Análise do plano de radioproteção em radioterapia

Ionizing radiation is used nowadays in various sectors such as agriculture, industry and medicine. The main specialties of medicine which use radiation are the diagnostic radiology, nuclear medicine and radiotherapy. Radiotherapy is a therapeutic modality that is a well established feature for the treatment of malignant disease or not. However, the inadvertent use of ionizing radiation can produce deleterious effects that result in sequels that compromise the welfare of the people involved. The analysis of radiological protection emphasizes the importance of avoiding inappropriate exhibitions aimed at protecting the health of patients, the professionals involved and the general public. The basic principles of radioprotection are justification, optimization and restriction for individual dosage. The departments of radiotherapy are regulated in accordance with specific technical standards of the National Commission of Nuclear Energy (CNEN), which during the inspection for issue and renewal of the authorization of operation requires the submission of a radioprotection plan, this document that requires great demand of time, and has generated much debate among professionals in medical physics, given the difficulties encountered in their preparation. After examining the radioprotection plan of some radiotherapy services, as suggested in order to guide those responsible for drawing up these plans, especially beginners in the career of the physics of radiation, this paper presents a model plan that is in line radioprotection it requires the Technical Standards of CNEN and can easily be the reality of appropriate services

SPECT (Single photon emission tomography): Gama câmara, reconstrução tomográfica e características funcional

The SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) systems are part of a medical image acquisition technology which has been outstanding, because the resultant images are functional images complementary to those that give anatomic information, such as X-Ray CT, presenting a high diagnostic value. These equipments acquire, in a non-invasive way, images from the interior of the human body through tomographic mapping of radioactive material administered to the patient. The SPECT systems are based on the Gamma Camera detection system, and one of them being set on a rotational gantry is enough to obtain the necessary data for a tomographic image. The images obtained from the SPECT system consist in a group of flat images that describe the radioactive distribution on the patient. The trans-axial cuts are obtained from the tomographic reconstruction techniques. There are analytic and iterative methods to obtain the tomographic reconstruction. The analytic methods are based on the Fourier Cut Theorem (FCT), while the iterative methods search for numeric solutions to solve the equations from the projections. Within the analytic methods, the filtered backprojection (FBP) method maybe is the simplest of all the tomographic reconstruction techniques. This paper's goal is to present the operation of the SPECT system, the Gamma Camera detection system, some tomographic reconstruction techniques and the requisites for the implementation of this system in a Nuclear Medicine service

Sistema de cálculo computacional da unidade monitora para feixes de elétrons em radioterapia

In radiation theraphy with electron beam, the electrons are produced in linear accelerators, and energy the most used have between 4MeV and 20MeV. Generally, the treatments are done for superficial injuries, because the low penetration of these particles. In this work a system for calculation of monitor units (U.M.) for cases of treatments with electron beam was developed. The Excel program of Microsoft was used and is easily found in the operational system of the personal microcomputers. In the Excel has been inserted the pertinent data of the linear accelerator of Varian, model 2100C, used in the Service of radiation theraphy of the Hospital of the Clinics of the College of Medicine of the UNESP of Botucatu. For some values of the physical parameters, such as: factors field and factors calibration, not supplied in the tests of acceptance of the machine, still proceeded calculations from interpolation and extrapolation. The mathematical formulas for automatic search of these and others factors used in the calculations of the determination of the U.M had been developed in agreement available routines in Excel. For this the functions had been used the function IF (that it imposes search condition) and the PROCH (that looks a value in a column from determined line), beyond the basic functions of addition, multiplication and division. It is intended to optimize the routine of the Services of radiation theraphy that perform through eletrontheraphy procedures, speeding the calculations and minimizing the occurrence of errors and uncertainties deriving of the maken a mistake manipulation of the parameters gotten in tables of data of electron beams

