Efeito dos parâmetros técnicos na dose e qualidade de imagem num sistema de radiografia computorizada

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

Um equilíbrio entre qualidade de imagem e dose efetiva na radiografia às órbitas para procura de objetos estranhos ferromagnéticos intraoculares: um estudo piloto

Objectivo do estudo - Investigar se os fatores standard de aquisição de radiografias às órbitas estão otimizados para a deteção de corpos estranhos ferromagnéticos intraoculares em pacientes que irão ser submetidos a ressonâncias magnéticas.

Técnico de AP integrado numa equipa de investigação

Desafios do estudo: realizar e optimizar a técnica para demonstração de MN em linfócitos de sangue periférico e células esfoliadas da mucosa bucal; screening de MN; estudo de polimorfismos. Objectivos do estudo: identificar efeitos para a saúde; comparar a frequência de MN em linfócitos do sangue periférico e em células esfoliadas da mucosa bucal dos trabalhadores expostos a FA nos laboratórios de AP –patologistas, técnicos e auxiliares com controlos.

Evaluation of staining techniques on the results of micronucleus in exfoliated oral mucosa cells

Micronuclei (MN) in exfoliated epithelial cells are widely used as biomarkers of cancer risk in humans. MN are classified as biomarkers of the break age and loss of chromosomes. They are small, extra nuclear bodies that arise in dividing cells from centric chromosome/chromatid fragments or whole chromosomes/chromatids that lag behind in anaphase and are not included in the daughter nuclei in telophase. Buccal mucosa cells have been used in biomonitoring exposed populations because these cells are in the direct route of exposure to ingested pollutant, are capable of metabolizing proximate carcinogens to reactive chemicals, and are easily and rapidly collected by brushing the buccal mucosa. The objective of the present study was to further investigate if, and to what extent, different stains have an effect on the results of micronuclei studies in exfoliated cells. These techniques are: Papanicolaou (PAP), Modified Papanicolaou, May-Grünwald Giemsa (MGG), Giemsa, Harris’s Hematoxylin, Feulgen with Fast Green counterstain and Feulgen without counterstain.

Exposição profissional a formaldeído em laboratórios de anatomia patológica: que realidade em Portugal?

O formaldeído é um gás incolor, solúvel na água e que reage rapidamente com o local de contacto. É utilizado nos laboratórios de Anatomia Patológica (AP) como fixador de células e tecidos - importante local de exposição ocupacional ao formaldeído, nomeadamente por médicos patologistas, técnicos de AP e auxiliares de acção médica. Objectivos do estudo: conhecer a exposição a formaldeído nos laboratórios hospitalares de Anatomia Patológica em Portugal; comparar a frequência de MN em linfócitos do sangue periférico e em células esfoliadas da mucosa bucal dos trabalhadores expostos a formaldeído nos laboratórios de AP – patologistas, técnicos de AP e auxiliares com controlos.

Digital radiography detectors - A technical overview: Part 1

During the last two decades screen-film (SF) systems have been replaced by digital X-ray systems. The advent of digital technologies brought a number of digital solutions based on different detector and readout technologies. Improvements in technology allowed the development of new digital technologies for projection radiography such as computed radiography (CR) and digital radiography (DR). The large number of scientific papers concerning digital X-ray systems that have been published over the last 25 years indicates the relevance of these technologies in healthcare. There are important differences among different detector technologies that may affect system performance and image quality for diagnostic purposes. Radiographers are expected to have an effective understanding of digital X-ray technologies and a high level of knowledge and awareness concerning the capabilities of these systems. Patient safety and reliable diagnostic information are intrinsically linked to these factors. In this review article - which is the first of two parts - a global overview of the digital radiography systems (both CR and DR) currently available for clinical practice is provided.

Digital radiography detectors - A technical overview: Part 2

Digital X-ray detector technologies provide several advantages when compared with screen-film (SF) systems: better diagnostic quality of the radiographic image, increased dose efficiency, better dynamic range and possible reduction of radiation exposure to the patient. The transition from traditional SF systems to digital technology-based systems highlights the importance of the discussion around technical factors such as image acquisition, themanagement of patient dose and diagnostic image quality. Radiographers should be aware of these aspects concerning their clinical practice regarding the advantages and limitations of digital detectors. Newdigital technologies require an up-to-date of scientific knowledge concerning their use in projection radiography. This is the second of a two-part review article focused on a technical overview of digital radiography detectors. This article provides a discussion about the issues related to the image acquisition requirements and advantages of digital technologies, the management of patient dose and the diagnostic image quality.

