, and in addition there was a considerable increase in the average glandular dose compared to previous measurements performed in the State of Minas Gerais. In comparison between the average glandular dose in CR and DR systems, the DR systems showed significantly lower doses for greater thickness as compared with the CR systems.
Regarding the comparison between subsequent reviews, the sample followed the general behavior of the services evaluated in this study, except the SNR had a worse performance between subsequent evaluations and noise, which despite the low level of compliance achieved an improvement between evaluation and other. Therefore, despite the potential benefits that can be attained with the use of the CR and DR systems, the employment of this technology has to be revised and optimised so that a better quality image can be achieved and the radiation dose reduced as much as possible.
Keywords: Radiodiagnosis; Mammography; Computed Radiography; Direct Radiography Quality Control; Mean Glandular Dose.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Tipos de câncer mais incidentes, estimados para o ano de 2012 e 2013, na
população brasileira, sem pele não melanoma. ... 18
Figura 2 - Taxas de mortalidade por câncer de Mama, brutas e ajustadas por idade, pelas populações mundial e brasileira, por 100.000 mulheres, Brasil, entre 1985 e 2011. ... 27
Figura 3 - Evolução temporal da mortalidade por câncer em mulheres, nas cinco localizações primárias mais frequentes em 2011, ajustadas por idade, população mundial, por 100. 000 mulheres no Brasil entre os anos de 1985 a 2011... 28
Figura 4 - Aparelho de Mamografia. ... 31
Figura 5 - Espectro de um feixe de raios X não filtrados de um alvo de molibdênio para diferentes faixas de energia. ... 32
Figura 6 - Componentes de um equipamento de mamografia. ... 33
Figura 7 - Diferença entre uma mama sem compressão e outra comprimida. ... 34
Figura 8 –Realização de um exame mamográfico... 35
Figura 9 - Radiografia da mama adquirida em meados de 1927. ... 36
Figura 10 - Protótipo do primeiro mamógrafo, o Trepied. ... 36
Figura 11 - Primeiro modelo comercial do Senographe, lançado em 1966. ... 37
Figura 12 - Constituição de um filme mamográfico, com o processo de absorção dos raios X e sua posterior conversão em fótons de luz. ... 38
Figura 13 - Aquisição da imagem para sistema CR. ... 40
Figura 14 - Método de aquisição direta da imagem com a-Se. ... 41
Figura 15 - Método indireto de aquisição da imagem com CsI/a-Si. ... 41
Figura 16 - Curva de resposta típica de um sistema convencional (tela - filme) e de um detector digital em mamografia ... 43
Figura 17 - Frequência espacial. ... 44
Figura 18 - Barra de ferramentas do Software ImageJ. ... 52
Figura 19 - Phantom CDMAM. ... 53
Figura 20 - Monitor específico para laudos mamográficos de 5 Mega Pixels. ... 54
Figura 21 - Placas de alumínio. ... 54
Figura 22 - Objeto de teste padrão para a avaliação da resolução espacial. ... 55
Figura 25 - Posicionamento do detector para o teste da linearidade. ... 57
Figura 26 - Exemplo de gráfico da relação do logaritmo do kerma em função dos VMP. ... 58
Figura 27 - Exemplo de gráfico da relação do kerma em função do pixel linearizado. ... 59
Figura 28 - Exemplo de um gráfico da relação do kerma em função do desvio padrão linearizado. ... 60
Figura 29 - Determinação dos coeficientes a b e c da equação de ruído relativo. ... 61
Figura 30 - Representação do espectro de potência do ruído ... 61
Figura 31 - Posicionamento do objeto de teste da resolução espacial.. ... 62
Figura 32 - Imagem radiográfica do objeto de teste de resolução espacial ... 62
Figura 33 - Avaliação da uniformidade do detector em cinco pontos ... 63
Figura 34 - Avaliação da uniformidade do detector em uma linha paralela... 63
Figura 35 - Posição da placa de alumínio e das ROIs na medida da CNR. ... 65
Figura 36 - Posicionamento do phantom CDMAM... 67
Figura 37 - Diagrama contraste detalhe que apresenta o diâmetro do disco versos a espessura do disco de ouro. ... 68
Figura 38 - Posicionamento do detector de estado sólido ... 69
Figura 39 - Resultado da avaliação da linearidade do detector. ... 79
Figura 40 - Resultado da avaliação do ruído da imagem ... 82
Figura 41 - Dispersão dos índices de potência encontrados na avaliação do ruído da imagem.. ... 83
Figura 42 - Resultado da avaliação da resolução espacial... 86
Figura 43 - Resultado da avaliação da uniformidade do detector ... 89
Figura 44 - Resultado da avaliação da uniformidade do detector para 5 e 3 ROIs ... 92
Figura 45 - Resultado da avaliação da CNR. ... 95
Figura 46 - Resultado da avaliação da SNR. ... 98
Figura 47 - Resultado da avaliação do CDMAM. ... 101
Figura 48 - Resultado da DG para 20 mm de PMMA. ... 102
Figura 49 - Resultado da DG para 30 mm de PMMA ... 103
Figura 50 - Resultado da DG para 40 mm de PMMA ... 103
Figura 51 - Resultado da DG para 50 mm de PMMA ... 104
Figura 52 - Resultado da DG para 60 mm de PMMA ... 104
Figura 53 - Resultado da DG para 70 mm de PMMA. ... 105
Tabela 1 - Estimativa dos novos casos de neoplasia, entre mulheres, no estado de Minas
Gerais e capital nos anos de 2012 e 2013. ... 19
Tabela 2 - Valores de fator s definidos por Dance para diferentes combinações de anodo e filtro. ... 49
Tabela 3 - Produto dos coeficientes g por c para mamas simuladas com PMMA. ... 50
Tabela 4 - Produto dos coeficientes g e c para mamas simuladas com PMMA ... 50
Tabela 5 - Valores limites de CNR referentes a cada espessura de PMMA ... 66
Tabela 6 - Espessuras mínimas dos discos de ouros que deve ser visualizadas para cada diâmetro no simulador CDMAM ... 68
Tabela 7 (Parte 1 de 2) - Características dos mamógrafos dos serviços avaliados. ... 72
Tabela 8 (Parte 1 de 2) - Características dos sistemas CR avaliados ... 74
Tabela 9 (Parte 1 de 3) - Resultados dos coeficientes de correlação (R2) de cada serviço avaliado. ... 76
Tabela 10 (Parte 1 de 2) - Resultados dos índices de potência encontrados nos serviços... 80
Tabela 11 (Parte 1 de 3) - Resolução espacial das imagens avaliadas ... 83
