UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial DISSERTAÇÃO apresentada a UTFPR para obtenção do título de MESTRE EM CIÊNCIAS por RICARDO RABELLO FERREIRA AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA DE REVELAÇÃO NA QUALIDADE DA IMAGEM EM MAMOGRAFIA Banca Examinadora: Presidente e Orientador: PROF. DR. HUMBERTO REMIGIO GAMBA UTFPR Co-Orientador: PROFª. ROSANGELA REQUI JAKUBIAK UTFPR Examinadores: PROF. DR. JOSÉ RICARDO DESCARDECI PROF. DR. PAULO JOSÉ ABATTI Curitiba, 23 de junho de 2006. UFT UTFPR RICARDO RABELLO FERREIRA AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA DE REVELAÇÃO NA QUALIDADE DA IMAGEM EM MAMOGRAFIA Dissertação apresentada ao Programa de PósGraduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, como requisito parcial para a obtenção do título de “Mestre em Ciências” – Área de Concentração: Engenharia Biomédica. Orientador: Prof. Dr. Humberto Remigio Gamba Co-Orientador: Profa. Rosangela Requi Jakubiak Curitiba 2006 Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca da UTFPR – Campus Curitiba F383a Ferreira, Ricardo Rabello Avaliação da influência da temperatura de revelação na qualidade da imagem em mamografia / Ricardo Rabello Ferreira. Curitiba. UTFPR, 2006 XIV, 74 f. : il.; 30 cm Orientador: Prof. Dr. Humberto Remigio Gamba Dissertação: (Mestrado) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curso de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial. Curitiba, 2006 Inclui bibliografia. 1. Mamas – radiografia. 2. Imagem radiográfica. 3. Raios x. 4. Controle de Qualidade. 5. Engenharia biomédica. I. Gamba, Humberto Remigio, Orient. II. Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curso de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial. III. Título. CDD: 618.1907572 AGRADECIMENTOS As pessoas entram em nossa vida por acaso, mas não é por acaso que elas permanecem e graças a isto, aos amigos conquistados durante a realização deste trabalho foi possível a conclusão deste. À professora Rosângela pela idéia do trabalho e perseverança sem a qual seria difícil a conclusão deste. Ao professor Humberto, que a despeito de todas as dificuldades pessoais orientou este trabalho e colaborou com as aulas teóricas para o grupo em períodos noturnos e finais de semana, em um esforço inacreditável em nos ensinar matemática, que nos permitiu concluir os créditos necessários para o mestrado. O professor Paulo Abati, que com suas aulas, melhores que o “DISCOVERY CHANNEL”, manteve o interesse do grupo durante a realização dos créditos. Aos professores Hugo, Pedro e toda a equipe do CEFET que nos deram a oportunidade para a realização do mestrado. Aos amigos e companheiros de mestrado, Cristiane, Irene, Silvia, Nilton e Lutero, que mantiveram sempre o grupo unido, que foi fundamental na conclusão dos créditos. Aos bolsistas Luiz Felipe e Daniele pela enorme ajuda na fase de conclusão do trabalho. À minha família de quem roubei tantas horas de convívio. Aos digitadores do CENTRO DIAGNÓSTICO ÁGUA VERDE, Sara e Ricardo pelas horas de trabalho dedicadas. A todos que de maneira direta ou indireta colaboraram com a realização deste trabalho. iii iv SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS......................................................................................................... vii LISTA DE TABELAS........................................................................................................ ix LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS........................................................................ x RESUMO............................................................................................................................. xi ABSTRACT.......................................................................................................................... xii 1 INTRODUÇÃO................................................................................................................ 1 2 PROGRAMAS DE GARANTIA DE QUALIDADE DE IMAGEM RADIOGRÁFICA ............................................................................................................. 3 2.1 INTRODUÇÃO.......................................................................................................... 2.2 HISTÓRICO............................................................................................................... 3 3 2.3 ELEMENTOS DO CONTROLE DE QUALIDADE EM MAMOGRFIA................ 4 2.4 FATORES A SEREM ANALISADOS NA IMAGEM DO PHANTOM APÓS A REVELAÇÃO DO FILME.................................................................................................. 8 3 FORMAÇÃO DA IMAGEM RADIOGRÁFICA......................................................... 11 3.1 INTRODUÇÃO.......................................................................................................... 11 3.1.1 Formação dos fótons de raios X........................................................................... 11 3.1.2 Formação da imagem latente............................................................................... 11 3.2 FATORES QUE INFLUENCIAM A IMAGEM RADIOGRÁFICA........................ 12 4 FUNDAMENTAÇÃO EM MAMOGRAFIA................................................................ 25 4.1 INTRODUÇÃO.......................................................................................................... 25 4.2 A GLÂNDULA MAMÁRIA...................................................................................... 26 4.3 MAMOGRAFIA ........................................................................................................ 27 4.3.1 Fatores primordiais para mamografia de boa qualidade ..................................... 29 4.3.2 Interpretação da imagem mamográfica................................................................ 32 4.4 ASPECTOS RADIOLÓGICOS DAS PATOLOGIAS MAMÁRIAS......................... 32 5 PROCESSAMENTO DA IMAGEM RADIOGRÁFICA............................................. 35 5.1 INTRODUÇÃO........................................................................................................... 35 5.2 PROCESSADORA AUTOMÁTICA.......................................................................... 36 5.3 SISTEMA DE REVELAÇÃO..................................................................................... 36 5.4 SISTEMA DE FIXAÇÃO........................................................................................... 38 v 5.5 SISTEM DE LAVAGEM............................................................................................ 39 5.6 CONTROLE DA TEMPERATURA........................................................................... 39 5.7 O FILME MAMOGRÁFICO...................................................................................... 40 5.8 ÉCRAN OU TELAS INTENSIFICADORAS............................................................. 41 5.9 CARACTERÍSTICAS DO CONJUNTO TELA-FILME........................................... 42 5.9.1 Contraste versus velocidade.................................................................................. 43 5.10 SENSITOMETRIA.................................................................................................... 44 6 METODOLOGIA............................................................................................................. 49 6.1 INTRODUÇÃO........................................................................................................... 49 6.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL....................................................................... 49 7 CONCLUSÃO................................................................................................................... 61 7.1 PROPOSTAS PARA NOVOS TRABALHOS............................................................ 62 ANEXO 1.............................................................................................................................. 63 ANEXO 2 – ROTINA PARA LIMPEZA DE CÂMARAS ESCURAS........................... 64 ANEXO 3 – RECOMENDAÇÕES DO INSTITUTO NACIONAL DO CÂNCER....... 65 ANEXO 4 – ANÁLISE DOS RESULTADOS................................................................... 66 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................... 71 vi LISTA DE FIGURAS 1 2 Fotos de negatoscópios radiológicos, à esquerda usando para radiografias convencionais e à direita específico para mamografia ................................................. Fotografia de um phantom padronizado pelo ACR, posicionado no mamógrafo......... 3 Chassi específico para mamografia, marca Kodak©, modelo MIN-R.......................... 14 4 Curva característica de um filme de alto contraste e de um filme de baixo contraste. 15 5 Gráfico das variáveis no processo de revelação (modificado de HAUSS, 1996)......... 16 6 Écran – Chassis de mamografia..................................................................................... 18 7 Diagrama lateral da glândula mamária.......................................................................... 26 8 Sistema mamográfico marca Philips modelo Mamodiagnostic 3000........................... 9 Posicionamento crânio-caudal....................................................................................... 28 10 Borramento de imagem radiográfica............................................................................. 7 7 28 30 11 Efeito anódico................................................................................................................ 31 12 Sistema de revelação..................................................................................................... 37 13 Sistema do fixador. ....................................................................................................... 38 14 Análise das modificações da curva característica com variações do tempo de processamento e da temperatura do revelador............................................................... 40 15 Desenho esquemático da composição do filme radiográfico. ...................................... 41 16 Efeito crossover............................................................................................................. 43 17 Curva característica de 2 filmes com diferentes velocidades. ...................................... 44 18 Curva característica de um filme radiográfico, mostrando a região de densidades úteis para imagens radiográficas.................................................................................... 45 19 Sensitômetro Victoreen modelo 07-417........................................................................ 46 20 Densitômetro Victoreen modelo 07-443....................................................................... 47 21 Imagem do phantom de mama e os objetos de teste nele inseridos.............................. 50 22 Comportamento da processadora em relação à variação da temperatura do revelador. 53 23 Gráfico da análise dos resultados obtidos na avaliação das imagens do phantom à temperatura de 34,1ºC................................................................................................... 55 24 Gráfico da análise dos resultados obtidos na avaliação das imagens do phantom à temperatura de 34,6 ºC.................................................................................................. 56 25 Gráfico da análise dos resultados obtidos na avaliação das imagens do phantom à temperatura de 35,3 ºC.................................................................................................. 26 Gráfico da análise dos resultados obtidos na avaliação das imagens do phantom à vii 57 temperatura de 36,1ºC................................................................................................... 58 27 Gráfico da análise dos resultados obtidos na avaliação das imagens do phantom à temperatura de 36,6 ºC.................................................................................................. viii 59 LISTA DE TABELAS 1 Testes padrões para controle da qualidade e sua peridiocidades .................................. 4 2 Fatores que afetam a qualidade da imagem em mamogrfia (Jakubiak, 1998).............. 5 3 Relação do uso grade/radiação espalhada. (Adaptada de Haus, 1987)......................... 