Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2544032 bytes, checksum: 308f2d618965be3ff9596eb650c5db50 (MD5) Previous issue date: 2010-10-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In order to assure a quality control in mammography, according to the rules of the Brazilian Ministry of Health, the use of a mamma s radiographic simulator, called phantom is used to test the mammography device in a consistent daily, monthly and annual basis. In this context, this paper aims to research and develop a computerized system for mammographers quality control using digital image processing and analysis techniques over the phantom images. Initially an analysis was made of the structures that make up the image of the phantom and observing its features is an elaborated study of what are the possible techniques that best fit its processing. From this study, we have a better understanding about the techniques used and what are the difficulties of its applications in image phantom. The results are presented and based on them, there is a discussion about the used techniques. Finally, we describe the advantages of using a computerized system to perform mammographers quality control. / O emprego de um simulador radiográfico de mama, denominado phantom, permite aplicar os testes de aceitação do mamógrafo e realizar os testes de constância diários, mensais e anuais do programa de controle de qualidade em mamografia, de acordo com as normas do Ministério da Saúde. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo pesquisar e desenvolver um sistema computadorizado de controle de qualidade em mamografias, através do processamento e análise de imagens digitais de phantoms. Inicialmente é realizada uma análise das estruturas que compõem a imagem do phantom e observando-se suas características é elaborado um estudo sobre quais são as possíveis técnicas que melhor se adéquam ao seu processamento. A partir desse estudo, tem-se um entendimento melhor sobre as técnicas utilizadas e quais as dificuldades de suas aplicações na imagem de phantom. Os resultados são apresentados e com base neles, há uma discussão a respeito das técnicas abordadas. Por fim, são descritas as vantagens da utilização de um sistema computadorizado para efetuar o controle de qualidade em mamografias.

Este trabalho foi motivado por um estudo maio, proposto pela Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA). O objetivo do trabalho foi estimar o kerma incidente (Ki) e a dose glandular média (Dg) em pacientes submetidas a mamografias nas projeções crânio-caudal (CC) e médio-lateral-oblíqua (MLO), nos sistemas de aquisição de imagens analógico e digital CR. A estimativa foi realizada através de cálculos matemáticos, tendo como base estudos computacionais utilizando simulações de Monte Carlo. Este estudo fez parte de um estudo maior em mamografia, coordenado pela IAEA, cujos dados fizeram parte da representação dos dados brasileiros no estudo da América Latina. Foram escolhidas mamografias cuja mama exposta tinha aproximadamente 50% de glandularidade e 50% de adiposidade. Dados da técnica radiográfica utilizada nos exames, assim como a espessura da mama comprimida, foram registrados em planilhas especificas e o cálculo foi realizado com base em testes de rendimento do tubo de raios X dos mamógrafos. Além disso, as mamografias acompanhadas foram analisadas quanto a critérios de qualidade da imagem. Foram acompanhadas 100 exposições, sendo 50 analógicas e d 50 digitais. Os resultados mostraram que as imagens foram predominantemente aceitas quanto aos critérios de qualidade da imagem estabelecidos pala IAEA, com melhores resultados do sistema digital. Os valores de Ki e Dg encontrados para o objeto simulador estavam de acordo com o recomendado, mas os calculados para as pacientes estavam mais altos, principalmente o Ki. O sistema digital obteve doses mais baixas e melhor qualidade de imagem. Os resultados sugerem que os exames devem ser realizados com o devido cuidado, de maneira a oferecer qualidade de imagem para o diagnóstico em doses tão baixas quanto razoavelmente exeqüíveis. O treinamento contínuo dos profissionais da mamografia deve ser realizado de maneira e oferecer exames adequados ao diagnóstico, protegendo os pacientes e mantendo a qualidade do serviço a todos. / This work has been motivated by a larger study, proposed by the International Atomic Energy Agency (IAEA). The aim of this work was to estimate the incident kerma (Ki) and mean glandular dose (Dg) in patients who underwent mammograms in craniocaudal projections (CC) and mediolateral-ablique (MLO), at analog and digital systems. The estimation was performed using mathematical calculations based on computational studies using Monte Carlo simulations. This study was part of a larger study in mammography, coordinated by the IAEA, whose data were included in the representation of Brazilian data in the study of Latin America. Mammograms with 50% of glandular tissue and 50% of fat were selected. Data from the radiographic technique used in the examinations, as well as the compressed breast thickness were recorded in spreadsheets and specific calculation was made based on output tests of the X-ray tube for mammography. In addition, the mammograms were analysed with the criteria of image quality. The amount of examinations was 100 mammograms, 50 analog and 50 digital. The results showed that the images were largely accepted as the criteria for image quality established by the IAEA, with better results from digital system. The values of Ki and Dg for the phantom were according to the recommended, but those calculate for the patients were higher, especially the Ki. Digital system produced lower dosis and better results on image quality. The results suggests that the examinations must be conducted with due care in order to offer image quality in dosis as low as reasonably achievable. The permanent training of mammographers should be conducted in a manner to provide exams with quality, protecting the patient and maintaining the quality of service to all patients treated.

