FACULDADE SANTA EMLIA DE RODATMantida pela Escola de Enfermagem Santa Emlia de RodatReconhecida pelo Governo Federal - Decreto n 236, de 27/11/1961 Praa Caldas Brando, s/n - Tambi - Joo Pessoa- PB - Brasil - Fone:(083)3214.4820

CONTROLE DE QUALIDADE EM RADIOLOGIA DIAGNSTICA

Unidade Curricular: GESTO DE QUALIDADE EM SERVIOS DE SADE

1 Parte

Agosto de 2008

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Contedo 1) 2) A) B) C) D) E) F) Introduo .............................................................................................................................................................3 Fatores que interferem na qualidade da imagem e na dose .................................................................................3 Energia do Feixe.....................................................................................................................................................4 Corrente do tubo e Tempo de exposio ..............................................................................................................4 Filtrao Total ........................................................................................................................................................7 Dispositivos de imobilizao ..................................................................................................................................9 Colimadores, Protetores e Posicionadores ..........................................................................................................10 Grades..................................................................................................................................................................11

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1) INTRODUOO objetivo dos exames radiogrficos a obteno de imagens das estruturas anatmicas com informaes adequadas ao diagnstico. Para tanto, necessita-se de equipamentos de Raios-X devidamente projetados e calibrados, de processamento de imagem otimizado e de profissionais especializados para a interpretao da imagem. Qualquer falha em algum elemento desta cadeia pode resultar no detrimento da qualidade da imagem final e no risco do diagnstico incorreto ou na necessidade de repetio do exame, contribuindo para um aumento na dose paciente e no custo para a instituio. A Garantia da Qualidade um conceito que se identifica com a prtica da tica mdica. Visa a garantir que toda prtica diagnstica atenda a trs critrios: a) ser necessria e apropriada para o problema clnico em questo; b) ser capaz de gerar imagens contendo informaes suficientes para a soluo do problema clnico; c) ser otimizada, para que o exame resulte na menor exposio possvel radiao, apresente custos mais baixos e menor grau de inconvenincia ao paciente; d) diminuir o nmero de repeties desnecessrias e, portanto, o risco, o desconforto e a dose paciente, bem como do custo tanto para o paciente como para a sociedade. Em 1998, o Ministrio da Sade, atravs da Portaria 453/1998 (MS, 1998) estabeleceu os critrios para o funcionamento das clnicas de radiodiagnstico. Nesta Portaria requerido que todo equipamento de raios-X diagnstico deva ser mantido em condies adequadas de funcionamento e ser submetido regularmente avaliao de desempenho. Este apostila dividida em duas partes distintas que podem ser resumidas em: 1) gesto para otimizao da qualidade da imagem e reduo da dose; e 2) principais testes para o controle de qualidade em radiologia diagnstica. O primeiro visa o entendimento das tcnicas que afetam a dose paciente e como modificar estas tcnicas para otimizar o uso da radiao e reduzir riscos. No segundo, assume-se que os protocolos de exame esto otimizados, trata da verificao do equipamento, conforme os padres de tolerncia estabelecidos por normas internacionais e pelo Ministrio da Sade, atravs da Vigilncia Sanitria.

2) FATORES QUE INTERFEREM NA QUALIDADE DA IMAGEM E NA DOSENo tubo de raios-X, os eltrons so produzidos no filamento e acelerados contra o anodo. Raios-X so criados quando eltrons em alta velocidade colidem com matria. Quando isto acontece, a maior parte da energia cintica dos eltrons convertida em calor (99%) e uma pequena quantidade (1%) convertida ftons de raios-X. Um feixe de raios-X pode ser descrito atravs dos dois parmetros independentes: a intensidade (ou quantidade) e a sua energia mdia. Estes dois parmetros so controlados principalmente pela tenso e a carga do tubo, mais conhecidos como o kV e o mAs. Outros fatores que tambm so importantes quanto a sua influncia na dose ao paciente e na qualidade da imagem obtida so: a) o tipo de gerador de alta tenso; b) a filtrao total; c) a grade; d) os fatores geomtricos (distncia foco-filme, objeto-filme, etc.); e) o tamanho do ponto focal; f) o tipo de filme e cran; g) o processamento da imagem e as condies da cmara escura; etc. 3

