Pesquisadores estudam a adaptação de um tubo de Raios X com alvo de tungstênio para realização de pesquisas em mamografia

Detalhes bibliográficos
Principais autores:	Silvio Bruni Herdade, Ricardo Andrade Terini, Roseli Künzel
Formato:	Online
Publicado em:	2003
Assuntos:	Raio-X Tubo Imagem Exame
Acesso em linha:	https://canalciencia.ibict.br/ciencia-em-sintese/artigo?item_id=23461

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abstract	Nesta pesquisa, os pesquisadores buscam adaptar o tudo de Raio X com alvo de tungstênio para realizar pesquisas sobre mamografia.
coverage	O conhecimento preciso do espectro de raios X é importante para avaliar parâmetros relevantes que são usados para melhorar as técnicas em mamografia, de forma a aperfeiçoar a qualidade das imagens e reduzir a dose nos pacientes. Não obstante, as medidas de espectro em equipamentos clínicos apresentam dificuldades devidas a limitações físicas (a distância do tubo em que o espectrômetro deve ser posicionado é muito pequena devido à presença do sistema que registra a imagem) e limitações do espectrômetro (a intensidade da radiação que emerge do alvo nessa distância é muito alta e o espectrômetro tem dificuldade para registrá-la). Além disso, a disponibilidade dos equipamentos clínicos para uso em trabalhos de pesquisa é limitada. A comparação dos valores de camada semi-redutora obtidos nesse sistema com resultados fornecidos por normas regulamentadoras mostrou a possibilidade de simular um espectro adequado para uso em mamografia. Essa técnica é importante por permitir que se façam determinadas pesquisas na área de mamografia mesmo não se dispondo de um mamógrafo. Durante vários anos a utilização de equipamentos de Raios X com alvo e filtro de molibdênio (elemento químico metálico, de número atômico 42) foi considerada a combinação ideal para uso em mamografia (radiografia das mamas). Mas equipamentos com combinações alternativas para materiais do ânodo (isto é, do alvo condutor a partir do qual a radiação emerge) e de filtros adicionais têm entrado em uso. Atualmente existe uma técnica usada em alguns aparelhos modernos para fazer com que um tubo de Raios X com alvo de tungstênio (metal de número atômico 74, usado como alvo em tubos de raios X em radiologia geral) apresente um espectro (isto é, a distribuição da quantidade de raios X registrados pelo detector – contagens – de acordo com a sua energia) semelhante ao de um equipamento típico de mamografia. Essa técnica consiste em usar folhas de determinados metais que funcionam como filtro e subtraem (absorvem), da radiação que é emitida pelo alvo, parcelas que possuem valores de energia acima e abaixo da faixa considerada ideal para uso em um procedimento mamográfico. O objetivo dessa técnica é fazer com que somente a radiação capaz de produzir uma imagem de boa qualidade atinja o paciente e o filme. A radiação de baixa energia não contribui para a formação da imagem radiográfica, mas aumenta a dose de radiação para o paciente (os raios X de energia muito baixa são absorvidos pelo paciente e não atingem o filme onde a imagem é registrada); os raios X que possuem energia muito alta degradam a imagem. Utilizando filtros adequados essas parcelas são extraídas do feixe de radiação emitido pelo alvo. Para cada tamanho de mama existe uma faixa de energia ótima que deve ser usada para a obtenção de uma imagem de boa qualidade. De acordo com essa faixa ótima de energia é que é selecionada a combinação de alvo e filtro ideal para cada procedimento. Uma das vantagens do uso de tubos com alvo de tungstênio para mamografia reside no fato do seu ponto de fusão ser mais elevado do que o do molibdênio. Essa característica permite utilizar pontos focais menores, possibilitando uma melhor visualização dos detalhes da imagem e uma maior utilização do tubo. O aperfeiçoamento das técnicas utilizadas em mamografia só se torna possível através do conhecimento preciso do espectro do feixe emitido pelo sistema de raios X (com determinada combinação alvo/filtro). No entanto, em tubos clínicos o processo de medida de espectro apresenta algumas limitações que serão detalhadas mais adiante. Além disso, esses equipamentos nem sempre estão disponíveis para utilização em pesquisas. Por essa razão, pesquisadores dos Institutos de Física e de Eletrotécnica e Energia da Universidade de São Paulo e do Departamento de Física da Pontifícia Universidade Católica de São Paulo adaptaram um sistema de raios X com ânodo de tungstênio, existente em laboratório, com filtros de molibdênio para realização de estudos na faixa de mamografia. imagem1 imagem2 imagem3 imagem4 Os estudos foram realizados em um equipamento de raios X, disponível no IEE – USP, com gerador de potencial constante, modelo MG325 Philips. Este sistema possui um tubo com ânodo de tungstênio. A taxa de exposição foi medida com uma câmara de ionização (equipamento de mensuração de doses) especifica para mamografia. Os espectros de radiação foram obtidos com um espectrômetro (equipamento usado para medição de espectro) feito à base de silício. Um colimador de chumbo (peça que define a área do feixe de radiação que emana do tubo) foi colocado na saída do sistema de raios X e os filtros de molibdênio foram posicionados imediatamente após este. Utilizando o aranjo experimental sugerido pelas normas oficiais de segurança em radiologia foram realizadas medidas de dose de radiação para encontrar a espessura de molibdênio adequada para produzir um espectro semelhante ao usado em mamografia. Foram realizadas medidas com várias tensões (voltagens) aplicadas ao tubo. Em todos os casos, a primeira medida foi realizada somente com a filtração de molibdênio. Na seqüência, foram adicionadas várias espessuras de alumínio e a dose foi medida para cada uma a fim de se determinar a camada semi-redutora (parâmetro que define a qualidade do feixe de radiação que deve ser usado em mamografia). O valor desse parâmetro para os diversos valores de tensão é estabelecido por normas internacionais. A partir da análise dos resultados, foi possível estabelecer que a filtração de 0,04 milímetros de molibdênio satisfaz às exigências das normas oficiais para simular um feixe de radiação típico de mamografia neste sistema. Os valores de camada semi-redutora obtidos para este sistema se encontram, no intervalo de energia usado em mamografia, dentro dos limites inferiores e superiores estabelecidos para este parâmetro pela Portaria do Ministério da Saúde de número 453. Os valores obtidos para a camada semi-redutora também estão em conformidade, dentro de uma faixa de erro de 3%, com os valores fornecidos para este parâmetro por normas internacionais. A homogeneidade do feixe de radiação e a contribuição do compressor de mama (placa de acrílico que comprime a mama durante o exame) nos valores determinados para a camada semi-redutora também foram avaliados. Além disso, para se obter uma caracterização mais completa do sistema foram realizadas medições de espectro, para várias tensões, sem nenhum filtro e com filtros de molibdênio. Os espectros obtidos sem nenhum filtro e com filtros de molibdênio foram obtidos para o mesmo valor de tensão aplicado ao tubo de raios X. Foram medidos espectros obtidos sem a utilização de nenhum filtro, e com uma filtração de 0.04 milímetros de molibdênio. Comparando-se estas duas mrdidas podemos verificar que a presença do molibdênio faz com que uma parcela significativa dos raios X com energia menor que 15 keV e maior que 20 keV sejam subtraídos do espectro. Também foi comparado o espectro medido neste sistema adaptado (alvo de tungstênio e filtro de molibdênio) com um espectro simulado, para um tubo com alvo e filtro de molibdênio, obtido a partir de modelos teóricos, baseados na teoria quântica da radiação, publicados na literatura. Verifica-se nessa comparação que o pico de intensidade máxima no espectro medido, para este sistema adaptado, e no espectro simulado se encontra dentro da mesma faixa de energia. Esta comparação identifica a possibilidade de simulação de um feixe de raios X para aplicação em mamografia em um sistema com alvo de tungstênio adaptado com filtros de molibdênio.
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Não obstante, as medidas de espectro em equipamentos clínicos apresentam dificuldades devidas a limitações físicas (a distância do tubo em que o espectrômetro deve ser posicionado é muito pequena devido à presença do sistema que registra a imagem) e limitações do espectrômetro (a intensidade da radiação que emerge do alvo nessa distância é muito alta e o espectrômetro tem dificuldade para registrá-la). Além disso, a disponibilidade dos equipamentos clínicos para uso em trabalhos de pesquisa é limitada. A comparação dos valores de camada semi-redutora obtidos nesse sistema com resultados fornecidos por normas regulamentadoras mostrou a possibilidade de simular um espectro adequado para uso em mamografia. Essa técnica é importante por permitir que se façam determinadas pesquisas na área de mamografia mesmo não se dispondo de um mamógrafo. Durante vários anos a utilização de equipamentos de Raios X com alvo e filtro de molibdênio (elemento químico metálico, de número atômico 42) foi considerada a combinação ideal para uso em mamografia (radiografia das mamas). Mas equipamentos com combinações alternativas para materiais do ânodo (isto é, do alvo condutor a partir do qual a radiação emerge) e de filtros adicionais têm entrado em uso. Atualmente existe uma técnica usada em alguns aparelhos modernos para fazer com que um tubo de Raios X com alvo de tungstênio (metal de número atômico 74, usado como alvo em tubos de raios X em radiologia geral) apresente um espectro (isto é, a distribuição da quantidade de raios X registrados pelo detector – contagens – de acordo com a sua energia) semelhante ao de um equipamento típico de mamografia. Essa técnica consiste em usar folhas de determinados metais que funcionam como filtro e subtraem (absorvem), da radiação que é emitida