O trabalho buscou conhecer os motivos que levaram mulheres do município de Piraí, estado do Rio de Janeiro, agendadas para realizar o exame de mamografia, a não comparecer ao mesmo / The study sougth to know the reasons why women Piraí

O trabalho buscou avaliar as dificuldades e limites da gestão municipal na incorporação de serviços de mamografia em sete municípios selecionados na região do Médio Paraíba. Utilizando abordagem metodológica qualiquantitativa, se desenvolveu a partir do levantamento de dados secundários sobre o parque tecnológico de serviços e a produção de mamografias nos municípios selecionados e da realização de entrevistas semi-estruturadas aplicadas junto aos gestores municipais e aos responsáveis pelos setores de Controle, Avaliação e Auditoria das localidades. A análise das entrevistas identificou sete categorias temáticas principais: (1) o conhecimento do nível local sobre o problema de saúde em tela, onde se pode constatar dificuldades para uma análise mais precisa da situação de saúde relacionada ao câncer de mama nas localidades; (2) o conhecimento dos processos de tomada de decisão, onde se pode perceber que a gestão municipal esbarra em uma série de dificuldades que impossibilitam, em muitos casos, a incorporação de tecnologias nos serviços próprios, trazendo como única alternativa a compra dos serviços mamográficos; (3) a oferta e acesso aos exames mamográficos, evidenciando precariedade, pois é facilitada somente a porta de entrada nos serviços de Atenção Básica; (4) a produção dos procedimentos, revelando que, de uma forma geral, os gestores têm se esforçado por cumprir com as metas pactuadas, ainda que o exame das informações disponíveis mostrem que seu alcance encontra-se, via de regra, distante do pretendido; (5) a regulação e monitoramento dos serviços mamográficos, onde pode se perceber a baixa adesão ao Sistema de Regulação nas gestões locais; (6) a satisfação quanto à prestação dos serviços contratados, usualmente avaliadas de forma subjetiva e ancorada tão somente na falta de reclamações; e, por fim, (7) dificuldades na tomada de decisão relativa à incorporação de um serviço mamográfico próprio, que esbarram em impedimentos políticos, administrativos e financeiros. Pode-se concluir que o estudo permitiu extrair subsídios capazes de contribuir para o conhecimento e reflexão sobre as práticas de incorporação tecnológica e monitoramento dos serviços mamográficos na região. / The study aimed to evaluate the difficulties and limits of the municipal administration in the incorporation of mammography services in seven selected cities in the Middle Paraíba. Using qualitative-quantitative methodological approach, developed from the data collection side of the park service and the production technology of mammography in selected cities and conducting semi-structured interviews with the managers applied and municipal sectors responsible for monitoring, evaluation and Audit of locations. The analysis of interviews identified seven major themes: (1) knowledge of local health problem on the screen, where you can see difficulties in a more precise analysis of the health situation related to breast cancer in the localities, (2 ) knowledge of the processes of decision making, where you can see that the municipal administration was hampered by a number of difficulties that make it impossible in many cases, the incorporation of technologies in their own service, bringing only alternative to the purchase of mammography services, ( 3) the supply and access to mammographic studies, showing insecurity, it is facilitated only port of entry to primary care services, (4) the production procedures, revealing that, in general, managers have been struggling to meet with the agreed targets, in considering the available information shows that their power is as a rule, far from being attained; (5) the regulation and monitoring of mammography services, which can realize low compliance with the Regulatory System the local administrations, (6) satisfaction regarding the provision of contracted services, usually evaluated on a subjective s and anchored solely in the absence of complaints, and, finally, (7) difficulties in making a decision on the incorporation of a service mammography itself, which runs into political impediments, administrative and financial. It can be concluded that the study allowed to extract subsidies can contribute to knowledge and reflection on practices in technological and monitoring of mammography services in the region.

