Modelo para estimar doses acumuladas em tempo real para procedimentos intervencionistas
In interventionist procedures that use fluoroscopy, medical staff is exposed to ionizing radiation, often with doses exceeding the recommended limits. These doses are only observed at the end of the procedure, or after one month utilizing individual dosimeters. The objective of the present study was...
| Autor principal: | Lourenco, Jose Carlos de Camargo |
|---|---|
| Formato: | Tese |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2021
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25997 |
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riut-1-259972021-09-14T06:05:56Z Modelo para estimar doses acumuladas em tempo real para procedimentos intervencionistas Method to estimate of cumulative dose in real-time in interventional procedures Lourenco, Jose Carlos de Camargo Paschuk, Sergei Anatolyevich https://orcid.org/0000-0001-5125-0163 http://lattes.cnpq.br/5290164798310287 Schelin, Hugo Reuters https://orcid.org/ 0000-0002-2074-4408 http://lattes.cnpq.br/1506878029093299 Schelin, Hugo Reuters https://orcid.org/ 0000-0002-2074-4408 http://lattes.cnpq.br/1506878029093299 Setti, Joao Antonio Palma https://orcid.org/0000-0003-0659-1297 http://lattes.cnpq.br/5231547788496074 Assis, Joaquim Teixeira de https://orcid.org/0000-0002-4027-6939 http://lattes.cnpq.br/7307238902576135 Hormaza, Joel Mesa https://orcid.org/ 0000-0001-6519-5118 http://lattes.cnpq.br/8949540199759267 Paschuk, Sergei Anatolyevich https://orcid.org/0000-0001-5125-0163 http://lattes.cnpq.br/5290164798310287 Estimativa de parâmetros Fluoroscopia Radiação - Dosimetria Radiação - Efeito fisiológico Software - Desenvolvimento Métodos de Simulação Parameter estimation Fluoroscopy Radiation dosimetry Radiation - Physiological effect Computer software - Development Simulation methods CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA Engenharia Elétrica In interventionist procedures that use fluoroscopy, medical staff is exposed to ionizing radiation, often with doses exceeding the recommended limits. These doses are only observed at the end of the procedure, or after one month utilizing individual dosimeters. The objective of the present study was to develop a method to estimate doses of ionizing radiation in realtime during the interventionist medical procedure using fluoroscopy. The performance of the remote-controlled fluoroscopy system in scattered radiation measurements was tested at 50 kV and 30 mA with a Ludlum 9DP ionization chamber and a PMMA phantom. Dose rates were collected by the ionization chamber for the gonad regions at 90 cm, for the hands at 109, for the chest at 128 and the lens of the eyes at 166 cm with the ground level about the beam distances main at 19, 38, 76 and 152 cm, around the 45 to 45-degree fluoroscopy table. To estimate doses in real-time, an ionization chamber was attached to the top of the fluoroscopy table and used as a fixed reference point. The collected data were sent to the developed software to determine the estimated doses. The numerical values of the estimated doses are visualized in real-time using a monitor showing the intensities of the accumulated doses, with a visual indication of the color scale of the doses received by the members of the medical team in the position they are concerning the table To validate the estimate doses in a real-time system, the hypothesis of the measured dose rates and the estimated real-time measures were implemented using Student’s t-test for independent samples with a significance level of 5%. We evaluated the estimate of the equivalent dose in a scattered object during an average time of exposure to scattered radiation in 20 minutes, which corresponds on average to an interventionist procedure, and we find, respectively, the following estimates in the scattered dimension object 30x30x15 cm: for the gonad region at 539, 159, 76, 42, and 22 μSv; for hands at 858, 392, 172, 74 and 22 μSv; for the chest at 539, 282, 152, 98 and 22 μSv; and the lens of the eyes 221, 159, 110, 78 and 22 μSv, which correspond to the X-ray beam distances in 19, 38, 57, 76 and 152 cm respectively around the fluoroscopy table. The results are similar according to the literature. The estimated dose in real-time helps the interventionist physician optimize their exposure to scattered radiation during the intervention procedure, allowing them to enhance personal protection and reduce the occupational dose. Em procedimentos intervencionistas que usam fluoroscopia, a equipe médica está exposta à radiação ionizante, geralmente com doses que excedem os limites recomendados. Essas doses são observadas apenas no final do procedimento ou após um mês por meio de dosímetros individuais. O objetivo do presente estudo foi desenvolver um modelo para estimar doses acumuladas em tempo real durante o procedimento médico intervencionista por fluoroscopia. O desempenho do sistema de fluoroscopia com controle remoto nas medições de radiação espalhada foi testado a 50 kV e 30 mA com uma câmara de ionização Ludlum 9DP e um simulador de Polimetil metacrilado (PMMA). As taxas de dose