A) CORRENTE DO TUBO E TEMPO DE EXPOSIOA corrente do tubo, ou mA, corresponde taxa com que a carga eltrica atravessa a ampola na direo do anodo por segundo. A unidade ampre corresponde carga eltrica em Coulombs por unidade de tempo em segundos (C/s). Ao multiplicar o mA (ou mili C/s) pelo tempo em segundos (s), obtm-se o mAs. Observe que a unidade do , obtm se mAs pode ser tambm o milicoulomb, pois C/s vezes s resulta em C. Freqentemente, as unidades mA e mAs so confundidas ou tomadas como termos sinnimos, todavia, no o so. Cada uma dessas unidades refere se a uma grandeza diferente. Enquanto o mA refere-se corrente eltrica do refere-se Enquanto refere-se tubo o mAs refere se ao produto dessa corrente pelo tempo, ou carga eltrica total que atravessa o tubo A tubo, refere-se tempo, tubo. quantidade de radiao produzida diretamente proporcional ao produto mA x tempo ou mAs. Dobrar o mAs resultar no dobro da quantidade de raios X. sultar raios-X.

Exemplo: Qual das seguintes tcnicas ir produzir maior quantidade de radiao? radiao? 70 kV, 100 mA e 0,1 s 70 kV, 200 mA e 0,050 s 70 kV, 400 mA e 0,025 s mAs= mAs= mAs=

Se uma radiografia pode ser obtida com qualquer valor de produto mA x tempo, qual o valor ideal do qualquer tempo, tempo de exposio tendo em vista a qualidade da imagem imagem? R: Ser aquele com maior mA e menor tempo de exposio. Quanto menor o tempo, menos borramento haver devido ao movimento do paciente. Como geralmente crianas no so cooperativas, segundo o protocolo segundo europeu de qualidade da imagem, o tempo de exposio em radiologia peditrica deve ser menor que 10 ms.

EXERCCIOS Lista n 1

Figura 1: Painel de um equipamento de raios-X. Note que os nmeros comeam em 0,01s, 0,02s, .... 5,0 s. : equipamento raios-

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1.

Suponha que um equipamento de raios-X possui o painel mostrado na Figura 1. Modifique a tabela de exposio mostrada abaixo para outra, com mesmo kV, mas que produza a mesma ou aproximadamente a mesma quantidade de raios-X (mesmo mAs), dentro das opes apresentadas na Figura.Tabela antiga Corrente (mA) Tempo (s) 25 0,6 25 1,5 25 2,0 50 1,0 50 2,0 50 3,0 Tabela nova Corrente (mA) Tempo (s) 500 750 500 500 500 750

2.

3.

Uma radiografia em pediatria efetuada com 100 mA e 40 ms. Segundo o protocolo europeu de qualidade da imagem, o tempo de exposio em radiologia peditrica deve ser menor que 10 ms. Para ajustar o tempo para 10 ms, que valor de mA dever ser usado? Determine qual o menor e o maior valor do mAs possvel no painel de controle da Figura 1. Determine os 5 valores de mAs possveis de serem selecionados neste equipamento quando o tempo mantido fixo em 1,0 s.

B) ENERGIA DO FEIXEQuanto maior for a diferena de potencial eltrica (ou kVp) aplicada entre o filamento e o anodo, maior ser a energia mdia do feixe de radiao produzido. Na prtica, isto significa que um aumento do kVp resultar num feixe mais penetrante, passando mais facilmente atravs do paciente e tornando o filme mais escuro. A Figura 2 mostra duas imagens obtidas com mesmo mAs e diferentes valores de tenso do tubo. Observe que a imagem com 80 kV ficou mais escura. Para obter uma densidade tica adequada com 80 kV, deve-se utilizar um mAs mais baixo para compensar o aumento do kVp. Como o mAs diminui muitas vezes mais que o aumento do kV, a dose que o paciente receber ser menor. Entretanto, com o aumento da energia haver mais radiao espalhada o que diminui o contraste da imagem. Logo, tcnicas com alto kVp produzem imagens com mais tons de cinza (menos contraste).

a.

b.

Figura 2: (a) Imagem obtida com 70 kV e 50 mAs, enquanto (b) foi obtida com 80 kV e 50 mAs.

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mAs

2

kV 1 = mAs 1 2 kV

70 5 mAs2 50 = 50 875 ) 50 0,51 25,6 = ( ,0 = ( )= mAs 80

5

Suponha que em determinado equipamento a tcnica utilizada de 70 kV e 50 mAs. Entretanto, deseja-se aumentar a tenso para 80 kV e diminuir o mAs, a fim de obter-se uma imagem com menor dose (porm com menor contraste). Qual o mAs necessrio, com o novo kV, para que a imagem saia com escurecimento adequado? Uma maneira de obter esse novo mAs utilizar a seguinte equao:

Exemplo 1: A imagem da Figura 2-a (70 kV, 50 mAs) foi obtida com escurecimento adequado. Entretanto, deseja-se obter a imagem 80 kV. Determine o mAs que deveria ser usado.

