avaliação preliminar das exposições de pacientes

IX Latin American IRPA Regional Congress on Radiation Protection and Safety - IRPA 2013
Rio de Janeiro, RJ, Brazil, April 15-19, 2013
SOCIEDADE BRASILEIRA DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA - SBPR
AVALIAÇÃO PRELIMINAR DAS EXPOSIÇÕES DE PACIENTES EM
TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA NA AMÉRICA LATINA:
PROJETO IAEA RLA/9/67
Kodlulovich, S. 1, Silveira, V1, Khoury, H.J. 2, Blanco, S.3, Cardenas, J. 4, Mora, P. 5,
Defaz, Y. 6, Escobar , C. 7, Aguilar, J. G.8, Roas, N. 9, Sanchez, M. 10, Almonte, N.11,
Quintero, A. 12 e Nader A.13
1
Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN)
Rio de Janeiro, Brasil.
2
Departamento de Energia Nuclear
UFPE, Recife, Brasil.
3
Laboratorio de Dosimetría y Equipamiento Médico Facultad de Ingeniería
Universidad de Belgrano (UB), Buenos Aires, Argentina.
4
Centro de Protección e Higiene de las Radiaciones.
La Habana, Cuba.
5
Centro de Investigación en Ciencias Atómicas, Nucleares y Moleculares
Universidad de Costa Rica,
Costa Rica
6
Hosp. Oncológico Solon Espinosa Ayala
Solca, Quito, Ecuador.
7
Unidad Reguladora de Radiaciones Ionizantes (UNRA)
El, Salvador,
8
Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares (ININ),
México
9
Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua.
Managua, Nicaragua.
10
Ministerio de Salud Pública y Bienestar Social,
Paraguai
11
Comisión Nacional de Energía
República Dominicana
12
Hospital Oncológico “Dr. Luis Razetti”,
Venezuela
13
International Atomic Energy Agency. IAEA.
Viena, Áustria
RESUMO
Na América Latina não há informações atualizadas sobre a frequência e as doses recebidas pelos pacientes
submetidos a exames de tomografia computadorizada (TC). O objetivo desse estudo foi obter valores
preliminares dos níveis de referência em TC. Foram enviados a cada país formulários com informações de
proteção radiológica e dos protocolos de TC de rotina. Os índices de dose de TC e de dose absorvida nos órgãos
foram estimados a partir dos fatores de técnica de cada equipamento. Os resultados mostraram que do total de
exames realizados 92% são pacientes adultos e 8% são crianças. O exame mais frequente foi de crânio para
adulto (40%) e abdômen para crianças (42%). Sobre o serviço, 67% dos equipamentos são multicortes e 76%
possuem protocolos específicos para pacientes pediátricos. Os valores CTDIvol para exames de crânio de adultos
variam entre 2 e 352 mGy, para pacientes pediátricos de até 1 ano de 1 a 191 mGy e de até 7 anos de 5 a 335
mGy. Para tórax os valores variaram de 3 a 26 mGy para adultos, entre 1 e 89 mGy para crianças de até 1 ano e
entre 3 - 114 mGy para crianças entre 1 e 7 anos . Para exames de abdome/pelve de adultos a variação foi de 3 a
47 mGy, entre 4 - 90 mGy para crianças de até 1 ano e entre 2 - 31 mGy para crianças entre 1 e 7 anos. Este
estudo mostrou que apesar de existirem protocolos pediátricos, há uma grande variação nos valores de CTDIvol
indicando um alto potencial de redução de dose. Este resultado requer ações imediatas de otimização e a
implementação de valores de referência de diagnóstico na América Latina.
1. INTRODUÇÃO
Os níveis de dose de radiação populacional derivada de exposições médicas tiveram um
aumento significativo nas últimas décadas [1]. Estudos mostraram que este aumento decorreu
de exposições excessivas a radiação em procedimentos radiológicos sugerindo assim uma
proposta de redução da dose para pacientes [2,3]. Um estudo realizado nos Estados Unidos
constatou que a Tomografia Computadorizada (TC) é responsável por aproximadamente 75%
da contribuição da dose total populacional recebida em procedimentos médicos [4]. Também
apresentou um aumento no risco de indução de câncer de pulmão e de cólon devido às altas
doses de radiação absorvidas por estes órgãos durante tomografia na região do tórax e
abdômen/pelve [5]. No caso da TC de crânio, a principal preocupação é com o cristalino,
especialmente com pacientes pediátricos Verificou-se que a dose absorvida neste órgão pode
ser 70% mais alta do que em um paciente adulto [14].
