Evaluation of Polymer Gel Dosimeters for Measurements of Dose and LET in Proton Beams

This project assessed the effectiveness of polymer gel dosimeters as tools for measuring the dose deposited by and LET of a proton beam. A total of three BANG® dosimeter formulations were evaluated: BANG®-3-Pro-2 BANGkits™ for dose measurement and two BANG®-3 variants, the LET-Baseline and LET-Meter dosimeters, for LET measurement. All dosimeters were read out using an OCT scanner. The basic characteristics of the BANGkits™ were assessed in a series of photon and electron irradiations. The dose-response relationship was found to be sigmoidal with a threshold for response of approximately 15 cGy. The active region of the dosimeter, the volume in which dosimeter response is not inhibited by oxygen, was found to make up roughly one fourth of the total dosimeter volume. Delivering a dose across multiple fractions was found to yield a greater response than delivering the same dose in a single irradiation. The dosimeter was found to accurately measure a dose distribution produced by overlapping photon fields, yielding gamma pass rates of 95.4% and 93.1% from two planar gamma analyses. Proton irradiations were performed for measurements of proton dose and LET. Initial irradiations performed through the side of a dosimeter led to OCT artifacts. Gamma pass rates of 85.7% and 89.9% were observed in two planar gamma analyses. In irradiations performed through the base of a dosimeter, gel response was found to increase with height in the dosimeter, even in areas of constant dose. After a correction was applied, gamma pass rates of 94.6% and 99.3% were observed in two planar gamma analyses. Absolute dose measurements were substantially higher (33%-100%) than the delivered doses for proton irradiations. Issues encountered while calibrating the LET-Meter gel restricted analysis of the LET measurement data to the SOBP of a proton beam. LET-Meter overresponse was found to increase linearly with track-average LET across the LET range that could be investigated (1.5 keV/micron – 3.5 keV/micron).

Evaluation of PRESAGE® dosimeters for brachytherapy sources and the 3D dosimetry and characterization of the new AgX100 125I seed model

With continuous new improvements in brachytherapy source designs and techniques, method of 3D dosimetry for treatment dose verifications would better ensure accurate patient radiotherapy treatment. This study was aimed to first evaluate the 3D dose distributions of the low-dose rate (LDR) Amersham 6711 OncoseedTM using PRESAGE® dosimeters to establish PRESAGE® as a suitable brachytherapy dosimeter. The new AgX100 125I seed model (Theragenics Corporation) was then characterized using PRESAGE® following the TG-43 protocol. PRESAGE® dosimeters are solid, polyurethane-based, 3D dosimeters doped with radiochromic leuco dyes that produce a linear optical density response to radiation dose. For this project, the radiochromic response in PRESAGE® was captured using optical-CT scanning (632 nm) and the final 3D dose matrix was reconstructed using the MATLAB software. An Amersham 6711 seed with an air-kerma strength of approximately 9 U was used to irradiate two dosimeters to 2 Gy and 11 Gy at 1 cm to evaluate dose rates in the r=1 cm to r=5 cm region. The dosimetry parameters were compared to the values published in the updated AAPM Report No. 51 (TG-43U1). An AgX100 seed with an air-kerma strength of about 6 U was used to irradiate two dosimeters to 3.6 Gy and 12.5 Gy at 1 cm. The dosimetry parameters for the AgX100 were compared to the values measured from previous Monte-Carlo and experimental studies. In general, the measured dose rate constant, anisotropy function, and radial dose function for the Amersham 6711 showed agreements better than 5% compared to consensus values in the r=1 to r=3 cm region. The dose rates and radial dose functions measured for the AgX100 agreed with the MCNPX and TLD-measured values within 3% in the r=1 to r=3 cm region. The measured anisotropy function in PRESAGE® showed relative differences of up to 9% with the MCNPX calculated values. It was determined that post-irradiation optical density change over several days was non-linear in different dose regions, and therefore the dose values in the r=4 to r=5 cm regions had higher uncertainty due to this effect. This study demonstrated that within the radial distance of 3 cm, brachytherapy dosimetry in PRESAGE® can be accurate within 5% as long as irradiation times are within 48 hours.

