Publicação: Evaluation of occupational exposures in Endoscopic Retrograde Cholangiopancreatography using Monte Carlo simulation
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA
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Perini, Ana Paula
Resumo
The contemporary life style and the aging of world population have set a favorable
scenario to the increase of hepatobiliary and pancreatic diseases. The Endoscopic Retrograde
Cholangiopancreatography (ERCP) is one of the main medical techniques employed
to diagnose and treat those diseases. ERCP is a fluoroscopy guided procedure, therefore
it exposes patient and medical staff to ionizing radiation. This exposure may lead to
tissue reactions and cancer later in life. The objective of this work was to apply Monte
Carlo (MC) simulation to evaluate patient and staff radiation exposure during ERCP
procedures. The simulated scenario reproduced a typical ERCP room equipped with an
over-couch x-ray system. MASH3 and FASH3 virtual anthropomorphic phantoms were
utilised to represent the patient, the physician and the assistant physician. The patient
was placed in prone position on the table. The staff wore 0.5 mm Pb apron, thyroid
collar and eyewear. The fluoroscopic parameters were tube voltage of 70, 80, 90, 100
and 110 kVp; the Field of View (FOV) sizes were 15×15 cm2, 17×17 cm2, 22×22 cm2,
25×25 cm2, 31×31 cm2 and 38×38 cm2. The x-ray spectra were simulated in SRS78 software
and the Monte Carlo simulations were implemented in the Monte Carlo N-Particle
eXtended (MCNPX) (version 2.7.0) code. For a given tube voltage, the results show an
increase of patient conversion coefficients for effective dose CC[E] values for FOV sizes
increments until the irradiated area suppressed patient area, then for larger FOV sizes,
the CC[E] values decreased. For a defined FOV size, the patient CC[E] values raised as
the tube voltage was increased. Concerning the staff, the CC[E] values increased for elevated
tube voltages, given a fixed FOV size. Their CC[E] values also raised when the tube
voltage was unchanged but the FOV sizes were expanded. The effective dose calculated
from the mean CC[E] values and Dose Area Product (DAP) from the literature are in
agreement with previous works. The estimated conversion coefficients for equivalent dose
CC[HT] values are also consistent with the literature. This work presents the first results
of a greater project focused on the radiation protection at an university hospital.
Abstract
O modo de vida contemporâneo em conjunto com o envelhecimento da população
mundial criam um cenário favorável ao aumento das doenças hepatobiliárias e pancreáticas.
A Colangiopancreatografia Endoscópica Retrógrada (ERCP) é uma das principais
técnicas médicas aplicadas no diagnóstico e tratamento dessas doenças. A ERCP é um
procedimento guiado por fluoroscopia, portanto ela expõe paciente e profissionais à radiação
ionizante. Essa exposição pode provocar reações teciduais e câncer tardio. O objetivo
desse trabalho foi aplicar simulações de Monte Carlo (MC) para avaliar a exposição
à radiação de pacientes e profissionais durante procedimentos de ERCP. O cenário simulado
reproduziu uma sala típica de ERCP equipada com um sistema de raios-x com
tubo acima da mesa. Os simuladores virtuais antropomórficos MASH3 e FASH3 foram
utilizados para representar paciente, médico e médico assistente. O paciente foi simulado
na posição prona sobre a mesa. Os profissionais utilizaram avental com equivalência de
0.5 mm de Pb, protetor de tireoide e óculos plumbífero. Os parâmetros fluoroscópicos
foram tensão do tubo de 70, 80, 90, 100 e 110 kVp; tamanho de campo irradiado de
15×15 cm2, 17×17 cm2, 22×22 cm2, 25×25 cm2, 31×31 cm2 e 38×38 cm2. Os espectros
de raios-x foram simulados no programa SRS 78 e as simulações de Monte Carlo foram
implementadas no código Monte Carlo N-Particle eXtenteded (MCNPX) (versão 2.7.0).
Os resultados mostram que, para uma tensão do tubo, os coeficientes de conversão para
dose efetiva CC[E] do paciente aumentaram até que a área irradiada se tornou maior do
que a área do paciente que deveria ter sido irradiada. Para um campo fixo, os CC[E] do
paciente aumentaram à medida que a tensão do tubo foi aumentada. Considerando os
profissionais, os valores de CC[E] também aumentaram quando o campo aumentou, mas
a tensão do tubo foi inalterada. Os valores de CC[E], para um tamanho do campo fixo,
aumentaram quando a tensão do tubo foi elevada. As doses efetivas estimadas com os valores
médios dos CC[E] e valores de Produto Dose Área (DAP) encontrados na literatura
estão de acordo com os valores de trabalhos anteriores. Os valores dos coeficientes de
conversão para dose equivalente CC[HT] também estão de acordo com a literatura. Este
trabalho apresenta os primeiros resultados de um projeto maior que foca na proteção radiológica de um hospital universitário.
Palavras-chave
ERCP, Ionizing Radiation, Monte Carlo Simulation, Dosimetry, Radiation Protection, Radiação Ionizante, Simulação de Monte Carlo, Dosimetria, Proteção Radiológica
Citação
SOUZA, Lucas Wilian Gonçalves de. Evaluation of occupational exposures in Endoscopic Retrograde Cholangiopancreatography using Monte Carlo simulation. 2020. 93 f.(Mestrado em Engenharia Biomédica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.295.
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