Optimisation of paediatrics computed radiography for full spine curvature measurements using a phantom: a pilot study

Aim: Optimise a set of exposure factors, with the lowest effective dose, to delineate spinal curvature with the modified Cobb method in a full spine using computed radiography (CR) for a 5-year-old paediatric anthropomorphic phantom. Methods: Images were acquired by varying a set of parameters: positions (antero-posterior (AP), posteroanterior (PA) and lateral), kilo-voltage peak (kVp) (66-90), source-to-image distance (SID) (150 to 200cm), broad focus and the use of a grid (grid in/out) to analyse the impact on E and image quality (IQ). IQ was analysed applying two approaches: objective [contrast-to-noise-ratio/(CNR] and perceptual, using 5 observers. Monte-Carlo modelling was used for dose estimation. Cohen’s Kappa coefficient was used to calculate inter-observer-variability. The angle was measured using Cobb’s method on lateral projections under different imaging conditions. Results: PA promoted the lowest effective dose (0.013 mSv) compared to AP (0.048 mSv) and lateral (0.025 mSv). The exposure parameters that allowed lower dose were 200cm SID, 90 kVp, broad focus and grid out for paediatrics using an Agfa CR system. Thirty-seven images were assessed for IQ and thirty-two were classified adequate. Cobb angle measurements varied between 16°±2.9 and 19.9°±0.9. Conclusion: Cobb angle measurements can be performed using the lowest dose with a low contrast-tonoise ratio. The variation on measurements for this was ±2.9° and this is within the range of acceptable clinical error without impact on clinical diagnosis. Further work is recommended on improvement to the sample size and a more robust perceptual IQ assessment protocol for observers.

Otimização de dose em mamografia

Mestrado em Radiações Aplicadas às Tecnologias da Saúde. Área de especialização: Imagem Digital com Radiação X.

Avaliação da distribuição de dose em doentes com cancro da mama: cobertura e homogeneidade no volume alvo e dose nos órgãos de risco

Mestrado em Radioterapia

Radiological imaging in digital systems: the effect of exposure parameters in diagnostic quality and patient dose

Esta tese pretende contribuir para o estudo e análise dos factores relacionados com as técnicas de aquisição de imagens radiológicas digitais, a qualidade diagnóstica e a gestão da dose de radiação em sistema de radiologia digital. A metodologia encontra-se organizada em duas componentes. A componente observacional, baseada num desenho do estudo de natureza retrospectiva e transversal. Os dados recolhidos a partir de sistemas CR e DR permitiram a avaliação dos parâmetros técnicos de exposição utilizados em radiologia digital, a avaliação da dose absorvida e o índice de exposição no detector. No contexto desta classificação metodológica (retrospectiva e transversal), também foi possível desenvolver estudos da qualidade diagnóstica em sistemas digitais: estudos de observadores a partir de imagens arquivadas no sistema PACS. A componente experimental da tese baseou-se na realização de experiências em fantomas para avaliar a relação entre dose e qualidade de imagem. As experiências efectuadas permitiram caracterizar as propriedades físicas dos sistemas de radiologia digital, através da manipulação das variáveis relacionadas com os parâmetros de exposição e a avaliação da influência destas na dose e na qualidade da imagem. Utilizando um fantoma contraste de detalhe, fantomas antropomórficos e um fantoma de osso animal, foi possível objectivar medidas de quantificação da qualidade diagnóstica e medidas de detectabilidade de objectos. Da investigação efectuada, foi possível salientar algumas conclusões. As medidas quantitativas referentes à performance dos detectores são a base do processo de optimização, permitindo a medição e a determinação dos parâmetros físicos dos sistemas de radiologia digital. Os parâmetros de exposição utilizados na prática clínica mostram que a prática não está em conformidade com o referencial Europeu. Verifica-se a necessidade de avaliar, melhorar e implementar um padrão de referência para o processo de optimização, através de novos referenciais de boa prática ajustados aos sistemas digitais. Os parâmetros de exposição influenciam a dose no paciente, mas a percepção da qualidade de imagem digital não parece afectada com a variação da exposição. Os estudos que se realizaram envolvendo tanto imagens de fantomas como imagens de pacientes mostram que a sobreexposição é um risco potencial em radiologia digital. A avaliação da qualidade diagnóstica das imagens mostrou que com a variação da exposição não se observou degradação substancial da qualidade das imagens quando a redução de dose é efectuada. Propõe-se o estudo e a implementação de novos níveis de referência de diagnóstico ajustados aos sistemas de radiologia digital. Como contributo da tese, é proposto um modelo (STDI) para a optimização de sistemas de radiologia digital.