Evaluation of exposure index (IgM) in orthopaedic radiography

The exposure index (lgM) obtained from a radiographic image may be a useful feedback indicator to the radiographer about the appropriate exposure level in routine clinical practice. This study aims to evaluate lgM in orthopaedic radiography performed in the standard clinical environment. We analysed the lgM of 267 exposures performed with an AGFA CR system. The mean value of lgM in our sample is 2.14. A significant difference (P=0.000<0.05) from 1.96 lgM reference is shown. Data show that 72% of exposures are above the 1.96 lgM and 42% are above the limit of 2.26. Median values of lgM are above 1.96 and below 2.26 for Speed class (SC) 200 (2.16) and SC400 (2.13). The interquartile range is lower in SC400 than in SC200. Data seem to indicate that lgM values are above the manufacturer’s reference of 1.96. Departmental exposure charts should be optimised to reduce the dose given to patients.

Wells turbine: fiberglass flanges

A introdução desta tese começa por realizar um enquadramento do projecto em mão, apresentando a central de energia das ondas em que se encontram os componentes em fibra de vidro a projectar. Esta central usa o princípio de variação de coluna de água, e encontra-se localizada na ilha do Pico, Açores. São de seguida apresentados os objectivos deste trabalho, que consistem na selecção de materiais de fabrico dos componentes, desenvolvimento de uma metodologia para projectar juntas aparafusadas em materiais compósitos, dimensionamento e comparação de duas juntas concorrentes em materiais compósitos: junta solicitada à tracção e junta solicitada ao corte, validação da análise e estudo das causas dos vários tipos de falha destas juntas. A parte I deste trabalho é o resultado da pesquisa bibliográfica efectuada para levar a cabo os objectivos definidos. Assim, começa por se fazer uma descrição dos materiais e processos de fabrico que mais se adequam ao presente projecto, nomeadamente fibra de vidro, resinas, tecidos, impregnação manual, RTM e infusão por vácuo. Daqui resultou que os materiais mais adequados para esta aplicação são fibra de vidro do tipo E e resina polyester devido ao seu baixo custo e larga utilização em aplicações estruturais marinhas. O processo de fabrico mais eficiente é a infusão por vácuo devido á sua vocação para pequenas séries de produção, a poupança que permite em termos de mão-de-obra, a complacência com normas de emissão de voláteis e as boas propriedades das partes produzidas. No capítulo II da parte I são discutidos os tópicos relacionados com juntas em materiais compósitos. Da pesquisa levada a cabo conclui-se que as grandes vantagens das juntas aparafusadas são a sua facilidade de montagem e desmontagem, facilidade de inspecção e capacidade de ligar quaisquer tipos de materiais. Quanto à furação de compósitos é importante referir a necessidade de utilizar ferramentas resistentes e parâmetros de maquinação que minimizem o dano infligido aos laminados. Isto é possível através da selecção de ferramentas com passos baixos que reduzam igualmente a dimensão do seu centro estático responsável pela força axial exercida sobre o laminado - principal factor causador de dano. Devem-se igualmente utilizar baixas velocidades de avanço e elevadas velocidades de rotação. É importante salientar a importância da realização de pré-furação, de utilização de um prato de suporte na superfície de saída do laminado e a existência de ferramentas especialmente concebidas para a furação de compósitos. Para detectar e quantificar o dano existente num furo destacam-se os métodos de inspecção ultrasónica e a radiografia. Quanto aos parâmetros que influenciaram o comportamento de juntas aparafusadas destacam-se os rácios largura/diâmetro, distância ao bordo/diâmetro, espessura/diâmetro, pré-tensão, fricção, sequência de empilhamento e respectivas proporções, dimensão das anilhas e folga entre o parafuso e o furo. A pesquisa efectuada visando metodologias de projecto fiáveis ditou a necessidade de utilizar métodos que permitiram determinar o parafuso mais carregado de uma junta, efectuar o cálculo de tensões no mesmo, e ainda métodos que permitam determinar a primeira falha que ocorre no laminado bem como a falha final no mesmo. O capítulo III da primeira parte descreve os métodos de análise de tensões necessários para as metodologias de projecto utilizadas. Aqui é apresentada a teoria clássica da laminação, um método para determinação do parafuso mais carregado, um método analítico baseado na teoria da elasticidade anisotrópica de um corpo e o método dos elementos finitos. O método para determinar o