Nos últimos anos verificou-se um aumento na freqüência de exames de TC pediátricos
[10]. Considerando a maior radiossensibilidade das crianças em relação aos adultos, em
especial do sexo feminino e a maior expectativa de vida, a probabilidade de indução de
câncer é um problema que deve ser considerado [6].
Na América Latina existem poucos estudos que incluam estatísticas atualizadas com o
número de tomógrafos em operação e a freqüência de exames anuais e principalmente com
registros das técnicas utilizadas e com as respectivas doses resultantes dos procedimentos
realizados em cada paciente. Estas informações são essenciais para a planificação de um
estudo mais amplo de determinação dos níveis de referência para cada região. O objetivo do
projeto IAEA RLA/9/67 foi obter valores preliminares dos Índices de Dose em Tomografia
Computadorizada (CTDI) nos principais exames de rotina para um paciente padrão e na
segunda etapa do projeto avaliar a qualidade da imagem. Este estudo também procurou
definir um protocolo a ser aplicado posteriormente em grande escala nos países, de forma a
permitir uma avaliação representativa das doses em pacientes submetidos a exames de
tomografia em serviços de diagnóstico em toda a América Latina. Este estudo apresenta uma
avaliação do serviço de proteção radiológica em 27 centros de diagnóstico em 11 diferentes
países da América Latina bem como as estimativas dos valores de CTDI e dos valores de
dose absorvida em alguns órgãos radiosensíveis empregadas nos exames de tomografia
computadorizada em pacientes pediátricos e adultos.
2. Materiais e Métodos
2.1. Coleta dos dados
Foi proposto um formulário para o registro de dados sobre a radioproteção do serviço de
radiologia e sobre os fatores de técnica empregados em procedimentos de rotina DE
tomografia de crânio, tórax comum e DE alta resolução, abdômen superior e pelve. Para os
adultos foi considerado como paciente padrão (1,60 – 1,70 m, 65 – 75 kg) e os pacientes
pediátricos foram divididos em menores de 1 ano e de 7 anos de idade.
Os principais dados requeridos para os fatores de técnica dos exames foram: Tensão no tubo
(kV), corrente no tubo (mA), tempo por rotação (s), modo de aquisição (Axial ou Helicoidal),
colimação (mm), espessura de corte e pitch (ou incremento entre cortes, para o caso de axial),
número de cortes por rotação e para cada procedimento foi requerido o número médio de
exames realizados por ano.
IRPA 2013, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.
2.2. Magnitudes dosimetricas e estimativa de dose absorvida
A dosimetria foi feita por cada hospital participante utilizando simuladores cilíndricos de
acrílico com tamanhos de 16 cm para representar a região do crânio e 32 cm para a região do
tronco. Uma câmera de ionização tipo “lápis” com comprimento de 100 mm é acoplada a um
eletrômetro e inserida nos diferentes orifícios do fantoma. A partir das leituras realizadas
pode se obter o valor de nCTDIw, utilizando a equação (1). Aplicando-se os fatores de técnica
utilizados na rotina de cada clinica pode-se obter os respectivos valor de CTDIvol e DLP, com
as equações (2) e (3) respectivamente.
As doses absorvidas nos órgãos (HT) foram calculadas utilizando a planilha da ImPACT
CT Patient Dosimetry Calculator versão 1.0.2 24/08/2010 [7] e os fatores fornecidos pelo
NRPB SR250 [8] para estimativa de dose absorvida e efetiva.
(1)
(2)
(3)
Onde, CTDI100,p e CTDI100,c, são as doses na periferia e centro do simulador de acrílico. Picth
é a razão entre o avanço da mesa pela colimação e L o comprimento de varredura do exame.
3. Resultados
3.1. Características dos Hospitais Participantes
3.1.1. Avaliação da radioproteção
Participaram deste estudo 11 países da América Latina: Argentina, Brasil, Chile, Costa
Rica, Cuba, El Salvador, México, Nicarágua, Paraguai, Republica Dominicana e Venezuela,
com um total de 27 centros de diagnóstico por imagem. A Tabela 1 mostra a avaliação do
serviço de proteção radiológica dos centros avaliados.
Tabela 1: Percentual de conformidade com os requisitos de proteção radiológica
Requisitos de Radioproteção
Registro de Manutenção Preventiva
Simuladores de qualidade da Imagem para o TC
Programa de Garantia de Qualidade da Imagem
Protocolos para Pediatria
Indicação luminosa na porta
Sinalização de radioproteção na porta
Indicação sonora e de luz para indicar emissão dos raios X
Advertências para mulheres grávidas
IRPA 2013, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.