IMPORTANTE!!!!! Se uma radiografia pode ser obtida com qualquer valor de tenso do tubo, qual o valor ideal tendo em vista a proteo radiolgica ao paciente? Resposta: Conforme o protocolo europeu de qualidade da imagem, o valor ideal para o kVp o maior possvel capaz de produzir contraste suficiente para o diagnstico.

EXERCCIOS Lista n 2

1.

Em uma clnica de raios-X, encontrou-se a tabela de tcnicas mostrada acima, para um determinado tipo de incidncia. Para otimizar as tcnicas, deseja-se aumentar os valores do kV e assim reduzir a dose ao paciente. Determine o mAs necessrio para realizar cada tcnica abaixo com cada novo kV: a) Paciente Mdio com 90 kV ao invs de 60 kV. b) Paciente Mdio com 75 kV c) Paciente Magro com 80 kV. d) Paciente Magro com 65 kV. e) Paciente Gordo com 80 kV. f) Paciente Gordo com 90 kV.

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2.

Complete. A tenso do tubo controla a ___________________ (energia/intensidade) do feixe enquanto o mAs controla a ________________ (energia/intensidade). Enumere trs vantagens de um programa de controle de qualidade em radiologia?

3.

4.

Suponha que duas tcnicas podem ser aplicadas a um mesmo paciente: uma com tenso do tubo alta e mAs baixo e outra com tenso baixa e mAs alto. a) Qual das duas resultar em um menor contraste de imagem? b) Qual das duas resultar em menor dose ao paciente?

5.

Utilize a equao apresentada na seo anterior para verificar se a seguinte afirmativa aproximadamente verdadeira: ao aumentar 10 kV, deve-se reduzir o mAs metade. Suponha que em determinado equipamento a tcnica utilizada de 70 kV e 25 mA e 2,0s. Entretanto, deseja-se aumentar a tenso para 85 kV, fixar a corrente em 500 mA e diminuir o tempo, obtendo-se uma imagem com menor dose, porm com contraste suficiente para o diagnstico. Qual que seria o tempo necessrio para que a imagem sasse com escurecimento adequado? Obs: utilize a equao da tenso do tubo tambm. Suponha que em determinado equipamento a tcnica utilizada de 90 kV e 25 mAs. Entretanto, deseja-se obter uma imagem com melhor contraste para um determinado diagnstico difcil. a) Para aumentar o contrate deve-se aumentar ou diminuir a tenso? b) Escolha uma tenso e calcule o valor do mAs que ser necessrio para manter o mesmo enegrecimento do filme. c) Na nova tcnica, a dose ao paciente ser maior ou menor?

6.

7.

C) FILTRAO TOTALExistem dois tipos de filtrao em radiologia: a filtrao inerente e a adicional. A filtrao inerente referese atenuao da radiao pela janela de berlio da ampola de raios-X ou pelo tungstnio depositado no interior da ampola depositado aps muitos anos de uso, proveniente da evaporao lenta do filamento; enquanto que a filtrao adicional aquela que colocada propositalmente com o objetivo de absorver a radiao de baixa energia. O filtro consiste em um material absorvedor (geralmente alumnio, molibdnio ou rdio) colocado na sada do tubo de raios-X, cujo objetivo filtrar (ou remover) a radiao de baixa energia que no chegaria at o filme. Assim, reduz-se a dose de radiao, principalmente na superfcie de entrada do paciente. Nos equipamentos antigos, freqentemente se observa que o filtro adicional foi removido durante uma manuteno, conforme mostra a Figura 3, ou foi substitudo por um filtro menos espesso para compensar a diminuio do rendimento do tubo como acontece aos equipamentos antigos. Em ambos os casos, isso resultar em uma maior dose de radiao ao paciente.

Figura 3: Este equipamento de raios-X foi encontrado em operao sem o filtro adicional. A luz observada proveniente do filamento dentro da ampola.

