DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA COMPUTACIONAL PARA GERENCIAMENTO DE DADOS DE MONITORAÇÃO IN VIVO DE RADIONUCLÍDEOS NO CORPO HUMANO - PDF
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Luiz Henrique Canela Rijo
1 International Joint Conference RADIO 2014 Gramado, RS, Brazil, Augustl 26-29, 2014 SOCIEDADE BRASILEIRA DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA - SBPR DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA COMPUTACIONAL PARA GERENCIAMENTO DE DADOS DE MONITORAÇÃO IN VIVO DE RADIONUCLÍDEOS NO CORPO HUMANO Arlene A. dos Reis 1, Eder A. de Lucena 1, Ana Letícia A. Dantas 1 e Bernardo M. Dantas 1 1 Instituto de Radioproteção e Dosimetria(IRD) Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) Av. Salvador Allende, S/n - Recreio dos Bandeirantes Rio de Janeiro, RJ - Brasil RESUMO O gerenciamento do processo de monitoração in vivo da contaminação interna por radionuclídeos em seres humanos requer uma série de etapas que incluem desde a aquisição do espectro até a emissão de relatórios. A análise de espectro consiste na identificação e na quantificação dos materiais radioativos presentes em órgãos e tecidos do corpo do indivíduo submetido a procedimentos de monitoração. A Unidade de Contador de Corpo Inteiro do Instituto de Radioproteção e Dosimetria realiza medições in vivo de radionuclídeos emissores de fótons na faixa de energia de 10 a 3000 kev, utilizando detectores de cintilação tipo NaI(Tl) 8 x4 e 3 x3 bem como detectores semicondutores tipo HPGe. O sistema de medição utiliza o programa Canberra GENIE 2000 para aquisição de espectros com 1024 canais relacionados com suas respectivas energias. As contagens são distribuídas no espectro em função da energia dos fótons emitidos pelos radionuclídeos de interesse. O programa SIGMIV (Sistema para Gerenciamento de Monitoração In vivo), desenvolvido em MS Visual Basic 2010, acessa o espectro depois que este é convertido em uma planilha EXCEL. Este programa utiliza um banco de dados, desenvolvido em MS-Access, para armazenar informações associadas a cada medição, como contagem e parâmetros de calibração. SIGMIV gera um relatório contendo informações pessoais, atividade e os radionuclídeos de interesse presentes no corpo, associados com respectivas incertezas e atividade mínima detectável. O programa SIGMIV otimizou os procedimentos de monitoração in vivo, demonstrando ser flexível, confiável e de fácil manipulação, constituindo-se numa ferramenta importante para o desenvolvimento da rotina no Laboratório de Monitoração in Vivo do IRD. 1. INTRODUÇÃO Pessoas expostas a fontes de radiação não seladas, sejam trabalhadores ocupacionalmente expostos ou indivíduos do público em situações de acidentes, estão sujeitas à incorporação de radionuclídeos. As principais vias de incorporação de radionuclídeos são inalação, ingestão e absorção através da pele e de ferimentos. Uma vez incorporado pelo organismo, o material radioativo irá se depositar nos órgãos de acordo com sua afinidade química pelos tecidos e, posteriormente, será excretado, principalmente, via fezes e urina. Indivíduos potencialmente expostos internamente a radionuclídeos devem ser monitorados a fim de garantir que a atividade radioativa presente em seus organismos esteja dentro dos limites aceitáveis previstos em norma [1, 2]. Quando a monitoração interna ocorre através de medições diretas no corpo do indivíduo exposto, a mesma é denominada monitoração in vivo, cuja medição é realizada em unidade genericamente conhecida como Contador de Corpo Inteiro (UCCI).