A report on the performance of personal noise dosimeters /

Mode of access: Internet.

Magnetization transfer imaging for polymer gel dosimetry

Off-resonance RF pre-saturation was used to obtain contrast in MRI images of polymer gel dosimeters irradiated to doses up to 50 Gy. Two different polymer gel dosimeters composed of 2-hydroxyethyl-acryl ate or methacrylic acid monomers mixed with N, N'-methylene-bisacrylamide (BIS), dispersed in an aqueous gelatin matrix were evaluated. Radiation-induced polymerization of the co-monomers generates a fast-relaxing insoluble polymer. Saturation of the polymer using off-resonance Gaussian RF pulses prior to a spin-echo read-out with a short echo time leads to contrast that is dependent on the absorbed dose. This contrast is attributed to magnetization transfer (MT) between free water and the polymer, and direct saturation of water was found to be negligible under the prevailing experimental conditions. The usefulness of MT imaging was assessed by computing the dose resolution obtained with this technique. We found a low value of dose resolution over a wide range of doses could be obtained with a single experiment. This is an advantage over multiple spin echo (MSE) experiments using a single echo spacing where an optimal dose resolution is achieved over only very limited ranges of doses. The results suggest MT imaging protocols may be developed into a useful tool for polymer gel dosimetry.

Measurement of radiation dose received by the hands and thyroid of staff performing gridless fluoroscopic procedures in children

The aim of this study was to confirm that the radiation doses received by attendants who manually restrain infants during fluoroscopic procedures are low. Doses to the hands and neck of three radiologists and three nurses performing or assisting at all the fluoroscopic procedures in a children's hospital were measured for 1 month using thermoluminescent dosemeters. All fluoroscopy on children at this hospital is performed without an antiscatter grid. Total doses for the neck ranged from 20 to 50 mu Sv per week and for hands from 40 to 210 mu Sv per week. These doses were shared by the three radiologists and the three nurses. Individual doses received per staff member are very small when compared with the doses received by interventional radiology staff. Doses received by staff in this study were of the order of 5% of the limit advised by the National Health and Medical Research Council of Australia (NHMRC) for radiation workers. Nurses received larger doses than radiologists and steps will be taken to reduce this dose further.

Environmental conditions and variation in levels of sun exposure among children in child care

Sun exposure in childhood is I of the risk factors for developing skin cancer, yet little is known about levels of exposure at this age. This is particularly important in countries with high levels of ultraviolet radiation. (UVR) such as Australia. Among 49 children 3 to 5 years of age attending child care centers, UVR exposure was studied under 4 conditions in a repeated measures design; sunny days, cloudy days, teacher's instruction to stay in the shade, and a health professionals instruction to apply sunscreen. Three different data collection methods were employed: (a) completion of questionnaire or diary by parents and researcher, (b) polysulphone dosimeter readings, and (c) observational audits (video recording). Results of this study indicated that more than half the children had been sunburnt (pink or red) and more than a third had experienced painful sunburn (sore or tender) in the last summer. Most wore short sleeve shirts, short skirts or shorts and cap, that do not provide optimal levels of skin protection. However, sunscreen was applied to all exposed parts before the children went out to the playground. Over the period of I hr (9-10 a.m.) the average amount of time children spent in full sun was 22 min. On sunny days there was more variation across children in the amount of sun exposure received. While the potential amount of UVR exposure for young children during the hour they were outside on a sunny day was 1.45 MED (Minimum Erythemal Dose), they received on average 0.35 MED, which is an insufficient amount to result in an erythemal response on fair skin even without the use of sunscreen.

Dosimetria numa população de profissionais expostos a radiações ionizantes

Mestrado em Radiações Aplicadas às Tecnologias da Saúde - Área de especialização: Proteção Contra as Radiações.

