Ultrasonic absorption in polymer gel dosimeters

Ultrasonic absorption in polymer gel dosimeters was investigated. An ultrasonic interferometer was used to study the frequency (f) dependence of the absorption coefficient (alpha) in a polyacrylamide gel dosimeter (PAG) in the frequency range 5-20 MHz. The frequency dependence of ultrasonic absorption deviated from that of an ideal viscous fluid. The presence of relaxation mechanisms was evidenced by the frequency dependence of alpha/f(2) and the dispersion in ultrasonic velocity. It was concluded that absorption in polymer gel dosimeters is due to a number of relaxation processes which may include polymer-solvent interactions as well as relaxation due to motion of polymer side groups. The dependence of ultrasonic absorption on absorbed dose and formulation was also investigated in polymer gel dosimeters as a function of pH and chemical composition. Changes in dosimeter pH and chemical composition resulted in a variation in ultrasonic dose response curves. The observed dependence on pH was considered to be due to pH induced modifications in the radiation yield while changes in chemical composition resulted in differences in polymerisation kinetics. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Conformational changes in SP-B as a function of surface pressure

X-ray reflectivity of bovine and sheep surfactant-associated protein B (SP-B) monolayers is used in conjunction with pressure-area isotherms and protein models to suggest that the protein undergoes changes in its tertiary structure at the air/water interface under the influence of surface pressure, indicating the likely importance of such changes to the phenomena of protein squeeze out as well as lipid exchange between the air-water interface and subphase structures. We describe an algorithm based on the well-established box- or layer-models that greatly assists the fitting of such unknown scattering-length density profiles, and which takes the available instrumental resolution into account. Scattering-length density profiles from neutron reflectivity of bovine SP-B monolayers on aqueous subphases are shown to be consistent with the exchange of a large number of labile protons as well as the inclusion of a significant amount of water, which is partly squeezed out of the protein monolayer at elevated surface pressures.

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.

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.

Evaluation of exposure parameters in plain radiography: a comparative study with european guidelines

Typical distribution of exposure parameters in plain radiography is unknown in Portugal. This study aims to identify exposure parameters that are being used in plain radiography in the Lisbon area and to compare the collected data with European references [Commission of European Communities (CEC) guidelines]. The results show that in four examinations (skull, chest, lumbar spine and pelvis), there is a strong tendency of using exposure times above the European recommendation. The X-ray tube potential values (in kV) are below the recommended values from CEC guidelines. This study shows that at a local level (Lisbon region), radiographic practice does not comply with CEC guidelines concerning exposure techniques. Further national/local studies are recommended with the objective to improve exposure optimisation and technical procedures in plain radiography. This study also suggests the need to establish national/local diagnostic reference levels and to proceed to effective measurements for exposure optimisation.

Identificação dos parâmetros técnicos de exposição em exames radiológicos convencionais na região de Lisboa: uma comparação com a referência europeia

Em Portugal não são conhecidos estudos publicados que identifiquem com clareza as distribuições típicas dos valores associados aos parâmetros técnicos de exposição utilizados nos exames radiológicos mais comuns. Este estudo tem como objectivos identificar os parâmetros técnicos utilizados em exames radiológicos convencionais na região de Lisboa e comparar os dados com a referência europeia CEC. Os resultados obtidos evidenciam que nas projecções estudadas existe uma predominância para o uso de termos de exposição acima da recomendação CEC e de valores de potencial da ampola (kV) abaixo da recomendação. Esta investigação sugere a necessidade de fixar os NRD nacionais, e/ou locais, e efectuar as respectivas medições, dado que a optimização da exposição é um mecanismo de controlo fundamental para limitar as exposições desnecessárias dos pacientes às radiações ionizantes. Conclui-se que a nível local (região da Grande Lisboa) existe um desconhecimento da prática radiológica enquadrada nos referenciais europeus de boa prática radiológica. Desconhecendo-se a situação a nível nacional, sugerem-se estudos no sentido de identificar os padrões de prática radiológica a nível do País e de promover a optimização dos procedimentos em radiologia convencional. ABSTRACT - Typical distribution of exposure parameters in plain radiography is unknown in Portugal. This study aims to identify exposure parameters that are being used in plain radiography in Lisbon area and to compare collected data with European references (CEC guidelines). Results show that in the four anatomic regions there is a strong tendency of using exposure times above the European recommendation. We also found that x-ray tube potential values (kV) are below the recommended values from CEC guidelines. This study shows that at a local level (Lisbon region) radiographic practice does not fit with CEC guidelines concerning exposure techniques. We suggest continuing national/local studies with the objective to improve exposure optimization and technical procedures in plain radiography. This study also suggests the need to establish national/local DRL’s and to proceed to effective measurements for exposure optimization.