Avaliação da dose glandular média (MGD) em três sistemas mamográficos

Este estudo tem por objectivos determinar a Dose Glandular Média - Mean Glandular Dose (MGD) - em 3 sistemas de Mamografia e comparar os valores obtidos com os referenciais internacionais. O estudo foi realizado num sistema analógico de Écran-Película (EP) e em dois sistemas de imagem digital (CR e DR). Foi efectuado o cálculo da Entrance Surface Air Kerma (ESAK) e da MGD em três equipamentos a partir de uma amostra de dados referentes a 30 mulheres assintomáticas, com idades compreendidas entre os 40 e 64 anos. Em cada equipamento objecto de análise, foram recolhidos os dados referentes a 10 mulheres. Foram consideradas as projecções crânio-caudal (CC) e oblíqua médio-lateral (MLO). A análise de resultados revelou que o valor de MGD varia quando se compara os três sistemas. Nas incidências CC os valores de MGD obtidos foram de 1,54 mGy (EP), 1,78 mGy (CR) e 0,82 mGy (DR). Nas incidências MLO o valor de MGD foi de 1,53 mGy no sistema EP, de 1,78 mGy no CR e 0,87 mGy no sistema DR. Constata-se que o valor de MGD na incidência de CC é inferior ao valor de MGD na incidência MLO, excepto para o sistema EP. Verifica-se também que o sistema EP apresenta maior variabilidade nos dados de MGD comparativamente com os restantes sistemas. O sistema DR é o que apresenta a menor variabilidade de valores MGD e também valores de MGD mais baixos. Comparando os resultados deste estudo com as referências internacionais, verifica-se que a MGD se encontra abaixo do limite de 2 mGy recomendado. ABSTRACT - This study aims to estimate the Mean Glandular Dose (MGD) associated with three different mammographic systems and compare the results with recommended international reference values. The systems included in the study included a conventional Screen-Film (SF) system and two digital mammography systems (CR and DR). Entrance Surface Air Kerma (ESAK) and MGD associated with each equipment were calculated. A sample of 30 healthy women (age ranging from 40 to 64 years old) undertaking screening mammography was considered in this study. The mammographic exam includes two projections, cranio-caudal (CC) and medio-lateral oblique (MLO). The MGD results obtained for CC projection were 1,54 mGy (SF), 1,78 mGy (CR) and 0,82 mGy (DR). MGD values for the MLO projection were 1,53 mGy (SF), 1,78 mGy (CR) and 0,87 mGy (DR). Results show that MGD value is slightly lower in the CC projection than in MLO, except for the SF system (1,54 mGy; 1,53 mGy). In addition the MGD for the SF system varied more than that associated with the digital systems. The DR system allows a narrow variation of MGD values and also lower MGD values. Comparing this study results with the international references we concluded that MGD values are below the 2 mGy recommended value for the three systems evaluated.