Controlo da qualidade dosimétrico no serviço de radioterapia do Hospital CUF Descobertas (HCD): importância do controlo da qualidade do sector da física e resultados da auditoria ESTRO-EQUAL

A calibração e o controlo da qualidade de um acelerador linear são passos muito importantes num serviço de Radioterapia, para garantir a qualidade dos tratamentos prestados. O sector da Física da Unidade de Radioterapia do Hospital Cuf Descobertas implementou um rigoroso Programa de controlo de qualidade ao equipamento produtor de radiação e aos equipamentos medidores de radiação, de acordo com o Dec-Lei 180/2002 e com os protocolos internacionais. Para tal, foram implementados procedimentos, criadas folhas de cálculo, instruções de trabalho e impressos. Foram ainda implementados testes aos equipamentos com periodicidade definida: controlo de qualidade diário e controlo de qualidade após intervenções (manutenções preventivas e correctivas). No decorrer do ano de 2005, o sector da Física colaborou activamente com toda a equipa da Radioterapia na implementação da Norma ISO 9001:2000 no serviço, contribuindo com o seu know how na implementação desta, numa área tão importante como a da garantia da qualidade dos feixes de radiação e das respectivas calibrações em dose. Numa procura de melhoria contínua da qualidade dos serviços prestados aos pacientes, decorre ainda uma auditoria externa da EQUAL-ESTRO*, intercomparação postal com dosímetros termoluminescentes. A qualidade dos feixes de energias utilizados diariamente é analisada, tanto ao nível das calibrações absolutas de cada um dos feixes de fotões e de electrões, como ao nível dos cálculos de dose obtidos com o sistema de planimetria XiO da CMS. Os resultados das duas primeiras fases da intercomparação, relativa aos dois feixes de fotões de 6 MV e 15 MV e feixes de electrões de 4 MeV, 8 MeV e 12 MeV, foram considerados pela EQUAL-ESTRO num nível óptimo (desvio máximo na dose medida em relação à dose de referência |d| ≤ 3%).

Análise da problemática da exposição dos músicos ao ruído: perceção ao ruído e determinação dos níveis de pressão sonora na prática musical em contexto escolar

A atenção face dada à problemática da perda auditiva induzida pelo ruído nos profissionais da música tem sido enfatizada estudos nos últimos anos. No entanto, no que respeita aos alunos de música, são ainda poucos os estudos que analisam esta problemática de modo a permitir compreender se estes poderão estar expostos a elevados níveis de ruído no decorrer da sua formação e desenvolver problemas auditivos. O presente estudo pretende caraterizar os níveis de pressão sonora a que alunos de música estão expostos no decorrer das aulas e analisar a perceção do risco dos mesmos e potenciais efeitos sobre o sistema auditivo. Foram analisadas duas Orquestras de Jazz e uma Orquestra Sinfónica de uma Escola Superior de Música (ESM) e de um Conservatório de Música (CM). No total foram selecionados 24 alunos de acordo com o seu instrumento, e medidos os níveis de pressão sonora em diversas aulas, ao longo de duas semanas com recurso a 8 dosímetros. Foi aplicado um questionário para a análise da perceção dos alunos ao ruído e realizados exames audiométricos para a avaliação auditiva dos alunos. Em geral, os resultados demostraram que os alunos estão expostos a níveis elevados de ruído no decurso das aulas de instrumento e ensaios. Foram obtidos elevados níveis de Lp,A,eqT na bateria, vibrafone, saxofone, trombone, clarinete e trompa. Nas três escolas, verificou-se valores mais baixos de exposição no contrabaixo, nomeadamente nas Aulas Individuais. Os valores de Lp,Cpico ultrapassaram o valor de ação inferior de 135 dB(C) na percussão e saxofone. Nas aulas teóricas os valores obtidos ultrapassaram recomendação de 35 dB(A). No que respeita à perceção dos alunos verificou-se que em geral consideram que a exposição a elevados níveis de pressão sonora não tem efeitos significativos na saúde. Apesar de se ter verificado que todos os alunos avaliados apresentam uma audição normal, tinnitus, hiperacusia, distorção e diplacusia foram identificados por um número significativo de alunos. Os resultados obtidos neste estudo refletem a necessidade de implementação de medidas de prevenção e controlo dos níveis de exposição dos alunos de música com vista a um aumento da sua consciencialização do risco.

