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Eutrópio Vieira Batista 1 Helen Khoury 1 Francisco A. Melo 2 Milena Frej 1 1 Universidade Federal de Pernambuco / Depto de Energia Nuclear – Recife/PE.

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1 Eutrópio Vieira Batista 1 Helen Khoury 1 Francisco A. Melo 2 Milena Frej 1 1 Universidade Federal de Pernambuco / Depto de Energia Nuclear – Recife/PE – Brasil 2 Universidade Católica de Pernambuco / Depto de Física – Recife/PE – Brasil AVALIAÇÃO DA TENSÃO DE OPERAÇÃO DE MAMÓGRAFOS USANDO SEMICONDUTORES LAS/ANS_Rio-2005

2 Objetivo da mamografia MAMOGRAFIA detecção precoce de anomalias mamárias LAS/ANS_Rio-2005 Diagnosticar tecidos mamários tratamento mais eficaz aumento da chance de cura menor nº de mortes por câncer de mama

3 LAS/ANS_Rio-2005 Tipos de exames: diagnóstico pacientes sintomáticas rastreamento (screening) pacientes assintomáticas (> 40 anos) pacientes com elevados fatores de risco (histórico familiar de neoplasia mamária) MAMOGRAFIA

4 LAS/ANS_Rio-2005 Tipos de tecidos da mama clavícula costelas tecido adiposo ácinos ducto lactífero óstio do ducto lactífero tecido conjuntivo e adiposo pele lobo mamário tecido adiposo (área mais escurecida) tecido fibroglandular (área mais clara)

5 LAS/ANS_Rio ,040,567,73,218,410,2Glandular 0,930,125,11,761,911,2Adiposo Densid. (gcm -3 ) Cinzas minerais ONCH Tecido Porcentagem de composições por peso (valores médios) Elementos encontrados ( HAMMERSTEIN et al., 1979 ) Composição dos tecidos da mama

6 LAS/ANS_Rio-2005 Variação dos s dos tecidos em função da energia Coeficientes de atenuação linear dos tecidos da mama ,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,1 2,0 Coeficiente de atenuação linear, (cm -1 ) carcinoma fibroglandular adiposo Energia (keV) Baixa kilovoltagem predominância do efeito fotoelétrico Combinação anodo/filtro: Mo/Mo feixe com predominância de radiação característica (energia ~ 20keV) Alto mAs aumento da intensidade da radiação p/ sensibilizar o receptor de imagens Características do equipamento mamográfico

7 LAS/ANS_Rio-2005 Resultado maior dose absorvida nos tecidos maior risco de carcinogênese riscobenefício Avaliação

8 LAS/ANS_Rio-2005 Objetivo do Programa de Controle de Qualidade Necessidade de um Programa de Controle de Qualidade em Mamografia Otimizar o processo de detecção Obtenção de imagens mamográficas de boa qualidade para possibilitar um diagnóstico preciso Detectar falhas no equipamento antes do seu uso clínico riscos - paciente/operador custos operacionais

9 LAS/ANS_Rio-2005 Controle de qualidade de sistemas mamográficos menores dosesimagens adequadas testes de controle de qualidade Avaliação: parâmetros relacionados com a unidade de raios-X mamográfica funcionamento da unidade de processamento do filme visualização da imagem formada dose absorvida na mama

10 LAS/ANS_Rio-2005 Geometria Tensão: exatidão e reprodutibilidade Tempo de exposição Camada semi-redutora Parâmetros relacionados com a unidade de raios-X mamográfica Rendimento do tubo Radiação de fuga Controle Automático da Exposição (AEC) Força de compressão Penetrabilidade Contraste Tensão não exata e não reprodutiva: altera a qualidade do feixe compromete a qualidade da imagem Influência da tensão aplicada ao tubo de raios-X na qualidade do feixe de radiação

11 LAS/ANS_Rio-2005 Medidores de tensão baseados em métodos não invasivos (mais utilizados) simplicidade praticidade Tipos de medidores de tensão métodos não invasivos métodos invasivos Determinação da tensão aplicada ao tubo de raios-X Medidores de tensão baseados em métodos invasivos acesso aos terminais de A.T. do tubo maior risco p/ o operador

12 LAS/ANS_Rio-2005 Objetivo do trabalho Tendo em vista: Averiguação em clínicas de níveis de kV alterados Experiência com equipamentos nucleares Dificuldade de implementação de PCQ em clínicas (Port. 453) Dificuldade de se encontrar equipamentos nacionais para a determinação do kV em mamógrafos Desenvolvimento de um equipamento para a avaliação da tensão de operação de mamógrafos através do método não invasivo