Tabela 12 (Parte 1 de 3) - Valores médio de pixel e variações máximas de uniformidade do detector do detector para 5 ROIs ... 86
Tabela 13 (Parte 1 de 3) - Valores médio de pixel e variações máximas de uniformidade detector para 3 ROIs ... 89
Tabela 14 (Parte 1 de 2) - Valores de CNR relativa referente a cada espessura de PMMA. ... 93
Tabela 15 (Parte 1 de 2) - Variação percentual da SNR. ... 96
Tabela 16 (Parte 1 de 3) – Valores encontrados na avaliação do CDMAM. ... 98
Tabela 17 - Tabela de Incertezas do Kai ... 102
Tabela 18 - Comparação entre as DGs deste estudo e de Dantas (2010). ... 106
OMS Organização Mundial de Saúde
INCA Instituto Nacional de Câncer
CR Radiografia Computadorizada
DR Radiografia Digital Direta
DG Dose Glandular Média
IAEA Agência Internacional de Energia Atômica
ANS Agência Nacional de Saúde Suplementar
kV Kilo voltagem – tensão
Rh Ródio
Mo Molibdênio
W Tungstênio
kVp Kilo voltagem de pico
mAs Mili ampère segundo – corrente
DFP Distancia foco-pele
Z Número atômico
CAE Controle Automático de Exposição
PSP Fósforo Foto-Estimulável
PSL Luminescência Foto-Estimulada
PMT Tubo Fotomultiplicador
TFT Transistores de películas de filme
Bit Binary digit
Pixel Picture Element
DICOM Imagem e Comunicação Digital em Medicina
DO Densidade Ótica
pl/mm Pares de linha por milímetro
VMP Valor Médio de Pixel
DP Desvio Padrão
VMP’ Valor Médio de Pixel linearizado
DP’ Desvio Padrão linearizado
EUREF European guidelines for quality assurance in breast cancer screening and diagnosis
PECQMamo Programa Estadual de Controle de Qualidade em Mamografia SEFM Sociedade Espanhola de Física Médica
D Dose Absorvida
K Kerma
Ka,i Kerma no ar Incidente
Gy Gray
Ka,e Kerma no Ar na Superfície de Entrada
CNES Cadastro Nacional de Estabelecimentos de Saúde
VISA-MG Vigilância Sanitária de Minas Gerais
CDTN Centro de Desenvolvimento de Tecnologia Nuclear
ROI Região de Interesse
PMMA Polimetilmetacrilato (acrílico)
CSR Camada Semi-Redutora
CNR Razão Contraste-Ruído
Raw Data Imagem sem processamento
SNR Razão Sinal-Ruído
IP Placa de fósforo / Image Plate
NHSBSP Programa de Rastreamento do Câncer de Mama NHS
RESUMO... 8
ABSTRACT ... 9
LISTA DE FIGURAS... 10
LISTA DE TABELAS ... 12
LISTA DE SIGLAS E ABREVIAÇÕES ... 13
1 INTRODUÇÃO ... 18 1.1 Justificativa ... 21 1.2 Objetivos ... 24 1.2.1 Objetivo Geral ... 24 1.2.2 Objetivos específicos ... 24 2 REFERENCIAL TEÓRICO ... 25
2.1 O câncer no Brasil e no mundo ... 25
2.2 O Câncer de Mama No Brasil e no Mundo ... 26
2.3 Fatores de risco ... 28
2.4 Detecção precoce ... 29
2.5 Breves considerações sobre a anatomia mamária... 29
2.6 Funcionamento do aparelho mamográfico ... 30
2.7 Requisitos técnicos de um Mamógrafo e componentes básicos ... 32
2.8 Mamografia ... 35
2.9 Mamografia Convencional ... 38
2.10 Mamografia Digital ... 39
2.10.1 Radiografia computadorizada – CR ... 39
2.10.2 Sistema de radiografia digital direta– DR ... 40
2.10.2.1 Captura direta da imagem ... 40
2.10.2.2 Captura indireta da imagem ... 41
2.11 Imagem digital na área médica ... 42
2.12 Propriedades da Imagem Radiográfica ... 42
2.12.1 Contraste ... 43
2.12.2 Resolução Espacial ... 44
2.12.3 Ruído na imagem digital ... 44
2.13 Regulamentação em Radiodiagnóstico ... 46
2.14 Grandezas dosimétricas ... 47
2.14.1 Dose Absorvida ... 48
2.14.2 Kerma ... 48
2.14.3 Dose Glandular Média, DG ... 49 3 MATERIAL E MÉTODOS ... 51 3.1 Materiais ... 51 3.1.1 ImageJ ... 51 3.1.2 Phantom CDMAM ... 52 3.1.3 Monitor ... 53 3.1.4 Placas de alumínio ... 54
3.1.5 Objeto avaliador da resolução espacial ... 55
3.1.6 Placas de acrílico ... 55
3.1.7 Espaçadores de acrílico ... 55
3.1.8 Detector de estado sólido ... 56
3.1.9 Placas de fósforo em uso nos serviços ... 56
3.2 Métodos para a realização dos testes ... 56
3.2.1 Linearidade da resposta do detector ... 56
3.2.2 Ruído da Imagem ... 59
3.2.3 Resolução Espacial ... 61
3.2.4 Uniformidade do detector ... 63
3.2.5 Razão Contraste-Ruído (CNR) ... 64
3.2.6 Razão Sinal-Ruído (SNR) ... 66
3.2.7 Qualidade de imagem do phantom CDMAM ... 66
3.2.8 Dose glandular média ... 699
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 71
4.1 Características dos serviços avaliados ... 71
4.2 Resultados dos testes ... 76
4.2.1 Linearidade da resposta do detector ... 76
4.2.2 Ruído da Imagem ... 79
4.2.3 Resolução Espacial ... 83
4.2.4 Uniformidade do detector ... 86
4.2.5 Razão Contraste-Ruído (CNR) ... 93
4.2.6 Razão Sinal-Ruído (SNR) ... 95
4.2.7 Qualidade de imagem do phantom CDMAM ... 98
avaliação ... 107
5 CONCLUSÕES ... 109
6 REFERÊNCIAS ... 112
A palavra câncer, de modo geral é utilizada para designar um conjunto de mais de cem doenças que têm em comum o crescimento desordenado de células. Nas últimas décadas, o câncer ganhou uma dimensão maior, convertendo-se em um problema de saúde pública mundial. Segundo dados da Organização Mundial da Saúde (OMS), para o ano de 2030, podem-se esperar 27 milhões de casos incidentes de câncer, com 17 milhões de mortes e 75 milhões de pessoas vivas com a doença (INCA, 2011).
Dentre os tipos de câncer, o de mama é o segundo tipo mais frequente no mundo sendo o mais comum entre as mulheres, respondendo por 22% de novos casos a cada ano (INCA, 2009). Só no Brasil, para os anos de 2012 e 2013, são esperados 52.680 novos casos. A figura 1 mostra os tipos de cânceres mais incidentes entre homens e mulheres em 2012 e 2013 (INCA, 2011).
Figura 1 – Tipos de câncer mais incidentes, estimados para o ano de 2012 e 2013, na população brasileira, sem pele não melanoma.
Fonte: INCA, 2011.
Convém ressaltar que o câncer não melanoma é um tumor de pele que tem alta incidência e baixa mortalidade. E que o melanoma maligno é o tipo de câncer de pele com pior prognóstico. É um tumor altamente maligno nos seus estágios mais avançados, por causa da sua elevada probabilidade de sofrer metástases e se disseminar para outros órgãos.
No estado de Minas Gerais espera-se 4.700 novos casos para 2012 e 2013, com uma taxa bruta de incidência estimada de 45,04 casos para cada 100.000 mulheres (Tabela 1) (INCA, 2011).
Tabela 1 - Estimativa dos novos casos de neoplasia, entre mulheres, no estado de Minas Gerais e capital nos anos de 2012 e 2013.