Calibração do Modelo de TBC para cálculos de espectros de raios-X

As normas nacionais e internacionais prevêem que a manutenção dos níveis de radiação deve estar abaixo do permitido. Sendo assim, a ICRP [1] (International Commission on Radiological Protection) exige métodos de otimização para garantir que o público esteja exposto aos menores níveis de radiação possíveis. Como método de otimização, aproximações teóricas e semi-empiricas podem realizar uma determinação do espectro de raios-X, sendo fundamental para o diagnóstico de energia, estimando a dose de radiações em pacientes e formulando modelos de blindagem. Métodos adequados de radioproteção foram desenvolvidos na física médica como a medicina nuclear, a radioterapia e a radiologia diagnóstica. Um dos métodos semi-empiricos utilizados é o modelo de TBC que é capaz de reproduzir e calcular os espectros gerados pelo anodo de tungstênio. Com o modelo de TBC modificado é possível também obedecer às exigências das barreiras protetoras presentes na radiologia, levando em conta a forma de onda arbitrária e a filtração adicional na geração do espectro não presente no modelo original. Além disso, realiza-se a calibração do espectro gerado para que o modelo de TBC represente a quantidade e comportamento de radiações típicas. Dessa forma, realiza-se uma revisão do modelo de TBC implementando-o ao programa matemático Matlab e comparando-o com os resultados adquiridos pelo Código MCNP-5 no Método de Monte Carlo. Os resultados encontrados são bastante satisfatórios, tanto em termos quantitativos quanto qualitativos dos feixes. Para a calibração, desenvolve-se uma análise dos espectros gerados pelo TBC Modificado aplicado ao programa Mathcad e Matlab sob as mesmas condições. Os espectros gerados apresentam o mesmo comportamento, diferindo em até 12% nos valores encontrados para camadas semi-redutoras, coeficiente de homogeneidade e energia efetiva

Avaliação dos aspectos dosimétricos no tratamento de câncer de tireóide com Iodo-131

The 131I (radioactive iodine) is one of the most used radionuclides in nuclear medicine for diagnosis and treatment. The present study evaluates the dosimetric aspects related to radioiodine therapy after thyroidectomy in patients with thyroid cancer. The samples were studied with 50 patients undergoing treatment, by assessing the exposures of workers (nursing assistants, staff hygiene, medical and physical), the general public (accompanying and family members) and on the environment. To evaluate the workers, was made a survey of the environmental conditions of the room radioiodine and routines adopted by them during the treatment period. Estimating the dose equivalent per month for each employee, we observed that the maximum levels obtained for nursing assistants, the team of hygiene, medical and physicians were considered low in relation to the extent permitted by law. In order to assess the public, some situations have been suggested for the calculation of equivalent doses in which it was possible to verify the fundamental importance of isolating the patient in the 2 days first. Regarding the environment, the radioactive waste generated by patient had volume of 1.0 m3 and activity estimated at 0.91 mCi, taking a decay time for eliminating them about 75 days to reach the allowable value of 2 μCi / kg system of collecting garbage. Therefore, all radioactive waste removed from the patient's room should be sent to the warehouse for temporary storage of radioactive waste, located away from normal work areas

Revisão dos principais radiofármacos utilizados no Brasil e suas aplicações na detecção e terapia de patologias

Radiopharmaceuticals are substances marked with radionuclides that can be used for detection and treatment of cancer, infections and inflammatory diseases. They emit several types of radiation through different decay routes, each radioisotope with its specific properties and uses. They can usually be produced from several different materials, by bombardment with particle beams in a nuclear research reactor or cyclotron, depending on their characteristics. Brazil has four public institutions which produce - or import - and distribute radiopharmaceuticals to hospitals and clinics throughout its territory. The largest such institution, Ipen, distributes 97% of radiopharmaceuticals used in the country. Some radiopharmaceuticals decay very quickly, meaning they must be produced and quickly administered to the patient in the same location, presenting a logistical challenge. Nuclear medicine in Brazil is a promising field and has been steadily growing, although rigid laws and a lack of qualified work force hinder Research and Development efforts for new radiopharmaceuticals. The construction of a new nuclear research reactor, in 2016, should generate self-sufficiency and economy in radiopharmaceutical production and avoid a future crisis in the supply of technetium-99m, the most important radioisotope, used in over 80% of procedures with radiopharmaceuticals.

Caracterização dos mecanismos de ação da imunoterapia intravesical com P-MAPA envolvendo as vias de sinalização dor receptores Toll-like (TLR) 2 e 4 na progressão do câncer de bexiga não-músculo invasivo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Acerca del proceso de enseñanza-aprendizaje en el área de diagnóstico por imágenes

Fil: Briggs, Ernesto. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas. Área de Diagnóstico por Imágenes

Tiroiditis Posparto

Fil: Bermejo Moroni, Armando. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Médicas