O câncer de mama é o câncer mais comum da população feminina no Brasil com mais de 50 casos incidentes por 100.000 mulheres/ano. Atualmente, os métodos mais efetivos para prevenção da morbimortalidade do câncer de mama são o rastreamento mamográfico (RM) e os tratamentos sistêmicos adjuvantes [1]. Todavia, essas estratégias geram um aumento substancial de custos para as pacientes, famílias e sistema de saúde [2]. Nos últimos 30 anos, a mamografia convencional com filme é o método de escolha para o RM da neoplasia mamária [3]. A redução da mortalidade por câncer de mama de cerca de 25% com a mamografia levou muitos países a implementar programas de RM organizados de base populacional [4]. A redução da mortalidade câncer de mama específica por volta de 15% nas mulheres jovens (< 50 anos) [5] fez com que alguns países adotassem o RM também nesse subgrupo [6]. A mamografia digital tem maior acurácia na população jovem [7, 8]. Todavia existe ainda grande controvérsia se o RM é efetivo nessa população de mulheres (40-49 anos) e isso acabou freando a adoção de programas populacionais de RM nesse subgrupo na maioria dos países. Esta tese é uma ampla Avaliação de Tecnologia em Saúde (ATS) do câncer de mama no sistema público de saúde brasileiro que apresentará quatro artigos: uma meta-análise comparando a acurácia da mamografia com filme versus a digital; um estudo de custo e anos de vida ajustados por qualidade do câncer de mama no SUS; duas análises de custoefetividade do RM do câncer de mama no SUS – a primeira em mulheres com idade igual ou acima de 50 anos e a segunda em mulheres iniciando o RM entre 40-49 anos. O primeiro estudo teve como objetivo comparar a acurácia da mamografia com filme com a mamografia digital no RM populacional do câncer de mama. Foi conduzida uma revisão sistemática quantitativa incluindo estudos randomizados e estudos de coorte. Dez estudos (total de 653.896 pacientes, dessas 92.000 realizaram ambos exames) foram selecionados. O sumário da curva ROC foi de 0,92 (SE±0,06) para mamografia com filme e 0,91 (SE±0,11) para mamografia digital. O resultado no modelo randômico do odds ratio relativo (ORR) foi de 0,95 (IC 95%, 0,72 to 1,24) e 0,52 (IC 95%, 0,28 to 0,95) para mamografia filme versus digital em todas idades e no subgrupo de mulheres com menos de 50 anos respectivamente. Com estes dados, não foi possível excluir ou confirmar o beneficio da mamografia digital em todas as idades, todavia esse achado deve ser considerado com cuidado. O resultado que a mamografia digital é mais acurada em todas nas mulheres jovens é robusto e vai de acordo com os estudos individuais. O segundo estudo teve como objetivo estimar os custos e os anos de vida ajustados por qualidade (AVAQ) das pacientes com câncer de mama no SUS. Em uma coorte retrospectiva de pacientes com câncer de mama foram estimados os custos, a utilização de recursos de saúde e os AVAQ. Paciente com pelo menos 6 meses do diagnóstico do câncer de mama foram entrevistadas consecutivamente nos ambulatórios de oncologia clínica do HCPA e do ICESP. Cento e cinquenta e sete pacientes foram incluídas. As médias do tempo de diagnóstico da doença e da idade foram de 42,8 meses e 57,8 anos respectivamente. A distribuição do estadiamento da neoplasia foi: estádio I – 13,9%; estágio II 39,7%; estágio III e IV 43%. Na data da entrevista, 45% das pacientes estavam com doença metastática. Os custos do primeiro ano do diagnóstico foram R$ 5.916, R$ 10.181, R$ 14.053 e R$ 8.135 para o estádio I, II, III e IV respectivamente. No contexto não metastático, os custos foram maiores no estádio II versus I e no estádio III versus II (p<0,0001). O AVAQ para doença inicial (estádio I e II) foi 0,7715, 0,7623 e 0,7392 no seguimento, tratamento adjuvante endócrino e quimioterápico respectivamente. Para o estádio III, o AVAQ variou de 0,7037 a 0,7715 e para o estádio IV foi de 0,68. O câncer de mama é uma doença de alto custo para as pacientes e a sociedade. Políticas públicas efetivas para minimizar a carga da doença