Localização Primária Neoplasia Maligna
Estimativa dos Casos Novos
Casos no Estado Casos na Capital
Mama Feminina 4.700 1.000
Colo do Útero 1.360 200
Cólon e Reto 1.480 350
Traqueia, Brônquio e Pulmão 830 130
Estômago 740 130
Leucemias 390 70
Cavidade Oral 430 60
Pele Melanoma 240 40
Pele não Melanoma 9.110 1.250
Bexiga 340 60
Ovário 600 140
Esôfago 430 50
Linfoma não Hodgkin 450 100
Glândula Tireoide 1.390 220
Sistema Nervoso Central 480 70
Corpo do Útero 310 70
Pele Melanoma 240 40
Outras Localizações 4.630 680
Pele não Melanoma 9.110 1.250
Todas as Neoplasias 27.910 4.620 *Números arredondados para 10 ou múltiplos de 10
Fonte: INCA, 2011.
De acordo com dados da tabela 1 entre os cânceres que afetam as mulheres, o de mama representa mais de 16% de todo os casos em Minas Gerais. Sendo que, desses 16%, praticamente 22% foram diagnosticados na cidade de Belo Horizonte.
Além disso, o câncer de mama também constitui-se na primeira causa de morte por câncer entre as mulheres. Em alguns países desenvolvidos tem-se observado um aumento na incidência acompanhado de uma redução da mortalidade por essa neoplasia, o que é associado à detecção precoce por meio da introdução da mamografia para rastreamento e à oferta de tratamento adequado. Em países em desenvolvimento, como no caso do Brasil, o aumento da incidência tem sido acompanhado do aumento da mortalidade, o que pode ser atribuído, principalmente a um retardamento no diagnóstico e na instituição de terapêutica adequada (INCA, 2004; INCA 2012).
A qualidade dos exames mamográficos, para a detecção do câncer de mama em suas fases iniciais é crucial para se obter um diagnóstico efetivo. A mamografia, atualmente é o
em sua fase inicial (DANTAS, 2010; INCA, 2006).
A otimização em mamografia é necessária para assegurar aos pacientes exames com qualidade e confiabilidade sofrendo a menor exposição à radiação possível. No Brasil a mamografia convencional filme/écran com processamento químico na revelação do filme vem sendo substituída gradativamente pela tecnologia digital, e a introdução dessas tecnologias em mamografia, através dos sistemas de radiografia computadorizada (CR) e radiografia digital direta (DR), têm aberto novas expectativas para estes procedimentos, baseados nos seus potenciais benefícios.
Visando a qualidade dos exames oferecidos pelos serviços de radiodiagnóstico, em junho de 1998 foi publicada a Portaria SVS/MS nº 453/98 “Diretrizes de Proteção Radiológica em Radiodiagnóstico Médico e Odontológico”, que determina a realização de testes de desempenho periódicos e a avaliação da qualidade da imagem nos exames mamográficos, definindo também os Níveis de Referência em Radiodiagnóstico nas exposições em exames radiográficos, inclusive em mamografia, estabelecendo, portanto a proteção radiológica das pacientes submetidas a exames mamográficos.
A Portaria estabelece critérios para realizações de ações que contribuem para garantir a qualidade em mamografia. Porém, essa Portaria e demais recomendações do Ministério da Saúde estabelecem ações e critérios apenas para mamógrafos convencionais faltando ainda estabelecer requisitos de desempenho para métodos de aquisição de imagens digitais tanto CR quando DR.
Em relação às doses envolvidas em um exame de mamografia, o protocolo espanhol, por exemplo, recomenda que a Dose Glandular Média (DG), para uma mama comprimida de
4,5 cm de espessura, não exceda a 2 mGy (SEFM 2007; SEFM, 2011). Já no Brasil, a Portaria SVS/MS nº 453/98 tem como nível de referência o valor de 10 mGy para dose de entrada na pele para uma mama comprimida de 4,5 cm de espessura (BRASIL, 1998).
Atualmente o número de mamógrafos digitais do tipo CR e DR que são instalados não só em Minas Gerais, mas em todo o território nacional, cresce cada vez mais, seguindo a tendência de substituição gradual da mamografia convencional para as novas tecnologias. Com isso, faz-se necessário a aplicação de um controle da qualidade da imagem e do nível de dose obtidos em exames mamográficos.
1.1 JUSTIFICATIVA
Para Hulka e Stark (1995 apud Godinho e Koch, 2004) a prevenção do câncer de mama é bastante complexa porque muitos dos fatores associados a este são relacionados ao próprio organismo do indivíduo, portanto difíceis de serem controlados. Classicamente, a prevenção é dividida em primária e secundária. A prevenção primária busca eliminar ou modificar os fatores de risco para esse tipo de câncer, enquanto a secundária tem como objetivo identificar e tratar os cânceres iniciais.
Ainda que já tenham sido identificados alguns fatores ambientais e comportamentais associados a um risco aumentado de desenvolver o câncer de mama, estudos epidemiológicos ainda não fornecem provas definitivas que possam justificar recomendações e estratégias específicas de prevenção primária. Desta maneira todo o esforço no controle dessa neoplasia deve ser voltado a ações de prevenção secundária (INCA, 2004; INCA 2011).
Apesar dos inúmeros benefícios a mamografia possui suas limitações e o rastreio pode resultar em consequências adversas. Uma dessas limitações é a ocorrência do falso positivo que ocorre quando a suspeita de uma lesão maligna não se comprova após a biopsia. Outra limitação é o resultado falso negativo, que pode ocasionar o adiamento de uma ação adequada em relação ao câncer de mama (Corrêa et al., 2008).
Além disso a mamografia é uma técnica radiológica especialmente complexa devido a composição da mama, constituída de tecidos adiposo, fibroso e glandular, que são de densidades radiográficas muito próximas. Os detalhes de interesse diagnósticos, como massas e microcalcificações, são também de densidades similares aos tecidos adjacentes tornando ainda mais complexo um diagnóstico precoce devido ao seu menor tamanho (IAEA, 2006).
Segundo Dance (1999) somando-se a essas limitações existe ainda um pequeno, porém significante risco de indução de câncer por raios X na realização de uma mamografia. Contudo exames realizados com equipamentos e técnicas adequados tornam esse risco menor.
Considerando essas limitações, a implantação e o desenvolvimento de programas de garantia de qualidade que avaliem o desempenho dos equipamentos mamográficos, com relação a qualidade da imagem e a dose é uma necessidade.
Dentre os princípios básicos de proteção radiológica, o princípio da justificação da prática e das exposições médicas individuais indica que:
2.2 A justificação é o princípio básico de proteção radiológica que estabelece que nenhuma prática ou fonte adscrita a uma prática deve ser autorizada a menos que produza suficiente benefício para o indivíduo exposto ou para a sociedade, de modo a compensar o detrimento que possa ser causado.
considerando:
a) Que a exposição médica deve resultar em um benefício real para a saúde do indivíduo e/ou para sociedade, tendo em conta a totalidade dos benefícios potenciais em matéria de diagnóstico ou terapêutica que dela decorram, em comparação com o detrimento que possa ser causado pela radiação ao indivíduo.
b) A eficácia, os benefícios e riscos de técnicas alternativas disponíveis com o mesmo objetivo, mas que envolvam menos ou nenhuma exposição a radiações ionizantes.