Procesado de imágenes médicas en MATLAB

La relación entre la ingeniería y la medicina cada vez se está haciendo más estrecha, y debido a esto se ha creado una nueva disciplina, la bioingeniería, ámbito en el que se centra el proyecto. Este ámbito cobra gran interés debido al rápido desarrollo de nuevas tecnologías que en particular permiten, facilitan y mejoran la obtención de diagnósticos médicos respecto de los métodos tradicionales. Dentro de la bioingeniería, el campo que está teniendo mayor desarrollo es el de la imagen médica, gracias al cual se pueden obtener imágenes del interior del cuerpo humano con métodos no invasivos y sin necesidad de recurrir a la cirugía. Mediante métodos como la resonancia magnética, rayos X, medicina nuclear o ultrasonidos, se pueden obtener imágenes del cuerpo humano para realizar diagnósticos. Para que esas imágenes puedan ser utilizadas con ese fin hay que realizar un correcto tratamiento de éstas mediante técnicas de procesado digital. En ése ámbito del procesado digital de las imágenes médicas es en el que se ha realizado este proyecto. Gracias al desarrollo del tratamiento digital de imágenes con métodos de extracción de información, mejora de la visualización o resaltado de rasgos de interés de las imágenes, se puede facilitar y mejorar el diagnóstico de los especialistas. Por todo esto en una época en la que se quieren automatizar todos los procesos para mejorar la eficacia del trabajo realizado, el automatizar el procesado de las imágenes para extraer información con mayor facilidad, es muy útil. Actualmente una de las herramientas más potentes en el tratamiento de imágenes médicas es Matlab, gracias a su toolbox de procesado de imágenes. Por ello se eligió este software para el desarrollo de la parte práctica de este proyecto, su potencia y versatilidad simplifican la implementación de algoritmos. Este proyecto se estructura en dos partes. En la primera se realiza una descripción general de las diferentes modalidades de obtención de imágenes médicas y se explican los diferentes usos de cada método, dependiendo del campo de aplicación. Posteriormente se hace una descripción de las técnicas más importantes de procesado de imagen digital que han sido utilizadas en el proyecto. En la segunda parte se desarrollan cuatro aplicaciones en Matlab para ejemplificar el desarrollo de algoritmos de procesado de imágenes médicas. Dichas implementaciones demuestran la aplicación y utilidad de los conceptos explicados anteriormente en la parte teórica, como la segmentación y operaciones de filtrado espacial de la imagen, así como otros conceptos específicos. Las aplicaciones ejemplo desarrolladas han sido: obtención del porcentaje de metástasis de un tejido, diagnóstico de las deformidades de la columna vertebral, obtención de la MTF de una cámara de rayos gamma y medida del área de un fibroadenoma de una ecografía de mama. Por último, para cada una de las aplicaciones se detallará su utilidad en el campo de la imagen médica, los resultados obtenidos y su implementación en una interfaz gráfica para facilitar su uso. ABSTRACT. The relationship between medicine and engineering is becoming closer than ever giving birth to a recently appeared science field: bioengineering. This project is focused on this subject. This recent field is becoming more and more important due to the fast development of new technologies that provide tools to improve disease diagnosis, with regard to traditional procedures. In bioengineering the fastest growing field is medical imaging, in which we can obtain images of the inside of the human body without need of surgery. Nowadays by means of the medical modalities of magnetic resonance, X ray, nuclear medicine or ultrasound, we can obtain images to make a more accurate diagnosis. For those images to be useful within the medical field, they should be processed properly with some digital image processing techniques. It is in this field of digital medical image processing where this project is developed. Thanks to the development of digital image processing providing methods for data collection, improved visualization or data highlighting, diagnosis can be eased and facilitated. In an age where automation of processes is much sought, automated digital image processing to ease data collection is extremely useful. One of the most powerful image processing tools is Matlab, together with its image processing toolbox. That is the reason why that software was chosen to develop the practical algorithms in this project. This final project is divided into two main parts. Firstly, the different modalities for obtaining medical images will be described. The different usages of each method according to the application will also be specified. Afterwards we will give a brief description of the most important image processing tools that have been used in the project. Secondly, four algorithms in Matlab are implemented, to provide practical examples of medical image processing algorithms. This implementation shows the usefulness of the concepts previously explained in the first part, such as: segmentation or spatial filtering. The particular applications examples that have been developed are: calculation of the metastasis percentage of a tissue, diagnosis of spinal deformity, approximation to the MTF of a gamma camera, and measurement of the area of a fibroadenoma in an ultrasound image. Finally, for each of the applications developed, we will detail its usefulness within the medical field, the results obtained, and its implementation in a graphical user interface to ensure ease of use.