parafuso mais carregado - análise global - consiste num modelo bidimensional de elementos finitos em que 2 laminados coincidentes são modelados com elementos lineares de casca com 4 nós, sendo a extremidade de um laminado restringida em todos os graus de liberdade e a extremidade oposta do segundo laminado carregada com a carga pretendida. Os laminados são ligados através de elementos mola que simulam os parafusos, sendo a sua constante de rigidez previamente calculada para este fim. O método analítico modela o contacto assumindo uma distribuição de pressão cosinoidal ao longo de metade do furo, e é válido para laminados simétricos e quasi-isotrópicos. O método dos elementos finitos é o que mais factores permite ter em conta, sendo os modelos tridimensionais com um elemento por camada os que melhor modelam o estado de tensões experienciado por uma junta aparafusada em materiais compósitos. O tópico de análise de falha é abordado no capítulo 4 da primeira parte. Aqui são apresentados os resultados do world wide failure exercice que compara vários critérios de falha existentes até 2004, fazendo-se referência a desenvolvimentos recentes que têm ocorrido nesta área. O critério de Puck surge como aquele que permite previsões de falha mais exactas. O critério de falha de Hashin 3D foi o escolhido para o presente trabalho, devido à sua facilidade de implementação num modelo de elementos finitos, à sua capacidade para detectar modos de falha subcríticos e à sua utilização em trabalhos anteriores que apresentaram previsões de falha muito próximas dos dados experimentais. Também neste capítulo se apresentaram os vários tipos de falha de uma junta aparafusada em materiais compósitos, apresentando as causas de cada uma. Por fim, na última secção, apresenta-se o método de dano progressivo que se desenvolveu para prever a primeira falha final do laminado. Este é muito interessante tendo permitido previsões de falha muito próximas dos resultados experimentais em trabalhos anteriores. Este método é iterativo e encontra-se dividido em 3 passos: Análise de tensões, análise de falha utilizando o critério de Hashin 3D e degradação de propriedades, de acordo com o tipo de falha detectada. Para além dos passos referidos, existe ainda um quarto responsável pelo fim da análise que consiste na aferição da existência ou não de falha final e respectivo tipo de falha (por pressão de contacto, por tensão ou por esforços de corte). No capítulo V da primeira parte é apresentado o resultado de uma pesquisa das normas de teste necessárias para obter as propriedades dos materiais requeridas para a aplicação dos métodos descritos neste trabalho. A parte II deste trabalho consiste na aplicação dos métodos apresentados na parte I ao caso concreto em estudo. Os softwares Microsoft Excel, Matlab e ANSYS foram utilizados para este fim. A junta começa por ser dimensionada estimando a espessura necessária do componente e o número e características dos parafusos. De seguida foi feita uma análise global à flange em estudo determinando a força suportada pelo parafuso mais carregado. Após esta análise desenvolveu-se um modelo tridimensional de elementos finitos da zona em que se encontra o parafuso mais carregado, utilizando elementos sólidos lineares e isoparamétricos de 8 nós e uma malha gerada pelo método directo. Aplicou-se a este modelo o algoritmo de dano progressivo descrito na primeira parte. Começou por se incluir explicitamente o parafuso, anilhas, pré-tensão e a modelação dos vários contactos com fricção posteriormente simplificado o modelo restringindo radialmente os nós da porção carregada do furo, excluindo os factores mencionados inicialmente. Procurou-se validar o modelo utilizando o método de cálculo de tensões descrito na primeira parte, desenvolvendo um programa em Matlab para o efeito. Tal não foi possível tendo-se incluído a tentativa realizada em anexo. Para efeitos de dimensionamento, desenvolveu-se um modelo de elementos finitos de duas dimensões da junta em causa, utilizando elementos de casca lineares de quatro nós isoparamétricos com uma espessura unitária. Através da análise de tensões efectuada com este modelo, e utilizando um método combinado programado em linguagem paramétrica, foi possível dimensionar as duas juntas concorrentes pretendidas. Este método combinado consistiu no cálculo de tensões em pontos localizados sobre uma curva característica e utilização de um critério de falha quadrático para cálculo da espessura necessária para a junta. O dimensionamento ditou que a junta solicitada à tensão necessita de pelo menos 127% das camadas e do custo de uma junta solicitada ao corte equivalente.