2.4 Na área da saúde existem dois níveis de justificação: justificação genérica da prática e justificação da exposição individual do paciente em consideração.
a) Justificação genérica
(i) todos os novos tipos de práticas que envolvam exposições médicas devem ser previamente justificadas antes de serem adotadas em geral.
(ii) os tipos existentes de práticas devem ser revistos sempre que se adquiram novos dados significativos acerca de sua eficácia ou de suas consequências.
b) Justificação da exposição individual
(i) todas as exposições médicas devem ser justificadas individualmente, tendo em conta os objetivos específicos da exposição e as características do indivíduo envolvido. (Brasil, 1998, p. 4)
Uma vez que o exame tenha sido clinicamente justificado, outro princípio básico de proteção radiológica deve ser considerado, a otimização, o que significa que as doses individuais, o número de pessoas expostas e a probabilidade de exposições acidentais devem ser tão baixos quanto razoavelmente exequíveis, relacionados com uma apropriada qualidade da imagem, incluindo os níveis de referência em radiodiagnóstico. Contudo, atenção insuficiente tem sido dada para esta questão (IAEA, 2005).
Na área de otimização da proteção em radiologia diagnóstica, particularmente em mamografia existe uma margem considerável, tanto para melhoria da qualidade da imagem quanto na redução de doses. Medidas simples e de baixo custo são avaliadas para a redução das doses sem perda de informação diagnóstica, mas o grau em que são utilizadas essas medidas varia de país para país e de estado para estado (IAEA, 2005).
A otimização em proteção radiológica diagnóstica não necessariamente significa redução de doses para pacientes, mas é fundamental que a confiança no diagnóstico em imagem não sejam comprometidos (IAEA, 2005).
Há uma necessidade de avaliar a situação da otimização e proteção na mamografia em diferentes países, identificando pontos onde ações são necessárias e documentando a melhoria depois que ações corretivas são colocadas em prática (IAEA, 2005).
Segundo a Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA, 2005) as lições aprendidas a partir deste exercício, já realizado em vários países, dará uma visão sobre a variação de práticas, padrão de problemas, otimização e posteriormente inferências sobre como a otimização pode ser eficaz. Neste exercício já realizado em seis países da Europa oriental, observações e analises úteis foram feitas, conseguindo atingir em média uma redução de 25%
Outro fator que evidencia a necessidade da avaliação da qualidade da imagem e das doses envolvidas é a publicação da Resolução Normativa nº 167 no Diário Oficial da União feita em 10 de janeiro de 2008 pela Agência Nacional de Saúde Suplementar (ANS), que obriga a cobertura da mamografia digital pelos planos de saúde, o que levou ao aumento do uso dessa tecnologia no país, logo, é preciso implantar meios eficientes para a avaliação da qualidade de equipamentos desta categoria
Portanto, é necessário conhecer a situação real do funcionamento dos equipamentos em uso através de avaliações criteriosas dos serviços, possibilitando dessa maneira levantar possíveis deficiências existentes e consequentemente definir diretrizes e estratégias para que os problemas sejam sanados e o serviço seja otimizado, beneficiando os pacientes com exames precisos e favorecendo o diagnóstico para tratamento do câncer.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo Geral
Levantar a situação dos serviços de mamografia do estado de Minas Gerais que utilizam sistemas de obtenção de imagem digital do tipo CR e DR, através de uma amostra desses serviços, por meio de testes de controle de qualidade aplicados nos mesmos, seguindo o protocolo europeu e o protocolo espanhol de controle de qualidade em mamografia digital além de recomendações internacionais. Podendo assim, estabelecer procedimentos de garantia de qualidade e controle de risco, sob o ponto de vista de proteção radiológica e qualidade da imagem nos exames.
1.2.2 Objetivos específicos
1. Aplicar testes de desempenho do sistema mamógrafo/CR e DRs para serviços com processamentos digitais distintos de acordo com protocolos internacionais;
2. Avaliar a dose glandular média a qual as pacientes estão expostas ao realizarem um exame de mamografia utilizando os sistemas CR e DR;
2.1 O CÂNCER NO BRASIL E NO MUNDO
As células cancerosas se dividem em ritmo acelerado e tendem a ser muito agressivas e incontroláveis, culminando na formação de tumores malignos, que podem espalhar-se para outras regiões do corpo, originando as chamadas metástases. Já um tumor benigno é simplesmente uma massa localizada de células que se multiplicam vagarosamente e se assemelham ao seu tecido original e que raramente constitui um risco de vida (INCA, 2012).
As causas de câncer são variadas, podendo ser externas ou internas ao organismo, podendo estar inter-relacionadas. As causas internas são na maioria das vezes geneticamente pré-determinadas e estão ligadas à capacidade do organismo de se defender das agressões externas, já as causas externas referem-se ao meio ambiente e aos hábitos ou costumes próprios de uma sociedade; entende-se como meio ambiente o meio em geral onde uma pessoa vive (água, terra e ar) o seu ambiente ocupacional (indústrias químicas e afins), o ambiente de consumo (alimentos, medicamentos) e o ambiente sociocultural (estilo e hábitos de vida) (INCA, 2013a).
Já há muito tempo conhecido, o câncer já foi considerado uma doença de países desenvolvidos e com grandes recursos financeiros, porém a aproximadamente quatro décadas, a situação vem mudando, e a maior parte do ônus global do câncer pode ser observada em países em desenvolvimento, principalmente aqueles com menores recursos (INCA, 2011).
Desse modo, nas últimas décadas, essa doença ganhou uma dimensão muito maior, convertendo-se em um evidente problema de saúde pública mundial sendo que o maior efeito desse aumento incide em países com rendas mais baixas (INCA, 2011).
O câncer e outras doenças crônicas não transmissíveis vêm se tornando cada vez mais comuns em todo mundo e podem causar danos devastadores para famílias inteiras, principalmente quando o chefe da família adoece. Medidas preventivas devem ser implementadas agora para reduzir a carga do câncer. A prevenção e o controle do câncer devem adquirir o mesmo foco e a mesma atenção que áreas de serviços assistenciais (INCA, 2011).
Seguindo a tendência mundial, o Brasil passa por processos de transição que têm produzido importantes mudanças no perfil das enfermidades que acometem a população. Observa-se que a partir de 1960 as doenças infecciosas e parasitárias deixaram de ser a principal causa de morte, sendo substituídas pelas doenças do aparelho circulatório e pelas neoplasias. Essa progressiva ascensão da incidência e da mortalidade por doenças crônico-degenerativas, conhecidas como transição epidemiológica, tem como principal fator o envelhecimento da
No Brasil, estima-se para o ano de 2012 e 2013 a ocorrência de aproximadamente 518.510 casos novos de câncer, incluindo os casos de pele não melanoma. Excluindo-se os casos de pele não melanoma, estima-se um total de 385 mil casos novos. Os tipos mais incidentes serão os cânceres de pele não melanoma, próstata, pulmão, cólon e reto e estômago para o sexo masculino; e os cânceres de pele não melanoma, mama, colo do útero, cólon e reto e glândula tireoide para o sexo feminino (INCA, 2011).
Diante desse cenário, fica evidente a necessidade de investimentos no desenvolvimento de ações abrangentes para o controle do câncer, nos diferentes níveis de atuação, como na promoção da saúde, na detecção precoce, na assistência aos pacientes, na formação de recursos humanos, na comunicação e mobilização social.