19 ix LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ACR - American College of Radiology CBR - Colégio Brasileiro de Radiologia CC - Crânio-Caudal CDM - Centro de Diagnóstico Mamário de Santa Casa de Misericórdia - RJ CNEN - Comissão Nacional de Energia Nuclear ECC - Comissão das Comunidades Européias ICRP - International Commission on Radiological Protection IEE - Instituto de Eletrotécnica e Energia INCA - Instituto Nacional do Câncer kVp - Tensão de pico mA - mili ampére (unidade de corrente) MLO - Médio-Lateral-Oblíqua NCRP - National Council on Radiation Protection and Measurents OMS - Organização Mundial de Saúde PCGQ - Programa de Controle e Garantia de Qualidade PQ - Programa de Qualidade RSNA - Radiological Society of North America SR - Serviço de Radiodiagnóstico x RESUMO A sistematização dos procedimentos relacionados ao processamento da imagem radiológica agiliza a identificação de problemas em qualquer etapa da obtenção das imagens médicas, sendo importante a monitoração de diversas variáveis. Este trabalho avaliou a influência da temperatura de revelação do filme mamográfico na qualidade da imagem. Os valores de linha de base dos parâmetros sensitométricos foram obtidos em temperatura de 35,3 º C e o intervalo de temperatura avaliado foi de ± 1,5 ºC . Produziu-se seis imagens do simulador de mama, no mesmo conjunto chassi écran em cada intervalo de temperatura num mamógrafo avaliado por controle de qualidade. As imagens foram analisadas por 4 profissionais com experiência em mamografia para identificar o cumprimento dos requisitos de qualidade de imagem impostos pela Portaria 453/98. xi xii ABSTRACT The systematization of the procedures related to the processing of the radiological image, with the monitoring of diverse variables, speeds up the identification of problems in any stage of the development of the medical images. The work done evaluates the influence of the temperature during the mammographic film’s developing on the image quality. The base line values of the sensimetric parameters were obtained at a was evaluated to be varying above and below 1.5 C. Six images were produced of the breast simulator (phantom), in the same kit (chassi/ecran) in each interval of temperature in a mammographer previously evaluated for quality control. The images have been analyzed by 4 professionals with experience in mammography to certify the image quality required by the Brazilian Amendment 453/98 would be fulfilled. xiii xiv 1 CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO O rígido controle das variáveis existentes no processamento de filmes radiológicos é fundamental na manutenção da qualidade da imagem médica e, em última instância, como garantia de um correto diagnóstico médico. Atualmente existem muitos programas de garantia de qualidade de imagem radiológica, como exemplo cita-se os trabalhos de Jakubiak (1998) e Nakano (2003). Nestes programas busca-se sistematizar todas as etapas envolvidas no processo de produção de uma imagem radiográfica. A principal vantagem em sistematizar os procedimentos relacionados ao processamento da imagem radiológica é a identificação rápida de problemas que possam eventualmente ocorrer em qualquer uma das etapas de obtenção da imagem médica. Nesse trabalho avaliou-se a importância do controle da temperatura do revelador do filme mamográfico e a influência da temperatura deste na sensitometria e na qualidade da imagem. Entre as razões para esta avaliação, destacam-se: 1. A sensibilidade maior do filme mamográfico às condições de processamento; 2. A necessidade de melhor contraste na mamografia, em relação a radiografia convencional, para a detecção de micro calcificações e; 3. Devido ao freqüente uso compartilhado de processadoras para filmes convencionais e mamográficos. A temperatura do revelador é um parâmetro importante no processamento da imagem radiográfica. As variações de temperatura do revelador, de acordo com as recomendações dos fabricantes, devem ser inferiores à +/-0,3 ºC (NCRP REPORT 99, 1998; IEC 1223 – 2 – 1, 1993). 2 A conjugação de tempo de revelação (o menor possível), véu (o menor possível), contraste (o maior possível) e durabilidade do químico (a maior possível) é o grande desafio dos programas de padronização / qualidade de imagem. Todos estes fatores são diretamente influenciados pela temperatura do revelador. Como não existe um critério absoluto para definir a qualidade ideal de uma imagem radiográfica, considera-se que se os achados patológicos são bem visíveis a imagem é considerada adequada (NCRP REPORT 99 1998. Assim sendo, procurou-se utilizar a avaliação sensitométrica (HAUS, 1997) associada a avaliação visual das radiografias do simulador de mama e identificar as margens de segurança diagnóstica em relação a temperatura de revelação. 3 CAPÍTULO 2 PROGRAMA DE GARANTIA DA QUALIDADE DE IMAGEM RADIOGRÁFICA 2.1 INTRODUÇÃO Controle de qualidade consiste de um conjunto de medidas para gerenciar um determinado processo (RSNA CATEGORICAL COURSE in Physics 1996). Um dos principais objetivos do radiodiagnóstico é a obtenção de radiografias de ótima qualidade com o menor grau de exposição possível do paciente, permitindo ao especialista uma avaliação não invasiva das estruturas anatômicas contidas no exame. Assim, em radiologia, o objetivo de um programa de qualidade (PQ) é garantir a qualidade da imagem radiológica com o mínimo de radiação aplicada ao paciente (HENDRICK, 1998). 2.2 HISTÓRICO A mamografia é hoje um exame largamente utilizado para a detecção precoce do câncer de mama. Devido a pouca diferença de contraste entre as áreas patológicas e não patológicas na mamografia, torna-se grande a necessidade de exames com boa qualidade (NASSIVERA, 1997). A adoção de programas de qualidade em radiologia médica foi inicialmente sugerida durante uma reunião da OMS, em Nüremberg – Alemanha em 1979. Um Comitê de Garantia da Qualidade em Mamografia foi formado em 1987 nos Estados Unidos; e em 1992 ocorreu a publicação do Manual de Controle de Qualidade do Colégio Americano de Radiologia (ACR, 1990). Este manual provê detalhadas descrições sobre os testes de controle de qualidade, que radiologistas, tecnólogos e físicos médicos devem realizar, assim como sua freqüência mínima para manter as imagens com qualidade constantes. No Brasil esta regulamentação esta baseada na portaria 453 de junho de 1998. 4 2.3 ELEMENTOS DO CONTROLE DE QUALIDADE EM MAMOGRAFIA O controle de qualidade consiste em um conjunto de procedimentos, os quais são baseados em protocolos já existentes, principalmente no “Guia Europeu para a Garantia da Qualidade no Rastreio por Mamografia” (manual de instruções para as medidas de controle de qualidade dos parâmetros técnicos da mamografia) e de acordo com Nakano (2003). A Tabela 1 lista os procedimentos padrões para controle de qualidade e suas respectivas periodicidades, enquanto que a Tabela 2 apresenta os principais fatores que afetam a qualidade das imagens de mamografia (Jakubiak, 1998). Tabela 1: Testes padrões para controle de qualidade e suas peridiocidades Teste Peridiocidade Limpeza da câmara escura Diário Controle da temperatura Diário Limpeza dos chassis (cassetes) Semanal Negatoscópios e condições de visualização Semanal Imagens no phantom Semanal Lista de checagem visual do mamógrafo Mensal Análises das repetições Trimestral Análise de retenção do fixador Trimestral Velamento da câmara escura Semestral Contato tela filme Semestral Compressão Semestral 5 Tabela 2: Fatores que afetam a qualidade da imagem em mamografia (Haus, 1997). Acuidade das Radiografias Interferência nas radiografias Escala de cores Artefatos Indefinição da Radiografia da radiografia Contraste da radiografia (baixa acuidade) Contraste do sujeito Diferenças de absorção no corpo - espessura - densidade - número atômico Qualidade da Radiação - material do alvo - kVp - Filtração Radiação espalhada - limitação do raio - compressão - distância foco/filme e objeto/filme - grade Contraste do receptor Indefinição por movimento Relação telafilme - Tipo de filme Processamento - químicos - temperatura - tempo - movimento - densidade Véu -armazenagem - luz de proteção - entrada de luz Imobilizaçã o das mamas (compressão ) - Tempo de exposição Indefinição geométrica Velamento do receptor - Estrutura da escala - Receptor granulado - Quantidade da - Relação telaescala filme (dispersão da - Relação tela-filme luz) - Velocidade do filme - Densidade do - Contraste do filme fósforo - Absorção da tela - Cores e pigmentos - Eficiência da absorvidos pela luz conversão da tela - Tamanho da - Difusão da luz partícula de fósforo - Qualidade da - Contato tela-filme radiação Contato tela-filme - Manejo do filme - marcas de dobra - marcas de dedos - arranhões - estática Exposição - Véu Processamento -manchas -arranhões -sujeiras 6 - Limpeza da câmara escura A câmara escura é um dos ambientes destinados à manipulação e revelação dos filmes radiológicos, utilizados na produção de imagens médicas em um Serviço de Radiodiagnóstico (SR). Este espaço deve ser cuidadosamente planejado e limpo para que sejam observados todos os requisitos para a manutenção da qualidade diagnóstica da imagem. Se o ambiente não está adequadamente limpo, haverá deposição de poeira nas bancadas de manuseio de filmes, no interior dos chassis e nas bandejas de alimentação das processadoras, o que poderá resultar em artefatos de ruído na imagem mamográfica. As paredes devem ser claras e de fácil limpeza. Se revestidas de azulejo, devem ter os rejuntes preenchidos por cimento à prova d’água ou podem ser pintadas a óleo. No Anexo 2 lista-se uma rotina para manutenção das condições de limpeza de uma câmara escura. - Controle da processadora A verificação do desempenho da processadora deve ser realizada diariamente com auxilio do densitômetro e sensitômetro. A cada dia uma película radiográfica deverá ser sensibilizada com o sensitômetro e após a revelação a densidade óptica das tiras sensitométricas deverá ser analisada com um densitômetro. - Negatoscópios O negatoscópio é um elemento fundamental para uma análise acurada do exame mamográfico, pois é através deste que as informações impressas na mamografia podem ser visualizadas pelo observador. Os negatoscópios são equipamentos utilizados para dar luminosidade a película radiográfica e permitir a percepção das diferenças de contraste presentes nesta. Os negatoscópios são caixas metálicas, com painéis de acrílico na parte anterior, sendo que nos negatoscópios específicos para filmes de mamografia, estes painéis medem 18 x 24 cm, que corresponde ao tamanho exato do filme. 7 A luminosidade é fornecida por três lâmpadas fluorescentes e reatores de 15 W e a parte interna é revestida por pintura branca para aumentar a reflexão da luz. O Colégio Americano de Radiologia recomenda valores de luminância de 3000 a 3500 cd/m2 para negatoscópios de mamografia (ACR,1990). Figura 1: Fotos de negatoscópios radiológicos, à esquerda usado para radiografias convencionais e à direita específico para mamografia. - Imagens no phantom A imagem de um phantom de simulação, figura 2, do tecido mamário permite avaliar a capacidade de detecção de pequenas estruturas na mamografia, que são importantes no diagnóstico precoce do câncer de mama, conforme a Portaria 453/98. O teste radiográfico com o phantom provê informação na detecção de microcalcificações e tumores simulados (alta e baixa resolução de contraste), assim como a densidade de fundo (véu) e o contraste (NASSIVERA, 1996). O phantom utilizado nestes testes, ilustrado na figura 2 , é padronizado pelo American College of Radiology (ACR). Figura 2: Fotografia de um phantom padronizado pelo ACR, posicionado no mamógrafo. 