Avaliação da dose absorvida na tiróide, em cintigrafias com 123I e Na99mTcO4 utilizando modelos biocinéticos e métodos de Monte Carlo

Mestrado em Radiações Aplicadas às Tecnologias da Saúde. Área de especialização: Protecção contra Radiações

Avaliação dosimétrica em tumores de mama: comparação de três técnicas

Objetivo – Comparar a técnica convencional, a técnica de energias mistas e a técnica field-in-field com energias mistas, verificando a dose recebida nos órgãos de risco e no volume alvo. Metodologia – Quinze doentes com carcinoma da mama esquerda classificadas de T1-T3N0M0 foram tratadas com cirurgia conservadora da mama, seguida de radioterapia pós-operatória. Para cada doente realizaram-se 3 planeamentos dosimétricos, sendo que cada um deles diz respeito a uma das diferentes técnicas em estudo. Através dos HDV gerados avaliaram-se a Dmáx, Dmed, Dmín, D95%, D3% e a homogeneidade da dose no volume alvo, bem como a dose nos órgãos de risco. Utilizou-se o teste de Friedman para verificar a significância do estudo, com um intervalo de confiança de 95%. Resultados – Relativamente ao pulmão esquerdo e ao coração obtiveram-se, com a técnica field-in-field com energias mistas, doses inferiores em comparação com as outras duas técnicas. Para a Dmáx e a homogeneidade de dose no PTV, a técnica field-in-field com energias mistas revelou-se mais eficaz, comparativamente às outras técnicas. No entanto, verificou-se uma melhor cobertura de dose no PTV com a técnica convencional. Considerações finais – A técnica field-in-field com energias mistas permite uma redução da dose nos órgãos de risco, uma redução significativa da Dmáx no PTV e melhora a homogeneidade da dose, comparativamente com as outras técnicas. Os resultados obtidos com a técnica field-in-field com energias mistas apontam para a redução dos efeitos secundários provocados pelo tratamento. ABSTRACT - Purpose – To compare the conventional technique, the technique of mixed energies and the technique field-in-field with mixed energies, checking the received dose in organs at risk and target volume. Methods – Fifteen patients with carcinoma of the left breast classified as T1-T3N0M0 were treated with breast-conserving surgery, followed by postoperative radiotherapy. For each patient were carried out three dosimetric plannings, each one of them concerns the different techniques under study. Through the DVH generated to evaluate Dmax, Dmed, Dmin, D95%, D3% and the homogeneity of the target volume dose, well as the dose in organs at risk. We used the Friedman test to assess the significance of the study, with a confidence interval of 95%. Results – For the left lung and heart were obtained with the technique field-in-field with mixed energies, lower doses compared with the other two techniques. For the Dmax and the homogeneity of the PTV dose, the technique field-in-field with mixed energies was more effective compared to other techniques. However, there was a better coverage of the PTV dose with conventional technique. Conclusions – The technique field-in-field with mixed energy allows a reduction in dose for organs at risk, a significant reduction Dmax in PTV and improves the homogeneity of the dose compared with other techniques. The results obtained with the technique field-in-field with mixed energy indicate to reduce the side effects caused by the treatment.

Caracterização tecnológica da mamografia digital em Portugal: progresso de um projeto em implementação

