UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” CAMPUS DE BOTUCATU Instituto de Biociências Sérgio Augusto Santana de Souza DESCRIÇÃO DE PROTOCOLO DE TÓRAX EM TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Botucatu 2016 Sérgio Augusto Santana de Souza DESCRIÇÃO DE PROTOCOLO DE TÓRAX EM TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto de Biociências da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – IBB/UNESP, Campus de Botucatu, para obtenção do grau de Bacharel em Ciências Biomédicas Orientadora: Profa. Dra. Diana Rodrigues de Pina Botucatu 2016 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 5 1.1 IMPORTÂNCIA E HISTÓRICO ...................................................................... 5 1.2 PRINCIPIOS DA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA .............................. 6 1.3 COMPONENTES DA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA ....................... 6 1.4 CONTRASTE ................................................................................................. 7 2. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................... 8 2.1. DESCRIÇÃO DO PROTOCOLO DE TÓRAX ................................................ 8 2.2. EQUIPAMENTO DE TOMOGRAFIA ............................................................ 10 2.3. ANÁLISE DOSIMÉTRICA ............................................................................ 10 3. RESULTADOS ................................................................................................... 11 4. DISCUSSÃO ....................................................................................................... 12 5. CONCLUSÃO ..................................................................................................... 12 6. REFERÊNCIAS .................................................................................................. 13 RESUMO A tomografia computadorizada é um exame de diagnóstico por imagem amplamente utilizado para o auxílio diagnóstico. A vasta utilização da TC proporcionou um avanço de tecnologias, equipamentos e técnicas que acabaram por ampliar as possibilidades e o uso desta modalidade. Os protocolos descritos são utilizados nos equipamentos de tomografia computadorizada presentes no setor de tomografia do HCFMB para realização dos exames. Na descrição levamos em consideração as situações em que é necessário o uso de contraste iodado para melhor visualização de estruturas e/ou órgãos de interesse. A descrição do protocolo para exames de tórax foi dividida em tórax rotina, tórax alta resolução e tórax nódulo pulmonar. Concluímos destacando a necessidade de estudos e aplicação da otimização dos protocolos, devido as altas doses de radiação incididas nos pacientes e visualizando a perspectiva de desenvolvimento dessa temática. Palavras-chave: Tomografia Computadorizada; Protocolo; Tórax. 5 1. INTRODUÇÃO 1.1 IMPORTÂNCIA E HISTÓRICO A tomografia computadorizada (TC) é uma técnica de obtenção de imagens radiológicas que permite a visualização de estruturas anatômicas. Essa técnica é utilizada para aplicações clínicas desde o início da década de 70 e até hoje é uma das principais ferramentas para o diagnóstico de diversas patologias. Foi desenvolvida pelo engenheiro inglês Godfrey Newbold Hounsfield em conjunto com um físico norte- americano Comark, por esse feito receberam o Prêmio Nobel de Medicina de 1979 (1, 11). O primeiro aparelho de TC foi instalado no Hospital Atkinson Morley em Londres, apenas a cabeça do paciente era acomodada e demorava cerca de 4,5 minutos para poder escanear uma fatia (slice) e mais 1,5 minuto para que a imagem digital fosse obtida no computador (11). Nos últimos 30 anos ocorreram inúmeras inovações e evoluções na tecnologia dessa área, o que proporcionou a melhora da qualidade das imagens, diminuição do tempo de aquisição de imagens e redução significante da dose de radiação incidida no paciente. Atualmente os aparelhos são capazes de acomodar o corpo todo do paciente, além de poder realizar a reprodução de uma secção em um segundo ou menos, permitindo estudos funcionais do organismo em vez de somente análises estatísticas (1,11). Apesar do exame de tomografia computadorizada trazer grandes benefícios ao diagnostico medico, este é um exame a base de radiação ionizante e, portanto, sua produção de raios-x possui energia suficiente para superar a energia de ligação dos elétrons que orbitam átomos e moléculas, retirando elétrons