devem ser prioridade para o SUS. O terceiro estudo teve o objetivo de explorar a custo-efetividade do RM de base populacional no Brasil utilizando diferentes estratégias para mulheres com idade igual ou maior de 50 anos no SUS. Um Modelo de Markov, que simula a história natural do câncer de mama no Brasil, foi desenvolvido. O modelo comparou o efeito ao longo da vida dos custos e do custo-efetividade de diferentes estratégias de RM populacional em mulheres com idade igual ou maior de 50 anos. A estratégia B (MF a cada 2 anos) foi um pouco mais cara mas também mais efetiva em termos de AVAQ. A RCEI foi de R$ 829,53, sendo considerada a estratégia B uma opção muito custo-efetiva para o sistema público brasileiro. Avaliando-se também uma estratégia com MF, mas agora anualmente, a RCEI de R$ 11.934 por AVAQ também é considerada muito custo-efetiva. Enquanto que a adoção do RM anual com MD foi estratégia mais efetiva, também foi a de maior custo. Uma RCEI de R$ 89.201 não é uma estratégia custo-efetiva para países de renda mediana como o Brasil. MF a cada 2 anos para todas mulheres com idade entre 50 e 69 anos é uma estratégia muito custo-efetiva e deveria ser incorporada no sistema público de saúde brasileiro. Estratégias utilizando MD não é custo-efetiva nessa população de mulheres. O quarto estudo explorou a custo-efetividade do RM de base populacional no Brasil utilizando diferentes estratégias para mulheres com menos de 50 anos no SUS. Um Modelo de Markov, que simula a história natural do câncer de mama no Brasil, foi desenvolvido. O modelo compara o efeito ao longo da vida dos custos e do custo-efetividade de diferentes estratégias de RM populacional em mulheres com menos de 50 anos. A idade inicial para entrada no modelo é de 40 a 49 anos. A estratégia C (MF a cada 2 anos) foi um pouco mais cara, mas também mais efetiva em termos de AVAQ. A RCEI foi de R$ 1.509, sendo considerada a estratégia C uma opção muito custo-efetiva para o sistema público brasileiro. A MF anual (estratégia B) também foi muito custo-efetiva para o SUS com uma RCEI de R$ 13.131 por AVAQ. A estratégia E (MD anual) foi dominada pela estratégia F. A estratégia F é uma estratégia idade alvo, até os 49 anos a mulher submete-se a MD anual e dos 50 aos 69 anos realiza MF anual. No RM populacional de mulheres jovens (menor de 50 anos), esta é a estratégia mais custo-efetiva. A RCEI é de R$ 30.520, sendo considerado custoefetiva para países emergentes como o Brasil. Na análise de sensibilidade, a RCEI varia de R$ 15.300 a R$ 257.899 em diferentes regiões. Essa ampla variação ocorre principalmente pela incidência do câncer de mama, distribuição etária da população e cobertura de mamografia conforme cada região. Na nossa analise, a MF a cada 2 anos para todas mulheres entre 40-49 anos pode ser considerada uma política de saúde pública muito custo-efetiva para ser incorporado no SUS. Levando em conta especificidades regionais, o RM idade alvo com MD é uma alternativa para melhorar o desfecho das mulheres jovens com câncer de mama. / Breast cancer (BC) is the most common incidence cancer in the female population in Brazil with more than new diagnosed 50 cases per 100,000 women/year [9]. Currently, the most effective methods for preventing premature mortality and morbidity due to breast cancer is thought the increase use of screening programs and adjuvant therapies[1]. However, these successes have come with substantial increases in cost to a level that is causing a serious financial burden to patients, families, and society at large [2]. For the past 30 years, conventional screen-film mammography (SFM) was the method of choice for the radiological evaluation of the breast [3]. The demonstration of the efficacy of mammography in reducing BC mortality by around 25% led to the adoption of guidelines in many countries to introduce routine screening programs on a population basis [4]. The demonstration of the efficacy of mammography in reducing breast cancer mortality by around 15% in young women (<50 