Estudo de metodologias de controle de qualidade do Mo-99 utilizado no preparo de geradores de Mo-99/Tc-99m

O 99mTc é o radionuclídeo mais utilizado em medicina nuclear. No Brasil os geradores de 99Mo/99mTc são produzidos exclusivamente pelo Centro de Radiofarmácia do IPEN-CNEN/SP, com 99Mo importado de diferentes fornecedores. O 99Mo (t1/2 = 66 h), por ser um produto de fissão do 235U, pode conter impurezas radionuclídicas prejudiciais à saúde humana. Dessa forma, para que o gerador seja utilizado de forma segura, é necessário que o 99Mo seja avaliado por ensaios de controle de qualidade e atenda à alguma especificação descrita em farmacopeia. A Farmacopeia Europeia (FE) apresenta monografia, com parâmetros (identificação, pureza radioquímica e pureza radionuclídica), métodos de análise, e limites, para avaliação da qualidade da solução de [99Mo] na forma de molibdato de sódio, que é utilizada como matéria-prima no preparo dos geradores de 99Mo/99mTc. No entanto, observa-se uma dificuldade na implementação e execução dos métodos por parte dos produtores de geradores, com pouca literatura sobre o assunto, provavelmente devido à falta de praticidade dos métodos propostos e à extensa lista de reagentes utilizados. Nesse trabalho foram avaliados vários parâmetros de qualidade do 99Mo descritos na monografia da FE. Foram estudados métodos de separação do 99Mo de suas impurezas radionuclídicas por extração em fase sólida (SPE) e por TLC. Após separação por SPE, foi proposta a quantificação de metais por ICP-OES para avaliar a porcentagem de retenção de Mo e a porcentagem de recuperação de Ru e Te e Sr em diversos tipos de cartuchos, em substituição ao uso de radiotraçadores. Observou-se que a marca de cartucho de SPE para separação do 99Mo recomendada pela FE apresentou baixa recuperação para Ru, quando comparado aos outros cartuchos de troca aniônica disponíveis no mercado. Amostras de 99Mo de diferentes fornecedores mundiais foram analisadas. Observou-se que é possível realizar a quantificação de 103Ru em amostras de 99Mo mesmo com tempos de decaimento acima de 4 semanas. Um método alternativo de separação do 99Mo do 131I por TLC apresentou resultados promissores. Não foi feita a quantificação das impurezas radionuclídicas emissoras beta e alfa. Todas as amostras analisadas apresentaram resultados dentro das especificações da FE para pureza radioquímica (>95%) e pureza radionuclídica.

Análise comparativa das alterações periapicais diagnosticadas pela técnica radiográfica do paralelismo e pelo mapeamento tomográfico cintilográfico (com e sem blindador de raios gama)

O diagnóstico precoce de focos de infecção dentários é de fundamental importância para prevenir a ocorrência de maiores injúrias locais ou sistêmicas. Dentre os diversos métodos utilizados para complementar os achados radiológicos das alterações dentoalveolares surge uma alternativa: a cintilografia tomográfica (SPECT/CT), que permite a fusão de achados morfológicos com alterações metabólicas. Com o objetivo de estabelecer o diagnóstico precoce e acurado de processos infecciosos dentários, foram estudadas 320 áreas dentárias em mandíbula e maxila em (10 pacientes de ambos os sexos selecionados por meio de exames clínicos e radiológicos convencionais, seguidos de cintilografia tomográfica com e sem aparato blindador de raios gama. Os exames cintilográficos foram realizados no Serviço de Medicina Nuclear do Hospital Israelita Albert Einstein (HIAE). Para isso, foi administrado para cada paciente o radiofármaco tecnécio 99- metilenodifosfonato (99mTc-MDP) via endovenosa com a dose de 37mBq/3Kg de peso corporal do paciente. Após o período de acúmulo de três horas, foi realizado o protocolo de aquisição de imagens. Todas as imagens foram analisadas por um médico nuclear e um endodontista, com experiência em cintilografia tomográfica. O resultado obtido por meio do exame radiográfico intrabucal pela técnica periapical digital mostraram 6 imagens positivas, em um total de 1,87% da amostra; exame do mapeamento cintilográfico dos ossos da face com a utilização do blindador de raios gâma revelou 9 imagens positivas, correspondendo a 2,81% do total de áreas estudadas, havendo diferença estatisticamente significante ao nível de 95% pelo teste qui-quadrado. Pode-se concluir que o SPECT/CT permitiu identificar as alterações periapicais em maior número quando comparadas ao exame radiográfico periapical e ao mapeamento cintilográfico dos ossos da face com a utilização do blindador de raios gama; o exame de SPCET/CT além de mostrar imagens mais detalhadas, permitiu também localizar com exatidão as áreas alteradas.