da sua órbita de modo a criar íons. Essa exposição à radiação em materiais biológicos produz radicais de hidroxila a partir da interação de raios-x com moléculas de água. Além disso os raios- x podem ionizar diretamente a molécula de DNA. A maior parte do dano induzido pela radiação é reparado por vários sistemas celulares, entretanto a quebra da dupla-hélice do DNA é mais difícil de ser reparada e ocasionalmente uma reparação errada pode induzir mutações pontuais, translocações cromossômicas e fusões de gene, situações que estão relacionadas com a indução de neoplasias (12). Tendo isso em vista, é necessário atentar-se para o fato de que existe um risco de câncer associado com a radiação emitida na TC (12). Estudos comprovam que 70% das doses recebidas pela população, em exames diagnósticos provêm dos exames de TC (8). Devido ao possível risco 6 envolvendo a exposição a longo prazo da radiação são necessários sistemas de medição de radiação mais precisos (9). Assim como protocolos otimização de redução de dose incida nos pacientes sem o comprometimento de qualidade de imagem. 1.2 PRINCIPIOS DA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA Essa técnica baseia-se no direcionamento de um feixe de raios-x colimado ao paciente, em forma de “leque”, conforme o conjunto fonte de raios-x e detector realizam uma varredura através do paciente, as estruturas internas do corpo atenuam o feixe de raios-x conforme suas densidades de massa e número atômico. A intensidade da radiação detectada varia de acordo com o padrão de atenuação, e um perfil de projeção é formado. Ao final de várias sequencias de varredura há a formação de um grande número de projeções; o processamento computacional dessas projeções envolve a superposição de cada projeção para formar uma imagem das estruturas anatômicas naquele corte. O valor de cada incremento relaciona-se com o coeficiente de atenuação total do caminho percorrido pelos raios-x através do tecido. Através da utilização de equações simultâneas, obtêm-se uma matriz de valores, que representa a anatomia de uma secção transversal (16). A possibilidade de obtenção de cortes com espessura menor que 1mm (tecnologia submilimiter) permite o pós- processamento digital, a partir da Reformatação Multiplanar (MPR), das imagens em 2D no plano axial para obtenção de cortes nos planos coronal e sagital ou mesmo tornando-as em imagens 3D com alto grau de resolução (7). 1.3 COMPONENTES DA TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA O aparelho de tomografia computadorizada é composto por três componentes principais: O Gantry, a mesa e o computador (2,11). O gantry é o local onde encontram-se todos os elementos necessários para registrar a transmissão dos dados do paciente, é formado pelo tubo de raios-x, um anel de detectores de radiação, colimadores e a grade antidifusora (2,11). a) O Tubo de raios-x é responsável pela produção de radiação ionizante que incidirá sobre o objeto de interesse, o tubo de raios-x usa um anodo desenvolvido para aguentar e dissipar cargas elevadas de calor, devido ao grande número de ciclos de aquisição é comum um sistema de arrefecimento forçado com água ou óleo (2). 7 b) Os colimadores de feixe que possuem a função de identificar e limitar os feixes de raios-x apenas para a área de interesse radiológica, o que consequentemente diminui a área irradiada e o espalhamento de radiação. c) A grade antidifusora que são filtros que atuam reduzindo a radiação espalhada no receptor de imagem, quanto menor a radiação espalhada, melhor a qualidade de imagem adquirida (5). d) Os detectores que são tão importantes quanto o tubo de raios-x, suas principais características estão relacionadas com eficiência, estabilidade e velocidade. Existem basicamente dois tipos de detectores, os de cristais luminescentes compostos por Iodeto de sódio que são acoplados a câmaras fotomultiplicadoras, e os detectores de câmara de ionização que são constituídos de pequenos tubos que contém gás nobre, que em presença de radiação sofrem ionização e produzem corrente elétrica. A mesa, onde o paciente é acomodado movimenta-se em direção a abertura do gantry, e durante o exame, possuem o movimento de subida e descida para acomodar o paciente. Em geral conseguem suportar pacientes de até no máximo 220 kg (2,11). O computador que é responsável pela reconstrução da imagem tomográfica com base nas informações obtidas no gantry (2,11). 