years) [5] led to the adoption of guidelines in some countries to introduce routine screening programs on a population basis in this subgroup [6]. Full-field digital mammography (FFDM) has a better accuracy in this youthful subgroup [7, 8]. However, considerable controversy over whether screening is effective in younger women (aged 40-49 years) halted a broad screening adoption. This thesis is a comprehensive Health Technology Assessment of the Brazilian Public Health System regarding breast cancer that will present four articles: meta-analysis comparing the accuracy of SFM and FFDM; the cost and quality-adjusted life years of breast cancer in Unified Health System (UHS) in Brazil; the cost-effectiveness of BC screening over 50 years and the cost-effectiveness of BC screening in younger women (40-49 years) in Brazilian public health system. The objective of the first study was to compare the accuracy of screen-film mammography (SFM) and full field digital mammography (FFDM) for population-based breast cancer screening. A quantitative systematic review was performed including randomized controlled trials and cohort studies. Ten studies (comprising 653,896 women, 92,000 of whom underwent SFM and FFDM) were included. The area under the summary receiver operating characteristic (SROC) curve was 0.92 (SE±0.06) for SFM and 0.91 (SE±0.11) for FFDM. The results in the random-effects model were 0.95 (95% CI, 0.72 to 1.24) and 0.52 (95% CI, 0.28 to 0.95) for SFM versus FFDM in all age and younger groups respectively. This study can´t exclude or confirm this benefit in all age, however this finding needs to be taken carefully. The results that FFDM is more accurate than SFM in younger women (<50 years) was robust and in accordance with individual studies. The objective of the second study was to estimate the costs and quality-adjusted life years (QALY) of BC patients in UHS in Brazil. A Retrospective cohort of BC patients estimated the costs, resource utilization and QALY. Patients with at least 6 months of BC diagnosis were interviewed consecutively in the oncology clinic of the HCPA and ICESP. One hundred fifty seven patients were accrued with a mean time to diagnostic of 42.8 months. The mean age was 57.8 years and the BC staging distributions were: stage I – 13.9%, stage II – 39.7%, stage III and IV – 43%. During the date of the interview 45% were with metastatic disease status. The first year cost of BC management were R$ 5,916, R$ 10,181, R$ 14,053 and R$ 8,135 for stage I, II, III and IV respectively. In non-metastatic setting, the costs were higher in stage II versus I and III versus II (p<0.0001). The QALY of early stage patient (stage I and II) were 0.7715, 0.7623 and 0.7392 in follow up, adjuvant endocrine and chemotherapy respectively. For stage III, QALY ranged from 0.7037 to 0.7715 and for stage IV was 0.68. BC is an expensive disease for the patients and society. Effective public health policies to minimize the burden of the disease should be a priority for UHS. The objective of the third study was to explore the cost-effectiveness of population-based BC screening in Brazil using different strategies for women equal or older than 50 years in the UHS. A Markov model, which simulates the natural history of breast cancer women in Brazil, was developed. The model compares the lifetime’s effects, costs and costeffectiveness of different population screening strategies in women older than 50 years. SFM every 2 years (Strategy B) was a slightly more costing but also more effective in terms of QALY. At an ICER of R$ 829.53, this is very cost-effective option for Brazilian Public Health System. Moving to a strategy with also SFM, but now annually would also be very cost-effectiveness for Brazil at an additional R$ 11,934 per QALY saved. Whereas the adoption of FFDM annual screening was the most effective strategy, it was also the most expensive. At an ICER of R$ 89,201, this is not a cost-effective strategy in a middle-income country like Brazil. Conclusions: SFM every 