Digital orthodontic radiographic set versus cone-beam computed tomography: an evaluation of the effective dose

ABSTRACT Objective: The aim of this study was to compare the equivalent and effective doses of different digital radiographic methods (panoramic, lateral cephalometric and periapical) with cone-beam computed tomography (CBCT). Methods: Precalibrated thermoluminescent dosimeters were placed at 24 locations in an anthropomorphic phantom (Alderson Rando Phantom, Alderson Research Laboratories, New York, NY, USA), representing a medium sized adult. The following devices were tested: Heliodent Plus (Sirona Dental Systems, Bernsheim, Germany), Orthophos XG 5 (Sirona Dental Systems, Bernsheim, Germany) and i-CAT (Imaging Sciences International, Hatfield, PA, USA). The equivalent doses and effective doses were calculated considering the recommendations of the International Commission of Radiological Protection (ICRP) issued in 1990 and 2007. Results: Although the effective dose of the radiographic set corresponded to 17.5% (ICRP 1990) and 47.2% (ICRP 2007) of the CBCT dose, the equivalent doses of skin, bone surface and muscle obtained by the radiographic set were higher when compared to CBCT. However, in some areas, the radiation produced by the orthodontic set was higher due to the complete periapical examination. Conclusion: Considering the optimization principle of radiation protection, i-CAT tomography should be used only in specific and justified circumstances. Additionally, following the ALARA principle, single periapical radiographies covering restricted areas are more suitable than the complete periapical examination.

RESUMO Objetivo: o objetivo deste estudo foi comparar as doses equivalentes e efetivas absorvidas pelo mesmo receptor, quando exposto a diferentes exames radiográficos digitais (panorâmica, telerradiografia lateral e periapicais) e à tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC). Métodos: dosímetros termoluminescentes pré-calibrados foram colocados em 24 locais em um phantom antropomórfico (Alderson Rando Phantom, Laboratórios de Pesquisas de Alderson, New York, NY, EUA), o que representa um adulto de tamanho médio. Os seguintes equipamentos foram avaliados: Heliodent Plus (Sirona Dental Systems, Bernsheim, Alemanha), Orthophos XG 5 (Sirona Dental Systems, Bernsheim, Alemanha) e i-CAT (Imaging Sciences International, Hatfield, PA, EUA). As doses equivalentes e as doses efetivas foram calculadas tendo-se em conta as recomendações da Comissão Internacional de Proteção Radiológica (International Commission on Radiological Protection, ICRP), publicadas em 1990 e 2007. Resultados: embora a dose eficaz do set radiográfico tenha correspondido a 17,5% (ICRP 1990) e 47,2% (ICRP 2007) da dose da TCFC, as doses equivalentes na pele e superfícies ósseas e musculares desse set foram maiores, quando comparadas às da TCFC. Em algumas áreas, a radiação produzida pelo set de radiografias foi maior, devido à radiação do exame periapical completo. Conclusão: considerando-se o princípio da otimização da proteção radiológica, a tomografia computadorizada adquirida no tomógrafo i-CAT deve ser usada apenas em circunstâncias específicas e justificadas. Além disso, seguindo o princípio ALARA, radiografias periapicais unitárias de áreas pré-selecionadas são mais apropriadas do que o exame periapical completo.

Efeito da filtração adicional nas doses de radiação e na qualidade das imagens nos exames videofluoroscópicos / Effect of additional filtration on radiation doses and image quality in videofluoroscopic studies