8 - Características do phantom padrão ACR: Um phantom de acrílico é projetado para reproduzir uma mama de 4,3 a 4,5 cm de espessura. Dentro do phantom existem seis pequenas fibras de nylon de 0,4 mm a 1,56 mm de espessura, 5 conjuntos de pontos de Al2O3 de 0,16 mm a 0,54 mm de diâmetro e 5 esferas de 0,25 mm a 2,0 mm de espessura, simulando respectivamente, calcificações fibrosas, microcalcificações e massas tumorais. Segundo o manual de Diretrizes de Proteção Radiológica em Radiodiagnóstico Médico e Odontológico, para realização das medidas de controle de qualidade, dois tipos de exposição são recomendados: a) Exposição de Rotina: tem o objetivo de proporcionar informações sobre o sistema em condições clínicas, que dependem dos ajustes efetuados de rotina; b) Exposição de Referência: tem como objetivo proporcionar informações sobre o sistema em condições padronizadas, independentemente dos ajustes ditados pelas necessidades clínicas. A Exposição de Referência requer a exposição do phantom de mama com os seguintes ajustes do mamógrafo: Tensão no tubo de raios X: 28 kV Bandeja de compressão: em contacto com o phantom Phantom de mama: 50 mm de espessura e posicionado como a mama Grade antidifusora: presente Distância foco-filme: ajustada com a focalização da grade Câmara sensora: na segunda posição mais próxima do tórax Controle automático de exposição: ligado Controle da densidade óptica: posição central 2.4 FATORES A SEREM ANALISADOS NA IMAGEM DO PHANTOM APÓS A REVELAÇÃO DO FILME De acordo com o Centro de Diagnóstico Mamário da Santa Casa de Misericórdia Rio de Janeiro (CDM), fabricante do phantom de mama, de dimensões 50x120x160 mm3, deve-se observar os seguintes requisitos para a visualização da imagem do phantom [Referência]: 9 - Definição da imagem (Resolução espacial): Um dos parâmetros que determina a qualidade da imagem é a sua resolução. A medida da resolução é efetuada radiografandose o phantom de mama com uma exposição de referência. Ao longo do phantom existem quatro grades metálicas com definição aproximada de 12, 8, 6 e 4 pares de linhas/milímetro (pl/mm), com as quais é possível determinar a resolução espacial do sistema de produção da imagem mamográfica. Valor limite: A resolução espacial dever ser = 12 pl/mm Freqüência: Semanal - Detalhes de Alto Contraste (limiar de alto contraste): Um segundo aspecto relativo à definição do sistema de produção da imagem é a habilidade de visualizar objetos de pequeno tamanho e alto contraste, tais como as microcalcificações. O phantom de mama possui cinco conjuntos de óxido de alumínio que simulam microcalcificações de diâmetros aproximados de 0.45, 0.35, 0.30, 0.25 e 0.18 mm. A medida do limiar de alto contraste é efetua radiografando-se o phantom de mama com uma exposição de referência. Valor limite: Deve-se visualizar até o conjunto de microcalcificações de 0,25 mm de diâmetro. Freqüência: Semanal - Contraste da imagem: Uma vez que o contraste final da imagem é afetado por diversos parâmetros, tais como: a tensão do tubo de raios X (kV), o contraste do filme e o processo de revelação, a medida do contraste da imagem é, portanto, um método eficaz para detectar diversas falhas do sistema. Para esta medida recomenda-se usar a escala de tons de cinza de alto contraste produzida pela exposição do phantom de mama com 50 mm de espessura. No processo de medida do contraste da imagem utiliza-se uma escala de tons de cinza de alto contraste, a qual é produzida expondo-se um phantom de mama, com 50mm de espessura, a uma Exposição de Referência. A seguir mede-se a densidade óptica do filme revelado em cada degrau da escala de tons de cinza e traça-se um gráfico da densidade óptica em função do número do degrau. O valor do ângulo de inclinação da região reta do gráfico é a medida do contraste de imagem. Valor limite: Sugere-se uma variação inferior a ± 10% do valor de referência1 Freqüência: Semanal 1 Observações: Este valor para o contraste de imagem é dependente de toda a cadeia de formação da imagem e, por isto, não são apresentados quaisquer limites absolutos. 10 - Limiar de Baixo Contraste: Esta medida deve proporcionar uma indicação do contraste mínimo detectável de objetos de baixo contraste e grandes diâmetros (> 5 mm). Em geral os phantons de mama dispõem de oito objetos de baixo contraste incorporados no seu interior. Estes objetos produzem reduções de contraste, quando o phantom de mama é radiografado com uma exposição de referência, da ordem de 5,5%, 4,7%, 4,0%, 3,3%, 2,6%, 2,0%, 1,3% e 0,8 % em relação ao ponto de referência. Valor limite: Sugere-se 1,3% de contraste para objetos de 5 mm de diâmetro. Freqüência: Semanal - Detalhes Lineares de Baixo Contraste: O phantom de mama possui seis objetos de baixo contraste de 1,3 mm de comprimento e diâmetros aproximados de 0,40; 0,60; 0,70; 0,80; 1,20 e 1,40 mm, os quais simulam extensões de tecido fibroso em tecido adiposo. Estes detalhes limiares de baixo contraste permitem a medida da sensibilidade do sistema de produção da imagem em registrar estruturas filamentares no interior da mama. Esta medida pode ser efetuada radiografando-se o phantom de mama com uma exposição de referência. Valor limite: É necessário visualizar até a fibra de 0.70 mm de diâmetro Freqüência: Semanal - Massas Tumorais: A capacidade de registrar a imagem de massas tumorais é uma medida bastante realística da qualidade da imagem em mamografia. Para tal, o phantom de mama dispõe de cinco calotas esféricas de nylon que simulam massas tumorais com as seguintes medidas de diâmetro/altura: 1.0/0.8, 4.0/2.0, 5.5/2.0, 7.5/2.8 e 9.5/3.4 mm. Quando o phantom de mama é radiografado com uma exposição de referência estas calotas esféricas produzem uma série de imagens bastante similares às massas tumorais que ocorrem na mama. Valor limite: É necessário visualizar até a calota de 4.0 mm de diâmetro e 2.0 mm de altura (4.0/2.0) Freqüência: Semanal 11 CAPÍTULO 3 FORMAÇÃO DA IMAGEM RADIOGRÁFICA 3.1 INTRODUÇÃO Neste capitulo, são apresentados os principais aspectos que envolvem o processo de formação da imagem mamográfica: a geração dos fótons de raios X que atravessam a mama, a interação desses com o écran e o filme mamográfico. 3.1.1 Formação dos fótons de raios X A formação da imagem mamográfica inicia-se com a geração dos fótons de raios X, os quais são gerados no tubo de raios X. O tubo de raios X é formado por uma ampola com vácuo onde se encontra um filamento aquecido, chamado de cátodo (terminal negativo), e um terminal positivo, chamado de ânodo. O feixe catódico é formado quando elétrons desprendem-se do filamento aquecido (cátodo) formando uma nuvem negativa. Esse fenômeno é chamado efeito termiônico. A aplicação de uma diferença de potencial elevada, algumas centenas de kV, entre o cátodo e o ânodo (eletrodo positivo) acelera os elétrons da nuvem catódica em direção ao ânodo. Enquanto viajam, os elétrons ganham velocidade até que colidem com o ânodo. Ao interagir com os átomos do metal do ânodo, deslocam os elétrons orbitais, promovendo um intenso movimento em cascata dos elétrons da eletrosfera desses átomos. Esse movimento, caracterizado pela passagem de elétrons de um orbital interno para outro mais externo, quando o elétron ganha energia, associado ao retorno de elétrons de orbitais externos para os internos, (com perda energia), é chamado de convecção eletrônica (BUSHONG, 1997). A produção de raios X ocorre quando o feixe de raios catódicos desloca elétrons das camadas L e K dos chamados átomos-alvo. 3.1.2 Formação da imagem latente A imagem latente corresponde a um padrão de microcristais de haletos de prata, na emulsão do filme mamográfico, que foram ativados por luz e/ou fótons de raios X. A 12 formação da imagem latente no filme radiográfico inicia-se com a interação entre os fótons de raios X e as estruturas do corpo radiografado. Quando esta interação ocorre, existe uma atenuação do feixe de fótons, que é proporcional a densidade da massa e o número atômico da estrutura radiografada. Assim, uma parte da energia é absorvida, outra espalhada, enquanto que uma parte atravessa a estrutura radiografada e vai sensibilizar o filme radiográfico. A sensibilização do filme radiográfico ocorre através de uma interação foto-elétrica entre os fótons de raios X com os haletos de prata na emulsão do filme e, principalmente, pela energia radiante gerada pelo écran estimulado pelos raios X, no espectro correspondente ao tipo do écran. (BUSHONG, 1993). 3.2 FATORES QUE INFLUENCIAM A IMAGEM RADIOGRÁFICA Os fatores que influenciam a imagem radiográfica são (HAUS, 1987): a) movimento e indefinição geométrica; b) combinações características filme – écran processamento do filme; c) borramento do filme e contraste; d) compressão da mama ; e) uso de grade; f) ruído; g) dose de radiação; h) qualidade dos raios X; i) tempo de exposição; j) natureza do objeto e do tecido ao redor; k) fatores geométricos; l) movimento e indefinição geométrica; m) radiação espalhada. - Artefatos de movimento e indefinição geométrica Artefatos são variações de densidade na radiografia que não refletem as verdadeiras diferenças de atenuação. Os artefatos geralmente são gerados na fase de revelação do filme mamográfico, podendo ocorrer desde o instante da sua retirada do cassete mamográfico até o 13 momento da fase de secagem do filme. Os artefatos também podem ocorrer por defeitos na grade ou movimentação da paciente. - Borramento da imagem O borramento da imagem geométrica refere-se ao espalhamento lateral da imagem com a distância superior aquela da densidade óptica entre a estrutura de interesse e o tecido adjacente (HAUS, 1987). O borramento radiográfico pode resultar de movimento do objeto radiografado, ser devido à geometria do objeto ou ao borramento do receptor. O borramento causado pelo movimento é reduzido por uma melhor compressão, que diminui a espessura do objeto radiografado. A diminuição do mAs (miliamper-segundo ou tempo de exposição) também diminui a possibilidade de movimento do objeto, durante a realização da radiografia (HAUS, 1987). O borramento geométrico está diretamente relacionado à unidade de raios X, sendo afetado pelo tamanho, forma, intensidade da distribuição dos raios X no ponto focal do tubo e a combinação das distâncias foco-objeto e objeto-filme. Para evitar o borramento e se obter uma imagem de melhor resolução, deve-se utilizar uma distância foco-filme adequada, ou seja, a distância especificada para cada modalidade de exame. No caso específico da mamografia a distância foco-filme é fixa para os exames de rotina. - Combinações características filme-écran O chassi mamográfico, figura 3, é constituído por uma tela intensificadora, ou écran, utilizada para melhorar a resolução da mamografia. Como a energia é baixa, a tela absorve cerca de 50% dos fótons de raios X. Ressalta-se que o uso de duas ou mais telas intensificadoras, muitos fótons seriam absorvidos e os pontos latentes da imagem ficariam maiores, o que levaria a uma redução da resolução espacial (GOMES, 2001). Ressalta-se que o fósforo do écran, tela intensificadora, deve emitir uma grande quantidade de luz por interação com os fótons de raios X para produzir uma densidade óptica adequada no filme. 14 Figura 3: Chassi específico para mamografia, marca Kodak©, modelo MIN-R. Segundo Haus (1987), as características de contraste do filme determinam como a intensidade dos raios X se relaciona à densidade óptica na mamografia. O contraste do filme mamográfico é afetado pelo: a) tipo de filme. b) processamento (químico, temperatura, tempo e agitação). c) nível de véu (armazenamento, luz de segurança e luz secundária). d) densidade óptica, que é a comparação com a quantidade de intensidade de luz que entra com a quantidade de densidade de luz que sai do filme. As densidades medidas são reportadas em uma escala logarítmica DO = log I0 It onde: · Io= Intensidade de luz incidente no filme; · It= Intensidade de luz que é transmitida pelo filme. Exemplo: quando a prata deixa passar um décimo de luz incidente, então o coeficiente de transmissão da luz é de 10/1 = 10. Então esta parte do filme tem densidade um. O contraste do filme é definido entre pontos da curva característica. A curva característica de dois filmes é mostrada na figura 4. 15 Figura 4: Curva característica de um filme de alto contraste e de um filme de baixo contraste. A curva da figura 4 mostra que a velocidade, ou sensibilidade do filme radiográfico, com a qual o filme atinge determinada densidade óptica, é inversamente relacionada ao logaritmo da exposição requerida para produzir uma determinada dose no filme, e "corresponde ao valor relativo em escala logarítimca capaz de produzir uma densidade óptica 1 ponto acima do véu de base". Como mencionado anteriormente o contraste final da imagem é influenciado tanto pelo contraste do filme como pelo contraste do objeto. O fator relacionado à velocidade do filme é o efeito da insuficiência de reciprocidade que se torna ainda mais importante, quando se usa exposição mais longa devido ao uso da grade ou ponto focal pequeno nas técnicas de magnificação. A exposição pode ser definida como a intensidade dos raios X, dada em mA, que é produto da corrente com o tempo de exposição. Isto quer dizer que a exposição será a mesma desde que a relação entre a intensidade e o tempo se mantenha, não importando se a exposição é longa ou curta. Esta relação é conhecida como lei da reciprocidade (Haus, 1998) e se aplica à exposição do filme diretamente aos raios X, contudo para uma exposição feita através de um écran produtor de luz, esta lei torna-se insuficiente. Na mamografia a insuficiência da lei de reciprocidade pode afetar a densidade do filme quando longo tempo de exposição (maior que um segundo) é utilizado (STRAUS, 1996). 