Contributo para o estabelecimento de níveis de referência de diagnóstico em equipamentos de TC multidetectores

Actualmente a Tomografia Computorizada (TC) é um dos métodos de diagnóstico por imagem que tem uma maior contribuição para a dose de radiação X recebida pelos pacientes. Pretende-se com este estudo avaliar as doses praticadas em TC e contribuir para o estabelecimento de Níveis de Referência de Diagnóstico (NRD) na região da Grande Lisboa, Portugal. Foram efectuadas medições de dose em 5 equipamentos de TC multidetectores, considerando o abdómen como área anatómica de interesse. Recorreu-se a uma câmara de ionização e a um fantoma para obter o índice de dose de TC (CTDI) e o produto dose-comprimento (DLP), que permitem determinar os NRD. Estes valores foram comparados com os NRD propostos pela Guideline Europeia e com os estudos desenvolvidos em outros países, como o Reino Unido, Grécia e Taiwan. Os resultados revelaram que os valores de NRD obtidos neste estudo (16,7 mGy para o CTDIvol e 436,5 mGy·cm para o DLP) são discrepantes relativamente à Guideline Europeia (±50%), mas muito próximos relativamente aos NRD estabelecidos nos países considerados. Estes valores podem ser eventualmente explicados pelos equipamentos em análise e pela utilização de protocolos de exame adoptados pelos profissionais de Radiologia nas instituições analisadas. ABSTRACT - Nowadays Computed Tomography (CT) is one of the imaging techniques which have a large contribution to radiation dose received by patients. The purpose of this study is to evaluate CT doses and contribute to the establishment of Diagnostic Reference Levels (DRL) in Lisbon, Portugal. Dose measurements on 5 multidetector CT scanners have been performed, considering the abdomen as the anatomic region of interest. All measurements were performed using an ionization chamber and a phantom to obtain the index CT dose (CTDI) and the dose-length product (DLP), which are used to determine DRL. These values were compared not only with European reference dose values but also with DRL studies developed in other countries like United Kingdom, Greece and Taiwan. The results revealed that DRL values obtained in this study (CTDIvol is 16,7 mGy and DLP is 436,5 mGy·cm) have a higher discrepancy to European Guideline (±50%), while the DRL´s of other countries are nearest to values obtained in this study. Those differences may be eventually explained by the type of the evaluated equipments but also by the exam protocols used by the Radiology professionals on the analyzed institutions.

Air pollution at an urban traffic tunnel in Lisbon, Portugal

In this study, the results of chemical concentrations inside and outside of a Lisbon (Portugal) traffic tunnel were compared, during one week. They were obtained by Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA). The tunnel values largely exceed the Air Ambient legislated values and the Pearson Correlations Coefficients point out to soil re-suspension/dispersed road dust (As, Ce, Eu, Hf, Fe, Mo, Sc, Zn), traffic-markers (Ba, Cr), tire wear (Cr, Zn), break wear (Fe, Zn, Ba, Cu, Sb), exhaust and motor oil (Zn) and sea-spray (Br, Na). On all days these elements inside the tunnel were more enriched than outside; significant statistical differences were found for Co (p=0.005), Br (p=0.008), Zn (p=0.01) and Sb (p=0.005), while enrichment factors of As and Sc are statistically identical. The highest values were found for As, Br, Zn and Sb, for both inside and outside the tunnel.

Trace elements in wild and orchard honeys

The present study aims the identification and quantification of trace elements in two types of honey samples: Orchard honey and Wild honey from mainland Portugal. Chemical elements content was assessed by Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA). Concentrations were determinated for Ag, As, Br, Ca, Cl, Cs, Cu, Fe, K, La, Mg, Mn, Na, Rb, Sb, Sc, U, V and Zn. The nutritional values of both honey types were evaluated since this product contains some elements that are essential dietary nutrients for humans. Physical properties of the honey samples, such as electrical conductivy and pH, were assessed as well.

Lichens as biomonitors at indoor environments of primary schools

A biomonitoring study, using transplanted lichens Flavoparmelia caperata, was conducted to assess the indoor air quality in primary schools in urban (Lisbon) and rural (Ponte de Sor) Portuguese sites. The lichens exposure period occurred between April and June 2010 and two types of environments of the primary schools were studied: classrooms and outdoor/courtyard. Afterwards, the lichen samples were processed and analyzed by instrumental neutron activation analysis (INAA) to assess a total of 20 chemical elements. Accumulated elements in the exposed lichens were assessed and enrichment factors (EF) were determined. Indoor and outdoor biomonitoring results were compared to evaluate how biomonitors (as lichens) react at indoor environments and to assess the type of pollutants that are prevalent in those environments.