OBJETIVO: Investigar o efeito da adição de filtros de alumínio (1 mm) e cobre (0,4 mm) na redução das doses efetivas de radiação e na qualidade das imagens em exames videofluoroscópicos. MATERIAIS E MÉTODOS: Ao tubo de raios X adicionou-se câmara de ionização conectada a um eletrômetro para medir o produto kerma-área, com técnica de 65 kVp e 0,7 mA, sem e com adição dos filtros. Foi medida resolução espacial, a de baixo contraste e tons de cinza, utilizando os objetos de teste de Leeds. Quinze voluntários tiveram o produto kerma-área/minuto do estudo faríngeo comparados, dez com filtração e base e cinco com adição dos filtros associados. RESULTADOS: A adição dos filtros separados ou associados produziu expressiva redução do produto kerma-área, com ganho na qualidade das imagens videofluoroscópicas determinado pela maior separação dos tons de cinza e aumento da relação brilho/contraste da curva de cinza. CONCLUSÃO: A interposição adicional de filtros de alumínio e cobre, em especial quando associados, melhora a qualidade das imagens, com expressiva redução das doses de radiação necessárias à sua geração.

OBJECTIVE: The purpose of thys study was to investigate the effect of the addition of aluminum (1 mm) and copper (0.4 mm) filters on effective radiation doses and image quality in videofluoroscopy. MATERIALS AND METHODS: An ionization chamber coupled with an electrometer was added to x-ray tube to measure the kerma area product with 65 kV and 0.7 mA technique, without and with additional filtration. Low contrast, gray scale and spatial resolution were measured utilizing Leeds test objects. Fifteen volunteers underwent pharynx study, ten without and five with aluminum and cooper filters associated, and had the kerma area product/minute compared. RESULTS: The specified filters addition, either separated or associated, allowed an expressive decrease in kerma area product besides an actual improvement in the videofluoroscopic images quality determined by a better gray tones differentiation and increased brightness contrast ratio in the gray curve. CONCLUSION: Additional aluminum and copper filters interposition, especially when associated, results in improved image quality with expressive reduction in the required radiation doses.

Cadeira especial para o estudo videofluoroscópico da deglutição e suas disfunções / Videofluoroscopy chair for the study of swallowing and related disorders

OBJETIVO: Configurar equipamento que permita avaliação videofluoroscópica da deglutição e suas desordens sem a necessidade de colaboração dos indivíduos na obtenção das posições requeridas, com reprodutibilidade das incidências, posturas e manobras necessárias ao exame, independente das limitações impostas pelas doenças associadas. MATERIAIS E MÉTODOS: Utilizamos como base um arco em C Philips BV-22. Implementamos adaptações que permitem o registro simultâneo das imagens, em mídia analógica e digital. Cadeiras, principal e secundária, acopladas ao equipamento radiológico foram desenvolvidas. RESULTADOS: Foi possível acomodar adultos e crianças, obtendo-se todas as incidências radiológicas necessárias sem que os voluntários tivessem que se posicionar de modo ativo. Em adição, desenvolvemos sistema de calibração que permite a inserção de parâmetros dimensionais, tornando possível a quantificação dos fenômenos registrados. CONCLUSÃO: Pudemos ampliar o espectro de utilização da videofluoroscopia a indivíduos inquietos e de comportamento semelhante a lesionados neuromotores, com maior efetividade e consequente necessidade de menor tempo de exposição à radiação.

OBJECTIVE: To configure an auxiliary equipment to allow videofluoroscopic study of swallowing and related disorders without the patients' active collaboration in obtaining the required positions, with reproducibility of views, postures and maneuvers needed for the examination, in spite of limitations imposed by associated diseases. MATERIALS AND METHODS: A Philips BV-22 C-Arm was utilized, with adaptation implemented to allow simultaneous images recording on both digital and analog media. Primary and secondary chairs were specially designed, built and attached to the equipment. RESULTS: Adults and children could be appropriately seated and all necessary radiographic views could be obtained without active positioning or cooperation from the volunteers. Additionally, a calibration system was developed, allowing the input of dimensional parameters for quantification of recorded phenomena. CONCLUSION: The videofluoroscopy utilization spectrum could be extended to agitated patients, and those with behavior similar to patients affected by neuromotor disorders, with greater effectiveness and consequently with lower radiation exposure time.