16 Um exemplo do efeito da lei da reciprocidade é que, teoricamente, com o uso da grade bastaria dobrar-se o tempo de exposição para se obter os mesmos resultados radiográficos, mas, na realidade é necessário além de dobrar o tempo de exposição acrescentar 15% (ARNOLD, 1978). Exemplo: Supondo uma técnica sem grade com exposição de 1 segundo, na teoria, com o uso da grade o tempo deveria ser aumentado para 2 segundos, mas devido à lei de insuficiência da reciprocidade, para compensar a técnica o acréscimo de 15% sobre estes 2 segundos, faz-se necessário, sendo a nova técnica correta de 2,3 segundos. - Processamento do filme O ideal durante a revelação do filme é que sejam mantidos a velocidade apropriada, o contraste e os níveis de base mais véu de referência. Os gráficos apresentados na figura 5 ressaltam a importância do processamento do filme e mostram os efeitos nas diferenças de temperatura do revelador sobre a velocidade, também o contraste do filme e o valor de base mais véu. Figura 5: Gráfico das variáveis no processo de revelação (modificado de HAUS, 1996). Estas variáveis podem mudar de maneira semelhante como uma função do tempo de revelação. Quando a temperatura do revelador é baixa a velocidade do filme é reduzida, sendo necessário um aumento da radiação para produzir uma densidade adequada. 17 Quando a temperatura é alta a velocidade aumenta, assim como o contraste, sendo necessária uma menor quantidade de radiação. Contudo estas alterações aumentam o mosqueado quântico e com isto o ruído radiográfico (Vide página 36). Além disto, o véu piora com o aumento da temperatura do revelador (HAUS, 1987). A estabilidade do revelador também pode ser afetada pelo aumento da temperatura, este assunto é detalhado no Capitulo 5. Quando se aumenta o tempo de revelação e a temperatura, a velocidade do filme aumenta, contudo a oxidação do químico também aumenta junto com o véu. Assim para aumentar a velocidade do filme é preferível aumentar apenas o tempo da revelação. Ressalta-se que os filmes de emulsão espessa (filmes de emulsão única) não são completamente revelados em 22 segundos, pois a hidroquinona não tem tempo suficiente para atacar as camadas mais profundas (KODAK). Quando se dobra o tempo de revelação, à velocidade do filme pode aumentar em até 35% (SULEIMAN, 1990). - Borramento do filme e contraste O contato tela-filme (ou écran-filme) inadequado provoca borramento da imagem, reduzindo a qualidade desta (GRAY et al, 1983). A difusão da luz emitida pelo écran sobre o filme pode causar borramento da imagem. Os fatores que influenciam o borramento da imagem são: a espessura do fósforo do écran, o tamanho das partículas de fósforo, o tipo de tintura e pigmento, o tipo de écran e o contato écran - filme . Os cassetes mamográficos utilizam um único écran localizado na parte posterior, pois o écran na face anterior causa maior absorção dos raios X, (como mencionado anteriormente), isto permite que mais radiação característica possa ser utilizada para formação da imagem (Figura 6). 18 Figura 6: Écran - chassis de mamografia - Compressão da mama É importante lembrar que a distribuição da energia dos fótons que formam a imagem através da mama são fatores de forte influência no contraste. A compressão adequada da mama é extremamente importante para se evitar a radiação espalhada no filme mamográfico. A radiação espalhada significantemente reduz o contraste, especialmente em mamas espessas e densas (tabela dois). Por exemplo, se uma mama com 6 cm de espessura é comprimida mais rigorosamente para 3 cm de espessura, a intensidade de radiação espalhada é reduzida em cerca de 40%, o que melhora sensivelmente o contraste (HAUS, 1987). Além do mais a compressão da mama diminui a possibilidade de artefatos de movimento, aproximando o objeto do filme, o que diminui os artefatos geométricos e proporciona uma penetração mais homogênea do feixe de raios X, além de reduzir a dose de radiação (GOMES, 2001). - Uso de grade Após atravessar o paciente, os raios X variam de intensidade dependendo da característica dos tecidos atravessados (WOLBARST, 1993). Estas alterações do feixe de raios X devem ser transmitidas de forma consistente ao filme radiológico, sendo para isto necessário o uso de grade antidifusora, ponto focal reduzido e processamento adequado. A grade antidifusora é constituída por laminas metálicas delgadas com mínimo intervalo entre estas. 19 O uso de grade específica para mamografia, reduz bastante a radiação espalhada, melhorando o contraste, especialmente em mamas densas e espessas. O uso de grade requer aumento da exposição aos raios X (mAs),conforme mencionado anteriormente. Tabela 3: Relação do uso da grade/radiação espalhada. (Adaptada de Haus, 1987). - Ruído O ruído radiográfico é uma flutuação indesejada da densidade na imagem (HAUS, 1987). O ruído radiográfico é subdividido em dois tipos denominados de mosqueado e artefatos; O ruído tipo mosqueado é a variação da densidade, na radiografia exposta a um feixe de raios X uniforme, e consiste de três elementos: granulação do filme, mosqueado quântico e mosqueado estrutural. A granulação do filme é uma impressão visual da variação da densidade óptica devido a uma distribuição ao acaso de um número finito de grãos de prata revelados (JAKUBIAK, 1998). O mosqueado quântico é definido como uma variação na densidade óptica de uma exposição radiográfica uniforme, que resulta em uma distribuição espacial ao acaso do quantum de raios X absorvido na imagem receptora. O mosqueado quântico é o principal contribuinte na flutuação da densidade óptica observada. Os fatores que afetam o mosqueado quântico são: a velocidade e o contraste do filme; a absorção do écran; a eficiência de conversão e a difusão da luz e qualidade da radiação. O aumento da eficiência de conversão é obtido, quando o material ativo (sensível) do écran, emite a maior quantidade possível de luz em resposta ao estímulo dos fótons de raios X e a luz emitida tem o comprimento de onda (cor) que combina com a sensitividade do filme. 20 Quando a velocidade é aumentada por a uma maior eficiência da absorção dos raios X, não ocorre aumento no mosqueado quântico, não havendo aumento do ruído (KODAK). - Dose de radiação A medida mais direta da exposição recebida é aquela medida diretamente na superfície da pele. Esta medida é feita com uma câmara de ionização ou com um dosímetro termoluminescente (GOMES, 2001). A dose absorvida (em rad) recebida no tecido glandular abaixo da pele é mais verdadeira do que a dose recebida na superfície, uma vez que o tecido glandular é o tecido de risco (NCRP, 1986). A dose na profundidade depende de muitos fatores, entre outros se destacam: a relação do tecido glandular e tecido gorduroso, a qualidade do feixe dos raios X e a área da mama irradiada. Nas mamas de tamanho médio e, predominantemente, gordurosas, a maior parte dos fótons de baixa energia que se transmite através destas é utilizada para a formação da imagem, quando filtros de molibdênio associados a um alvo (anodo) também de molibdênio são utilizados. O filtro de molibdênio atualmente utilizado para mamografia, permite a utilização de técnicas com diferença de potencial inferior a 28 kVp. O uso de fótons de baixa energia tais como aqueles produzidos entre 17,9 keV e 19,5 keV, (linhas características do alvo de molibdênio), provém alto contraste do objeto para mamas com espessura média (HAUS, 1977). As mamas mais espessas e densas causam grande filtração dos fótons, nesses casos as diferenças de absorção entre as estruturas tornam-se menores, fazendo com que os feixes de raios X tornem-se mais duros, ocasionando uma diminuição do contraste da imagem. Nestes casos, os alvos de tungstênio proporcionam (com o uso de baixa diferença de potencial) uma maior formação de fótons de alta energia (HAUS, 1977). Os filtros de tungstênios são utilizados em radiografias convencionais, porém, no uso mamográfico, a excessiva filtração e a necessidade do uso de diferença de potencial muito elevada, fazem com que haja uma degradação da qualidade da imagem (HAUS, 1987). 21 - Qualidade dos raios X O contraste ideal ocorre quando os raios X são adequados à estrutura biológica. Na mama espessa existe grande filtração dos fótons com diminuição nas diferenças de absorção (HAUS, 1987). A qualidade dos raios X que chega ao filme, depende do material do filamento, da corrente de aquecimento deste, da tensão aplicada à ampola, do tempo de exposição, assim como da distância entre a ampola e o objeto, material do alvo do anodo do tubo de raios X, filtração e da radiação espalhada. A qualidade do feixe de raios X pode ser melhorada pela compressão da mama, uso de grade e pela colimação do feixe de raios X. Os fótons de baixa energia fornecem alto contraste para mamas médias e gordurosas, já que grande quantidade de fótons é transmitida através da mama e alcança o filme radiográfico. O kVp é o termo utilizado para definir a tensão aplicada ao tubo de raios X, e corresponde à energia máxima de um fóton de raios X, sendo numericamente igual à tensão de pico da operação (BUSHONG, 1993). Conforme se aumenta o kVp, maior é a produção de raios X, e maior será a energia do feixe, portanto sua penetrabilidade; sendo este o fator determinante do contraste da imagem radiográfica. Assim sendo o aumento do kVp acentua as diferenças de densidade óptica entre as estruturas radiográficas. O filtro molibdênio suprime fortemente os fótons com mais de 20 keV devido ao seu coeficiente de absorção. Assim técnicas com menos de 20 kVp são recomendadas (HAUS, 1987). Os anodos de tungstênio com filtros de berílio e alumínio geram fótons de alta energia sendo necessário uma tensão de pico acima de 26 kVp, o que diminui o contraste do objeto, assim sendo irá afetar diretamente a qualidade dos raios X, que irão interagir com os haletos de prata (HAUS, 1987). - Tempo de exposição O tempo de exposição do objeto aos feixes de raios X é diretamente proporcional à densidade ótica gerada no filme (NCRP 99, 1998). 22 O aumento no tempo de exposição aumenta a possibilidade de movimentação do paciente durante a exposição, criando artefatos na imagem. Como citado anteriormente o tempo de exposição deve se manter dentro dos limites da curva característica para manter o contraste ideal. - Natureza do objeto e do tecido ao redor O efeito fotoelétrico é a principal forma de interação quando os raios-X atravessam o corpo, especialmente quando os raios são de baixa energia. A densidade radiológica depende do peso atômico e da espessura do objeto. Quanto maior a densidade maior será a atenuação do feixe de raios-x. Quanto maior a diferença de atenuação entre o objeto e as estruturas ao redor, maior será o contraste. Exemplo: osso / gordura.(KODAK) Quanto menor a diferença de atenuação entre as estruturas, menor deve ser a energia dos raios X para se obter um bom contraste. Isto ocorre especialmente no tecido mamário onde a pele, a musculatura e a gordura são constituídas por elementos químicos de número atômico pequeno. - Fatores geométricos A magnificação sempre ocorre em algum grau nos exames radiológicos, sendo acompanhada por certo grau de distorção (distorção é a magnificação desigual de uma estrutura), com indefinição de contorno do objeto magnificado (penumbra). Assim sendo a magnificação deve ser mantida no menor grau poss (CHRINSTENSEN, 1984). Quanto menor a superfície do anodo menor será a penumbra. Quanto maior a distância filme – objeto, maior será a ampliação. Quanto maior à distância tubo – objeto, menor será a ampliação. - Radiação espalhada Ao tentar atravessar a matéria, os fótons de raios X interagem com seus átomos e podem sofrer absorção ou espalhamento. 23 Quando são absorvidos, o feixe emergente perde intensidade. Também, no espalhamento há perda na intensidade do feixe emergente, sendo neste caso devido às mudanças aleatórias na direção da propagação dos fótons. O fóton espalhado tem energia menor do que aquela que possuía antes da colisão com o átomo do meio. Por isto, passa a ter um comprimento de onda não mantendo informação de imagem e apenas funciona como radiação secundaria que contribui para o velamento da película radiográfica, obscurecendo irregularmente o filme e causando ruído na imagem (GARCIA, 2002). Assim sendo a radiação espalhada reduz o contraste. Este fato pode ser atenuado com o uso de grade antidifusora, como mencionado anteriormente. Por exemplo: Em uma mama com 6 cm de espessura sem grade a radiação espalhada que incidirá sobre o filme, será igual a 0,8 da radiação incidente. Com 3 cm de espessura sem grade, será igual a 0,4. Com 3 cm de espessura com grade, será igual a 0,14. 