2.2 O CÂNCER DE MAMA NO BRASIL E NO MUNDO
No campo da saúde pública, o câncer de mama feminino surge como uma doença de importância cada vez maior em todo o globo. Esse fato é devido principalmente a sua frequência elevada e à dimensão do problema. Segundo a Organização mundial de Saúde (OMS), nas décadas de 60 e 70 houve registros de um aumento de 10 vezes nas taxas de incidência de câncer de mama ajustadas por idade nos registros de câncer de base populacional de diversos continentes (INCA, 2006).
Segundo relatório mundial sobre o câncer de mama estima-se que em 2013, pelo menos 60 mil mulheres a mais sejam diagnosticadas com a doença do que no ano de 2012. A previsão de novos casos identificados até o fim de 2012 em todo o planeta é de 1,6 milhão, contra 640 mil na década de 1980 (GLOBO, 2012).
Segundo aponta o relatório da World Breast Cancer Report 2012 (2012 apud GLOBO, 2012) a ocorrência dessa neoplasia tem subido 3,1% por ano no mundo. Este documento destaca que o problema vem crescendo em taxas alarmantes em todo o mundo e já se tornou uma pandemia que ameaça a saúde pública, tanto as incidências quanto as mortes aumentaram, porém os métodos de diagnóstico por imagem também. A Figura 2 mostra o aumento da taxa de mortalidade dessa neoplasia nos últimos anos.
Figura 2 - Taxas de mortalidade por câncer de Mama, brutas e ajustadas por idade, pelas populações mundial e brasileira, por 100.000 mulheres, Brasil, entre 1985 e 2011.
Fonte: INCA, 2013b.
A Organização Mundial da Saúde estima que, por ano, ocorram mais de 1.050.000 casos novos de câncer de mama em todo o mundo. No Brasil não tem sido diferente. Informações processadas pelos Registros de Câncer de Base Populacional, disponíveis para 16 cidades brasileiras, mostram que na década de 90, este foi o câncer mais frequente no país. Além disso, registrou-se uma variação percentual relativa de mais de 80 % em pouco mais de duas décadas: a taxa de mortalidade padronizada por idade, por 100.000 mulheres, aumentou de 5,77 em 1979, para 9,74 em 2000 (INCA, 2006).
No Brasil, como já foi dito anteriormente, as taxas de mortalidade por câncer de mama continuam altas (Figura 3), isso provavelmente porque a doença ainda é diagnosticada em estádios avançados. A sobrevida média após cinco anos na população de países desenvolvidos tem apresentado um discreto aumento, cerca de 85%, entretanto, em países em desenvolvimento, a sobrevida fica em torno de 60% (INCA, 2011).
Figura 3 - Evolução temporal da mortalidade por câncer em mulheres, nas cinco localizações primárias mais frequentes em 2011, ajustadas por idade, população mundial, por 100. 000 mulheres no Brasil entre
os anos de 1985 a 2011. Fonte: INCA, 2013b.
2.3 FATORES DE RISCO
O câncer de mama é relativamente raro antes dos 35 anos, acima desta faixa etária sua incidência cresce rápida e progressivamente, sendo a idade um importante fator de risco para essa condição. As taxas de incidência desse tipo de câncer aumentam rapidamente até os 50 anos e posteriormente a essa idade, esse aumento ocorre de forma mais lenta, essa mudança de comportamento da taxa devido à idade é conhecida na literatura como “Clemmesen’s hook”, e tem sido atribuída ao início da menopausa (INCA, 2009)
Outros fatores de risco para esse tipo de câncer relacionados à vida reprodutiva da mulher segundo o Instituto Nacional de Câncer (INCA, 2009) são conhecidos como:
• Menarca precoce, que é o início da menstruação mais cedo.
• Menopausa tardia que ocorre após os 50 anos de idade.
• Ocorrência da primeira gravidez após os 30 anos.
• Nuliparidade que é a mulher que não teve filhos.
• Uso de anticoncepcionais orais.
A hereditariedade é também um fator de risco assim como o histórico familiar, principalmente se o câncer de mama acometeu parentes de primeiro grau antes dos 50 anos de idade. Assim como a ingestão regular de álcool e exposição a radiações ionizantes em idade inferior a 35 anos (INCA, 2006, 2009).
2.4 DETECÇÃO PRECOCE
A probabilidade de cura é maior quando o câncer de mama é diagnosticado precocemente. Sendo assim, o rastreamento tem como objetivo detectar a doença em sua fase pré-clínica enquanto que o diagnóstico precoce visa identificar o câncer de mama em sua fase clínica precoce (INCA, 2006).
As ações de diagnóstico precoce consistem no exame clínico da mama por um profissional de saúde devidamente treinado e capacitado enquanto que as ações de rastreamento adotadas no Brasil preconizam a mamografia bilateral em determinados grupos de mulheres.
Para a detecção precoce do câncer de mama o Instituto Nacional de Câncer (INCA, 2006) recomenda:
• O rastreamento por meio do exame clínico da mama (ECM), para todas as mulheres a partir de 40 anos de idade, realizado anualmente. Este procedimento é ainda compreendido como parte do atendimento integral à saúde da mulher, devendo ser realizado em todas as consultas clínicas, independente da faixa etária.
• Rastreamento por mamografia, para as mulheres com idade entre 50 a 69 anos, com o máximo de dois anos entre os exames.
• Exame clínico da mama e mamografia anual, a partir dos 35 anos, para as mulheres pertencentes a grupos populacionais com risco elevado de desenvolver câncer de mama.
• Garantia de acesso ao diagnóstico, tratamento e seguimento para todas as mulheres com alterações nos exames realizados.
2.5 BREVES CONSIDERAÇÕES SOBRE A ANATOMIA MAMÁRIA
A mamografia requer técnicas diferentes daquelas utilizadas na radiografia convencional. Tais variações técnicas se devem as diferenças substanciais na anatomia da mama. Na radiografia convencional, o contraste do objeto sob análise é elevado, devido a grandes diferenças de densidade de massa e número atômico entre ossos e tecidos.
Já na mama, os tecidos têm números atômicos efetivos e densidades de massa similares. Portanto, as técnicas radiográficas são desenvolvidas para realçar a absorção diferencial desses tecidos. (BUSHONG, 2010).
A mama se situa na parte anterior do tórax de cada lado da linha medial, possuindo como referência o segundo arco costal superiormente e o sexto arco costal inferiormente. Externamente, cada mama, na sua região central, apresenta uma aréola e uma papila possuindo forma cônica, com a base fixada na parede torácica e o mamilo como vértice. É composta de tecido gorduroso, fibroso e adiposo que possui lobos e ductos, composição essa que varia com a idade e estado hormonal da mulher.
As mamas são divididas em quatro padrões radiográficos: densas, onde não existe substituição de tecido mamário por gordura; predominantemente densas, onde já começa acontecer alguma substituição do tecido por gordura; predominantemente adiposa onde ocorreu substituição adiposa em mais de 50% e a mama adiposa, onde o tecido foi quase totalmente substituído por gordura. (UERJ, 2006a.)