Avaliação da exposição dos médicos à radiação em procedimentos hemodinâmicos intervencionistas / Evaluation of radiation exposure to physicians during hemodynamic interventional procedures

OBJETIVO: Este trabalho avalia a distribuição de dose recebida por médicos envolvidos em procedimentos hemodinâmicos de angioplastia coronária e coronariografia. A influência de alguns fatores, como o modo de fluoroscopia pulsado ou contínuo e o local de acesso à veia e/ou artéria, foi investigada. MATERIAIS E MÉTODOS: Para esta avaliação foram feitas medições utilizando dosímetros termoluminescentes de LiF:Mg,Ti, posicionados em sete diferentes pontos do corpo dos profissionais: mãos, joelho, pescoço, testa e tórax, por dentro e por fora do avental de chumbo. A dose foi avaliada, por exame, nos médicos que executaram os procedimentos (30 de angioplastia e 60 de coronariografia). Os dosímetros termoluminescentes foram calibrados na grandeza operacional equivalente de dose pessoal, Hp(d), nas profundidades de 0,07, 3 e 10 mm. RESULTADOS: Os resultados mostram a importância do uso do protetor de tireóide e avental de chumbo para a redução da dose recebida pelos médicos. As doses dos profissionais que executaram procedimentos por via braquial usando modo contínuo de fluoroscopia foram mais altas do que os que executaram por via femoral e modo pulsado de fluoroscopia. CONCLUSÃO: Este estudo mostra a necessidade de medidas adicionais de proteção e a implementação de mecanismos de treinamento em proteção radiológica para os médicos que trabalham com cardiologia intervencionista.

OBJECTIVE: The present study evaluates the dose distribution received by physicians involved in hemodynamic procedures of coronary angiography and coronariography. The influence of some factors such as pulsed or continuous fluoroscopy mode and vein and/or artery access site was investigated. MATERIALS AND METHODS: Measurements have been performed with LiF:Mg,Ti thermoluminescent dosimeters placed on seven different sites of the practitioners' bodies: hands, left knee, neck, forehead and chest, under and over the lead apron. Radiation doses for each procedure were evaluated in physicians who had performed 60 coronariography and 30 angioplasty procedures. The thermoluminescent dosimeters were calibrated in the operational quantity personal dose equivalent, Hp(d), at depths of 0.07, 3 and 10 mm. RESULTS: The results of the present study demonstrate the significant role played by thyroid protectors and lead aprons for reducing radiation doses received by practitioners. Occupational doses in continuous mode fluoroscopy through brachial access were higher than with pulsed mode fluoroscopy through femoral access. CONCLUSION: The present study has demonstrated the necessity of implementing additional protective measures as well as a mechanism of training in radiation protection for physicians involved in interventional cardiological procedures.

A importância do controle de qualidade em serviços de hemodinâmica e cardiologia intervencionista / The relevance of quality control in services of hemodynamics and interventional cardiology

OBJETIVO: Avaliar o desempenho de um equipamento de raios X utilizado em radiologia intervencionista e a qualidade de imagem produzida, aplicando alguns testes de controle de qualidade. MATERIAIS E MÉTODOS: O equipamento de raios X testado foi da marca Philips (Integris H3000), do serviço de hemodinâmica de um hospital do Rio de Janeiro. Foram utilizados objetos de teste de Leeds para avaliar a qualidade da imagem, e um sistema Radcal 9015 para medições dosimétricas. RESULTADOS: Nos modos high e normal, os valores medidos das taxas de kerma no ar foram diferentes dos esperados. Em alguns casos, os valores das taxas medidas não foram afetados pelo uso de diferentes modos de magnificação. A avaliação da qualidade da imagem apresentou resultados diferentes dos valores recomendados pelas normas. Isto pode levar à obtenção de imagens de menor qualidade e ao aumento da exposição à radiação de pacientes e profissionais. CONCLUSÃO: Os resultados mostraram a importância da aplicação periódica de testes de controle de qualidade, que permitem monitorar o desempenho do equipamento e estimar a exposição dos pacientes e trabalhadores. Os resultados obtidos sugerem a necessidade de uma revisão no sistema de aquisição de imagens do equipamento.