24 25 CAPÍTULO 4 FUNDAMENTAÇÃO EM MAMOGRAFIA 4.1 INTRODUÇÃO As características da mamografia que estão relacionadas quanto à anatomia, histologia e fisiologia são apresentadas neste capítulo, assim como os fundamentos do exame radiológico da mama. Na década de 50, quase 40 anos após a primeira radiografia mamária, realizada por Albert Salomon, estudos da mama com técnicas de baixa diferença de potencial e mAs elevada foram preconizadas por Robert Egan (NAKANO, 2003). Na década de 60 ocorreram novos avanços como: a utilização do anodo de molibdênio, a compressão da mama, a utilização de grades e filmes com écrans apropriados, a diminuição do ponto focal, geradores de alta freqüência e técnicas de revelação apropriadas. Todos estes fatos contribuíram para a melhora significativa na qualidade das imagens. O câncer da mama atinge uma entre nove mulheres americanas e é a principal causa de morte entre as mulheres com idade entre 30 e 40 anos (INCA, 2000). O diagnóstico precoce com tratamento adequado muda a evolução natural da doença, na grande maioria dos casos (BUSHONG, 1993). Assim, grandes investimentos têm sido realizados com o objetivo de diagnosticar precocemente a doença. O Instituto Nacional do Câncer (INCA) é o órgão do Ministério da Saúde responsável pelo controle e prevenção do câncer no Brasil. Segundo este órgão houve um aumento considerável da taxa de mortalidade por câncer de mama nos últimos anos. A estimativa de incidência de doença para 2002 é de 35,5 / 100 mil e a mortalidade de 13,7 / 100 mil. No Paraná foram reportados 1230 casos novos de câncer da mama no ano de 2000 com 409 óbitos (INCA, 2003). A mamografia é o método mais eficaz para detecção da doença precoce (INCA, 2003). A American Cancer Society e o ACR recomendam que todas as mulheres realizem um exame mamográfico entre 35 e 40 anos de idade e a cada um ou dois anos entre 40 e 50 anos de idade, fazendo este anualmente após os 50 anos. 26 A sensitividade da mamografia pode variar enormemente na dependência de fatores como idade da paciente, tamanho da lesão, densidade da mama, localização da lesão e qualidade da mamografia. 4.2 A GLÂNDULA MAMÁRIA Cada glândula mamária (mama) é essencialmente um grupo de aproximadamente 20 glândulas alveolares, com formações tubulares de drenagem (ductos lactíferos), que terminam na pele em uma protuberância anterior da mama (papila), figura 7 (INCA, 2003). A papila da mama contém pequenas aberturas dos ductos lactíferos e é circundada pela aréola que é pigmentada e possui também glândulas sudoríferas e sebáceas além de receptores sensoriais. Um tecido conectivo denso com pequenas bandas de tecido muscular liso é arranjado na forma de circunferência. Os ductos lactíferos se estendem do mamilo para dentro da mama longitudinalmente (CORMACK, 1984). A mama adulta contém milhares de lóbulos, sensíveis aos hormônios produtores de leite, com tamanho entre 1 e 8 mm e um ducto terminal, formando a unidade terminal ductolobular. Figura 7: Diagrama lateral da glândula mamária. A mama é composta por tecidos conjuntivo fibroso e adiposo, os quais dão suporte às unidades secretoras, lóbulos e ductos. Existe uma concentração maior de lóbulos nas regiões súpero-externas das mamas. A unidade terminal ducto-lobular é um complexo composto de ductos intra e extralobulares terminais e agrupamento de ácinos. 27 A parede externa do ácino é formada por células mioepiteliais com fibras retráteis capazes de ejetar o leite dentro dos ductos durante a lactação; que é efetuada por células secretoras na parede interna do ácino. A proporção da quantidade de tecido adiposo em relação ao tecido glandular varia conforme a faixa etária, havendo uma quantidade maior de tecido adiposo nas faixas etárias mais elevadas (CORMACK,1994). Isto ocorre porque a mama adulta sofre influência hormonal (estrogênio, progesterona, cortisona, prolactina e hormônios tireóideos) que promovem proliferação do sistema ductal. Quando a função ovariana diminui inicia-se uma involução do tecido glandular, lóbulos e ductos (devido à queda hormonal) com substituição gordurosa destes. 4.3 MAMOGRAFIA Os tecidos que compõem a mama apresentam graus de absorção dos raios X bastante semelhantes, resultando em baixo contraste na imagem. A mamografia ideal é aquela capaz de mostrar os sinais precoces do câncer de mama, que são: a presença de micro-calcificacões, nódulo de contornos mal definidos, espessamento ou retração localizada na pele e anormalidades do sistema ductal. O mamógrafo, figura 8, é um aparelho de raios X dedicado especialmente a mamografia, assim sendo possui dispositivos que permitem flexibilidade no posicionamento do paciente, tais como movimento giratório do tubo conjuntamente com a bandeja receptora do chassi mamográfico e compressor para mama. O tubo de raios X possui ponto focal pequeno e controle automático de exposição, além de ânodo e filtro de molibdênio, receptor para cassete mamográfico e baixa relação de grades (NAKANO, 2003). 28 Figura 8: Sistema mamográfico marca Philips modelo Mamodiagnostic 3000. Exames rotineiros de mamografia devem incluir pelo menos duas incidências para cada mama, uma médio-lateral-oblíqua (MLO) e uma crânio-caudal (CC). Estas duas incidências permitem uma analise da mama, evitando sobreposições de tecido mamário, melhorando a detecção de patologias mamarias em 10 a 15% dos casos (KOPANS, 1998). Figura 9: Posicionamento crânio-caudal. A compressão da mama é outro fator fundamental no exame, conforme ilustrado na figura 9, pois diminui a espessura da mama e com isto reduz a necessidade de maior dose de 29 radiação, além de reduzir a radiação secundaria e os artefatos de movimento que podem ocorrer durante a realização do exame (Capitulo 3). A presença de câncer na mama pode ser indicada por sinais diretos e indiretos no exame de mamografia. · Sinais indiretos: Distorções arquiteturais do parênquima. Aumento localizado na densidade. Assimetria de densidade do parênquima. · Sinais diretos: Microcalcificações. Nódulos de contornos mal definidos. Espessamento e retrações localizados na pele. Ectasias e distorções do sistema ductal. Os sinais mínimos observados na mamografia, associados com os dados clínicos e biópsia oferecem segurança para confirmação diagnóstica e o planejamento terapêutico adequado (INCA, 2000). Para tanto é necessária, uma boa técnica e apurada interpretação da mamografia, quando isto ocorre o diagnóstico precoce é feito em 90% dos casos. 4.3.1 Fatores primordiais para mamografia de boa qualidade De acordo com Gomes (2001) para a obtenção de uma mamografia de boa qualidade devem-se levar em consideração vários fatores, sendo os principais o alto contraste, a boa resolução espacial, a adequada penetração, a dose baixa e o posicionamento. A seguir comenta-se cada um desses fatores. - Alto contraste: O grau de absorção da radiação é determinado pela densidade da massa e o numero atômico. A absorção causada pela variação do numero atômico (Z) é diretamente proporcional ás variações em Z para interações Compton e proporcional a Z3 para interações fotoelétricas. 30 Para que se possa diferenciar bem na imagem os tecidos com pequenas mudanças de Z (gordura e músculo) devem-se procurar a região de energia em que o efeito fotoelétrico é predominante, ou seja, a região de baixas energias. Baixas tensões, entre 25 e 32 kVp (para mamografia) devem ser empregadas para maximizar o efeito fotoelétrico e aumentar a absorção diferenciada (BUSHONG,1993). Para tal, é necessária uma técnica com baixa diferença de potencial, ânodo de molibdênio e filme de alto contraste. - Boa resolução espacial: É necessária uma adequada combinação écran / filme, tubo de raios X com ponto focal pequeno, boa imobilização e compressão adequada da mama. Os filmes devem ser de emulsão única e independe do tipo de filme, ele deve ter fotossensibilidade para emissão de luz correspondente à do écran. Para diminuir o borramento geométrico (figura 10), o ponto focal do tubo de raios X deve ser o menor possível e a distancia tubo-filme a maior possível assim como a distância entre o objeto radiografado e o filme deve ser a menor possível (BARNES e FREY, 1991). Figura 10: Borramento de imagem radiográfica. Observa-se na imagem da direita o borramento comprometendo a identificação do objeto marcado por um circulo tracejado. - Adequada penetração: Como a penetração dos raios X é pequena alguns recursos são utilizados para sua penetrabilidade. Adequado efeito anódico, compressão adequada da mama, relação écran / filme. A intensidade da radiação é maior no lado do catodo do tubo de que no lado do anodo, 31 assim sendo como a mama tem maior espessura próxima torácica, esta deve ser a região para a qual o catodo deve estar posicionado. A compressão da mama diminui sua espessura e a torna mais uniforme, permitindo uma penetração adequada e uniforme do feixe de raios X. Além da compressão o efeito anódico deve ser usado como vantagem para compensar a forma cônica da mama. Figura 11: Efeito anódico. Na figura posicionamento normal do tubo com o anodo voltado para o tórax do paciente, e 11(b) com o catodo voltado para o tórax do paciente, para compensar a espessura cônica da mama. - Dose baixa: Como o valor de tensão é baixo; a utilização de um alto mAs torna-se necessário. Assim sendo, técnicas adequadas, compressão adequada, processamento correto e relação filme / écran correta são de importância crucial para minimizar a dose de radiação no paciente. - Posicionamento: De acordo com (GOMES, 2001), o posicionamento deve permitir o maior conforto possível para a paciente evitando assim movimento durante a exposição e ao mesmo tempo comprimindo de forma adequada à mama. 32 4.3.2 Interpretação da imagem mamográfica Na mamografia a sombra dos tecidos da mama é a somatória dos tecidos conjuntivo e glandular, (que são mais densos) com o tecido gorduroso e a pele mais radiotransparentes. O ligamento de Cooper aparece na mamografia como linhas densas, curvas ou lineares, que são mais evidentes na região do subcutâneo. Ressalta-se que normalmente o sistema ductal não é visível. Geralmente duas incidências radiográficas são realizadas em cada mama, uma médiolateral oblíqua e outro crânio-caudal (KOPANS, 1998). Incidências adicionais poderão ser necessárias na dependência do biótipo da paciente e da presença de patologia ou prótese. Quando necessárias incidências adicionais, como por exemplo: perfil, axilar, rodadas, ampliação ou magnificação e compressão localizada podem ser realizadas. A compressão localizada é utilizada para estudar detalhes dos nódulos, como contornos e áreas de maior densidade, diminuindo a superposição ou sobreposição de estruturas (NAKANO, 2003). O objetivo principal da mamografia é a identificação de microcalcificações, para isto o foco do tubo deve ter no máximo de 0,1 mm e a compressão da mama adequada com a diferença de potencial correta. 4.4 ASPECTOS RADIOLÓGICOS DAS PATOLOGIAS MAMÁRIAS Segundo TABAR (1985), as microcalcificações com ou sem nódulos, densidades assimétricas, nódulos, deformidades do contorno mamário e distorções arquiteturais do parênquima são indicativos de patologia e devem ser avaliadas no exame de mamografia. - Microcalcificações: são calcificações menores que 0,5 mm, sendo necessário o uso de lente de aumento para adequada identificação destas. Em 20% dos casos a presença de microcalcificações agrupadas representa a presença de doença maligna (TABAR, 1985). Existem critérios que sugerem a possibilidade de malignidade das calcificações, tais como, as formas lineares curvilíneas ou em ramos, enquanto que formas arredondadas ou ovais sugerem benignidade. 33 - Nódulo: é uma formação que ocupa espaço e é visível em duas incidências. Quando visível em apenas uma incidência chama-se densidade assimétrica. - Densidade assimétrica: pequenos cânceres podem apresentar aspecto mamográfico sem características de nódulos e sem distorções arquiteturais (COPAN, D.B. 1988). A maioria das lesões malignas que formam massa na mamografia tem densidade igual ou um pouco elevada em relação ao tecido adjacente. - Distorções arquiteturais: a reação desmoplásica associada ao carcinoma resulta em alterações localizadas no parênquima mamário, com retração do tecido fibroglandular causando distorções do ligamento de Cooper adjacente, sem configuração de massas ou nódulos. Isto ocorre em 9% dos cânceres assintomáticos e impalpáveis. - Deformidade no contorno mamário: a retração e espessamento localizados da pele ocorrem devido à reação desmoplásica que causa espessamento e encurtamento dos ligamentos do Cooper e tração das cristas de Duret. 