Mamas mais jovens apresentam maior quantidade de tecido glandular, fazendo com que fiquem mais densas e firmes. Ao se aproximar da menopausa, a mama vai se atrofiando e sendo substituída por tecido gorduroso, até ser formada quase que completamente de gordura e resquícios de tecido glandular na fase de pós- menopausa.
A função principal da mama é produzir leite na amamentação, porém tem também grande importância psicológica para a mulher, representando um papel de destaque na formação de sua autoestima e autoimagem embelezando a silhueta do corpo feminino e desempenhando também a função erógena e de atração sexual (INCA, 2002).
2.6 FUNCIONAMENTO DO APARELHO MAMOGRÁFICO
A formação da imagem mamográfica envolve a exposição da mama a um feixe de raios X, onde parte deste feixe é absorvido e parte é transmitido e espalhado pelo tecido mamário. Logo, a imagem formada é resultado da atenuação diferenciada dos raios X ao longo de seu caminho através das estruturas do tecido mamário (MOURÃO, 2009).
O mamógrafo é o equipamento utilizado para realizar a mamografia. Esse equipamento possui recursos semelhantes aos apresentados pelos aparelhos de raios X convencionais, porém sua tecnologia é toda direcionada para a geração de imagens especificamente do tecido mamário apresentando assim, uma arquitetura diferenciada.
Por ser um tecido de densidades muito próximas e possuir estruturas que não apresentam grande radiopacidade, uma imagem mamográfica obtida com um equipamento radiográfico
comum não iria gerar uma imagem com bom contraste. Por essa razão os equipamentos utilizados em raios X sofreram modificações estruturais, visando uma maior adequação a um sistema de obtenção de imagem dedicado as características específicas da mama, permitindo gerar uma imagem ótima com a menor dose de radiação possível na paciente (SANTANA, 2010).
Os tubos dos mamógrafos são projetados para fornecer um feixe de raios X de baixa energia, e normalmente utilizam tensões que variam de 20 a 40 kV, necessário para a otimização das imagens. O espectro de radiação (que representa a energia dos feixes de raios X produzidos) é determinado pela combinação alvo/filtro e pela tensão no tubo de raios X (ALVARENGA, 2008: INCA, 2012).
O posicionamento do tubo de raios X também é diferenciado, ao invés do campo de imagem ficar centralizado abaixo da fonte de raios X ele é posicionado de modo que uma linha imaginária vertical saia da fonte de raios X, toque levemente a parede torácica do paciente e cruze ortogonalmente a borda do receptor de imagem mais próxima ao paciente. Se o feixe de raios X fosse centralizado sobre a mama, algum tecido próximo a parede torácica poderia ser projetado para o interior do corpo do paciente, onde não poderia ser registrado (INCA, 2012).
Estudos indicam que a distribuição energética dos fótons, dita espectro, ótima para ser usada em mamografia está entre 15 keV e 25 keV. Espectros com elevada incidência de fótons de energia inferior a 15 keV, entregam uma dose maior na mama, enquanto superiores a 35 keV, diminuem significativamente o contraste da imagem (ALVARENGA, 2008).
Os mamógrafos utilizam geralmente um tubo de raios X com um anodo rotatório. O material mais utilizado como alvo é o Molibdênio (Mo), embora sejam utilizados também alvos de Ródio (Rh) e de Tungstênio (W), este último em equipamentos mais sofisticados. Um aparelho de mamografia pode ser visto na Figura 4 (MOURÃO, 2009).
Os fótons de raios X gerados nos tubos que utilizam Molibdênio e Ródio são em sua maioria raios X característicos com energia na faixa mais indicada para mamografia, fazendo com que estes materiais sejam utilizados preferencialmente. A radiação característica ocorre em 17,5 keV e 19,6 keV para o Molibdênio, e em 20,2 keV e 22,7 keV para o Ródio. Esses valores de energia são considerados ideais para se produzir imagens de boa qualidade com dose relativamente baixa na mama. A energia dos fótons produzidos em um alvo de Ródio é maior em relação àquela produzida pelo alvo de Molibdênio, logo são mais úteis quando se deseja realizar estudos de mamas mais espessas, já que o feixe formado por energias mais altas se torna mais penetrante (ALVARENGA, 2008).
A Figura 5 apresenta o espectro de emissão de um tubo com alvo de molibdênio para tensões de 26 e 30 kVp.
Figura 5 - Espectro de um feixe de raios X não filtrados de um alvo de molibdênio para diferentes faixas de energia.
Fonte: DANTAS, 2010.
Combinações alvo/filtro de Mo/Rh e Rh/Rh requerem exposições 30% e 50% mais baixas respectivamente para obter a mesma densidade ótica que seria obtida utilizando Mo/Mo. Para mamas pequenas, utiliza-se Mo/Mo e baixas tensões para se obter imagens com contraste maior. Para mamas densas, as combinações Mo/Rh e Rh/Rh são mais indicadas, pois proporcionam um contraste similar, porém com uma redução significativa da dose (DANTAS, 2010).
2.7 REQUISITOS TÉCNICOS DE UM MAMÓGRAFO E COMPONENTES BÁSICOS De acordo com o item 4.18 da Portaria n.º 453/98 todo equipamento de mamografia deve possuir, além dos requisitos do item 4.13, as seguintes especificações: dispositivo para manter compressão firme da mama (a atenuação da placa de compressão deve ser de no máximo
ao equivalente a 2 mm de acrílico), transmissão menor que 1 µGy por exposição a 5cm do receptor de imagem sem a presença da mama, para valores máximos de kVp e mAs empregados, tubo de mamografia com janela de berilo, gerador trifásico ou de alta frequência, escala de tensão em incrementos de 1 kV, distância foco-pele (DFP) não inferior a 30 cm e tamanho nominal do ponto focal não superior a 0,4 mm. A figura 6 mostra os componentes de um mamógrafo (UERJ, 2006b; Oliveira, 2006; BUSHONG, 2010).
Figura 6 - Componentes de um equipamento de mamografia. Fonte: Adaptado de UERJ, 2006b.
As letras na Figura 6indicam os seguintes componentes:
a) Cabeçote do equipamento – Local onde a ampola (tubo) de raios X se encontra.
b) Filtração – A janela do tubo de raios X em um mamógrafo não deve atenuar
significantemente o feixe, pois a mamografia utiliza uma baixa tensão de pico (kVp). Os tubos de raios X em mamógrafos tem uma janela de berílio (Z=4) ou uma fina janela de vidro de borosilicato para que não ocorra uma atenuação significativa. A grande maioria dos tubos de raios X em mamografia tem uma filtração inerente na janela do tubo equivalente a 0,1mm de Al. A filtração total de um feixe em mamografia deve ser menor que ou equivalente a 0,5 mm Al.
c) Compressor – A compressão do tecido mamário deve ser firme, porém tolerável pela
paciente. Não existe um valor excelente conhecido para essa força, devendo estar compreendida entre 11 e 18 kg (INCA, 2007). A compressão é realizada através de uma bandeja radiotransparente que possui uma transmissão de raios X de aproximadamente 80% a 30 kVp. Uma boa compressão reduz a dose de radiação, porque possibilita a diminuição da espessura da mama; aumenta o contraste da imagem, porque resulta em um tecido mais fino e consequentemente, em menos radiação espalhada; a resolução da imagem é aumentada porque restringe os movimentos da paciente; diminui distorções, porque aproxima a mama do filme; a
compressão espalha as estrutura da mama e diminui a superposição (Figura 7) e diminui a variação na densidade radiográfica ao produzir uniformidade na espessura da mama.