pelo alvo, parcelas que possuem valores de energia acima e abaixo da faixa considerada ideal para uso em um procedimento mamográfico. O objetivo dessa técnica é fazer com que somente a radiação capaz de produzir uma imagem de boa qualidade atinja o paciente e o filme. A radiação de baixa energia não contribui para a formação da imagem radiográfica, mas aumenta a dose de radiação para o paciente (os raios X de energia muito baixa são absorvidos pelo paciente e não atingem o filme onde a imagem é registrada); os raios X que possuem energia muito alta degradam a imagem. Utilizando filtros adequados essas parcelas são extraídas do feixe de radiação emitido pelo alvo. Para cada tamanho de mama existe uma faixa de energia ótima que deve ser usada para a obtenção de uma imagem de boa qualidade. De acordo com essa faixa ótima de energia é que é selecionada a combinação de alvo e filtro ideal para cada procedimento. Uma das vantagens do uso de tubos com alvo de tungstênio para mamografia reside no fato do seu ponto de fusão ser mais elevado do que o do molibdênio. Essa característica permite utilizar pontos focais menores, possibilitando uma melhor visualização dos detalhes da imagem e uma maior utilização do tubo. O aperfeiçoamento das técnicas utilizadas em mamografia só se torna possível através do conhecimento preciso do espectro do feixe emitido pelo sistema de raios X (com determinada combinação alvo/filtro). No entanto, em tubos clínicos o processo de medida de espectro apresenta algumas limitações que serão detalhadas mais adiante. Além disso, esses equipamentos nem sempre estão disponíveis para utilização em pesquisas. Por essa razão, pesquisadores dos Institutos de Física e de Eletrotécnica e Energia da Universidade de São Paulo e do Departamento de Física da Pontifícia Universidade Católica de São Paulo adaptaram um sistema de raios X com ânodo de tungstênio, existente em laboratório, com filtros de molibdênio para realização de estudos na faixa de mamografia. imagem1 imagem2 imagem3 imagem4 Os estudos foram realizados em um equipamento de raios X, disponível no IEE – USP, com gerador de potencial constante, modelo MG325 Philips. Este sistema possui um tubo com ânodo de tungstênio. A taxa de exposição foi medida com uma câmara de ionização (equipamento de mensuração de doses) especifica para mamografia. Os espectros de radiação foram obtidos com um espectrômetro (equipamento usado para medição de espectro) feito à base de silício. Um colimador de chumbo (peça que define a área do feixe de radiação que emana do tubo) foi colocado na saída do sistema de raios X e os filtros de molibdênio foram posicionados imediatamente após este. Utilizando o aranjo experimental sugerido pelas normas oficiais de segurança em radiologia foram realizadas medidas de dose de radiação para encontrar a espessura de molibdênio adequada para produzir um espectro semelhante ao usado em mamografia. Foram realizadas medidas com várias tensões (voltagens) aplicadas ao tubo. Em todos os casos, a primeira medida foi realizada somente com a filtração de molibdênio. Na seqüência, foram adicionadas várias espessuras de alumínio e a dose foi medida para cada uma a fim de se determinar a camada semi-redutora (parâmetro que define a qualidade do feixe de radiação que deve ser usado em mamografia). O valor desse parâmetro para os diversos valores de tensão é estabelecido por normas internacionais. A partir da análise dos resultados, foi possível estabelecer que a filtração de 0,04 milímetros de molibdênio satisfaz às exigências das normas oficiais para simular um feixe de radiação típico de mamografia neste sistema. Os valores de camada semi-redutora obtidos para este sistema se encontram, no intervalo de energia usado em mamografia, dentro dos limites inferiores e superiores estabelecidos para este parâmetro pela Portaria do Ministério da Saúde de número 453. Os valores obtidos para a camada semi-redutora também estão em conformidade, dentro de uma faixa de erro de 3%, com os valores fornecidos para este parâmetro por normas internacionais. A homogeneidade do feixe de radiação e a contribuição do compressor de mama (placa de acrílico que comprime a mama durante o exame) nos valores determinados para a camada semi-redutora também foram avaliados. Além disso, para se obter uma caracterização mais completa do sistema foram realizadas medições de espectro, para várias tensões, sem nenhum filtro e com filtros de molibdênio. Os espectros obtidos sem nenhum filtro e com filtros de molibdênio foram obtidos para o mesmo valor de tensão aplicado ao tubo de raios X. Foram medidos espectros obtidos sem a utilização de nenhum filtro, e com uma filtração de 0.04 milímetros de molibdênio. Comparando-se estas duas mrdidas podemos verificar que a presença do molibdênio faz com que uma parcela significativa dos raios X com energia menor que 15 keV e maior que 20 keV sejam subtraídos do espectro. Também foi comparado o espectro medido neste sistema adaptado (alvo de