34 35 CAPÍTULO 5 PROCESSAMENTO DA IMAGEM RADIOGRÁFICA 5.1 INTRODUÇÃO A revelação do filme é a transformação da imagem latente em imagem visível, de forma consistente. O processo de revelação radiográfico é realizado por uma processadora automática que conduz o filme através de tanques com revelador, água, fixador e secagem. O primeiro estágio da revelação consiste em transformar os grãos de brometo de prata, contidos no centro da imagem latente através de um processo de redução desta, em prata metálica que produz a imagem visível. O revelador é uma solução que contém hidroquinona e fenidona que são fontes de elétrons para reduzir os grãos de brometo de prata em prata metálica (JAKUBIAK, 1998). A hidroquinona controla o contraste e o grau de enegrecimento da parte exposta do filme. Ela é instável e não funciona abaixo de 15ºC, e requer certo tempo para reagir com o filme, assim sendo, para aumentar a sua ação o tempo de revelação deve ser estendido (WOLBARST, 1993). Após a imersão no revelador o filme é transportado por roletes que causam uma discreta compressão na superfície do filme para remover o excesso de produto químico, após isto o fixador remove os cristais de prata não revelados e transforma a imagem visível em imagem permanente. O processo de fixação interrompe o processo de revelação e retira os cristais haletos de prata não revelados (reduzidos), assim as partes não expostas do filme ficam transparentes. Após a passagem pelo tanque de fixação o filme passa por um tanque de água que remove os químicos. Todo o resíduo do fixador é então retirado do filme dando estabilidade à imagem, antes que o filme alcance o secador. A secagem permite o manuseio do filme (HAUS, 1996). São fatores que afetam a qualidade do processamento (www.kodak.com. br – 23/08/2002): 1-Tempo do ciclo; 2-Temperatura do revelador; 3-Preparo e condição dos químicos; 36 4-Taxas de reforço dos químicos; 5-Agitação / recirculação dos químicos; 6-Lavagem / qualidade da água; 7-Secagem; 8-Limpeza da processadora. O ideal durante a revelação do filme é que se mantenha apropriada à velocidade dofilme, contraste e nível de véu. 5.2 PROCESSADORA AUTOMÁTICA Em 1956, a primeira processadora a utilizar rolos para transporte dos filmes foi colocada no mercado pela Eastman Kodak e tratava-se de um equipamento com 750 quilos e custo aproximado de U$ 180.000. Tratava-se de um grande avanço, pois pela primeira vez o elemento humano era retirado do processo de revelação. Outro grande avanço ocorreu em 1965 quando foi colocada no mercado pela mesma empresa uma processadora capaz de processar filmes em apenas 90 segundos, o que obrigou concomitantemente o uso de novos produtos químicos, emulsões e base de poliéster para o filme (STRAUS, 1996). A temperatura de revelação também foi elevada para 35ºC. Estes tipos de processadora ainda são utilizadas atualmente. 5.3 SISTEMA DE REVELAÇÃO O sistema de revelação consiste de quatro elementos, sendo um para reposição do produto químico, outro para recirculação deste, um para controle de temperatura e outro para drenagem do químico excedente (STRAUS, 1996), figura 12. 37 Figura 12: Sistema de revelação de uma processadora automática. A temperatura do revelador varia e é mantida através de um sistema de resistência elétrica que aquece o produto revelador. A temperatura ideal de revelação, (segundo os fabricantes de filmes radiográficos) nas processadoras rápidas (com tempo de processamento de 22 segundos), varia de 32,2 a 37,8 ºC. O aumento na temperatura do revelador aumenta a velocidade do filme, contudo a oxidação do revelador também é acelerada, diminuindo a vida deste, o brometo de potássio e o ácido acético protegem o revelador da oxidação, para isto preservam o pH e atacam a emulsão para acelerar a revelação, reduzir o véu de base e moderar a atividade do revelador fresco. O revelador é uma solução que contém hidroquinona e fenidona que são fontes de elétrons para reduzir os grãos de brometo de prata em prata metálica. Conforme visto (trocar por: citado) no item 5.1, a hidroquinona controla o contraste e o grau de enegrecimento da parte exposta do filme. Ela é instável e não funciona abaixo de 15ºC (WOLBARST,1993). A fenidona reage rapidamente e controla velocidade do filme especialmente nas áreas de baixa densidade óptica (luminosa) deste. Sem este o revelador fica maisalcalino e a precipitação é acelerada. Os cristais não expostos à luz gerada pelo écran não são afetados nesse processo. As reveladoras mais lentas com tempo de revelação de até 120 segundos, utilizam temperaturas mais baixas, 33,3 ºC, assim diminuindo a oxidação do revelador com o mesmo efeito radiográfico, graças ao longo tempo de processamento. 38 As variações de temperatura da revelação em relação às recomendações dos fabricantes devem ser inferiores à +/-0,3 ºC (NCRP REPORT 99, 1998; IEC 1223 – 2 – 1, 1993). Temperaturas acima de 33,6 graus aumentam o VÉU além da oxidação do revelador. A temperatura do revelador e a taxa de reposição são determinadas a partir do ciclo de processamento para alcançar as características sensitométricas ideais (contraste, velocidade do filme e véu de base) para o filme processado. Alguns elementos são fundamentais para o adequado funcionamento do sistema: a) Bomba de reposição de revelador: Este equipamento coloca o químico novo dentro do tanque de revelação com uma taxa de 60 a 600 ml por minuto na dependência da produtividade da processadora. b) Bomba de recirculação de revelador: Este equipamento continuamente circula o revelador para manter uma estrutura homogênea e com temperatura constante ao mesmo tempo em que remove os resíduos do produto. A taxa de recirculação é de 7 a 10 litros por minuto. c) Sistema de drenagem do revelador: Um sistema de drenagem evita o transbordamento dos tanques com os líquidos. 5.4 SISTEMA DE FIXAÇÃO A figura 15 ilustra os principais componentes que fazem parte do sistema fixador da etapa de fixação do processamento dos filmes de raios X. Trata-se de um sistema semelhante ao sistema de revelação com as mesmas quatro sessões e uma temperatura entre 29 e 35 ºC, onde cada elemento cumpre sua função de forma semelhante ao sistema de revelação. Figura 13: Sistema do fixador básico de uma processadora automática. 39 A função do fixador é retirar os cristais de haletos de prata que não foram sensibilizados e que não participam da imagem latente, terminando a reação química da revelação (STRAUS, 1996). O hiposulfito de sódio reage com os haletos de prata (cristais de prata não sensibilizados) que são transformados em prata solúvel, os quais são facilmente retirados do filme, ficando apenas neste os restos de prata metálica. O ácido é um dos componentes do fixador, ele neutraliza a alcalinidade do revelador e interrompe o processo de revelação. O fixador também deve ser reposto uma vez que o tilsulfato de prata e o brometo se acumulam e mudam o pH da solução. O fixador deve manter o pH de 4,2 e uma gravidade específica que varia de 1,077 à 1,130. A taxa de reposição do fixador é maior que a do revelador, sendo esta reposição de 400 a 500 ml/m² de filme. O halúmen de potássio funciona como um endurecedor da gelatina na superfície do filme protegendo este na lavagem e na secagem, que corresponde ao passo seguinte do processo de revelação. 5.5 SISTEMA DE LAVAGEM O sistema de lavagem consiste de um tanque com água, onde o filme é mergulhado e conduzido por um sistema de rolos como ocorre nos sistemas de revelação e de fixação. O fluxo de água é de 0,95 a 5,7 litros por minuto e a temperatura deve ser de 2 a 5 graus abaixo da temperatura do revelador. Um filtro remove as partículas (que caem na água durante a lavagem do filme) para evitar a sujeira no filme. O tempo de processamento do filme varia de 30 a 210 segundos em uso geral entre 90 e 150 segundos. 5.6 CONTROLE DA TEMPERATURA O controle da temperatura dos químicos é um dos pontos fundamentais no processamento do filme radiológico (STRAUS, 1996). A temperatura do revelador deve ser a recomendada pelo fabricante para cada combinação filme/écran e o tempo de processamento. As variações para cima ou para baixo na temperatura recomendada não devem ser superiores a 0,3 graus Celsius para o revelador e de até 3 ºC para o fixador. Quando a temperatura de revelação é baixa, a revelação é incompleta o que reduz o contraste do filme. O véu de base corresponde à densidade óptica (luminosa) das porções não 40 expostas do filme e pode ser controlada parcialmente pelo Brometo de Potássio. O aumento da temperatura do revelador aumenta a velocidade do filme e o véu. Nas variações de temperatura de 33,3 a 35ºC (com um tempo de revelação de 22 segundos) a velocidade do filme mantém-se estável. O aumento da velocidade do filme ocorre entre 35 e 36 º C,passando a diminuir acima dos 38,3º C (CAROLYN, K. S., 1999). A figura 14 ilustra como os parâmetros alterações de temperatura. Figura 14: Análise das modificações da curva característica com variações do tempo de processamento e da temperatura do revelador. (MODIFICADO DE BUSHONG; pg. 278; 1993). 5.7 O FILME MAMOGRÁFICO O filme ideal é aquele que consistentemente fornece alto contraste (diferença de densidade óptica entre os tecidos) e alta resolução, ambos obtidos com uso de baixa radiação (HAUS, 1997). A figura 15 ilustra a composição dos filmes radiográficos, os quais são divididos em revestimento, base e emulsão. 41 Figura 15: Desenho esquemático da composição do filme radiográfico. · A base do filme radiográfico A base de poliéster do filme radiográfico serve apenas com o suporte mecânico para emulsão fotográfica, assim sendo este material deve ser o mais inerte possível em relação à luz, idealmente não devendo causar refração nem absorção desta. O material também deve suportar o processamento fotográfico e o manuseio posterior sem alterar suas características físicas, mantendo sua configuração, flexibilidade e rigidez. · Emulsão É formada por um material gelatinoso que contém haletos de prata, que é o material foto sensível. Os haletos de prata são formados por prata (Ag+) e íons de brometo (Br-) até 99%, sendo o restante de íons de iodeto (I-). A emulsão pode ser colocada em apenas uma face do filme, isto é usado, por exemplo, nos filmes de mamografia em que se tenta evitar ao máximo o ruído (crossover) que ocorre pela luminosidade nos filmes em que as duas faces possuem emulsão. O revestimento é constituído por uma gelatina que protege a emulsão de rachaduras, pressão e contaminação que podem ocorrer durante o processamento (BUSHONG, 1993). 5.8 ÉCRAN OU TELAS INTENSIFICADORAS É constituído por um material sensível aos raios X, tornando-se fosforescente na presença deste, ou seja, transforma a energia recebida em luz visível, que impressiona a emulsão do filme com mais intensidade do que os raios X, permitindo uma redução de 50 a 100 vezes a dose de radiação necessária para impressionar o filme (STOKES, 1988). 42 5.9 CARACTERÍSTICAS DO CONJUNTO TELA – FILME A combinação filme / écran / processamento afeta de forma definitiva a qualidade da imagem (contraste, ruído e borramento), assim como a dose de radiação necessária para se obter uma boa imagem radiográfica. O tipo de filme (emulsão dupla ou única), quantidade de haletos de prata, morfologia dos grãos de prata e a sensitividade espectral determinam como o contraste do filme será afetado pela intensidade dos raios X, assim como as condições de processamento (químicos, temperatura, tempo de revelação e agitação), também podem influenciar no contraste. O filme de mamografia é constituído por emulsão única. O nível de véu será influenciado pelo armazenamento do filme e pela condição de luminosidade da câmara escura. O tipo de tela intensificadora (espessura da lâmina de fósforo, tinturas e pigmentos nesta), assim como o tamanho das partículas de fósforo, irá determinar como a difusão da luz, intensificadora será feita e afetará o grau de borramento da imagem (HAUS, 2001). O chassi mamográfico possui apenas uma tela intensificadora (écran). A razão para isto é que a resolução da imagem aumenta. Nos exames de mamografia como a energia que alcança o filme é baixa, a emulsão é colocada em apenas uma face do filme, e esta face fica posicionada de encontro à tela intensificadora, ou seja, a tela fica posicionada de forma que o feixe de raios X atravesse o filme e depois incida sobre o écran, diminuindo a difusão excessiva da luz (WOLBARST, 1993). Assim, quando o feixe de raios X atravessa o filme e excita a tela intensificadora, a difusão da luz é a menor possível e a imagem latente é bem próxima do real, com pouca magnificação, evitando o borrão na periferia da imagem. Nos filmes com dupla emulsão, a luz emitida pela tela intensificadora impressiona não só a emulsão do lado do filme inerente a esta, como cruza a base do filme e impressiona a emulsão do outro lado mais distante, formando uma imagem latente com ponto focal distante do ponto original, isto é chamado “CROSSOVER”, figura 16. 