1.4 CONTRASTE Os exames em uma TC podem conter ou não contraste dependendo do caso clínico do paciente, da estrutura ou órgão a se avaliar e/ou tipo de lesão a se estudar. O contraste iodado é o contraste utilizado na TC. Essa substância permite maior definição às imagens tomográficas, o que melhora a qualidade da informação morfológica fornecida pela TC. Os contrastes podem ser divididos em: 1) O contraste iodado de alta osmolalidade que possui osmolalidade muito superior ao plasma (6 a 8 vezes), são constituídos de contrastes iônicos, possuem maior risco de causar efeitos adversos; 2) O contraste iodado de baixa osmolalidade, possuem osmolalidade abaixo do grupo anterior, entretanto possuem osmolalidade de 2 a 3 vezes maior que ao plasma, sua maioria é composta de contrastes não iônicos; 3) Contraste iodado isosmolar, possui 8 osmolalidade igual ao plasma, teoricamente deveria oferecer menos riscos em relação a efeitos adversos, no entanto existe controvérsia entre os estudos. O contraste utilizado rotineiramente é o contraste de baixa osmolalidade não iônico (10). Apesar de seus benefícios, o contraste pode produzir reações adversas, a incidência geral de reações adversas ao contraste não iônico é estimada em 1 a 3%, enquanto que em reações consideradas somente graves é de 0,04% (10). Essas reações adversas podem ser classificadas quanto ao seu mecanismo etiológico, grau de severidade e tempo decorrido após a administração do contraste. Por exemplo, reações alérgicas ou de hipersensibilidade, reações quimiotáxicas, de grau de severidade leve, moderado ou grave e agudas ou tardias em relação ao tempo decorrido após a sua administração. Deste modo, são necessárias algumas medidas preventivas para reduzir a ocorrência e gravidade dessas reações adversas como levantamento dos fatores de risco, escolha do tipo de contraste, averiguação acerca de drogas utilizadas pelo paciente, medicação profilática, avaliação do estado geral do paciente, preparo quanto à hidratação e jejum, atenção aos aspectos emocionais do paciente, intervalo de pelo menos 48 horas entre as administrações, dose da substância do contraste, entre outros (3). Nesse cenário, nosso objetivo é descrever o protocolo para TC de tórax e avaliar as doses de três protocolos de tórax em tomografia computadorizada. 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1. DESCRIÇÃO DO PROTOCOLO DE TÓRAX 2.1.1 Protocolo de Tórax Rotina O Protocolo de Tórax Rotina é indicado quando o paciente ainda não possui patologia definida, para Check-ups, acompanhamento de neoplasias, rastreamento de metástases e pós-operatórios (6). Os parâmetros de aquisição de imagem são apresentados na Tabela 1. 9 Tabela 1. Parâmetros de Aquisição de Imagem Kv / mAs 120 / Modulado Espessura de Corte / Espessura incremento / GAP 5mm / 5mm / 0mm Rot time 0,5mm Espessura de Aquisição Volumétrica de Partes Moles / Espessura de Incremento 1mm / 3mm MPR Sagital e Coronal Espessura de Reconstrução / Incremento / GAP 3mm / 3mm / 0mm Reconstrução 3D Se necessário Colimação Mínima possível Filtros Filtro Pulmonar – Variado por Fabricante Filtro Partes Moles – Variado por fabricante O paciente deve ser posicionado em decúbito dorsal com os braços erguidos e com a luz de posicionamento na região da fúrcula esternal. O exame é composto por um scout duplo (uma imagem anteroposterior e uma imagem lateral) e uma fase sem contraste desde o ápice pulmonar até o final dos seios costofrênicos. Caso necessário é realizada uma fase contrastada com o mesmo planejamento da aquisição sem contraste. O paciente deve realizar a apneia durante a aquisição das imagens para minimizar artefatos de movimentos respiratórios. O contraste auxilia no diagnóstico em casos de derrame pleural, tuberculose, linfoma, histoplasmose, caracterização de tumor/inflamação/infecção, pós-operatório, pneumonias e dúvidas em estruturas do mediastino (13). São administrados 80 ml de contraste iodado a uma pressão de 2,5ml/s na bomba injetora com início da aquisição 40s após o início da injeção. 2.1.2 Protocolo de Tórax Alta Resolução O Protocolo de Tórax Alta Resolução é indicado para os exames que investigam patologias relacionadas exclusivamente com o parênquima e o interstício pulmonar (6). O exame é realizado com o paciente posicionado em decúbito ventral e a varredura deve abranger desde o ápice pulmonar até o final dos seios costofrênicos. A aquisição da imagem deve necessariamente conter uma fase com janela de 10 parênquima pulmonar (LUNG). A reformatação deve ser feita a fim de evidenciar detalhes do interstício e da trama vaso-brônquica (6). 