Conforme
72%
88%
35%
76%
79%
88%
96%
79%
Observa-se que mais de 70% dos centros de diagnósticos avaliados atendem aos requisitos
mínimos de proteção radiológica de instalações médicas, no entanto apenas 35% dos centros
possuem um Programa de Garantia de Qualidade da Imagem. Também é importante ressaltar
que apenas dois centros possuem um físico médico especialista em radiodiagnóstico.
3.1.2. Equipamentos instalados e número total de exames realizados
O número de equipamentos de TC no estudo foi de 27 sendo 33% de corte único (single
slice) e 67% de multicortes. Os fabricantes Philips e Siemens apresentaram o maior número
de equipamentos instalados.
A quantidade total de exames realizados em um ano foi de 99.020 sendo que 92% são
exames de adultos e 8% são de pacientes pediátricos. A Figura 1 mostra a distribuição dos
tipos de exames de adultos realizados, podendo se observar que a maioria é de crânio. No
caso de pacientes pediátricos a maior frequência é de abdômen com 42% do total, seguido
por tórax 28%, crânio 16% e Pelve (13%).
Exames pacientes adultos
Exames pacientes < 1 ano
Cranio
Cranio
Tórax
Tórax Alta Resolução
Abdomen
Pelve
Tórax
Tórax Alta Resolução
Abdomen
Pelve
Exames pacientes 7 anos
Cranio
Tórax
Tórax Alta Resolução
Abdomen
Pelve
Figura 1: Distribuição de exames para diferentes faixas etárias
3.2. Avaliação das doses
3.2. 1. Índices de Dose em Tomografia Computadorizada
A distribuição dos valores de CTDIvol obtidos a partir dos fatores de técnica informados
estão mostrados na Figura 2.
IRPA 2013, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.
Criança 7 anos
Criança < 1ano
Adulto
Pelve
Abdômen
Toráx AR
Toráx
Cabeça
0
20
40
60
80
100
CTDIvol (mGy)
Figura 2: Valores médio de CTDIvol para cada protocolo
Os resultados mostram que o valor médio de CTDIvol para os protocolos tórax, abdômen
e pelve de pacientes pediátricos menores que 1 ano foram 30% superiores aos protocolos de
adultos de crianças de 7 anos. Para os protocolos de crânio o valor médio de CTDIvol para
pacientes adultos foi 40% maior que o de crianças menores que 1 ano e 14% maior do que
crianças de 7 anos. A Figura 3 mostra o valor de 3º quartil dos valores de CTDIvol obtidos
para a América Latina em comparação com os valores de alguns países da Europa [11,12].
Figura 3:Comparação dos valores de CTDIvol por faixa etária para os exames de crânio
e tórax
Todos os valores de 3º quartil de CTDIvol e DLP em todos os exames para pacientes
pediátricos foram superiores aos centros europeus. Os exames de crânio para todas as faixas
etárias estudadas apresentaram valores de CTDIvol superiores a 40% dos níveis de referência
encontrados em países europeus. Os valores de DLP para pacientes adultos foram superiores
IRPA 2013, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.
a 30 % do nível de referência europeu e os pacientes pediátricos mostram valores 50%
superiores.
A diferença máxima encontrada dos valores de CTDIvol para exames de tórax foi de 13,5
mGy para pacientes pediátricos (0-1ano); 7,5 mGy para crianças de 6-10 anos e 8 mGy para
adultos. Em relação ao DLP a diferença máxima foi de 359 mGy para crianças de 0-1 ano,
203 mGy para crianças de 6-10 anos e 160 mGy para pacientes adultos. Mostrando uma
elevada variação entre pacientes pediátricos de 0-1 ano.
Para exames de abdômen e pelve, os pacientes pediátricos (0-1 ano) apresentaram
valores de CTDIvol e DLP superiores a 60% em relação aos países europeus. Enquanto que os
pacientes adultos apresentaram os valores de CTDIvol e DLP superior a 16% e 55% inferior,
respectivamente ao nível de referência. É importante ressaltar que os valores de referência
europeus são para exames de abdômen total, ou seja, irradiam a região pélvica e abdominal,
com comprimento de varredura superior ao abdômen superior e a pelve.
3.2. 2. Dose absorvida nos órgãos
A Figura 4 apresenta os valores médios de dose absorvida em órgãos mais radiosensíveis
para cada tipo de exame.