2 O gerenciamento de um serviço de monitoração in vivo, para avaliação da contaminação interna por radionuclídeos em seres humanos, requer diversas etapas que incluem a aquisição e a interpretação do espectro, a manutenção de um banco de dados que contenha informações sobre o indivíduo monitorado e os parâmetros relacionados com a medição, bem como a emissão de relatório com o resultado da monitoração. O Instituto de Radioproteção e Dosimetria (IRD) da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) possui um serviço de monitoração in vivo que utiliza detectores NaI(Tl) e HPGe para realizar medição de atividade de radionuclídeos emissores de fótons, com energia de 10 a 3000 kev, internamente depositados no corpo humano [3]. A aquisição dos dados da medição realizada em um indivíduo submetido aos procedimentos de monitoração in vivo é feita pelo programa Canberra GENIE 2000, que gera um espectro relacionando o canal com a energia do fóton. Uma vez obtido o espectro, sua interpretação inclui o cálculo da atividade incorporada, a emissão de um relatório com o resultado da monitoração e o registro em um banco de dados de todas as informações do indivíduo monitorado, dos parâmetros que descrevem as condições da medição e dos resultados dos cálculos. O SIGMIV (Sistema para Gerenciamento de Monitorações in Vivo) é um programa computacional desenvolvido para ser utilizado na rotina do Laboratório de Monitoração In Vivo (LABMIV) do Instituto de Radioproteção e Dosimetria (IRD). O programa calcula a atividade presente no corpo do indivíduo monitorado e gera um relatório com o resultado da monitoração. SIGMIV utiliza informações sobre o indivíduo monitorado e sobre parâmetros da medição. Após o espectro ter sido gerado, este deve ser convertido em uma planilha de excel, de onde se obtém as informações sobre a medição. Na etapa seguinte, calcula-se a atividade presente no corpo do indivíduo, a incerteza associada ao cálculo e a atividade mínima detectável (AMD). Os resultados são registrados no banco de dados e gera-se um relatório da monitoração. A principal motivação para o desenvolvimento do SIGMIV foi obter um sistema computacional, através do qual as informações contidas no espectro gerado pelo programa Canberra GENIE 2000 fossem acessadas automaticamente. O sistema computacional utilizado anteriormente no LABMIV havia sido desenvolvido na década de 90 em linguagem Turbo Basic e rodava em ambiente MS-DOS. Isto representava uma dificuldade devido ao aperfeiçoamento dos computadores pessoais. Na metodologia atual, o espectro gerado pelo sistema Genie 2000 no formato.chn é convertido em uma planilha MS-Excel, que posteriormente é acessada pelo SIGMIV, sem a necessidade da interferência do usuário. 2. MATERIAIS E MÉTODOS O programa SIGMIV foi desenvolvido na linguagem de programação Visual Basic utilizando-se o pacote Microsoft Visual Studio O Visual Basic é uma linguagem de programação baseada em eventos e possui um ambiente de desenvolvimento totalmente gráfico [4, 5]. Este tipo de linguagem permite a elaboração de interfaces de fácil manipulação para o usuário. RADIO 2014, Gramado, RS, Brazil.
3 As interfaces do SIGMIV acessam um banco de dados, desenvolvido em Microsoft Access 2010, para inserir, atualizar ou fazer busca de dados registrados. O banco de dados possui seis tabelas. A tabela Dados do Indivíduo contém informações pessoais como nome, CPF, endereço, data de nascimento, local de trabalho, função e o código do indivíduo. Este código é composto por três letras e é gerado pelo programa sempre que um novo indivíduo é cadastrado no banco de dados. Por ser único para cada indivíduo, o código de letras é usado para fazer o relacionamento das informações registradas no banco de dados. Na tabela Dados da Medição são registrados os parâmetros da medida, tais como, data, detector, geometria de medição, peso e altura do indivíduo, radionuclídeos a serem avaliados e o código da medida, formado pelo código do indivíduo acrescido de um número, composto de dois algarismos, que representa a sequência crescente de medições realizadas no referido indivíduo. O código da medida também é único para cada medição realizada. Os resultados do cálculo de atividade, incerteza e Atividade Mínima Detectável (AMD) são registrados na tabela Dados da Atividade. Os dados registrados nessas três tabelas estão relacionados pelo código do indivíduo e pelo código da medida. A tabela dados do radionuclídeo contém informações dos radionuclídeos para os quais os sistemas de medição do LABMIV estão calibrados, a saber: energia, intensidade dos fótons emitidos e canal do fotopico. A tabela Dados da Calibração contém as informações referentes a cada sistema de medição, como fator de calibração e curva de eficiência. A última tabela, denominada Dados do Relatório, registra informações referentes a data e medições contidas em cada relatório gerado. Como o programa permite gerar um relatório com dados de mais de uma medição, tornou-se necessário criar um código para cada relatório gerado. Este código, proposto pelo programa, é formado pelo código do indivíduo seguido pelo ano em que o relatório foi gerado e um número sequencial dos relatórios gerados para aquele indivíduo no corrente ano. Este código, unívoco, permite identificar cada relatório gerado, como recomenda a norma [6]. Para calcular a atividade dos radionuclídeos presentes no corpo de um indivíduo monitorado, é necessário obter as informações do espectro gerado pelo programa GENE 2000, que é um arquivo com extensão.chn. Para que o SIGMIV acesse as informações contidas no espectro, este arquivo é convertido em uma planilha de excel, no formato.xls ou.xlsx, contendo os 1024 canais correspondentes a valores de energia com as respectivas contagens obtidas em cada canal. O nome do arquivo excel deve ser, obrigatoriamente, o código da medida. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO SIGMIV foi desenvolvido com uma interface simples e amigável. A tela inicial do programa apresenta quatro opções de seleção. A primeira é denominada Cadastro. Quando o usuário acessa essa opção, o formulário Dados do indivíduo (Figura 1) é apresentado. Radio 2014, Gramado, RS, Brazil.