2 years for all women from 50-69 years is a very cost-effectiveness policy strategy to be incorporated in the Brazilian public health care. Strategies using FFDM are not cost effective in women equal or older than 50 years. The fourth study explored the cost-effectiveness of population-based BC screening in Brazil using different strategies for women younger than 50 years in the UHS. A Markov model, which simulates the natural history of breast cancer women in Brazil, was developed. The model compares the lifetime’s effects, costs and cost-effectiveness of different population screening strategies. The starting age was between 40 to 49 years. SFM every 2 years (Strategy C) was a slightly more costing but also more effective in terms of QALY. At an ICER of R$ 1,509, this is very cost-effective option for UHS. Annual SFM (Strategy B) would also be very cost-effectiveness for Brazil at an additional R$ 13,131 per QALY saved. The FFDM annual screening (Strategy E) was dominated by Strategy F. Strategy F is an age target option, with FFDM annually until 49 years and SFFM annually from 50 to 69 years. In young women screening population (under 50 years) this is the most effectively strategy. At an ICER of R$ 30,520, is a cost-effective strategy for an emerging country as Brazil. In the sensitivity analysis, the ICER ranged from R$ 15,300 to R$ 257,899 in different regions. These ranges were mainly because of breast cancer incidence, population age distribution and mammography coverage. In our analysis SFM every 2 years for all women starting between 40-49 years is a very cost-effectiveness policy strategy to be incorporated in the majority of the Brazilian public health care. Taking into account regional specificities, agetarget digital screening is an option to improve the outcome of breast cancer patients in Brazil.

OBJETIVOS: Avaliar a certeza de qualidade dos resultados mamográficos em uma instituição de referência para diagnóstico e tratamento do câncer de mama na Região Sul do Brasil, considerando as recomendações da quinta edição do BIRADS (“Breast Imaging Reporting and Data System”) para propósitos de auditoria. MATERIAL E MÉTODOS: Foi realizado um estudo de coorte observacional retrospectivo e transversal com 4911 pacientes que foram submetidas a pelo menos uma mamografia durante o ano de 2013 em um hospital público regional, ligado a uma universidade pública federal na Região Sul do Brasil. Essas pacientes foram acompanhadas até 31 de dezembro de 2014, para checar as taxas de desempenho dos resultados mamográficos na instituição em estudo, incluindo verdadeirospositivos (VP), verdadeiros-negativos (VN), falso-positivos (FP), falso-negativos (FN), valores preditivos positivos (VPP), sensibilidade e especificidade com um intervalo de confiança de 95%. RESULTADOS: O estudo demonstrou alta certeza de qualidade nos resultados das mamografias digitais diagnósticas, especialmente em relação à sensibilidade (90,21%) e especificidade (98,97%). O valor preditivo positivo (VPP) geral foi estimado em 65,3%. A taxa de interpretação anormal (ou reconvocação) foi de 12,26% e a razão de verossimilhança (“likelihood ratio”) das mamografias diagnósticas obtida foi 86,68%. CONCLUSÕES: Conclui-se que os resultados de mamografias digitais diagnósticas foram apropriados e similares aos valores pospostos pelo BIRADS. Além disso, o estudo proporcionou auto-reflexão e auto-avaliação da prática radiológica no serviço, o que é essencial para o melhoramento e processo de colaboração mais efetivo entre todos os profissionais envolvidos com o diagnóstico e tratamento do câncer de mama. Esses resultados podem incentivar outras instituições a atingirem altas taxas de qualidade de desempenho nos resultados mamográficos, apesar de possíveis limitações estruturais quando comparadas a instituições de países desenvolvidos. / OBJECTIVES: To evaluate the quality assurance of the mammography results in a reference institution for breast cancer diagnosis and treatment in southern Brazil, considering