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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.43.2018.tde-22012018-133105
Document
Author
Full name
Louise Maria Giansante Martins
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2017
Supervisor
Committee
Costa, Paulo Roberto (President)
Arreola, Manuel Muñoz
Gebrim, Eloisa Maria Mello Santiago
Title in English
Avaliação de doses em órgãos em procedimentos de tomografia computadorizada utilizando dosímetros TL e OSL
Keywords in English
Computed Tomography
Doses em órgãos
Dosimetria TL e OSL
Organ doses
Radiologia
Radiology
TL and OSL dosimetry
Tomografia Computadorizada
Abstract in English
Desde o desenvolvimento do primeiro equipamento de Tomografia Computadorizada (TC) no começo dos anos 1970, essa modalidade de diagnóstico por imagem passou por diversas melhorias. Produção de imagens de alta qualidade e exclusivamente digitais sem a superposição de estruturas anatômicas, exames com a duração de até cinco segundos e a capacidade de detectar patologias importantes sem a necessidade de cirurgias exploratórias são algumas das grandes vantagens obtidas quando essa técnica é utilizada. Como consequência, o papel dessa modalidade diagnóstica tem crescido amplamente ao redor do mundo. Nos Estados Unidos, por exemplo, 2,2 milhões de exames de TC foram realizados em 1980, apenas 10 anos após sua implementação. Esse número cresceu para 78,7 milhões no ano de 2015. Como resultado, a dose de radiação absorvida por pacientes devido ao uso dessa técnica tem se tornado uma preocupação entre radiologistas, pesquisadores e fabricantes, levando ao desenvolvimento de diferentes metodologias para estima-la. Câmaras de ionização, dosimetria termoluminescente (TL) e, mais recentemente, dosimetria luminescente opticamente estimulada (OSL), por exemplo, têm sido amplamente aplicados para se estimar dose em órgãos in vivo, em cadáveres e em objetos simuladores (phantoms). Outra abordagem extensivamente utilizada é a computacional, baseada em simulações Monte Carlo, que pode ser utilizada na comparação com resultados experimentais. Nesse trabalho, uma abordagem experimental utilizando TLDs e OSLDs em objetos simuladores adulto e pediátrico foi utilizada. Diversas análises foram realizadas com o objetivo de estabelecer o melhor caminho para conseguir os principais resultados alcançados e a metodologia desenvolvida foi eficiente para a finalidade proposta. As características dos OSLDs foram analisadas para verificar sua aplicabilidade no estudo de doses provenientes de procedimentos de TC. As respostas dos dosímetros demonstraram homogeneidade, linearidade com o kerma no ar incidente, reprodutibilidade, possibilidade de reutilização e dependência energética. Esses dosímetros foram utilizados em objetos simuladores adulto e pediátrico para o estudo de doses provenientes de protocolos clínicos de TC selecionados após uma análise de banco de dados de pacientes coletados do Instituto de Radiologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. As doses em órgãos medidas com os dosímetros foram comparadas com simulações Monte Carlo. Para órgãos contidos na região de exame, as diferenças entre doses medidas e simuladas estão no intervalo de ±20%. Esses resultados demonstraram, ainda, que o alinhamento e posicionamento incorretos do paciente antes do exame podem ocasionar um aumento maior do que 100% na dose de um órgão.
Title in English
Organ doses evaluation for computed tomography procedures using TL and OSL dosimeters
Keywords in English
Computed Tomography
Doses em órgãos
Dosimetria TL e OSL
Organ doses
Radiologia
Radiology
TL and OSL dosimetry
Tomografia Computadorizada
Abstract in English
Since the development of the first Computed Tomography (CT) equipment in the early 1970s, this diagnostic imaging modality has gone through several improvements. Exclusively digital and high quality images production without superposition of anatomical structures, examinations as fast as five seconds, and the capability of diagnosing important pathologies with no need of exploratory surgeries are some of the great advantages when using this technique. As a consequence, the role of this diagnostic procedure has been widely increasing worldwide. In the US, for instance, 2.2 million CT exams were performed in 1980, only 10 years after its implementation. This number increased to 78.7 million in 2015. As a result, absorbed dose by patients due to this technique has become a concern among radiologists, researchers and manufacturers, leading to the development of different methodologies to evaluate it. Ionization chambers, thermoluminescence (TL) and, more recently, optically stimulated luminescence (OSL) dosimetry, for instance, have been widely applied in order to estimate in vivo organ doses, in post-mortem subjects and in phantoms. Another approach that has been extensively used are the Monte Carlo simulations, which can be applied in comparison with experimental results. An experimental approach to evaluate organ doses in pediatric and adult anthropomorphic phantoms by using TLDs and OSLDs was employed in the present study. Several analyses were performed in order to stablish the best way to achieve the main results in this investigation and the methodology proved to be efficient. The characteristics of the OSLDs were analyzed to verify their applicability for evaluating doses from CT procedures. The characterization included homogeneity, linearity with the incident air kerma, reproducibility, reusability and an energy-dependent response to distinct effective energies evaluation. These dosimeters were applied along with TLDs in an adult and a pediatric anthropomorphic phantoms to evaluate organ doses due to clinical CT protocols. These protocols were selected after an analysis of patient data collected from the Institute of Radiology of the School of Medicine of the University of São Paulo (Instituto de Radiologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo). Organ doses measured with dosimeters were compared with Monte Carlo simulations. Differences between measured and simulated absorbed organ doses were within ±20%. Moreover, these results showed that a misalignment and incorrect positioning of the patient in the couch can increase an organ dose by more than 100%.
 
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Publishing Date
2018-01-23
 
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