Evaluation of the noise exposure of symphonic orchestra musicians

For musicians, the impact of noise exposure is not yet fully characterized. Some inconsistencies can be found in the methodology used to evaluate noise exposure. This study aims to analyze the noise exposure of musicians in a symphonic orchestra to understand their risk for hearing loss, applying the methodology proposed by ISO 9612:2009. Noise levels were monitored among musicians during the rehearsal of eight different repertoires. Test subjects were selected according to their instrument and position in the orchestra. Participants wore noise dosimeters throughout the rehearsals. A sound meter was used to analyze the exposure of the conductor. The results showed that musicians are exposed to high noise levels that can damage hearing. Brass, woodwind and percussion and timpani musicians were exposed to noise levels in excess of the upper exposure action level of 85 dB (A), while the other instrumental groups had a lower exposure action level of 80 dB (A). Percussion musicians were exposed to high peak noise levels of 135 dB (C). Sound levels varied by instrument, repertoire and position. Octave frequency analyses showed differences among musicians. This study suggests that musicians are at risk for hearing loss. There is a need for more effective guidelines applicable to all countries, which should define standardized procedures for determining musician noise exposure and should allow exposure level normalization to the year, including different repertoires.

Exposição de profissionais de saúde a radiações ionizantes : confiança dos profissionais nas leituras de dosimetria individual

Resumo - O avanço tecnológico e científico no campo da Medicina tem favorecido a aplicação das radiações ionizantes nas áreas da Medicina Nuclear, Radiologia, Radioterapia e noutras especialidades relacionadas com a medicina de intervenção, como a Cardiologia. As Organizações de Saúde, com profissionais com risco de exposição a radiações ionizantes, são responsáveis, legislativamente, por assegurar a sua vigilância. Certificando a observação controlada das doses de exposição, os profissionais são monitorizados com dosímetros individuais e submetidos a vigilância médica. As leituras de dosímetria individual destes profissionais, originam por vezes, nos próprios, desconfianças e incertezas quanto aos valores medidos. Objectivo: avaliar o grau de confiança dos profissionais de saúde, expostos a radiações ionizantes, no sistema de monitorização individual. Metodologia: estudo observacional do tipo analítico- transversal, por questionário. Amostra de 190 Técnicos de Diagnóstico e Terapêutica de Cardiopneumologia, Medicina Nuclear, Radiologia, Radioterapia, expostos a radiações ionizantes, que exercem a sua actividade profissional em hospitais do concelho de Lisboa. Resultados: 51,1% dos Técnicos de Diagnóstico e Terapêutica não confiam nas leituras dos dosímetros, não se determinou uma relação estatisticamente significativa entre essa confiança, o tipo de dosímetro e a empresa que realiza as leituras. A confiança é maior nos que exercem em Organizações de Saúde públicas. 40,2% das Organizações de Saúde apresentam plano de vigilância médica, constatando-se uma falta de conformidade entre os Técnicos de Diagnóstico e Terapêutica, nalguns hospitais, relativamente à existência desse plano no respectivo hospital. A margem de erro associado ao estudo é de 5,09%, com um nível de confiança de 95%. -----------Abstract - The technological and scientific advances in the field of medicine has encouraged the application of ionizing radiation with a considerable positive contribution in the areas of Nuclear Medicine, Radiology, Radiotherapy and other specialties related to medical intervention like Cardiology. The Health Organizations that arise the risk of occupational exposure to ionizing radiation and is their responsibility to ensure monitoring, according the law. To ensure the monitoring of controlled doses of exposure, the exposed works use an individual dosimeter and undergo medical supervision. The individual dosimetry readings of health-care professionals, is sometimes questionable for themselves, arising distrust and uncertainty about the values measured. Objective: evaluate the degree of confidence of health professionals, exposed to radiation, on the system of individual monitoring. Methods: Observational study of cross-type analysis by questionnaire. Sample of 190 of technologists of Cardiopneumology, Nuclear Medicine, Radiology, Radiotherapy, exposed to ionizing radiation, which work in hospitals on the region of Lisbon. Results: 51.1% of technologists does not rely on the readings of their dosimeters, and wasn’t determined a statistically significant relationship between this trust, the type of dosimeter and the company that makes the readings(s) of their(s) dosimeter(s). The confidence in the readings is higher in public Health Organizations. 40.2% of the Health Organizations have medical monitoring plan and there is a disagreement between technologists, in some hospitals, relatively to the existence of this plan in their hospital. It was estimated that the u

Exposição a radiações ionizantes em cirurgia ortopédica num hospital público de Lisboa.