OBJECTIVE: To evaluate the performance and quality of images of a x-ray equipment utilized in interventional radiology, by means of some tests of quality control. MATERIALS AND METHODS: Measurements have been performed on a Philips Integris H3000 x-ray equipment dedicated to interventional procedures in the hemodynamics laboratory of a hospital in Rio de Janeiro, RJ, Brazil. Leeds test objects have been used to evaluate the image quality. Dosimetric measurements have been developed with a Radcal 9015 dosimetric system. RESULTS: In high and normal modes, the air kerma rates have been different from the expected results. In some cases, values have not been affected by the use of different magnification modes. The images quality evaluation has showed different results from those recommended by technical standards. This could lead to the acquisition of poor quality images besides an increase in the radiation exposure levels for both patients and staff. CONCLUSION: The results have shown the importance of a periodical quality control testing, allowing the monitoring of the x-ray equipment performance and evaluation of radiation exposure levels for both patients and staff. The results suggest the need of a revision of the x-ray images acquisition system.

Valores típicos do "produto dose-área" (DAP) obtidos durante o estudo videofluoroscópico da deglutição / Typical dose area product (DAP) values for videofluoroscopic swallowing study

Analisamos o produto dose-área ("dose area product" - DAP) de 12 pacientes submetidos a videofluoroscopia da deglutição. O objetivo foi estimar a exposição à radiação produzida neste tipo de estudo. Utilizamos medidor de DAP (PTW-Diamentor), que registra, de modo cumulativo, as doses de radiação que atingem o examinado durante todo o procedimento. Obtivemos nossos dados em duas salas dotadas com equipamentos da mesma marca e modelo. O protocolo, rigorosamente o mesmo, foi efetuado por um único e experiente profissional. Os valores do DAP para o estudo da deglutição em três fases (oral, faríngea e esofágica) foram: sala 1 (sete pacientes) - 4.101 cGy.cm² de DAP médio com 577 cGy.cm²/min.; sala 2 (cinco pacientes) - 804 cGy.cm² de DAP médio com 119 cGy.cm²/min. Estes resultados díspares foram obtidos de indivíduos com média de 1,57 m de altura e 56 kg de peso, em protocolo que se cumpriu em cerca de sete minutos. Concluímos que as doses, cinco vezes mais baixas, obtidas na sala 2, retratam mais adequadamente a exposição determinada pela videofluoroscopia da deglutição. Acreditamos que as doses mais altas, da sala 1, embora dentro dos padrões internacionais para exames do tubo digestivo, devam-se ao desconhecimento do desempenho, nem sempre perfeito, dos equipamentos radiológicos. Esta conclusão encontra apoio no fato de, em nosso meio, não ser usual que os serviços de radiodiagnóstico tenham implementado um rotineiro "programa de garantia de qualidade" e aponta para a importância do DAP na qualificação dos métodos e equipamentos radiológicos

We analyzed the dose area product (DAP) of 12 patients submitted to videofluoroscopic swallowing studies. The aim of this study was to establish, in a preliminary manner, the values of radiation exposure for patients submitted to this type of examination. A Diamentor equipment was used to register the cumulative radiation doses emitted by the x-ray tubes. Two different rooms with identical radiological equipment were used to collect the data. The protocol used was rigorously the same and the same experienced professional performed the examinations. DAP's values for the three phases (oral, pharyngeal and esophagogastric) of the videofluoroscopic swallowing study were, for the room A (7 patients), 4,101 cGy.cm², DAP/min. = 577 cGy.cm²/min., and for the room B (5 patients), 804 cGy.cm², DAP/min = 119 cGy.cm²/min. These different results were obtained from patients of the same height and weight, using the same examination time (around 7 minutes) for all patients. We concluded that the data showing doses five times lower in room B are more reliable that those obtained for room A and that DAP and DAP/min. are good elements to inform patient doses imparted by videofluoroscopic swallowing examination. We believe that the high dose differences observed between the two groups are due to lack of calibration of the x-ray equipment, since unfortunately "quality assurance programs" are not routinely implemented.