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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-1919-9457
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Evaluation of occupational exposures in Endoscopic Retrograde Cholangiopancreatography using Monte Carlo simulation
Alternate title (s): Avaliação das exposições ocupacionais em Colangiopancreatografia Retrógrada Endoscópica utilizando Simulação de Monte Carlo
Author: Souza, Lucas Wilian Gonçalves de
First Advisor: Neves, Lucio Pereira
First coorientator: Perini, Ana Paula
First member of the Committee: Milagre, Selma Terezinha
Second member of the Committee: Caldas, Linda Viola Ehlin
Summary: 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.
Keywords: ERCP
Ionizing Radiation
Monte Carlo Simulation
Dosimetry
Radiation Protection
Radiação Ionizante
Simulação de Monte Carlo
Dosimetria
Proteção Radiológica
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA
Language: eng
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Biomédica
Quote: 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. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.295.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.295
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29138
Date of defense: 5-Mar-2020
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Biomédica

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