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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.43.2023.tde-25082023-220701
Document
Author
Full name
Yuri Naghirniac de Stefani
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Costa, Paulo Roberto (President)
Maia, Ana Figueiredo
Potiens, Maria da Penha Albuquerque
Title in Portuguese
Estudo experimental dos perfis de dose em tomografia computadorizada
Keywords in Portuguese
Dose de Equilíbrio
Dosimetria
Objeto Simulador
Tomografia Computadorizada
Abstract in Portuguese
A Tomografia Computadorizada (TC) é uma técnica que permite a obtenção de imagens tridimensionais do corpo humano. Desde sua introdução na prática clínica, esta modalidade de produção de imagens foi fundamental para diagnóstico de doenças, sendo utilizada no mundo inteiro. Nas últimas décadas, a avaliação dosimétrica em CT foi realizada utilizando-se a grandeza CTDI100. Porém, com a evolução dos equipamentos de tomografia computadorizada e a utilização de feixes mais largos, o uso da grandeza CTDI100 se tornou inadequado por subestimar a dose distribuída no eixo longitudinal dos objetos simuladores. Desta forma, foi proposta uma nova metodologia de medição e grandezas representativas das doses em equipamentos de CT. Esta metodologia prevê a determinação de distribuições de doses para diferentes valores de distâncias diretamente irradiadas, L, representadas por funções de aproximação ao equilíbrio, h(L). Com essas funções, são estimadas as grandezas doses de equilíbrio (Deq), comprimento de equilíbrio (Leq) e fração de espalhamento (alfa). A metodologia permite, ainda, a estimativa da eficiência geométrica na direção z. No presente trabalho, esta metodologia foi implementada utilizando equipamentos de CT no Instituto de Radiologia do Hospital das Clínicas FMUSP (GE Discovery CT750HD da General Electric, Aquilion CXL 128 da Toshiba e Brilliance 64 da Philips). Foram realizadas medições considerando dois métodos de aquisição de dados (single scan e serial). As medições foram realizadas com diferentes protocolos para cada equipamento, variando o pitch, tensão, filtro e eixo de rotação. As curvas h(L) obtidas por ambos os métodos apresentam compatibilidade. O método single scan foi escolhido para estimar os parâmetros e a curva de h(L) porque apresenta um custo operacional menor, e também obtém uma curva mais completa, em comparação com o método serial. Avaliando os três tomógrafos, pôde-se perceber que o aumento da colimação diminui a eficiência geométrica, que, para protocolos de cabeça, variou entre 53% e 89% no eixo central e entre 71% e 90% no eixo periférico e para protocolos de corpo variou entre 53% e 61% no eixo central e entre 64% e 92% no eixo periférico.
Title in English
Experimental studies of dose profiles on computed tomography
Keywords in English
Computed Tomography
Dosimetry
Equilibrium Dose
Phantom
Abstract in English
Computed Tomography (CT) is a technique that allows the acquisition of three-dimensional images of the human body. Since its introduction in clinical practice, this imaging modality has been essential for disease diagnosis and is used worldwide. In recent decades, dosimetric evaluation in CT has been performed using the CTDI100 physical quantity. However, with the evolution of CT equipment and the use of wider beams, the use of the physical quantity CTDI100 has become inadequate as it underestimates the dose distributed along the longitudinal axis of simulated objects. Thus, a new measurement methodology and dose representative physical quantities for CT equipment were proposed. This methodology involves determining dose distributions for different scan lengths, L, represented by equilibrium approximation functions, h(L). With these functions, the physical quantities equilibrium doses (Deq), equilibrium lengths (Leq), and scatter fractions (alfa) are estimated. The methodology also allows for the estimation of geometric efficiency in the z-direction. In this study, this methodology was implemented using CT equipment at the Radiology Institute of Hospital das Clínicas FMUSP (GE Discovery CT750HD from General Electric, Aquilion CXL 128 from Toshiba, and Brilliance 64 from Philips). Measurements were taken using two data acquisition methods (single scan and serial). The measurements were performed using different protocols for each equipment, varying the pitch, voltage, filter, and rotation axis. The h(L) curves obtained by both methods were compatible. The single scan method was chosen to estimate parameters and the h(L) curve because it has lower operational costs and provides a more complete curve than the serial method. Evaluating the three CT scanners showed that increasing the collimation reduces geometric efficiency, which for head protocols ranged from 53% to 89% at the central axis and from 71% to 90% at the peripheral axis, and for body protocols ranged from 53% to 61% at the central axis and from 64% to 92% at the peripheral axis.
 
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Publishing Date
2023-09-04
 
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