Burn wood influence on outdoor air quality in a small village: Foros de Arrão, Portugal

One Plus Sequential Air Sampler—Partisol was placed in a small village (Foros de Arrão) in central Portugal to collect PM10 (particles with an aerodynamic diameter below 10 μm), during the winter period for 3 months (December 2009–March 2010). Particles masses were gravimetrically determined and the filters were analyzed by instrumental neutron activation analysis to assess their chemical composition. The water-soluble ion compositions of the collected particles were determined by Ion-exchange Chromatography. Principal component analysis was applied to the data set of chemical elements and soluble ions to assess the main sources of the air pollutants. The use of both analytical techniques provided information about elemental solubility, such as for potassium, which was important to differentiate sources.

Strange matter in the universe

The strange quark matter hypothesis is one of the most exciting speculations of the XX Century Physics. If this hypothesis is correct, the ground state of the matter would be the strange matter, which could form the core of compact objects like neutron stars or even more exotic objects like quarks stars. Due to the high-density and low-temperature regime in these stars, the interaction between quarks through gluon exchange could favor the appearance of a color superconducting state, significantl modifying the equation of state of the system. In this paper we present a general overview of this Subject, taking also into account the effect of strong magnetic field in the quark stars.

Estudo da resposta de um dosímetro eletrónico individual

Introdução – A monitorização da exposição ocupacional a doses de radiação ionizante pode ser complementada por dosímetros eletrónicos individuais que permitem uma leitura direta da dose de radiação recebida. Dada a dependência energética e de débito de dose já reportada para estes dosímetros, este trabalho pretende determinar a linearidade da resposta de um dosímetro eletrónico individual e estudar o comportamento da sua resposta em função da energia de radiação e do débito de dose. Metodologia – Para estudar a dependência da energia da radiação do dosímetro eletrónico pessoal Vertec Bleeper Sv procedeu‑se à sua irradiação com um equivalente de dose individual, Hp(10), de 500 μSv de radiação gama do Cobalto – 60 (60C) e Césio – 137 (137Cs) e das qualidades de radiação X da série Narrow (N): N‑30, N‑40, N‑60, N‑80, N‑100 e N‑120. Para investigar a dependência da resposta em função do débito de dose aplicaram‑se à ampola de raios X as intensidades de corrente elétrica de 1 mA, 5 mA, 10 mA, 15 mA e 20 mA. Resultados – Não existe uma relação entre a resposta do detetor e a energia de radiação a que este é exposto. Ocorre uma subestimação superior a 50% na grandeza medida para energias inferiores a 33 keV, mas ostenta uma medida relativamente linear da grandeza Hp(10) para doses inferiores a 100 μSv. Também se constata que, à medida que o débito de dose aumenta, existe uma diminuição na resposta do dosímetro. O menor decréscimo na resposta deste dosímetro eletrónico individual dá‑se para as qualidades de radiação N‑30 (1,1%), N‑40 (4,1%) e N‑120 (20,0%). Conclusão – Verifica‑se que a resposta do dosímetro individual Vertec Bleeper Sv depende fortemente da energia da radiação e do débito de dose. ABSTRACT: Introduction – The measurement of occupational exposure to radiation doses can be completed with an electronic personal dosemeter that allows a direct reading and alarm function of the received radiation dose. Due to the energy and dose rate dependence already reported for this type of dosemeter, it is intended, with this work, to determine the response linearity of an Electronic Personal Dosemeter and to study its response behavior to the dose rate and radiation energy. Methodology – The electronic personal dosemeter Vertec Bleeper Sv energy dependency was evaluated by its irradiation with 500 μSv from the radionuclides Cobalt – 60 (60C) and Cesium – 137 (137Cs) as well as by the radiation qualities of the Narrow (N) series: N‑30, N‑40, N‑60, N‑80, N‑100 e N‑120. To investigate the dose rate dependency, the intensities of electric current of 1 mA, 5 mA, 10 mA, 15 mA and 20 mA were applied to the X‑ray tube. Results – There is no relationship between the response of the detector and the radiation energy. For energies below 33 keV there is an underestimation over 50% of the radiation dose measured but the detector presents a linear response for energies under 100 μSv. A dependency on the dose rate is perceived since as the dose rate increases, the response of the individual monitor decreases. There is a smaller decrease for the radiation qualities of N‑30 (1.1%), N‑40 (4.1%) and N‑120 (20.0%). Conclusion – It is concluded that there is a strong dependence of radiation energy and dose rate on the response of an electronic personal dosemeter.

Medições de dose no cristalino e na tiróide em tomografia computorizada: projecto

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

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