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Em controle de qualidade a filtrao total avaliada atravs da medida da Camada Semi-Redutora (CSR). A camada semi-redutora definida como a espessura de material (geralmente em mm de alumnio) necessrios para atenuar metade a intensidade da radiao. Em controle de qualidade, para medir-se o valor da CSR coloca-se um detector de radiao no feixe primrio e faz-se uma medida. Depois, coloca-se um atenuador de alumnio entre o foco e o detector e faz-se outra medida. O procedimento repetido com outra espessura de atenuador de alumnio. O valor da camada semi-redutora pode ento ser calculado atravs do grfico da intensidade da radiao versus a espessura de alumnio. A espessura de alumnio que reduz metade a intensidade da radiao ser o valor da CSR. A CSR pode tambm ser determinada atravs de uma frmula, que ser vista mais adiante. Para pacientes peditricos, a dose total deve ser bem pequena, especialmente quando so usados sistemas tela-filme rpidos (velocidades de 400-800) os quais necessitam de uma dose bem pequena. Como os geradores de alta tenso geralmente no so capazes de fornecer um tempo de exposio muito curto (menor que 0,010 s), freqentemente so usadas tenso do tubo baixa para pacientes peditricos. Isso resulta em uma dose alta. Uma maneira de contornar isso utilizar uma tenso alta, tempo mais curtos possveis disponveis no equipamento e uma filtrao adicional de alumnio-cobre ou alumnio-ferro. Isso possibilita, portanto o uso de sistema tela-filme rpidos. Geralmente para pediatria, o uso de uma filtrao adicional de 1 mm de Al + 0,1 ou 0,2 mm de Cu adequado. Cada 0,1 mm de Cu equivale a 3 mm de Al, nas energias usadas em radiologia.

EXERCCIOS Lista n 3 1. Defina o que camada semi-redutora.

2.

Uma cmara de ionizao foi posicionada a 1m de uma fonte de raios-X e feita uma irradiao. A leitura obtida foi de 122 mGy. Em seguida, um atenuador de alumnio com 3,4 mm de espessura foi colocado entre a fonte de raios-X e o detector e feita outra irradiao com os mesmos parmetros, onde se obteve a leitura de 63,4 mGy. O procedimento foi repetido at obterem-se os pontos indicados na Tabela 1. Qual o valor da camada semi-redutora para este feixe de radiao?Tabela 1: Leituras obtidas com os atenuadores de alumnio.

Espessura Atenuador (mm Al) 3,4 3,6 3,8 4,03.

Leitura (mGy) 63,4 61,0 58,7 56,5

Uma cmara de ionizao foi posicionada a 1m de uma fonte de raios-X e feita uma irradiao. A leitura obtida foi de 140 mGy. Em seguida, um atenuador de alumnio com 2 mm de espessura foi colocado entre

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a fonte de raios-X e o detector e feita outra irradiao com os mesmos parmetros, onde se obteve a leitura de 78,6 mGy. O procedimento foi repetido at obterem-se os pontos indicados na Tabela 2. Faa um grfico dos pontos obtidos em papel milimetrado e em papel monolog. Ligue os pontos dos grficos e determine o valor da camada semi-redutora para este feixe de radiao?Tabela 2: Leituras obtidas com os atenuadores de alumnio.

x (mm Al) 0,0 2,0 2,2 2,6 3,0

Leitura (mGy) 140 78,6 74,2 66,1 58,9

4.

Suponha que para um determinado equipamento a camada semi-redutora (csr) para um feixe com 80 kV 2,5 mm. No mesmo equipamento, para 60 kV, a csr ser maior ou menor?

D) DISPOSITIVOS DE IMOBILIZAOAlm de reduzir o tempo de exposio, outra forma de reduzir a perda de filmes devido ao movimento dos pacientes atravs dos dispositivos de imobilizao, tais como os mostrados na Figura 4. Estes dispositivos so extremamente teis na radiologia peditrica onde nem sempre o paciente cooperativo. Alm disso, no so necessrios equipamentos sofisticados, bastando s vezes somente fita adesiva, lenol, sacos de areia ou uma cadeira de beb para carros.

Figura 4: Tipos de dispositivos de imobilizao peditricos.

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E) COLIMADORES, PROTETORES E POSICIONADORESO tamanho do campo de radiao dever ser ajustado ao menor tamanho possvel capaz de produzir uma imagem adequada para o diagnstico. Alm de reduzir a dose ao paciente, uma colimao adequada tambm ir produzir uma imagem com melhor qualidade de imagem. Isso se deve ao fato de que a diminuio da rea de irradiao produzir menos radiao espalhada, resultando em uma imagem com melhor contraste. A Figura 5 mostra alguns exemplos de colimadores utilizados em pediatria e o uso de placas de chumbo para colimar o feixe em raios-X feitos na incubadora.

Figura 5: Trs tipos de colimador peditrico, imagem de raios-X feita com colimador e protetor de gnadas. Placas de chumbo usadas como colimador em raios-X na incubadora neonatal.