Desvios de posicionamento: uma condicionante da precisão em radioterapia

Barreiras para a precisão em radioterapia: delimitação de volumes, erros de posicionamento, movimento dos órgãos. Revolução imagiológica na monitorização do tratamento: radiografia, EPID, CONE-BEAM CT. Objectivo do estudo: quantificar desvios de posicionamento em doentes com patologias de cabeça e pescoço e próstata nos tratamentos de Radioterapia.

Exposição ocupacional a formaldeído: avaliação da exposição e efeitos genotóxicos

O formaldeído (FA) foi classificado, em 2004, pela International Agency for Cancer Research como agente cancerígeno. Este agente químico ocupa a 25ª posição em toda a produção química dos Estados Unidos da América, com mais de 5 milhões de toneladas produzidas por ano. Devido à sua importância económica e uso diversificado, muitos indivíduos estão expostos profissionalmente a FA. Com o estudo desenvolvido pretendeu‑se avaliar a exposição a FA em dois contextos ocupacionais distintos – na produção de FA e resinas e em laboratórios de anatomia patológica (AP) e relacionar com eventuais efeitos para a saúde, comparando a frequência de micronúcleos (MN) em linfócitos do sangue periférico e em células esfoliadas da mucosa bucal dos trabalhadores expostos a FA com indivíduos não expostos (controlos). Como amostra foram estudados 80 trabalhadores ocupacionalmente expostos a FA: 30 trabalhadores da fábrica de produção de FA e resinas e 50 trabalhadores de 10 laboratórios de AP. Foi constituído um grupo controlo de 85 indivíduos com atividades profissionais que não envolviam a exposição a formaldeído ou qualquer outro agente químico com propriedades genotóxicas. Aplicaram‑se duas metodologias distintas de avaliação ambiental do FA com o objetivo de conhecer a exposição profissional. Compararam‑se os resultados obtidos com os valores limite para a exposição média ponderada (TLV‑TWA=0,75 ppm) e para a concentração máxima (VLE‑CM=0,3 ppm). A totalidade dos laboratórios apresentou resultados superiores ao valor de referência existente para a concentração máxima. Nenhum dos resultados obtidos para a exposição média ponderada foi superior ao valor de referência. O exame macroscópico obteve os valores das concentrações máximas mais elevadas em 90% dos laboratórios. Os valores de MN foram mais elevados nos indivíduos expostos a FA comparativamente com os controlos. No caso dos MN nos linfócitos, a média foi de 3,96 nos expostos e de 0,81 nos não expostos. Os MN nas células esfoliadas da boca apresentaram uma média de 0,96 nos expostos e de 0,16 nos controlos. Os resultados obtidos nesta acção de biomonitorização podem revelar‑se particularmente úteis para as organizações responsáveis em definir os níveis aceitáveis para a exposição humana a FA. ABSTRACT: Since 2004, formaldehyde (FA) has been classified by the International Agency for Cancer Research as a carcinogen. The FA ranks 25th in the overall United States chemical production, with more than 5 million tons produced each year. Due to its economic importance and varied use, many individuals are exposed to FA at their occupational settings. This study aimed to assess the exposure to FA in two occupational settings – FA production factory and pathology anatomy (PA) laboratories – and relate it to possible health effects by comparing frequency of micronuclei (MN) in peripheral blood lymphocytes and exfoliated cells from the oral mucosa of workers exposed to FA with individuals not exposed to this agent (controls). This study was performed in 80 workers occupationally exposed to FA: 30 workers of the FA factory and 50 workers in 10 PA laboratories. The control group comprised 85 subjects without exposure. We have applied two different methodologies for environmental monitoring of FA. The results were compared with the reference to the exposure weighted average (TLV‑TWA = 0.75 ppm) and ceiling concentration (VLE‑MC = 0.3 ppm). All laboratories had results higher than the reference value to CM (1.41 ppm). None of the results obtained for the TWA exposure (0.16 ppm) were higher than the reference value. Macroscopic examination obtained the highest values of CM in 90% of laboratories. MN values were higher in individuals exposed to FA as compared to controls. As for MN in lymphocytes, the average was 3.96 in exposed compared with 0.81 in the unexposed. The MN in exfoliated cells of the buccal mucosa had an average of 0.96 in exposed, compared with 0.16 in controls. The results of this biomonitoring can be particularly useful to organizations responsible for defining acceptable levels for human exposure to FA.

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.

Digital imaging systems for plain radiography

Advances in digital technology led to the development of digital x-ray detectors that are currently in wide use for projection radiography, including Computed Radiography (CR) and Digital Radiography (DR). Digital Imaging Systems for Plain Radiography addresses the current technological methods available to medical imaging professionals to ensure the optimization of the radiological process concerning image quality and reduction of patient exposure. Based on extensive research by the authors and reference to the current literature, the book addresses how exposure parameters influence the diagnostic quality in digital systems, what the current acceptable radiation doses are for useful diagnostic images, and at what level the dose could be reduced to maintain an accurate diagnosis. The book is a valuable resource for both students learning the field and for imaging professionals to apply to their own practice while performing radiological examinations with digital systems.

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.

Practical insights into digital radiology

Digital radiography detectors—based on different technological solutions—are currently available for clinical applications and widespread in clinical practice. Computed radiography (CR) and digital radiology systems have been available for clinical applications and the trend over the last few years has become digital. Radiology departments have been changing from traditional screen–film technology to digital technology. This chapter is intended to give the reader a practical understanding about the key aspects concerning digital systems, related to the performance of different technologies, image quality, and dose and patient safety/protection. The discussion around an optimization framework for digital systems is provided.