foram coletadas pela câmara de ionização para as regiões das gônadas a 90 cm, para as mãos a 109 cm, para o tórax a 128 cm e o cristalino dos olhos em 166 cm em relação ao nível do chão em relação às distâncias do feixe principal em 19, 38, 76 e 152 cm, ao redor da mesa de fluoroscopia de 45 a 45 graus. Para estimar as doses em tempo real, uma câmara de ionização foi acoplada ao topo da mesa de fluoroscopia e usada como ponto de referência. Os dados coletados foram enviados para o programa do sistema determinar as doses estimadas. Os valores numéricos das doses estimadas são visualizados em tempo real por meio de um monitor mostrando as intensidades das doses acumuladas, com indicação visual da escala de cores das doses recebidas pelos membros da equipe médica na posição que se encontram em relação à mesa. Para validar as doses estimadas no sistema em tempo real, foram feitas as hipóteses das doses medidas e as medidas estimadas em tempo real usando o teste t-Student para as amostras independentes com nível de significância de 5%. Avaliamos a estimativa da dose equivalente em um objeto espalhador durante um tempo médio de exposição à radiação espalhada em 20 minutos, o que corresponde em média a um procedimento intervencionista, e encontrou-se, respectivamente, as seguintes estimativas no objeto espalhador de dimensão 30x30x15 cm3, para a região das gônadas em 539, 159, 76, 42, e 22 μSv; para as mãos em 858, 392, 172, 74 e 22 μSv; para o tórax em 539, 282, 152, 98 e 22 μSv; e do cristalino dos olhos 221, 159, 110, 78 e 22 μSv, as quais correspondem às distâncias do feixe de raios X em 19, 38, 57, 76 e 152 cm respectivamente entorno da mesa de fluoroscopia. Os resultados encontrados foram conforme às literaturas. A dose estimada em tempo real ajuda o médico intervencionista a otimizar sua exposição à radiação espalhada durante o procedimento de intervenção, permitindo melhorar a proteção pessoal e reduzindo a dose ocupacional. 2021-09-13T21:09:40Z 2021-09-13T21:09:40Z 2021-05-12 doctoralThesis LOURENÇO, José Carlos de Camargo. Modelo para estimar doses acumuladas em tempo real para procedimentos intervencionistas. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25997 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial UTFPR |
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In interventionist procedures that use fluoroscopy, medical staff is exposed to ionizing radiation, often with doses exceeding the recommended limits. These doses are only observed at the end of the procedure, or after one month utilizing individual dosimeters. The objective of the present study was to develop a method to estimate doses of ionizing radiation in realtime during the interventionist medical procedure using fluoroscopy. The performance of the remote-controlled fluoroscopy system in scattered radiation measurements was tested at 50 kV and 30 mA with a Ludlum 9DP ionization chamber and a PMMA phantom. Dose rates were collected by the ionization chamber for the gonad regions at 90 cm, for the hands at 109, for the chest at 128 and the lens of the eyes at 166 cm with the ground level about the beam distances main at 19, 38, 76 and 152 cm, around the 45 to 45-degree fluoroscopy table. To estimate doses in real-time, an ionization chamber was attached to the top of the fluoroscopy table and used as a fixed reference point. The collected data were sent to the developed software to determine the estimated doses. The numerical values of the estimated doses are visualized in real-time using a monitor showing the intensities of the accumulated doses, with a visual indication of the color scale of the doses received by the members of the medical team in the position they are concerning the table To validate the estimate doses in a real-time system, the hypothesis of the measured dose rates and the estimated real-time measures were implemented using Student’s t-test for independent samples with a significance level of 5%. We evaluated the estimate of the equivalent dose in a scattered object during an average time of exposure to scattered radiation in 20 minutes, which corresponds on average to an interventionist procedure, and we find, respectively, the following estimates in the scattered dimension object 30x30x15 cm: for the gonad region at 539, 159, 76, 42, and 22 μSv; for hands at 858, 392, 172, 74 and 22 μSv; for the chest at 539, 282, 152, 98 and 22 μSv; and the lens of the eyes 221, 159, 110, 78 and 22 μSv, which correspond to the X-ray beam distances in 19, 38, 57, 76 and 152 cm respectively around the fluoroscopy table. The results are similar according to the literature. The estimated dose in real-time helps the interventionist physician optimize their exposure to scattered radiation during the intervention procedure, allowing them to enhance personal protection and reduce the occupational dose. |
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LOURENÇO, José Carlos de Camargo. Modelo para estimar doses acumuladas em tempo real para procedimentos intervencionistas. 2021. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
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