(a) Exame de crânio
(b) Exame de tórax
(c) Exame de Abdômen
(d) Exame de Pelve
Figura 4: Dose absorvida média em diferentes órgãos nos diferentes tipos de exames
O simulador matemático da simulação de Monte Carlo utiliza um paciente adulto com
1,70 m de altura e 70 kg de massa corporal como referência. No entanto, mesmo
IRPA 2013, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.
considerando este fato, os fatores de técnica empregados para pacientes pediátricos com (0-1
ano) mostraram valores de dose absorvida nos órgãos apenas 10% inferior aos de adulto.
A Figura 4 mostra que o valor de dose absorvida no cristalino e cérebro em exames de
crânio foram os mais elevados 40 mGy para pacientes adultos e crianças com 7 anos e 25
mGy para crianças menores que 1 ano.
3. Conclusão
Este estudo mostrou que os centros de diagnósticos avaliados apresentaram os
requisitos mínimos de radioproteção exigidos, no entanto apenas 35% do total não
implementaram um programa de garantia de qualidade da imagem. Outro fator relevante a ser
observado é a quantidade de físicos médicos especialista em radiodiagnóstico, dos vinte e
sete centros apenas dois possuem este profissional.
Em relação aos protocolos clínicos, 76% dos centros afirmaram possuir protocolos
específicos para pacientes pediátricos, no entanto o estudo mostrou nos exames de tórax,
abdômen e pelve os valores de CTDIvol foram superiores a 30% ao de pacientes adultos,
indicando a necessidade de otimização destes protocolos.
O valor de dose absorvida no cristalino foi de 40 mGy, aproximadamente duas vezes
maior em relação aos outros órgãos durante um procedimento de tomografia, isto se explica
pelo fato da região do crânio possuir muitas estruturas com resolução de alto contraste
necessitando desta forma de fatores de técnica elevados para garantir a qualidade da imagem
diagnóstica. Também em exames de crânio não se utiliza a modulação de dose.
AGRADECIMENTOS
Ao apoio da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) e esforço dos
coordenadores do projeto, a colaboração dos hospitais participantes e ao CNPq.
REFERÊNCIAS
1. Mettler FA, et al. “Radiologic and nuclear medicine studies in the United States and
worldwide: frequency, radiation dose, and comparison with other radiation sources–
1950–2007”. Radiology, 31, pp. 253:520 (2009).
2. Schauer DA, Linton OW. “National Council on Radiation Protection and Measurements
report shows substantial medical exposure increase” .Radiology, 6, pp. 253:293 (2009).
3. G S DESAI, MD, et al. “Comparative assessment of three image reconstruction
techniques for image quality and radiation dose in patients undergoing abdominopelvic
multidetector CT examinations”. BR J RAdiol, 1, 8-86 (2012)
4. Brenner DJ, et al. “Estimated risks of radiation-induced fatal cancer from pediatric CT”.
AJR, 176, pp. 289-296 (2001).
5. Berrington de Gonzalez A, et al. “Projected cancer risks from computed tomographic
scans performed in the United States in 2007”. Arch Intern Med, 169, pp. 2071–127
(2009).
IRPA 2013, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.
6. A. Paterson, et al. “Dose reduction in paediatric MDCT: general principles”. Clinical
Radiology, 62, 507 – 517 (2007).
7. “ImPACT CT Patient Dosimetry Calculator”, http://www.impactscan.org/ctdosimetry.htm
(2010).
8. “NRPB SR 250”, http://www.hpa.org.uk/ (2010)
9. “European Guidelines on Quality Criteria for Computed Tomography”,
http://www.drs.dk/guidelines/ct/quality/index.htm (2004)
10. ICRP. “Radiological protection in paediatric diagnostic and interventional radiology”.
ICRP, publication 121. Ann. ICRP 42 (2) (2013)
11. NRPB W67. “Doses from Computed Tomography (CT) Examinations in the UK -2003
Review”. NRPB, publication W67 (2005).
12. Kocher KE, et al. “National trends in use of computed tomography in the emergency
department”. Ann Emerg Med, 58, pp.452–62e3.
13. NCRP, “National Council of Radiation Protection and Measurements. Ionizing radiation
exposure of the population in the United States”, MD: National Council on Radiation
Protection and Measurements, USA , Report No. 160 (2009)
14. T.Ishii, et al. “Reduction of Radiation Dose to Children in X-Ray Head CT: Investigation
Using EGS5”. Proceeding of the Nineteenth EGS Use, Japan, pp. 48 – 52 (2012).
IRPA 2013, Rio de Janeiro, RJ, Brazil.