Introdução – A mamografia é o principal método de diagnóstico por imagem utilizado no rastreio e diagnóstico do cancro da mama, sendo a modalidade de imagem recomendada em vários países da Europa e Estados Unidos para utilização em programas de rastreio. A implementação da tecnologia digital causou alterações na prática da mamografia, nomeadamente a necessidade de adaptar os programas de controlo de qualidade. Objetivos – Caracterizar a tecnologia instalada para mamografia em Portugal e as práticas adotadas na sua utilização pelos profissionais de saúde envolvidos. Concluir sobre o nível de harmonização das práticas em mamografia em Portugal e a conformidade com as recomendações internacionais. Identificar oportunidades para otimização que permitam assegurar a utilização eficaz e segura da tecnologia. Metodologia – Pesquisa e recolha de dados sobre a tecnologia instalada, fornecidos por fontes governamentais, prestadores de serviços de mamografia e indústria. Construção de três questionários, orientados ao perfil do médico radiologista, técnico de radiologia com atividade em mamografia digital e técnico de radiologia coordenador. Os questionários foram aplicados em 65 prestadores de serviços de mamografia selecionados com base em critérios de localização geográfica, tipo de tecnologia instalada e perfil da instituição. Resultados – Foram identificados 441 sistemas para mamografia em Portugal. A tecnologia mais frequente (62%) e vulgarmente conhecida por radiografia computorizada (computed radiography) é constituída por um detector (image plate) de material fotoestimulável inserido numa cassete de suporte e por um sistema de processamento ótico. A maioria destes sistemas (78%) está instalada em prestadores privados. Aproximadamente 12% dos equipamentos instalados são sistemas para radiografia digital direta (Direct Digital Radiography – DDR). Os critérios para seleção dos parâmetros técnicos de exposição variam, observando-se que em 65% das instituições são adotadas as recomendações dos fabricantes do equipamento. As ferramentas de pós-processamento mais usadas pelos médicos radiologistas são o ajuste do contraste e brilho e magnificação total e/ou localizada da imagem. Quinze instituições (em 19) têm implementado um programa de controlo de qualidade. Conclusões – Portugal apresenta um parque de equipamentos heterogéneo que inclui tecnologia obsoleta e tecnologia “topo de gama”. As recomendações/guidelines (europeias ou americanas) não são adotadas formalmente na maioria das instituições como guia para fundamentação das práticas em mamografia, dominando as recomendações dos fabricantes do equipamento. Foram identificadas, pelos técnicos de radiologia e médicos radiologistas, carências de formação especializada, nomeadamente nas temáticas da intervenção mamária, otimização da dose e controlo da qualidade. A maioria dos inquiridos concorda com a necessidade de certificação da prática da mamografia em Portugal e participaria num programa voluntário. ABSTRACT - Introduction – Mammography is the gold standard for screening and imaging diagnosis of breast disease. It is the imaging modality recommended by screening programs in various countries in Europe and the United States. The implementation of the digital technology promoted changes in mammography practice and triggered the need to adjust quality control programs. Aims –Characterize the technology for mammography installed in Portugal. Assess practice in use in mammography and its harmonization and compliance to international guidelines. Identify optimization needs to promote an effective and efficient use of digital mammography to full potential. Methodology – Literature review was performed. Data was collected from official sources (governmental bodies, mammography healthcare providers and medical imaging industry) regarding the number and specifications of mammography equipment installed in Portugal. Three questionnaires targeted at radiologists, breast radiographers and the chief-radiographer were designed for data collection on the technical and clinical practices in mammography. The questionnaires were delivered in a sample of 65 mammography providers selected according to geographical criteria, type of technology and institution profile. Results – Results revealed 441 mammography systems installed in Portugal. The most frequent (62%) technology type are computerized systems (CR) mostly installed in the private sector (78%). 12% are direct radiography systems (DDR). The criteria for selection of the exposure parameters differ between the institutions with the majority (65%) following the recommendations from the manufacturers. The use of available tools for post-processing is limited being the most frequently reported tools used the contrast/ brightness and Zoom or Pan Magnification tools. Fifteen participant institutions (out of 19) have implemented a quality control programme. Conclusions – The technology for mammography in Portugal is heterogeneous and includes both obsolete and state of the art equipment. International guidelines (European or American) are not formally implemented and the manufacturer recommendations are the most frequently used guidance. Education and training needs were identified amongst the healthcare professionals (radiologists and radiographers) with focus in the areas of mammography intervention, patient dose optimization and quality control. The majority of the participants agree with the certification of mammography in Portugal.

Effective teaching and optimal experiences: possible link

ISME, Thessaloniki, 2012

Assessment of patient dose in digital systems

The assessment of patient dose has gained increased attention, still being an issue of concern that arises from the use of digital systems. The development of digital technology offers the possibility for a reduction of radiation dose around 50% without loss in image quality when compared to a conventional screen–film system. Digital systems give an equivalent or superior diagnostic performance and also several other advantages, but the risk of overexposure with no adverse effect on image quality could be present. This chapter refers to the management of patient dose and provides an explanation of dose-related concepts. In this chapter, exposure influence in dose and image representation and the effects of radiation exposure are also discussed.