4 Figura 1. Formulário para consultar, registrar e atualizar informações pessoais no banco de dados. Através desse formulário, informações pessoais dos indivíduos são registradas no banco de dados. Este formulário permite também consultar e atualizar dados registrados. Sempre que um indivíduo é monitorado pela primeira vez, quando o usuário seleciona o botão registrar para inserir as informações no banco de dados, o programa gera o código do indivíduo, que é unívoco e composto por três letras. Este código é o identificador para registro das informações no banco de dados. A utilização deste código se faz necessária nas situações de acidentes radiológicos ou nucleares, nas quais muitas pessoas podem ser monitoradas e, informações sobre o CPF poderão não estar disponíveis, o que prejudicaria os respectivos registros no banco de dados. A segunda aba do SIGMIV é chamada Monitoração e permite chamar dois formulários: Dados da Monitoração (Figura 2) e Cálculo da Atividade (Figura 3). Figura 2. Formulário para inserção de dados referentes à monitoração. RADIO 2014, Gramado, RS, Brazil.
5 O formulário Dados da Monitoração é preenchido com as informações referentes à monitoração. Essas informações são registradas no banco de dados e, posteriormente, utilizadas para fazer o cálculo da atividade de radionuclídeos presentes no corpo do indivíduo monitorado. Para o registro único dos dados da monitoração, este formulário cria o código da medida, que é composto pelo código do indivíduo (três letras) e o número sequencial de monitorações às quais o indivíduo foi submetido (dois algarismos). Figura 3. Formulário para selecionar monitorações realizadas e calcular atividade. No formulário Cálculo da Atividade é necessário selecionar o código da medida para a qual a atividade será calculada. Uma vez que a medição foi selecionada, o programa acessa uma planilha excel cujo nome é o próprio código da medida da qual o espectro foi gerado. Esta planilha contém as informações do espectro e as contagens em cada canal associado a um valor de energia. Caso o detector utilizado para a medição seja o NaI(Tl), apenas um espectro é gerado. Caso seja usado o detector HPGe, quatro espectros são gerados correspondendo à combinação dos quatro detectores que são utilizados para realizar a medição. Quando o código da medida é selecionado, o programa verifica quantos espectros existem para o respectivo código. Caso existam quatro espectros, estes são somados e uma nova planilha é criada. Assim, o botão Calcular fica habilitado para realizar os cálculos de atividade. Os resultados da atividade calculada, incerteza e AMD (Atividade Mínima Detectável) são apresentados em unidades de becquerel (Bq) e registrados no banco de dados. A opção seguinte, denominada Relatório, disponibiliza dois formulários: um para gerar relatórios e outro para buscar relatórios gerados previamente. Os relatórios gerados contêm informações pessoais sobre o indivíduo e parâmetros da medição, como data, detector, geometria de mediação, radionuclídeos investigados e os resultados dos cálculos de atividade, incerteza e AMD. Se o valor da atividade calculada é menor do que AMD, a notação < AMD é apresentada como resultado da medição, porém o valor calculado da atividade é registrado no banco de dados. A última opção é chamada Atualizações. Esta apresenta um formulário para inserir radionuclídeos de interesse no banco de dados. É necessário registrar os parâmetros como tipo de detector, parâmetros de calibração e geometria de medição, conforme pode ser observado na Figura 4. Radio 2014, Gramado, RS, Brazil.
6 Figura 4. Formulário para inserir radionuclídeos de interesse no banco de dados. Como os dados a serem registrados necessitam estar em um formato padronizado, a inserção de outros radionuclídeos no banco de dados pode se tornar uma tarefa complexa. A Figura 4 apresenta o formulário para inserção e mostra os dados do 137 Cs como exemplo. 4. CONCLUSÕES O programa SIGMIV foi desenvolvido para minimizar a possibilidade de ocorrência de erros operacionais. Este trabalho descreve a versão 1.0, que atualmente está sendo utilizada na rotina do LABMIV e tem demonstrado ser uma ferramenta confiável e de fácil utilização, o que otimizou e proporcionou maior confiabilidade ao processo de cálculo de atividade e geração de relatórios de monitoração emitidos pelo Laboratório de Monitoração In Vivo do IRD. REFERÊNCIAS 1. Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). Norma CNEN-NN Diretrizes Básicas De Proteção Radiológica, Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). Norma CNEN-NE Serviços de Radioproteção, Dantas, B.M. Bases para a calibração de contadores de corpo inteiro utilizando simuladores físicos antropomórficos. Tese de Doutorado em Biologia. Universidade do Estado do Rio de Janeiro Halvorson M. Microsoft: Visual Basic 2010 Passo a passo. Bookman, Petroutsos E. Mastering Visual Basic 2010, Wiley Publishing, Indiana, ABNT NBR ISSO/IEC Requisitos gerais para competência de laboratórios de ensaio e calibração. ABNT, RADIO 2014, Gramado, RS, Brazil.