Desenvolvimento e estudo de dosímetro para radiologia de intervenção

Abstract

Em procedimentos de radiologia de intervenção, a dose recebida pela equipa médica é significativa em relação a outras práticas de radiologia, sendo reconhecido que a monitorização da dose através de dosímetros e a prática correta dos meios de proteção permite manter estes valores de exposição tão baixos quanto possível. Assim, foram desenvolvidas e testadas duas configurações de dosímetros protótipos – a primeira, utiliza um fotodíodo acoplado a um cristal inorgânico cintilador e a segunda uma fibra ótica cintilante acoplada a uma fibra ótica de polimetil – metacrilato (PMMA), que guia a luz de cintilação até um fotomultiplicador de silício. Para a escolha dos componentes da primeira configuração, três fotodíodos foram testados em termos de linearidade com a dose e de dependência com a temperatura. Como vantagem deste formato, tem-se uma variação do sinal inferior a 2 % entre 20 e 45 ºC. No entanto, verificou-se uma fraca sensibilidade e uma dependência energética devido ao cristal cintilador, tendo uma resposta bastante linear para taxas de dose na ordem dos mGy/s. Com o segundo formato, obteve-se um melhoramento da sensibilidade (μGy/s). Através de uma aplicação que permitia o ajuste da tensão de polarização do fotomultiplicador e a subtração da corrente no escuro ao sinal registado, foi possível obter uma gama de funcionamento de 17.5 a 31 ºC (variação máxima de 3 %). A mesma interface permite a definição dos thresholds de dose por intervenção para que seja emitido um sinal luminoso quando se registar um nível anormal de dose. Por outro lado, e aquando da calibração com o dosímetro comercial RaySafeTM Xi, verificou-se que a linearidade diminuía com a distância ao tubo de raio – X e que a dependência energética não era nula.

In interventional radiology procedures the dose received by the medical team is significant in relation to other radiology practices, and it is recognized that dose monitoring through dosimeters and the correct practice of the means of protection allows keeping the exposure values as low as reasonably achievable. Thus, two prototype dosimeters’ configurations were developed and tested - the first uses a photodiode coupled to an inorganic scintillator and the second a scintillating optical fibre coupled to a polymethyl methacrylate (PMMA) optical fibre, which guides the scintillation light to a silicon photomultiplier. In order to choose the components of the first configuration, three photodiodes were tested in terms of dose linearity and temperature dependence. An advantage of this format is a signal variation of less than 2 % between 20 and 45 °C. However, it was verified a poor sensitivity and energy dependence due to the scintillation crystal, having a rather linear response to dose rates in the mGy/s order. With the second format, a sensitivity improvement (μGy/s) was obtained. Through an application that allowed the adjustment of the photomultipliers’ bias voltage and the subtraction of the dark current to the recorded signal, it was possible to obtain an operating range from 17.5 to 31 ° C (maximum variation of 3%). The same interface allows the definition of dose thresholds by intervention so that a light signal is emitted when an abnormal dose level is registered. On the other hand, during the calibration with the RaySafeTM Xi commercial dosimeter, it was found that the linearity decreased with the distance to the X-ray tube and that the energy dependence was not zero.