43 Figura 16: Efeito crossover. (modificado de WOLBARST. p.184, 1993). 5.9.1 Contraste versus velocidade Neste tópico apresentam-se outros fatores que influenciam no grau de contraste e velocidade do filme, estes relacionados ao aparelho de raios X, tais como a qualidade da radiação, a compressão da mama, o uso de grades antidifusoras, artefatos causados por movimentos e geometria. A combinação filme e écran é avaliada através do contraste, velocidade, definição de imagem e ruído. Dois fatores influenciam diretamente o contraste radiográfico: o contraste do próprio objeto transposto pelos raios X e o contraste do filme. O contraste do objeto é de especial importância na mamografia para se diferenciar sutis diferenças de densidade entre os tecidos moles, normais e patológicos, e, principalmente, pela importância em se detectar detalhes como microcalcificações e margem estrutural característica dos tecidos moles. O contraste radiográfico pode ser definido como a magnitude da diferença óptica entre a estrutura de interesse e o tecido circunvizinho. É determinado pela intensidade dos raios X transmitidos através da mama e do objeto de interesse, ou seja, é a diferença da intensidade entre a energia incidente e a energia emergente (energia absorvida). O contraste do filme está relacionado com à curva característica do filme, figura 17. Quanto mais vertical for a parte reta da curva característica, maior contraste tem o filme. São fatores relacionados diretamente ao contraste do objeto, as diferenças de absorção na mama devido à espessura, a densidade (massa por unidade de volume) e o número atômico dos tecidos radiografados. É também fator determinante do grau de contraste, a espessura do 44 objeto sua densidade (massa por unidade de volume) e o número atômico, assim como a quantidade de radiação secundária. A radiação secundária é controlada pela compressão da mama e o uso da grade. Figura 17: Curva característica de 2 filmes com diferentes velocidades mostrando diferentes escalas de contraste. A característica de contraste do filme determina como o padrão de intensidade dos raios X se relaciona com a densidade óptica (luminosa) na mamografia. Quando a velocidade do filme é baixa é necessário usar uma maior quantidade de raios X para produzir uma densidade óptica adequada. Quando a temperatura é baixa o contraste é baixo. Quando a temperatura é alta o contraste é alto, contudo a velocidade também aumenta o véu. 5.10 Sensitometria A avaliação clínica da imagem mamográfica é realizada por radiologistas e consiste na avaliação do posicionamento, grau de compressão, artefatos e legendas (BASSETT, 1995). A imagem de boa qualidade deve expor informações diagnósticas de forma clara, sendo isto obtido através de alto contraste e baixo ruído na imagem. 45 Sensitometria é a medida quantitativa da resposta do filme às condições de exposição de processamento, sendo limitada às funções de visibilidade da imagem: densidade, contraste e ruído, na forma de véu (FUCHS’S). Cada tipo de filme radiográfico mostra uma resposta específica às suas características basicamente relacionada às características da emulsão, assim sendo por medida numérica / gráfica esta resposta passa a ser de suma importância para que se possa ajustar toda a cadeia de formação da imagem radiográfica. O método matemático desenvolvido por Hunter e Driffield, utilizando a curva característica, ilustrada na figura 18 (sensitometria) permite analisar a relação filme / écran / revelação, eliminando a influência dos demais componentes da formação da imagem radiográfica. Figura 18: Curva característica de um filme radiográfico, mostrando a região de densidades úteis para imagens radiográficas. É preciso analisar a sensitometria e utilizá-la como uma forma de acompanhamento da qualidade da imagem. Diferentes densidades e contraste ocorrem quando o processamento do filme é alterado, sendo que o grau de intensidade destas alterações irá depender do tipo de filme. Assim os valores que aparecem no filme radiográfico podem ser muito diferentes das verdadeiras densidades do objeto. 46 O tecido adiposo deve ser exposto a uma densidade óptica de 1,5 DO ou maior, caso o tecido glandular alcance um mínimo de 0,6 D (TABAR, 1985). Uma densidade óptica do tecido glandular inferior a esta irá resultar em uma DO no pé da curva característica do filme, onde o contraste do filme é insuficiente para delinear as estruturas de interesse (Screen Film Mammography, 1990). Uma densidade óptica entre 1,0 e 1,5 DO é recomendada pela Comissão das Comunidades Européias (ECC), sendo 1,71 o ideal (CEC, 1992) . Sensitômetros e densitômetros são os equipamentos utilizados para realizar medidas de densidade óptica e sensitométrica. O sensitômetro expõe precisamente a faixa de filme com 21 degraus na escala de Cinza. Figura 19: Sensitômetro Victoreen modelo 07-417. Este teste acompanhado do controle da temperatura do revelador permite avaliar a velocidade, o contraste e o véu de base (GHILARDI, 1979). O sensitômetro forma uma escala de três degraus, o ponto central indica a velocidade do filme, e os outros laterais correspondem às partes de densidade altas e baixas, cuja diferença corresponde aos graus de contraste. A parte do filme que não é exposta pelo sensitômetro, fornece a informação sobre o valor do véu de base. 47 Todos os valores para a velocidade e o contraste devem estar dentro de um limite máximo de controle de ± 0,15 e o valor de base mais fog dentro de um limite de + 0,05 da linha de base (HAUS, 1996; NCRP Report 99,1988; IEC 1223-2-1). A análise da densidade óptica impressa no filme pelo densitômetro é feita pelo densitômetro, figura 20. O densitômetro lê e registra cada tom de cinza. Figura 20: Densitômetro Victoreen modelo 07-443. Quanto mais vertical a curva maior o contraste do filme (figura 17). O contraste durante a revelação conforme visto anteriormente é controlado pelo nível de hidroquinona e pela temperatura. As duas principais medidas na sensitometria e densitometria são: 1 – Exposição do filme. 2 – O percentual de luz transmitida através do filme. As extremidades da curva são áreas em que grandes variações na exposição causam pouca mudança da DO, enquanto a parte mais vertical é o inverso. A relativa transparência das áreas enegrecidas depende da quantidade de prata metálica naquela parte do filme, capaz de interferir com a transmissão da luz naquela área. Exposição mamográfica com baixa latitude é obtida pela combinação de filme de alto contraste com técnica de baixa voltagem. 48 A baixa exposição é a causa mais comum das mamografias com resultado falso negativo, uma vez que os detalhes dentro do tecido fibroglandular não são bem visíveis, dificultando a percepção das microcalcificações. 49 CAPITULO 6 METODOLOGIA 6.1 INTRODUÇÃO Para o desenvolvimento do trabalho, ou seja, avaliar a efeito da temperatura do revelador na qualidade da imagem de mamografia, foram considerados requisitos básicos, tais como: disponibilidade de uma processadora exclusiva para os testes, confiabilidade nos parâmetros de exposição do mamógrafo e reprodutibilidade da imagem no filme. Os testes devem refletir o comportamento de um sistema operando em faixas diferentes de temperatura, mas dentro das mesmas condições de funcionamento do mamógrafo e dos demais parâmetros de processamento. Para que isso, as exposições foram realizadas no mesmo dia, e no mesmo mamógrafo. 6.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL O primeiro procedimento para o desenvolvimento do trabalho foi à realização de testes de controle de qualidade no equipamento de mamografia com o gerador Philips, Modelo Mammo Diagnostic 3000 do Centro Diagnóstico Água Verde. O objetivo dos testes foi avaliar a confiabilidade do mesmo. Os testes foram executados pela Seção Técnica de Aplicações em Diagnóstico por Imagem do Instituto de Eletrotécnica e Energia (IEE) da Universidade de São Paulo (USP) sob o protocolo n.º 2002226E. O passo seguinte foi a seleção de uma processadora automática, disponível exclusivamente para a realização dos testes. Inicialmente os testes seriam realizados em uma KODAK M35, mas as dificuldades encontradas no sistema de variação da temperatura inviabilizou o trabalho. O dispositivo não apresentou a sensibilidade prática necessária à execução dos testes. A processadora utilizada foi então uma Multiline 550, da Glumz&Jensen que foi instalada em um banheiro inativo da clínica, devido à existência de rede de esgoto e sistema de circulação de água. O ambiente então foi vedado contra a entrada de luz para evitar o velamento do filme. A processadora foi abastecida com revelador e fixador marca Kodak preparado no dia do teste, com a diluição e o preparo realizados conforme as recomendações do fabricante. 50 Um conjunto chassi-écran da marca Kodak MIN R foi escolhido aleatoriamente na clínica para os testes. A escolha foi aleatória em função de todos os conjuntos da clínica serem novos e estarem com a mesma data de início de uso, o mesmo cassete foi utilizado em todas as etapas do teste e posicionado da mesma maneira em relação ao phantom e o tubo de raios X. O filme utilizado para os testes foi o Kodak MIN R 2000 que corresponde ao filme compatível com o écran do chassi escolhido. Foi utilizada uma única caixa nova de filme, que foi aberta no momento do teste. O phantom de mama, padrão ACR, utilizado neste trabalho foi o nº 123, da Santa Casa de Misericórdia do Rio de Janeiro, de dimensões de 50x120x160 mm3 ilustrado na figura 21. Figura 21: Imagem do phantom de mama e os objetos de teste nele inseridos. A técnica de exposição do phantom foi de 28 kVp e 88 mAs. Esta técnica é mais próxima possível daquela sugerida pelo fabricante do phantom de mama e foi adaptada em função das limitações da escala do equipamento. O número de filmes expostos e revelados em cada faixa de temperatura foi escolhido aleatoriamente, baseando-se no número de filmes utilizados para a o levantamento dos valores de referência em sensitometria, ou seja, para obter um valor que representasse o comportamento médio do sistema em uma semana de trabalho. O valor de linha base de 35,6 ºC foi escolhido em função de dados de referência da processadora utilizada rotineiramente na clínica que opera desde 1999 nesta faixa (entre 35,0 e 35,6 ºC) e mantém o padrão de qualidade da imagem exigido. A partir daí estabeleceu-se como meta a variação de temperatura em intervalos próximos a 0,5 ºC em 0,5 ºC, totalizando ± 1,5 ºC a partir dos valores de linha de base. 51 Optou-se por realizar todos os testes no mesmo dia, evitando assim o envelhecimento das soluções de revelação, o que afetaria os resultados comparativos. A seqüência de desenvolvimento dos testes ocorreu na ordem crescente da temperatura, que é bastante lógico e mais prático, o que não quer dizer necessariamente fácil, pois os intervalos de temperatura escolhidos variavam entre si da ordem de 0,5 ºC. Ressalta-se que variações de 0,5ºC nem sempre são fáceis de se conseguir, principalmente devido ao fato de que o sistema de controle de temperatura do modelo de processadora utilizada não era do tipo digital. O ajuste era efetuado a partir de um pequeno potenciômetro na forma de um parafuso. A processadora foi ligada e ajustada para a temperatura inicial do teste. Obteve-se a estabilidade em 35,6 ºC, e a temperatura foi checada por um termômetro de precisão; levantaram-se os valores de linha de base, os filmes para sensitometria foram expostos, assim como o phantom. A partir daí, a processadora foi desligada para o resfriamento dos produtos químicos. Decorrido certo tempo, a regulagem da temperatura foi reduzida, obtendo 34,1ºC, a partir de onde foram obtidos os demais resultados. A temperatura