Toda prática médica que utiliza radiação ionizante deve seguir os princípios de proteção radiológica: otimização, justificativa e limitação da dose individual. O princípio primário da proteção radiológica é fornecer um padrão apropriado de proteção sem limitar os benefícios da prática. Por esse motivo, o princípio de limitação de dose não se aplica aos pacientes, pois neste caso a justificativa do exame resultará em benefícios maiores que o detrimento causado pela utilização da radiação.
42 Embora o princípio da limitação de doses seja um requisito legal de avaliação do nível de radiação para indivíduos ocupacionalmente expostos e indivíduos do público, ele é insuficiente para assegurar a proteção desejável e por isso deve sempre ser acompanhado do princípio da otimização que recomenda que as imagens médicas devem ser obtidas utilizando exposições tão reduzidas quanto razoavelmente exequíveis.
A tecnologia PET-CT permite a obtenção de imagens com potencial para o diagnóstico, já que combina informações metabólicas e anatômicas. No entanto, por ser a combinação de duas técnicas que envolvem utilização de radiação para a produção da imagem se faz necessário determinar os níveis de radiação aos quais os pacientes estão submetidos, de modo a otimizar tais exposições.
Cada serviço de PET-CT é responsável pela escolha dos protocolos utilizados para a aquisição das imagens dos pacientes submetidos ao PET-CT para diagnóstico e estadiamento oncológico, porém é necessário utilizar parâmetros que propiciem a otimização do procedimento, de acordo com o recomendado pelos princípios de radioproteção.
Uma das formas de atingir o objetivo da otimização do procedimento está no estudo quantitativo dos efeitos provocados pelas radiações ionizantes em um meio, que é chamado de dosimetria. O modo como as radiações ionizantes interagem em um meio absorvente depende da sua composição e da energia da radiação, portanto é muito importante o conhecimento das características do feixe de radiação incidente, como a quantificação da energia depositada por este em um determinado material (FREITAS, 2005; PINTO, 2006; OLIVEIRA, 2012).
A dosimetria em pacientes pode ser realizada de forma direta ou indireta. Quando realizada de forma direta, em geral, utilizam-se dosímetros termoluminescentes. Os modelos biocinéticos de incorporação de radionuclídeos e o conhecimento da interação da radiação com a matéria podem ser utilizados, de modo a possibilitar estudos dosimétricos de modo indireto.
43 Para conhecer as doses aos quais os pacientes estão submetidos, se faz necessário o conhecimento das grandezas dosimétricas de interesse, que são definidas pela Comissão Internacional de Unidades e Medidas de Radiação (ICRU) e aplicadas na proteção radiológica em estabelecimentos que utilizam fontes radioativas.
3.6.1. Dose absorvida em um tecido ou órgão (DT,R)
A dose absorvida (D) é uma grandeza física fundamental, sendo relevante para todos os tipos de campos de radiação, direta ou indiretamente ionizante, bem como para qualquer fonte de radiação distribuída dentro de um meio absorvedor.
A dose absorvida em um tecido ou órgão (DT) é definida como a energia média depositada ( ET ) em um tecido ou órgão de massa ( mT ), de acordo com a Equação 3. T T T m E D = (3)
Sua unidade no SI é o J.kg-1, que recebe o nome especial de Gray (Gy) (ICRU, 2005).
3.6.2. Kerma no ar
O kerma (kinetic energy released per unit of mass) é definido como a razão entre a soma da energia cinética inicial de todas as partículas carregadas liberadas por partículas sem carga em um dado volume de massa, definida pela Equação 4 (ICRU, 1980; ICRU, 2005).
dm dE
K = tr (4)
onde: dEtr é a taxa de variação da energia cinética inicial de todas as partículas carregadas liberadas por partículas sem carga em um dado volume de massa dm. A unidade do kerma no ar no SI é o J.kg-1 que recebe o nome especial de Gray (Gy).
44 3.6.3. Dose equivalente em um tecido ou órgão (HT)
A dose equivalente em um tecido ou órgão (HT) é definida como a dose média absorvida em um tecido ou órgão (DT) ponderada pelo tipo de radiação incidente wR,
equação 6, de modo indicar o risco proveniente de cada tipo de interação da radiação com o tecido biológico, portanto este fator depende do tipo e da energia da radiação incidente (wR), conforme Tabela 2 (ICRU, 2005). A equação da dose equivalente é dada como segue:
T R R
T w D
H =
∑
⋅ (5)Sua unidade no SI é o J.kg-1, que recebe o nome especial de Sievert (Sv). Tabela 2. Fatores de peso, wR, para os diferentes tipos de radiações.
Tipo de radiação Fator de peso da radiação
ICRP 103 CNEN NN 3.01
Fótons 1 1
Elétrons e múons 1 1
Prótons e píons carregados 2 5 (energia >2keV)
Partículas alfa, fragmentos de fissão, íons
pesados 20 20
Nêutrons, energia: <10 keV * 5
10 keV a 100 keV * 10
>100 keV a 2MeV * 20
>2 MeV a 20 MeV * 10
> 20 MeV * 5
FONTE: ICRP, 2007; CNEN, 2005. (*) Uma função contínua de energia de nêutrons.
3.6.4. Dose efetiva (E)
Para estimar o risco causado por uma determinada exposição à radiação, somente a dose absorvida não é suficiente, já que os efeitos da radiação ionizante não dependem somente dessa grandeza. Existem outras variáveis que também influenciam os efeitos da radiação ionizante, tais como: tipo de radiação, distribuição da absorção de energia no tempo e no espaço dentro do corpo humano, assim como
45 da radiossensibilidade dos tecidos ou órgãos expostos.
A radiossensibilidade de um tecido ou órgão varia de acordo com sua atividade mitótica, seu grau de especialização etc. De modo a estimar o risco biológico causado pelas radiações ionizantes no ser humano, a ICRU definiu a grandeza dose efetiva (E) como o somatório das doses equivalentes ponderadas para cada tecido ou órgão em função de um fator de detrimento (wT), conforme indicado na equação 6. Esse fator indica não só a sensibilidade às radiações, como a facilidade do tratamento de patologias radioinduzidas nestes locais, o tempo de vida perdido devido à irradiação e a probabilidade do aparecimento de efeitos genéticos graves (LACERDA, 2007; ICRP, 2007, ICRU, 1998; ICRP, 2006). A dose efetiva é dada por:
T T T H w E =
∑
⋅ (6)Sua unidade no SI é o J·kg-1, que recebe o nome especial de Sievert (Sv).
As grandezas dose efetiva, assim como a dose absorvida no tecido ou órgão, não podem ser medidas diretamente “in vivo”. As principais alternativas para sua determinação são através de medições da dose absorvida no órgão com a utilização de simuladores antropomórficos e dosímetros termoluminescentes (TLD) ou através de métodos matemáticos, onde o conhecimento do valor do kerma no ar e da região estudada é necessário.