Figura 7 - Diferença entre uma mama sem compressão e outra comprimida. Fonte: UERJ, 2006b.
d) Grade antidifusora – São formadas por lâminas verticais alternadas de chumbo e material
radiotransparente como plástico ou fibra. As lâminas da grade permitem a passagem da radiação primária e reduzem a passagem da radiação secundária, fazendo com que as mesmas se choquem nas lâminas de chumbo sendo absorvidas antes de chegar ao filme. A grade antidifusora é responsável pela redução dos efeitos de borramento da radiação espalhada na imagem radiográfica o que faz com que o contraste seja aumentado. O uso da grade antidifusora aumenta a dose na paciente, porém de forma aceitável e a melhora no contraste é significativa.
e) Porta-chassi ou bucky – Estrutura metálica onde é colocado o chassi que contém o filme. f) Controle automático de exposição (CAE) – Sensor que determina os critérios de exposição
de acordo com alguns parâmetros técnicos pré-estabelecidos e características físicas da mama irradiada. Os mamógrafos permitem três modos de operação: o automático que seleciona o kV e o mAs automaticamente; o semi-automático que permite o operador selecionar o kV e seleciona automaticamente o mAs e o manual que é o modo que permite o operador selecionar todos os parâmetros radiográficos.
O CAE trabalha em conjunto com a fotocélula, que é o detector do seu sistema. Esse dispositivo deve ser posicionado em correspondência com a região de maior espessura a ser radiografada, para que o CAE possa selecionar a técnica radiográfica mais adequada.
2.8 MAMOGRAFIA
No mamógrafo, entre outras especificidades, a mama é comprimida a fim de fornecer melhores imagens (Figura 8), proporcionando melhor capacidade de diagnóstico do que se este exame fosse feito em um aparelho de raios X convencional.
Figura 8 –Realização de um exame mamográfico. Fonte: INCA, 2012
Desde 1895, ano em que W.C Röentgen descobriu os raios X, a modalidade de exames de diagnóstico por imagem vem crescendo, e uma sucessão de eventos contribuíram para a evolução da prática mamográfica (UERJ, 2006b; INCA, 2012; OLIVEIRA, 2006):
• O início propriamente dito da mamografia foi em 1913, quando o cirurgião alemão Albert Salomon estudou radiografias de peças de mastectomias, comparando os achados macroscópicos nas imagens com sinais microscópicos das patologias mamárias.
• Na década de 20 as primeiras tentativas de diagnóstico de doenças mamárias foram realizadas por meio de radiografias (Figura 9);
Figura 9 - Radiografia da mama adquirida em meados de 1927. Fonte: INCA, 2012.
• Em 1931 as primeiras radiografias de mamas foram realizadas na Itália, na mesma época através dessas radiografias M. Romagnoli chamou a atenção para o diagnóstico precoce.
• No final da década de 60, os equipamentos tiveram uma rápida evolução (FIG. 10 e 11). Antes de 1969 os exames eram realizados em aparelhos convencionais, o que gerava imagens com pouco contraste e altas doses de radiação.
Figura 10 - Protótipo do primeiro mamógrafo, o Trepied. Fonte: INCA, 2012.
Figura 11 - Primeiro modelo comercial do Senographe, lançado em 1966. Fonte: INCA, 2012.
• Em 1966 o primeiro aparelho dedicado à mamografia foi fabricado pela companhia GE, modelo Senographe o que fez com que modelos similares fossem produzidos por outros fabricantes.
• Em meados dos anos 1970, telas fluorescentes de alta resolução começaram a ser utilizadas em mamografia para converter o padrão de raios X formado pela mama em uma imagem visível. O uso de telas intensificadoras amplifica o efeito dos raios X formadores da imagem e diminuem a dose na paciente.
• Na década de 1980, o exame de mamografia começou a ser visto como instrumento para o rastreamento populacional e vários programas foram iniciados.
No último século, o uso da mamografia para detecção precoce do câncer de mama percorreu um longo caminho. Hoje com base nas evidências existentes, sabe-se que o rastreamento em massa, através da mamografia, em mulheres assintomáticas pode ser usado para detectar precocemente o câncer de mama.
Resultados de ensaios clínicos realizados, que compararam a mortalidade de mulheres que foram convidadas para rastreamento mamográfico com mulheres não submetidas a nenhuma intervenção são favoráveis ao uso da mamografia como método de detecção precoce. As conclusões desses ensaios demonstram que os benefícios do uso da mamografia residem, principalmente na diminuição da mortalidade em cerca de 30% para mulheres acima dos 50
anos, depois de sete a nove anos de implementação de ações organizadas de rastreamento (INCA, 2006).
Sendo assim, a mamografia é indicada para mulheres assintomáticas, na forma de rastreamento do câncer de mama, e para mulheres sintomáticas, nas quais os achados clínicos indicam um possível câncer mamário.
Considerando que quanto mais cedo diagnosticado o câncer de mama, maiores são as chances de tratamento, a taxa de sobrevida da paciente pode então ser relacionada com a detecção precoce deste câncer. Isso reforça ainda mais a importância da mamografia, pois um exame de qualidade com baixas doses para as pacientes faz a diferença na evolução ou não da doença.
2.9 MAMOGRAFIA CONVENCIONAL
A mamografia convencional utiliza um filme de emulsão única projetado para ser exposto com uma tela intensificadora também única. Os filmes são formados por uma base de acetato ou poliéster, que serve para dar sustentação ao filme, uma emulsão que consiste em uma mistura homogênea de gelatina e cristais de haleto de prata (brometo e iodeto) que interage com os raios X, e uma camada protetora como mostra a figura 12.
Figura 12 - Constituição de um filme mamográfico, com o processo de absorção dos raios X e sua posterior conversão em fótons de luz.
Fonte: INCA, 2012.
O receptor de imagem inclui ainda o chassi ou cassette que é o suporte protetor do filme e a tela intensificadora de imagem ou écran formado por terras raras. As telas de intensificação
de imagem são adicionadas permanentemente dentro dos chassis e têm a propriedade de emitir luz quando irradiadas por um feixe de raios X (fluorescência), e é essa luz que irá impressionar o filme mamográfico para formar a imagem latente. O filme radiográfico é muito mais sensível à luz do que aos raios X, consequentemente o uso da tela possibilita uma substancial diminuição da dose ministrada no paciente. Após esse processo o filme que foi exposto à radiação passa por um processamento com agentes químicos (BUSHONG, 2010).
2.10 MAMOGRAFIA DIGITAL
A mamografia digital é uma técnica radiográfica que vem substituindo o sistema receptor de imagem da mamografia convencional (filme-écran) por um detector eletrônico ou por uma placa de fósforo fotoestimulável, gerando uma imagem digital. Essa tecnologia pode ser dividida em dois grupos: O primeiro grupo é chamado de radiografia computadorizada (Computed Radiography - CR) e o segundo grupo chamado de radiografia digital direta (Direct Radiography - DR) que serão explicitados nos tópicos 2.10.1 e 2.10.2.