2.1.3 Protocolo de Tórax Nódulo Pulmonar Solitário O Nódulo Pulmonar Solitário é definido como uma opacidade radiológica única, esférica e que possui um diâmetro igual ou menor que 3 cm. Caracteriza-se por estar sitiado por parênquima pulmonar e não ter atelectasia, linfadenopatia, pneumonia ou derrame pleural associados (4). O protocolo contém uma fase sem contraste endovenoso em que a varredura deve conter desde os ápices pulmonares até o final das glândulas adrenais. Ao localizar-se o nódulo deve-se realizar cortes de 0,5mm x 0,3 mm no local. Se necessário o protocolo pode conter uma fase com contraste endovenoso. A fase com contraste não é necessária quando o nódulo possui densidade de gordura ou calcificação, será apenas utilizado quando possuir densidades semelhantes a partes moles. Repetem-se então os cortes 0,5mm x 0,3mm no local do nódulo por 4 minutos. 2.2. EQUIPAMENTO DE TOMOGRAFIA Foi utilizado o equipamento de tomografia computadorizada presente no setor de tomografia do HCFMB: um GE Optima de 64 canais multislice, com o sistema de modulação da corrente do tubo “Smart mA” (GE Medical Systems, Milwaukee, WI). 2.3. ANÁLISE DOSIMÉTRICA Foi utilizado uma fantoma antropomórfico Alderson-Rando (AR), este corresponde a um adulto de 73,5kg e 1,70 m14. É composto por um esqueleto humano natural, cavidades de ar e material sintético natural que simula as partes moles. O AR foi submetido ao exame de tomografia computadorizada de tórax (protocolo tórax rotina). Foram avaliados protocolos com Noise Index (NI) de 18, 25.74 e 30.9. Cada protocolo foi reproduzido duas vezes. Neste estudo, apenas o valor de 11 NI foi modificado, os demais parâmetros permaneceram iguais. A tabela 2 apresenta os valores de aquisição de imagem para cada protocolo. Tabela 2. Parâmetros do protocolo de tórax Parâmetros 1 2 3 Noise Index 18.00 25.74 30.90 Corrente (mA) Smart mA Smart mA Smart mA Tensão do tubo (kVp) 120 120 120 Colimação (mm) 64 x 1.0 64x 1.0 64 x 1.0 Espessura de corte (mm) 5 5 5 Tempo de rotação (s) 0.75 0.75 0.75 Helical Pitch 1.531 1.531 1.531 Orientação Feet first Feet first Feet first Os valores de CTDI e DLP foram obtidos pelos relatórios de dose fornecidos pelo tomógrafo ao final de cada exame. A dose efetiva (E) foi obtida de acordo com a International Commission on Radiological Protection (ICRP) publicação 103.14 Foi utilizada a equação: E= DLP.CC, onde CC são os fatores de conversão obtidos conforme a ICRP103.14 O fator de conversão para tórax utilizado neste estudo foi de 1.38.1 3. RESULTADOS A tabela 3 apresenta os valores de Dose Efetiva, CTDI e DLP para todos os protocolos avaliados. Tabela 3. Média das doses obtidas para cada protocolo NI 18.0 NI 25.74 NI 30.9 CTDIVOL (mGy) 12,345 10,725 6,385 DLP (mGy.cm) 466,99 345,455 262,230 Dose Efetiva (mSv) 6,72 5,87 4,45 NI = Noise Index. É possível observar na tabela acima que comparados ao protocolo 1, os protocolos 2 e 3 tiveram redução nos valores de CTDIvol, essas reduções foram de 13,13% e 48,28%, respectivamente. Em relação ao DLP, se comparados ao protocolo 1, os protocolos 2 e 3 tiveram redução de 26,03% e 43,85%, respectivamente. 12 4. DISCUSSÃO Segundo os dados obtidos houve redução de média de doses em relação a dose efetiva, CTDI e DLP entre os protocolos de tórax em TC. Essa redução de valores é condizente com os dados encontrados na literatura (15). Esses achados são cruciais quando levamos em consideração a grande importância dos protocolos de tórax na TC para o auxílio do diagnóstico de diversas doenças, pois, quando essa técnica é utilizada de forma indevida sem otimização de redução de dose há aumento da exposição desnecessária dos pacientes a radiação ionizante, situação que pode trazer sérios riscos de desenvolvimento de câncer; a redução de média de doses encontrada nos protocolos de tórax pode proporcionar de modo eficiente o auxílio no diagnóstico das doenças sem comprometimento da qualidade da imagem. 5. CONCLUSÃO Concluímos que houve redução da média de doses obtidas em relação a Dose Efetiva, CTDIvol e DLP entre os protocolos de tórax em TC analisados. Como perspectiva de continuidade, notamos a necessidade de analisar esses protocolos de modo a otimizar a dose de radiação incidida no paciente sem comprometer a qualidade da imagem. 13 6. REFERÊNCIAS 1. AMARO JÚNIOR, E; YAMASHITA, H. 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