Erros de distribuição em dose unitária: tipos e causas

Os erros de medicação são um problema de saúde pública com uma repercussão económica importante, afectando a qualidade de vida dos utentes e os custos em saúde. Ao nível da farmácia hospitalar, “que tem como principal função a dispensa dos medicamentos aos doentes de acordo com a prescrição médica, nas quantidades e especificações solicitadas, de forma segura e no prazo requerido, promovendo o uso seguro e racional do medicamento,” o erro de distribuição é definido como a discrepância entre a ordem prescrita pelo médico e o atendimento dessa ordem, podendo gerar oportunidades de erros de administração. Os erros classificam-se em função da etapa do circuito do medicamento em que ocorrem: prescrição, distribuição e administração. A distribuição de medicamentos em sistema de dose unitária (DMDU) está descrita como imperativo para aumentar a segurança no circuito do medicamento, prevendo uma distribuição diária de medicamentos, em dose individual unitária, para um período de 24 horas. Sempre que possível, a DMDU deverá apoiar-se em equipamentos semi-automáticos, para redução dos erros. Sendo a qualidade e segurança uma preocupação crescente e uma prioridade dos sistemas de saúde, os profissionais de saúde devem intervir activamente na melhoria dos sistemas de utilização dos medicamentos para garantir a segurança do doente. Consequentemente, vários estudos têm sido desenvolvidos para verificar os tipos de erros mais frequentes em farmácia hospitalar. Objectivo do estudo: identificar os principais erros de distribuição em dose unitária descritos na literatura nos últimos 5 anos e as suas causas, através de uma revisão sistemática.

Estudo dosimétrico comparativo do Acuros® XB: algoritmo avançado de cálculo de dose com o AAA – Anisotropic Analytical Alghorithm, em tratamentos de radioterapia externa com a técnica de RapidArc™

Mestrado em Radioterapia.

Avaliação da distribuição de dose no CTV-PTV através de imagem guiada em doentes com carcinoma da próstata

Mestrado em Radioterapia.

Influência do volume vesical na diminuição da dose recebida na bexiga e no PTV em doentes com tumor de reto tratados com belly-board

Introdução: O cancro retal continua a ser um dos principais problemas de saúde a nível mundial, sendo a toxicidade gastro-intestinal e génito-urinária os efeitos tardios da radioterapia mais reportados. A utilização da Belly-Board para minimizar essa toxicidade, reduzindo o volume de bexiga e intestino delgado irradiados é recomendada. No entanto, o protocolo mais adequado para o volume vesical nestes doentes é ainda tema de controvérsia. Objetivo: Avaliar a influência do volume vesical na dose recebida na bexiga e no PTV, em doentes com tumor de reto, posicionados em decúbito ventral, com belly-board. Materiais e Métodos: 38 doentes com tumor de reto tratados no CHBM, agrupados em dois grupos: o 1º grupo, com 19 doentes que realizaram tratamento com bexiga cheia e o 2º grupo, com 19 doentes que realizaram tratamento com bexiga vazia. Os dados foram obtidos através dos HDV’s e foram comparadas as doses máximas no PTV e a percentagem de volume de bexiga que recebe 50Gy. Foi utilizado o teste estatístico U-Mann Whitney com um nível de significância de 0,05. A hipótese de pesquisa deste estudo propõe que os dois grupos diferem significativamente entre si e a hipótese nula propõe que os dois grupos não diferem significativamente entre si, para ambas as variáveis. Resultados: Não se observaram diferenças estatisticamente significativas entre os grupos no que diz respeito à dose máxima no PTV. No que se refere à percentagem de volume de bexiga que recebe 50Gy verificaram-se diferenças estatisticamente significativas, tendo o grupo de doentes que realizaram tratamento com bexiga cheia apresentado valores mais baixos. Conclusões: Este estudo demonstrou o benefício da utilização do protocolo de bexiga cheia em doentes com tumor de reto tratados com belly-board, na diminuição da percentagem de volume de bexiga que recebe 50Gy.

Comparação do cálculo de dose com os algoritmos Analytical Anisotropic Algorithm e Pencil Beam Convolution na patologia de pulmão

Mestrado em Radioterapia.