Paralelización y mejora del proceso de conformación de haz en sistemas de apertura sintética para la generación de imagen ultrasónica en tiempo real

La ecografía es hoy en día uno de los métodos de visualización más populares para examinar el interior de cuerpos opacos. Su aplicación es especialmente significativa tanto en el campo del diagnóstico médico como en las aplicaciones de evaluación no destructiva en el ámbito industrial, donde se evalúa la integridad de un componente o una estructura. El desarrollo de sistemas ecográficos de alta calidad y con buenas prestaciones se basa en el empleo de sistemas multisensoriales conocidos como arrays que pueden estar compuestos por varias decenas de elementos. El desarrollo de estos dispositivos tiene asociada una elevada complejidad, tanto por el número de sensores y la electrónica necesaria para la adquisición paralela de señales, como por la etapa de procesamiento de los datos adquiridos que debe operar en tiempo real. Esta etapa de procesamiento de señal trabaja con un elevado flujo de datos en paralelo y desarrolla, además de la composición de imagen, otras sofisticadas técnicas de medidas sobre los datos (medida de elasticidad, flujo, etc). En este sentido, el desarrollo de nuevos sistemas de imagen con mayores prestaciones (resolución, rango dinámico, imagen 3D, etc) está fuertemente limitado por el número de canales en la apertura del array. Mientras algunos estudios se han centrado en la reducción activa de sensores (sparse arrays como ejemplo), otros se han centrado en analizar diferentes estrategias de adquisiciónn que, operando con un número reducido de canales electrónicos en paralelo, sean capaz por multiplexación emular el funcionamiento de una apertura plena. A estas últimas técnicas se las agrupa mediante el concepto de Técnicas de Apertura Sintética (SAFT). Su interés radica en que no solo son capaces de reducir los requerimientos hardware del sistema (bajo consumo, portabilidad, coste, etc) sino que además permiten dentro de cierto compromiso la mejora de la calidad de imagen respecto a los sistemas convencionales...

Estudio ecográfico del estómago, duodeno proximal y descendente en el perro de raza Bulldog Francés

La exploración ecográfica del tubo digestivo es compleja y debe contemplarse dentro del protocolo diagnóstico de los pacientes con sintomatología digestiva como una técnica complementaria a otras técnicas de diagnóstico por imagen, fundamentalmente de la radiología. Estas técnicas de diagnóstico por la imagen, en un número elevado de casos, serán útiles para la aproximación al diagnóstico de las principales patologías que afectan al tubo digestivo en el perro. La ecografía abdominal requiere una mayor pericia por parte del explorador. La presencia de contenido alimenticio y gas dentro de su luz es una barrera que ha retrasado el uso de esta técnica como herramienta diagnóstica del sistema digestivo. El estudio ecográfico del estómago y duodeno proximal es, por sus características anatómicas y por su posición en abdomen craneal, más compleja que otras estructuras abdominales. Unas condiciones previas adecuadas que preparen el paciente, el desarrollo de protocolos de exploración apropiados y la descripción del patrón ecográfico y establecimiento de las medidas de normalidad para los diferentes pacientes serán imprescindibles para la realización correcta y completa de una ecografía de esta región. El conocimiento de la física del sonido, así como su interacción con las diferentes estructuras del organismo y el reconocimiento de los artefactos ecográficos son fundamentales para poder desarrollar un examen correcto de la cavidad abdominal y más concretamente de esta porción del tubo digestivo...

Dosimetría a los pacientes pediátricos en cateterismos cardíacos e impacto de las adquisiciones en modo tomográfico

El Comité Científico de Naciones Unidas sobre los Efectos de la Radiación Atómica (UNSCEAR) indica que una de las fuentes principales de radiación artificial a la población mundial es la cardiología intervencionista. Los procedimientos intervencionistas cardíacos son complejos y los pacientes reciben mayores dosis de radiación que en radiología convencional. Las intervenciones coronarias percutáneas complejas y los procedimientos electrofisiológicos se asocian con altas dosis de radiación y, a veces, implican dosis en la piel tan elevadas que pueden causar lesiones y aumentan el riesgo de padecer cáncer. En los últimos años ha aumentado considerablemente el número y el tipo de intervenciones cardíacas pediátricas, especialmente el diagnóstico y tratamiento de defectos cardíacos congénitos. Los pacientes pediátricos, al ser más sensibles a la radiación, requieren una atención especial desde el punto de vista de la protección radiológica. Los niños expuestos a la radiación tienen mayor probabilidad de padecer cáncer (el riesgo es de 2 a 3 veces mayor) que el resto de la población y son más radiosensibles a tumores de tiroides, piel, mama, cerebrales y leucemia...