Alm disso, conforme especifica a Portaria 453: (i) todo equipamento de raios-x deve possuir um sistema de colimao para limitar o campo de raios-x ao mnimo necessrio para cobrir a rea em exame; (ii) para radiografias intra-orais o dimetro do campo no deve ser superior a 6 cm na extremidade de sada do localizador (ver Figura 6-b). Valores entre 4 e 5 cm so permitidas apenas quando houver um sistema de alinhamento e posicionamento do filme (ver Figura 7); (iii) em radiografias extra-orais obrigatrio o uso de colimadores retangulares. (iv) o localizador e o diafragma/colimador devem ser construdos de modo que o feixe primrio no interaja com a extremidade de sada do localizador (ver Figura 6-a).

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a.

b.

Figura 6: Localizadores usados em odontologia. O cone (a) NO permitido devido ao aumento da radiao espalhada. O localizador (b) deve ter no mnimo 20 cm de comprimento para 60-70 kV.

Figura 7: Sistema de alinhamento e posicionamento do filme.

EXERCCIOS Lista n 4 1. 2. Faa uma pesquisa buscando fotos de colimadores, dispositivos de imobilizao e posicionadores utilizados em radiologia. Procure pelo menos um tipo de cada que no foi citado na seo anterior. Explique o motivo pelo qual no permitido o uso do cone localizador.

F) GRADESGrades so finas lminas de material absorvedor, colocados entre o paciente e o filme, cuja finalidade diminuir a quantidade de radiao espalhada (ou secundria) no filme. Diminuindo-se a radiao espalhada no filme resulta em um melhor contraste de imagem, conforme evidencia a Figura 8. Embora seja obtida uma melhor qualidade, o uso da grade resulta sempre em um aumento da radiao necessria para realizar o exame, uma vez que uma boa parte da radiao primria tambm absorvida na grade. A grade pode ser estacionria ou mvel. As

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grades estacionrias aparecem na imagem radiogrfica, enquanto que a grade mvel borra uniformemente a imagem e no visualizada na imagem. A Figura 9 mostra dois tipos de grade mvel.

Figura 8: Duas imagens obtidas com a grade (dir.) e sem a grade (esq.).

Figura 9: Dois tipos e grade mvel: bucky mural em radiologia convencional (esq.) e grade usada em mamografia (dir.).

A relao entre o mAs com grade sobre o mAs sem grade definido como o Fator do Bucky:

B=

mAsCom Grade mAs Sem Grade

O fator do Bucky importante pois uma vez conhecido, relaciona o mAs com e sem grade. Ele pode ser diferente dependendo do tipo de grade (colmia, linear, bidimensional, fator da grade, etc...). Freqentemente, ao invs de modificar o mAs, modifica-se a tenso do tubo para mudar de tcnicas com grade e sem grade. Exemplo 1: Para determinado exame, sem grade, utiliza-se uma tcnica de 80 kV e 4 mAs. Se o Fator do Bucky 2, que mAs deve ser selecionado para o mesmo exame, porm com grade?

R: Como

B=

mAsCom Grade mAs Sem Grade12

Logo

B mAs Sem Grade = mAsCom Grade

mAsCom Grade = 8

A razo da grade definida como a razo entre a altura das tiras pela largura dos vazios na linha central da grade. Segundo o protocolo europeu de critrios de qualidade da imagem, para pacientes adultos, recomendado utilizar uma grade com razo 10 enquanto que para pacientes adolescentes, a razo deve ser 8 (ou para pacientes peditricos que seja necessrio uma melhor qualidade de imagem para o diagnstico em questo). A distncia focal da grade a distncia entre a grade e o ponto de convergncia das linhas da grade. Se a distncia foco-filme for muito menor ou maior que a distncia focal ocorrer o aparecimento de linhas de grade na imagem (ver Figura 10).

Figura 10: Esquema indicando o aparecimento da sombra da grade na imagem quando a distncia foco-filme muito menor ou maior que a distncia focal da grade.

EXERCCIOS Lista n 5 1. 2. 3. 4. 5. Para determinado exame, com grade, utiliza-se uma tcnica de 90 kV e 8 mAs. Se o Fator do Bucky 2, que mAs deve ser selecionado para o mesmo exame, porm sem grade? Defina: fator do bucky, razo da grade, distncia focal da grade. Qual das duas grades resulta em maior dose ao paciente: (I) razo da grade = 8; (II) razo da grade = 10? Explique. Qual das duas grades resulta em maior contraste de imagem: (I) razo da grade = 8; (II) razo da grade = 10? Explique. Qual das duas grades ter um maior fator de bucky em: (I) razo da grade = 8; (II) razo da grade = 10? Explique.

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