2.10.1 Radiografia computadorizada – CR
No sistema CR o mamógrafo é o mesmo utilizado na mamografia convencional, a diferença está na substituição do filme-écran por uma placa de imagem (IP – Image Plate) de fósforo estimulável. A placa de imagem de fósforo fotoestimulável (PSP), introduzida dentro do chassi, absorve e armazena a energia dos raios X transmitidos através da mama, produzindo assim uma imagem latente. Quando o chassi é introduzido na unidade digitalizadora, a placa de imagem é escaneada e a energia armazenada na estrutura cristalina é liberada, por meio da estimulação a laser, emitindo uma luminescência proporcional à intensidade dos raios X que atingiram o IP.
A luz do laser é intensa e de baixa energia (~ 2 eV) e é altamente focalizada. Os elétrons que foram aprisionados na matriz do fósforo são estimulados pelo laser, e uma fração significante retorna ao nível de energia mais baixo do fósforo com uma liberação simultânea de uma luminescência fotoestimulada (PSL) de maior energia (~ 3 eV). A intensidade da PSL, proporcional ao número de elétrons liberados, é capturada por um sistema de guia de luz próximo ao IP (Figura 13).
Figura 13 - Aquisição da imagem para sistema CR. Fonte: INCA, 2012.
Como se pode observar na figura acima a luminescência emitida é detectada e amplificada por um tubo fotomultiplicador (PMT), que produz um sinal elétrico de saída proporcional à luminescência emitida pelo ponto estimulado da placa de imagem. Esse sinal é então convertido em um formato digital e armazenado na memória de um computador para formar a imagem por meio de um programa. (INCA, 2012; SEFM, 2007).
A informação da imagem latente residual é apagada através de uma luz intensa com comprimentos de onda que removem os elétrons que não foram liberados pela estimulação do laser, e o IP retorna ao cassete, pronto para ser reutilizado.
2.10.2 Sistemas de radiografia digital direta– DR
Os sistemas de radiografia digital direta (DR) possuem detectores integrados ao mamógrafo de forma que não podem ser utilizados com cassetes como o CR. Os detectores utilizados nesses sistemas podem ser, de acordo com a tecnologia utilizada, de conversão direta ou indireta.
2.10.2.1 Captura direta da imagem
Geralmente o material utilizado na fabricação desse tipo de equipamento que possui esse tipo de detector é um fotocondutor que converte diretamente os fótons de raios X em pares de elétrons-buraco (Figura 14). A carga gerada é coletada aplicando um campo elétrico intenso, gerando assim um sinal elétrico. O detector mais utilizado é o selênio amorfo (a-Se) que é um material fotocondutor, ou seja, quando atingido por fótons de raios X produz elétrons livres que geram sinais elétricos nos elementos da matriz de detectores (SEFM, 2007).
Figura 14 - Método de aquisição direta da imagem com a-Se. Fonte: INCA, 2012.
2.10.2.2 Captura indireta da imagem
O funcionamento de detectores de captura indireta se baseia no duplo processo de conversão. Os fótons de raios X são primeiramente convertidos em fótons de luz e em seguida são convertidos em sinal elétrico (Figura 15) (INCA, 2012; SEFM, 2007).
Figura 15 - Método indireto de aquisição da imagem com CsI/a-Si. Fonte: INCA, 2012.
Nesse método utiliza-se um cintilador de tela plana e matriz de diodos para obter a imagem. Como cintiladores são usados cristais de iodeto césio (CsI) depositados em colunas lineares sobre cada elemento do detector com o objetivo de absorver os raios X e produzir cintilação luminosa. Então a luz é captada por elementos da matriz de fotodiodos (silício amorfo), que convertem a luz em corrente elétrica. Esses sensores de silício amorfo (a-Si) são conectados a transistores de películas de filme (TFT) que armazenam a informação de cada
pixel até o momento de ser lida pelo circuito de varredura do detector (INCA, 2012; SEFM, 2007).
2.11 IMAGEM DIGITAL NA ÁREA MÉDICA
A imagem digital é formada por uma matriz bidimensional de elementos de imagem, pixels (picture element), da ordem de 40 a 100µm. É atribuído um valor numérico para cada pixel que corresponde a um determinado tom de cinza obtido a partir da interação dos raios X com esse pixel (INCA, 2012)
A escala de cinza é determinada em função do número máximo de bits que podem ser armazenadas em um único pixel. Bit é o elemento básico de informação utilizado na computação ou informática, sendo que ao bit pode ser atribuído o valor de zero ou um, ou verdadeiro ou falso. A intensidade dos raios X em cada pixel é transformada em um número finito (2n) de níveis, onde n é o número de bits com que a imagem é digitalizada. Normalmente usa - se a digitalização de 212 a 214 bits que produz de 4.096 a 16.384 níveis de intensidade ou
de tons de cinza (INCA, 2012).
Na área médica, as imagens digitais geradas em equipamentos radiológicos seguem o formato DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine), que utiliza um conjunto de regras para comunicação, transmissão, armazenamento e tratamento das imagens. O formato DICOM objetiva uniformizar a formatação das imagens utilizadas para o diagnóstico como: radiográficas computadorizadas, tomografias, ressonâncias magnéticas, e demais modalidades médicas. Essa padronização permite que imagens médicas e informações associadas sejam trocadas entre computadores de forma independente do tipo de equipamento de diagnóstico por imagem utilizado, permitindo a padronização no processo de transmissão, armazenamento, impressão e apresentação das imagens digitais (ALVERENGA, 2008).
2.12 PROPRIEDADES DA IMAGEM RADIOGRÁFICA
A qualidade da imagem refere-se à fidelidade com que determinada estrutura anatômica sob análise é mostrada na radiografia. Uma radiografia que reproduz fielmente a estrutura sob apreciação é identificada como uma radiografia de alta qualidade. Porém, a qualidade associada a uma radiografia não é facilmente definida e não pode ser medida precisamente. Vários fatores afetam a qualidade da imagem e para realizar a avaliação desta, necessita-se analisar uma cadeia de processos que envolvem desde a formação da imagem até sua apresentação.
Algumas medidas, não precisas mas que são aceitas universalmente possibilitam julgar a qualidade da imagem e serão exemplificadas a seguir:
2.12.1 Contraste
A resolução de contraste é a habilidade de se distinguir estruturas anatômicas de contraste similar de uma região adjacente a uma estrutura sob avaliação. Todos os sistemas digitais têm resolução de contraste melhor do que os de imagem convencional, porque os sistemas convencionais possuem uma faixa limitada de valores de tons de cinza. O principal descritor da resolução de contraste é a escala de tons de cinza, também denominada de faixa dinâmica.
Enquanto que sistemas digitais possuem um alcance dinâmico, da ordem de 1000:1 sistemas convencionais possuem um alcance da ordem de 40:1. Esse fato é consequência do comportamento não linear da curva de resposta do filme radiográfico (FIG. 16) (INCA, 2012).
Figura 16 - Curva de resposta típica de um sistema convencional (tela - filme) e de um detector digital em mamografia
Fonte: INCA, 2012.
A figura 16 demonstra que para sistemas convencionais, níveis de exposição baixos ou altos produzem pequenas variações na densidade ótica (D.O), ou grau de enegrecimento do filme, enquanto que no nível intermediário ou na parte linear da curva, pequenas alterações na exposição produzem grandes mudanças na DO.
