Image quality and dose reduction in cardiac interventional procedures: application of an optimization strategy with typical dose value analysis

Murilo Felisberto Morais de Assunção; Jonas Oliveira da Silva; Guilherme Custódio Cândido Silva; Emerson Nobuyuki Itikawa

doi:10.15392/2319-0612.2025.2943

Authors

Murilo Felisberto Morais de Assunção Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação – Universidade Federal de Goiás (PPGEEC/UFG), CERRAD – Consultoria em Física Médica e Radioproteção. , Federal University of Goiás https://orcid.org/0000-0003-2183-8518 (unauthenticated)
Jonas Oliveira da Silva Universidade Federal de Goias Instituto de Física - IF-UFG , Federal University of Goiás https://orcid.org/0000-0002-6014-874X (unauthenticated)
Guilherme Custódio Cândido Silva CERRAD – Consultoria em Física Médica e Radioproteção https://orcid.org/0000-0003-2553-1302 (unauthenticated)
Emerson Nobuyuki Itikawa Universidade Federal de Goias Instituto de Física - IF-UFG, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação - PPGECC/UFG , Federal University of Goiás https://orcid.org/0000-0001-5478-6203 (unauthenticated)

DOI:

https://doi.org/10.15392/2319-0612.2025.2943

Keywords:

reference level, digital fluoroscopy, optimization

Abstract

This study aimed to evaluate the impact of dose‑optimization strategies on radiation exposure during cardiac catheterization and angioplasty procedures. The investigation was carried out at a high‑complexity referral center using retrospective data, clinical‑protocol adjustments, and image‑quality assessments with dedicated simulators. Implemented measures included reducing the cine dose per frame and enabling post‑processing filters, resulting in reductions of up to 39 % in reference‑point kerma and 25 % in noise intensity under low‑dose conditions. In total, 714 procedures performed over five semesters were analyzed. Diagnostic reference levels (DRLs) were determined and compared with data from national and international literature. A statistically significant reduction in DAP (16.3 %) and Kₐ,r (12.8 %) was observed for catheterization procedures (p < 0.05). Although angioplasty procedures showed a similar trend, case variability limited statistical significance. The results demonstrate the effectiveness of technical interventions and continuous monitoring in lowering exposure levels, without compromising diagnostic image quality.

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Author Biographies

Murilo Felisberto Morais de Assunção, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação – Universidade Federal de Goiás (PPGEEC/UFG), CERRAD – Consultoria em Física Médica e Radioproteção., Federal University of Goiás

Murilo Felisberto Morais de Assunção é físico médico formado pela Universidade Federal de Goiás (UFG), com residência multiprofissional em Física das Imagens pela UNIFESP. Atualmente é mestrando no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação da UFG, na área de Sistemas e Sinais Biomédicos, com ênfase em gerenciamento e otimização de protocolos em hemodinâmica. Atua como físico do Hospital de Base (IGESDF), supervisor de proteção radiológica da Unimed Goiânia e do Hospital São Francisco de Assis, além de sócio-administrador da Cerrad – Consultoria em Física Médica e Radioproteção. Possui experiência prévia em controle de qualidade em grandes redes hospitalares, dosimetria opticamente estimulada e docência no ensino técnico e médio.
Jonas Oliveira da Silva, Universidade Federal de Goias Instituto de Física - IF-UFG, Federal University of Goiás

Atualmente coordena o Laboratório de Dosimetria e Radioproteção do Instituto de Física da Universidade Federal de Goiás (IF-UFG). Tem interesse nas áreas de metrologia das radiações ionizantes e instrumentação para medida e controle da radiação ionizante utilizando câmaras de ionização e dosimetria OSL. É professor Adjunto III do IF-UFG, com pesquisas realizadas nas áreas de dosimetria de feixes de raios X de baixas energias. Tem parceria com o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN/CNEN-SP), onde concluiu seu doutorado em 2013 na área de Tecnologia Nuclear - Aplicações. É mestre em Tecnologias Energéticas e Nucleares pela Universidade Federal de Pernambuco (2008) e licenciado em Física pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (2005).
Guilherme Custódio Cândido Silva, CERRAD – Consultoria em Física Médica e Radioproteção

Graduado em Física Médica pela Universidade Federal de Goiás (2024). Atuou em projetos de pesquisa na Embrapa e no Hospital das Clínicas com foco em estatística e programação. Atualmente trabalha com garantia da qualidade de equipamentos radiológicos na CERRAD – Consultoria em Física Médica e Radioproteção.
Emerson Nobuyuki Itikawa, Universidade Federal de Goias Instituto de Física - IF-UFG, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação - PPGECC/UFG, Federal University of Goiás

Bacharel em Física Médica (2011) pelo Departamento de Física da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (Universidade de São Paulo). Doutor em Ciências pelo Programa de Pós-graduação Interunidades em Bioengenharia EESC/FMRP/IQSC. Colaborou paralelamente com pesquisas desenvolvidas na Seção de Medicina Nuclear do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto. Atualmente, é professor do Instituto de Física (IF) da Universidade Federal de Goiás, campus Goiânia, coordenador do curso de Física Médica, e orientador pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Computação (PPGEEC/UFG).

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