13 LAS/ANS_Rio-2005 Detectores semicondutores - mecanismo de detecção contato ohmico substrato P N região de depleção radiação incidente _ _ _ _ _ _ + + _ _ _ _ _ + mov. de elétrons mov. de lacunas Formação da camada de depleção entre os substratos P e N Vantagens leitura direta pequenas dimensões resposta reprodutível e linear com a dose sensibilidade independe dos fatores ambientais baixo custo ausência de cargas livres pequeno campo elétrico

14 LAS/ANS_Rio-2005 Dispositivos semicondutores utilizados Fotodiodos comerciais (Si): BPW34 XRA24 Características dos fotodiodos utilizados: 1250,29 (50V)5,76XRA (10V)7,5BPW34 Tensão reversa máxima (V) Corrente no escuro (nA) para tensão (V R ) Área ativa efetiva (mm²) Fotodiodo sensibilidade à luz visível

15 LAS/ANS_Rio-2005 Suporte p/ avaliação dos fotodiodos janela fotodiodo suporte suporte de acrílico (preto-fosco) janela - fina camada de polietileno operação no modo fotovoltaico

16 LAS/ANS_Rio-2005 Arranjo experimental para a realização dos testes fotodiodo tubo eletrômetro 1 m colimação filtro de 0,06 mmMo anodo de W kV cte mA tempo carga = Q

17 LAS/ANS_Rio-2005 Repetibilidade da resposta dos fotodiodos: valores menores que 1% FotodiodosValor médio (nC)Desvio padrão (nC)Coef. de variação (%) BPW3429,520,100,34 XRA2468,710,080,12 Teste da repetibilidade feixe mamográfico: padrão ISO W28Mo60 determinação: valor médio desvio padrão coef. de variação

18 LAS/ANS_Rio-2005 Repetibilidade da resposta do fotodiodo XRA24 (para uma dose de 11,5mGy) valores dentro de 0,12 %

19 LAS/ANS_Rio-2005 feixe mamográfico: padrão ISO W28Mo60 Teste da reprodutibilidade 10 leituras 1º dia2º dia3º dia4º dia5º dia e 10 leituras

20 LAS/ANS_Rio-2005 Reprodutibilidade da resposta do fotodiodo XRA24 valores dentro de 0,38 %

21 LAS/ANS_Rio-2005 Verificação das respostas dos fotodiodos com diferentes doses (nC x mGy) p/ cada tipo de feixe (kV) Determinação da dose: Teste da resposta em função da dose variação mAs CI Keithley Respostas dos fotodiodos utilizados, com um feixe de Qualidade ISO W28Mo60.

22 LAS/ANS_Rio-2005 Verificação da dependência energética Análise das inclinações das curvas de resposta x dose para as energias de feixes mamográficos mais comuns (25 a 30 kV)

23 LAS/ANS_Rio-2005 Desenvolvimento do equipamento S1 S2 feixe de RX tubo de raios-X fotodiodos materiais atenuadores D1D1 D2D2 conversão I/V amplificação ADC conversão I/V amplificação display microcontrolador

24 LAS/ANS_Rio-2005 Atenuação diferencial Comparação com a atenuação entre os diferentes materiais absorvedores Avaliação da tensão do tubo X3X3 X1X1 0,1 mm Al X2X2 X1X1 0,1 mm Cu

25 LAS/ANS_Rio-2005 Sonda dosimétrica com os fotodiodos suporte de celulose materiais absorvedores janela - fina camada de polietileno (preto-fosco)

26 LAS/ANS_Rio-2005 Arranjo experimental sonda com os fotodiodos tubo medidor de tensão 1 m colimação filtro de Mo anodo de W Determinação da relação entre a tensão do tubo e a razão das respostas dos fotodiodos Tensões do tubo - determinadas por um equipamento RMI (Gammex) Variação da tensão: kV

27 LAS/ANS_Rio-2005 Razão entre as repostas do fotodiodos

28 LAS/ANS_Rio-2005 CONCLUSÃO Foi constatada uma variação proporcional praticamente linear entre a razão das respostas dos fotodiodos com o valor da tensão aplicada ao tubo, indicando que o equipamento desenvolvido é adequado para a determinação da tensão de equipamentos mamográficos.

29 LAS/ANS_Rio-2005


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