tungstênio e filtro de molibdênio) com um espectro simulado, para um tubo com alvo e filtro de molibdênio, obtido a partir de modelos teóricos, baseados na teoria quântica da radiação, publicados na literatura. Verifica-se nessa comparação que o pico de intensidade máxima no espectro medido, para este sistema adaptado, e no espectro simulado se encontra dentro da mesma faixa de energia. Esta comparação identifica a possibilidade de simulação de um feixe de raios X para aplicação em mamografia em um sistema com alvo de tungstênio adaptado com filtros de molibdênio. Adaptação de um sistema de Raios X com ânodo de tungstênio e potencial constante para a faixa de mamografia Nesta pesquisa, os pesquisadores buscam adaptar o tudo de Raio X com alvo de tungstênio para realizar pesquisas sobre mamografia. 2003-09-22 Ciências da Saúde Os estudos foram realizados em um equipamento de raios X, disponível no IEE – USP, com gerador de potencial constante, modelo MG325 Philips. Este sistema possui um tubo com ânodo de tungstênio. A taxa de exposição foi medida com uma câmara de ionização (equipamento de mensuração de doses) especifica para mamografia. Os espectros de radiação foram obtidos com um espectrômetro (equipamento usado para medição de espectro) feito à base de silício. Um colimador de chumbo (peça que define a área do feixe de radiação que emana do tubo) foi colocado na saída do sistema de raios X e os filtros de molibdênio foram posicionados imediatamente após este. Utilizando o aranjo experimental sugerido pelas normas oficiais de segurança em radiologia foram realizadas medidas de dose de radiação para encontrar a espessura de molibdênio adequada para produzir um espectro semelhante ao usado em mamografia. Foram realizadas medidas com várias tensões (voltagens) aplicadas ao tubo. Em todos os casos, a primeira medida foi realizada somente com a filtração de molibdênio. Na seqüência, foram adicionadas várias espessuras de alumínio e a dose foi medida para cada uma a fim de se determinar a camada semi-redutora (parâmetro que define a qualidade do feixe de radiação que deve ser usado em mamografia). O valor desse parâmetro para os diversos valores de tensão é estabelecido por normas internacionais. A partir da análise dos resultados, foi possível estabelecer que a filtração de 0,04 milímetros de molibdênio satisfaz às exigências das normas oficiais para simular um feixe de radiação típico de mamografia neste sistema. Os valores de camada semi-redutora obtidos para este sistema se encontram, no intervalo de energia usado em mamografia, dentro dos limites inferiores e superiores estabelecidos para este parâmetro pela Portaria do Ministério da Saúde de número 453. Os valores obtidos para a camada semi-redutora também estão em conformidade, dentro de uma faixa de erro de 3%, com os valores fornecidos para este parâmetro por normas internacionais. A homogeneidade do feixe de radiação e a contribuição do compressor de mama (placa de acrílico que comprime a mama durante o exame) nos valores determinados para a camada semi-redutora também foram avaliados. Além disso, para se obter uma caracterização mais completa do sistema foram realizadas medições de espectro, para várias tensões, sem nenhum filtro e com filtros de molibdênio. Os espectros obtidos sem nenhum filtro e com filtros de molibdênio foram obtidos para o mesmo valor de tensão aplicado ao tubo de raios X. Foram medidos espectros obtidos sem a utilização de nenhum filtro, e com uma filtração de 0.04 milímetros de molibdênio. Comparando-se estas duas mrdidas podemos verificar que a presença do molibdênio faz com que uma parcela significativa dos raios X com energia menor que 15 keV e maior que 20 keV sejam subtraídos do espectro. Também foi comparado o espectro medido neste sistema adaptado (alvo de tungstênio e filtro de molibdênio) com um espectro simulado, para um tubo com alvo e filtro de molibdênio, obtido a partir de modelos teóricos, baseados na teoria quântica da radiação, publicados na literatura. Verifica-se nessa comparação que o pico de intensidade máxima no espectro medido, para este sistema adaptado, e no espectro simulado se encontra dentro da mesma faixa de energia. Esta comparação identifica a possibilidade de simulação de um feixe de raios X para aplicação em mamografia em um sistema com alvo de tungstênio adaptado com filtros de molibdênio. https://repositorio.canalciencia.ibict.br/api/items/23461 https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/9caafb740c1321d54ec1583fed8c1c1319b56e8e.jpg https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/2b6bdcf6a62a9fa81e26180aa5111e01a010e26f.jpg https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/fdb9fba3c8b6eb07d1aa1b78b66b1a95c914ba7e.jpg https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/cc8422ba943daa521b2d3aaea4affc237a3259d7.jpg https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/0e9c3a6b64339df53227fb3fabdd6eaf34dbdc26.jpg

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