RESUMO - A monitorização individual dos trabalhadores (dosimetria individual) é obrigatória (Decreto Regulamentar n.o 9/90, de 19 de Abril) para os profissionais de saúde que desempenham funções com risco de exposição à radiação X, quando classificados como categoria A. Apesar disso, a exposição a radiações ionizantes é frequentemente pouco, ou mesmo nada, valorizada pelos profissionais de saúde. O presente estudo, realizado no contexto de intervenções cirúrgicas de ortopedia, teve por objectivos: • avaliar a dose de radiação em diferentes zonas durante as cirurgias ortopédicas; • estimar a dose de exposição a radiações ionizantes dos profissionais de saúde, em função das suas posições, predominantemente adoptadas durante o acto cirúrgico; • sensibilizar os profissionais de saúde para a utilização correcta da dosimetria individual e para a adopção das medidas de protecção radiológica. A avaliação do risco foi efectuada através de: 1) medições preliminares com recurso a um fantoma colocado a 50 cm e a 100 cm do eixo central do feixe de radiação e em direcções de 45°, 90° e 135°; 2) medições durante uma cirurgia ortopédica em «localizações » correspondentes às gónadas, ao cristalino e às mãos dos profissionais de saúde intervenientes na cirurgia (ortopedistas, enfermeiros instrumentistas); 3) medições ao nível do topo da mesa (posição do anestesista) e ao nível do comando do equipamento emissor de raios X (técnico de radiologia); 4) determinação do tempo de utilização dos raios X durante as cirurgias ortopédicas; 5) cálculo da estimativa do número anual de cirurgias ortopédicas realizadas, com base nos registos existentes. Assumindo a não utilização de aventais plúmbeos os valores máximos medidos foram de 2,5 mSv/h (ao nível das gónadas), de 0,6 mSv/h ao nível do cristalino e de 1 mSv/ h ao nível das mãos dos ortopedistas e dos enfermeiros instrumentistas (que se situavam próximo do feixe de raios X, a 50 cm do feixe de radiação). A estimativa de exposição anual (dose equivalente) para os profissionais que operam junto ao feixe de radiação X foi de: • Ortopedistas — 20,63 a 68,75 mSv (gónadas), 4,95 a 16,50 mSv (cristalino) e 8,25 a 27,50 mSv (mãos); • Enfermeiros instrumentistas — 130,63 a 151,25 mSv (gónadas), 31,35 a 36,30 mSv (cristalino) e 52,25 a Os profissionais que ocupam posições mais afastadas do feixe (por exemplo: anestesistas) terão doses de radiação mais reduzidas, embora estas possam ainda ser importantes ao nível das gónadas na zona do topo da mesa (anestesista). Conclui-se que a exposição profissional em blocos operatórios pode implicar, em cirurgia ortopédica, a sujeição a níveis de exposição consideráveis, o que permite classificar estes profissionais de categoria A, justificando a utilização obrigatória (e correcta de acordo com as recomendações) da dosimetria individual e a adopção de medidas de protecção radiológica, tantas vezes negligenciadas.

Extremity and eye lens doses in interventional radiology and cardiology procedures: first results of the ORAMED project.

The main objective of WP1 of the ORAMED (Optimization of RAdiation protection for MEDical staff) project is to obtain a set of standardised data on extremity and eye lens doses for staff in interventional radiology (IR) and cardiology (IC) and to optimise staff protection. A coordinated measurement program in different hospitals in Europe will help towards this direction. This study aims at analysing the first results of the measurement campaign performed in IR and IC procedures in 34 European hospitals. The highest doses were found for pacemakers, renal angioplasties and embolisations. Left finger and wrist seem to receive the highest extremity doses, while the highest eye lens doses are measured during embolisations. Finally, it was concluded that it is difficult to find a general correlation between kerma area product and extremity or eye lens doses.