foi checada em todas as etapas do trabalho, sendo medida no lado da processadora por onde o filme seria introduzido e imediatamente antes de fazê-lo. Em cada faixa de temperatura, obteve-se 6 imagens do phantom e um filme de sensitometria. Para os testes de sensitometria foram utilizados os seguintes equipamentos: Densitômetro: Victoreen – Nuclear Associates Modelo: 07-443 S/N: 90547 Sensitômetro: Victoreen – Nuclear Associates Modelo: 07-417 S/N: 9108 52 RESULTADOS Introdução A avaliação de quatro observadores foi proposta para contemplar as diferenças individuais de visualização , bem como as variações nas condições dos negatoscópios, apesar de não terem sido objeto de estudo deste trabalho, tem muita relevância na rotina em mamografia e as condições de revelação foram avaliadas por sensitometria. Resultados Sensitométricos A figura 22 mostra o comportamento da processadora em relação à variação da temperatura do revelador. Os resultados sensitométricos demonstram uma boa estabilidade dos parâmetros avaliados, apesar da grande diferença de temperatura experimentada pelo filme. Cabendo ressaltar aqui que os limites estabelecidos para os valores de densidade média e diferença de densidade para este trabalho foi de ± 0,15. O valor de densidade de base mais véu apresenta-se dentro do limite de tolerância de +0,03 durante todo o intervalo dos testes, o que implica que os demais fatores do filme não serão fortemente afetados por extrema variação da densidade de base. O parâmetro densidade média, que representa o grau de sensibilidade do filme extrapolou os limites de tolerância de forma mais acentuada apenas no valor de 36,6º C. E foi exatamente nesta temperatura que o padrão de visualização do tecido fibroso foi 33% maior do que o valor mínimo recomendado pela Portaria 453. A diferença de densidade indica o grau de contraste presente na imagem. Apenas para os dois extremos de temperatura 34,1 e 36,6º C é que o limite de tolerância foi excedido, indicando perda de contraste. 53 Figura 22: Comportamento da processadora em relação à variação da temperatura do revelador. 54 Resultados da Análise dos Filmes com o Phantom Nas figuras de 22 a 26 são apresentados os resultados das análises das imagens do phantom nos seis filmes, para a faixa de temperatura de 34,1 a 36,6 oC, respectivamente, feitas pelos quatro observadores. Na análise das microcalcificações, figuras 22(a) a 26(a), o padrão de visualização exigido na Portaria foi atendido em 100% dos filmes. Sua identificação em tecidos mamários é importante no diagnóstico da patologia uma vez que o número de microcalcificações visualizadas, seu tamanho e morfologia têm papel fundamental no diagnóstico. Uma quantidade maior que 5 partículas/cm2 é sugestivo de doença maligna. Este parâmetro pode ser comprometido pelas condições de limpeza do écran nos casos em que houver uma grande concentração de partículas de sujeira nas imagens mamográficas em regiões com microcalcificações. Estas podem ser confundidas com a sujeira ou mesmo encobertas por elas. Por isso, uma rotina adequada de limpeza na câmara escura e nos écrans deve ser obedecida. Pela análise dos gráficos, figura 22(b) a 26(b), para cada temperatura obteve-se percentuais de visualização médios, entre 28% e 33%, acima do recomendado, que seria a visualização de quatro fibras, em todas as medidas para o tecido fibroso ou fibroglandular. Este dado apresentado tem relevada importância clínica em exames mamográficos de pacientes que apresentam densidade elevada do parênquima mamário, onde alterações sutís do tipo distorção ou densidades assimétricas podem apresentar dificuldades diagnósticas. Na análise das massas tumorais, figuras 22(c) a 26(c), obteve-se um percentual de visualização nos intervalos de temperatura avaliados, em média, 10% maior que o recomendado. Observa-se que nos intervalos de temperaturas intermediários, entre 34,6 ºC e 35,3 º C,padrão de visualização foi superior ao médio. A alteração no padrão de visualização ocorreu porque estas estruturas são as que têm densidades mais próximas do tecido glandular presente na mama normal. Este resultado tem relevada importância em casos de pacientes que apresentam densidade elevada do parênquima mamário. 55 RESULTADOS DA AVALIAÇÃO DAS IMAGENS DO PHANTOM Figura 23: Gráfico da análise dos resultados obtidos na avaliação das imagens do phantom à temperatura de 34,1°C 56 RESULTADOS DA AVALIAÇÃO DAS IMAGENS DO PHANTOM Figura 24: Gráfico da análise dos resultados obtidos na avaliação das imagens do phantom à temperatura de 34,6°C. 57 RESULTADOS DA AVALIAÇÃO DAS IMAGENS DO PHANTOM Figura 25: Gráfico da análise dos resultados obtidos na avaliação das imagens do phantom à temperatura de 35,3°C. 58 RESULTADOS DA AVALIAÇÃO DAS IMAGENS DO PHANTOM Figura 26: Gráfico da análise dos resultados obtidos na avaliação das imagens do phantom à temperatura de 36,1°C. 59 RESULTADOS DA AVALIAÇÃO DAS IMAGENS DO PHANTOM Figura 27: Gráfico da análise dos resultados obtidos na avaliação das imagens do phantom à temperatura de 36,6°C. 60 61 CAPÍTULO 7 CONCLUSÃO A principal proposta deste trabalho foi a avaliação da qualidade da imagem de um phantom de mamografia com a variação da temperatura do revelador da processadora, ou seja, o objetivo foi determinar um intervalo seguro de temperatura, no qual é mantida a visualização mínima exigida pela Portaria 453. Os demais parâmetros que influenciam na manutenção da qualidade da imagem foram respeitados. Os testes foram realizados em um intervalo de temperatura entre 34,1 ºC a 36,6 ºC. Os produtos químicos utilizados foram preparados na mesma manhã da realização dos testes seguindo as recomendações do fabricante e o conjunto chassi-écran utilizado foi o mesmo em todos os testes. O mamógrafo utilizado nos testes de controle de qualidade é de extrema importância na confiabilidade da exposição. Assim, escolheu-se um equipamento previamente avaliado de acordo com a Portaria 453, garantindo-se a reprodutibilidade dos parâmetros de exposição que formarão a imagem no filme. Dessa forma, todos os padrões de visualização das imagens obtidas nos intervalos de temperatura avaliados estão de acordo com as exigências da Portaria 453/98 nos parâmetros: microcalcificações, tecido fibroso, massas tumorais. Ressalta-se que nas avaliações utilizou-se uma processadora em ótimas condições de operação, produtos químicos frescos, conjunto chassi-écran novo, filmes adequados e equipamento de mamografia com exposição confiável. Os resultados das avaliações demonstraram que, seguindo os critérios de recomendação da Portaria 453/98, mesmo para processadoras não dedicadas, operando em ciclos de tempo e temperatura acima dos valores normalmente aceitos e recomendados para mamografia, o padrão de visualização do phanton foi atendido em 100% dos casos. Dos cinco grupos de microcalcificações do phanton, quatro grupos de microcalcificações foram identificados em 100% dos filmes. No caso das massas tumorais o padrão de visualização foi, em média, 10 % maior para massas tumorais e 31% para tecido fibroso. 62 Conclui-se, portanto que a manutenção da qualidade da imagem em mamografia ocorre mesmo para processadoras não dedicadas, operando entre 34,1 e 36,6 ºC. 7.1 PROPOSTAS PARA NOVOS TRABALHOS A qualidade da imagem em exames de mamografia é fundamental para a redução das falhas no diagnóstico. Um fator que dificulta a execução de testes que alteram os parâmetros de revelação é a disponibilidade de uma processadora dedicada aos testes. Caso esta possibilidade exista, a avaliação da qualidade da imagem concomitantemente a sensitometria poderia indicar os limites de variação dos parâmetros que afetariam a qualidade da imagem. Não foram encontrados trabalhos prévios em literatura que demonstravam os achados encontrados neste estudo. Devido sua importância clínica, sugerimos complementação de estudos. Sugere-se também a realização de novos testes após alguns dias do primeiro para avaliar a influência do envelhecimento dos produtos químicos. 63 ANEXO 1 Para mamografia a portaria 453 estabelece, segundo seu item 4.38 para exames de mamografia, devem ser utilizados apenas: a) Equipamentos projetados especificamente para este tipo de procedimento radiológico, sendo vedada a utilização de equipamentos de raios X diagnósticos convencionais ou modificados. b) Receptores de imagem específicos para mamografia. c) Processadoras específicas e exclusivas para mamografia. d) Negatoscópios com luminância entre 3000 e 3500 nit. 4.48 Em cada equipamento de mamografia, devem ser realizadas, mensalmente, uma avaliação da qualidade de imagem com um Phantom mamográfico equivalente ao adotado pela ACR. Não devem ser realizadas mamografias em pacientes se o critério mínimo de qualidade de imagem não for alcançado. As imagens devem ser arquivadas e mantidas à disposição da autoridade sanitária local. 4.49 Padrões de desempenho. e) Os sistemas de radiografia de mama devem ser capazes de identificar a imagem de uma fibra de 0,75 mm, uma microcalcificação de 0,32 mm e uma massa de 0,75 mm no Phantom, equivalente ao adotado pelo ACR (PORTARIA 453/98). 64 ANEXO 2 ROTINA PARA LIMPEZA DE CÂMARAS ESCURAS Iniciando a limpeza do ambiente de cima para baixo: 1) Procedimento Semanal 1.1) Passagem de um pano úmido no teto e em seguida das paredes. 1.2) Em seguida passar um pano seco que não solte fibras. Isto evitará que partículas de poeira depositadas no teto, nas paredes, dutos e portas se soltem e caiam sobre os locais em que os filmes são manuseados. 1.3) A seguir, passe um aspirador de pó em todos os cantos e reentrâncias da câmara. 1.4) Passagem de pano úmido no chão. 1.5) Efetuar a limpeza dobre o mobiliário da câmara com pano úmido e limpo. 2) Procedimento Diário 2.1) A limpeza diária ou, se possível, duas vezes por dia do piso das câmaras escuras com pano úmido é fundamental para a eliminação de partículas de poeira que serão suspensas com a movimentação de pessoas e também se depositarão em áreas destinadas aos filmes, contribuindo para a manutenção de artefatos na imagem. 2.2) Efetuar a limpeza dobre o mobiliário da câmara com pano úmido e limpo 2.3) O operador de câmara escura deve efetuar a limpeza da bandeja de alimentação de filmes várias vezes ao dia, com pano seco e limpo. 65 ANEXO 3 RECOMENDAÇÕES DO INSTITUDO NACIONAL DO CÂNCER O INCA realizou, em novembro de 2001, um Seminário Interno que gerou um consenso para a detecção precoce do câncer de mama: • Oferecer exame clínico das mamas e mamografia anuais para mulheres entre 50-69 anos. • Oferecer exame clínico das mamas anual para mulheres entre 40-49 anos. • Oferecer exame clínico das mamas e mamografia anuais para mulheres a partir de 40 anos com risco aumentado (história familiar de mãe ou irmã com câncer de mama na prémenopausa ou história pregressa de hiperplasia atípica ou câncer de mama). • Não estimular o auto-exame das mamas como estratégia isolada, devendo ser incentivada a sua realização no período entre os exames clínicos das mamas. Publicações mais recentes apontam para uma redução da mortalidade por câncer de mama da ordem de 23% quando mulheres da faixa etária de 40 a 49 anos são submetidas a programas de rastreamento mamográfico anual ou bienal. Fonte inca.gov.br/câncer/mama acesso em 06/10/03 66 ANEXO 4 ANÁLISE DOS RESULTADOS 67 68 69 70 Detalhe de alto Contraste: Valor limite: visualizar até o conjunto de microcalcificações de 0,25 mm de diâmetro – mínimo 4 grupos Tecido Fibroso: visualizar até a fibra de 0,70 mm de diâmetro, mínimo 4 fibras; Massas Tumorais: é necessário visualizar até a calota de 4 mm de diâmetro e 2mm de espessura, no mínimo 4 massas 71 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AAPM - American Association of Physicits in Medicine. Equipament requirements and quality control for mammography, Report No. 29, 1990. ACR – American College of Radiology, Mammography quality control manual, ACR, Reston, Revised edition, 1994. ACR – American College of Radiology. 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Produziuse seis imagens do simulador de mama, no mesmo conjunto chassi écran em cada intervalo de temperatura num mamógrafo avaliado por controle de qualidade. As imagens foram analisadas por 4 profissionais com experiência em mamografia para identificar o cumprimento dos requisitos de qualidade de imagem impostos pela Portaria 453/98. PALAVRAS-CHAVE Mamografia, Raios X, Controle de Qualidade ÁREA/SUB-ÁREA DE CONHECIMENTO 3.13.00.00 – 6 - Engenharia Biomédica 3.13.02.00 – 9 – Engenharia Médica 2006 Nº: 408