the BIRADS (Breast Imaging Reporting and Data System) 5th edition recommendations for auditing purposes. MATERIAL AND METHODS: We performed a retrospective cohort observational and cross-sectional study with 4911 patients who underwent at least one mammography throughout the year of 2013 in a regional public hospital, linked to a federal public university in southern Brazil. These patients were followed until 31st December, 2014 to check the performance rates of mammography results in our institution, including true-positives (TP), true-negatives (TN), false-positives (FP), false-negatives (FN), positive predictive values (PPV), sensitivity and specificity with a confidence interval of 95%. RESULTS: The study has showed high quality assurance on digital diagnostic mammographic results, especially regarding sensitivity (90,21%) and specificity (98,97%). The overall positive predictive value (PPV) was estimated in 65,3%. The abnormal interpretation rate (recall rate) was 12,26% and the likelihood ratio of diagnostic mammograms obtained was 86,68%. CONCLUSIONS: We concluded that our digital diagnostic mammography results were appropriate and similar to values proposed by the BIRADS. Also, the study provided self-reflection and insights on our radiological practice, which is essential to the improvement and more effective collaboration process between all the professionals involved with breast cancer diagnosis and treatment. These results may incentivize other institutions to achieve high quality performance rates in mammography results, despite possible infrastructure and facilities limitations when comparing to developed countries.

A dose glandular média é a grandeza utilizada para dosimetria em mamografia. Esta grandeza apresenta grande dependência com propriedades específicas referentes ao tipo de mama a ser avaliada, tais como sua glandularidade e espessura comprimida. Depende também das propriedades do espectro de raios X, tais como a combinação anodo/filtro e a tensão aplicada ao tubo, que modificam a camada semirredutora do feixe. A caracterização do feixe de raios X através da medição direta do seu espectro é um procedimento de alta complexidade e de difícil execução em sistemas de mamografia, devido à arquitetura dos equipamentos e da alta taxa de fluência de fótons característica dos feixes. Estes espectros representam a fonte de informações quantitativas e qualitativas mais completa do feixe. O objetivo geral desse trabalho é estimar distribuições de dose glandular em diferentes profundidades de materiais simuladores de tecido mamário por meio de espectros de raios X medidos em mamógrafos. Para isso, foram utilizadas técnicas radiográficas comumente empregadas na mamografia para o rastreamento do câncer de mama. Foi avaliado o comportamento da dose glandular média normalizada pelo kerma no ar incidente (DgNp) com parâmetros relacionados à mama (glandularidade e espessura) e aos espectros (camada semirredutora, tensão, combinação alvo/filtro). Primeiramente, foi desenvolvida uma metodologia experimental para medição dos espectros de raios X nos mamógrafos. Em seguida, foram propostos os seguintes métodos de cálculo da DgNp utilizando esses espectros: Método I, que calcula a DgNp com espectros incidentes; Método II, que utiliza espectros incidentes e transmitidos para este cálculo e Método III, que usa espectros incidentes e transmitidos para estimar a distribuição de dose em profundidade. Por fim, para efeito de comparação, a distribuição da DgNp também foi estimada utilizando dosímetros termoluminescentes (TLDs). A metodologia desenvolvida para medição de espectros mostrou-se eficaz para posicionamento e alinhamento adequados do detector no feixe e consequentemente a medição dos espectros diretos. Os espectros incidentes experimentais mostraram boa concordância com espectros simulados. Os resultados mostraram uma distribuição bem-comportada desses coeficientes (DgNp), com tendência linear ou exponencial, com relação aos parâmetros analisados. Para um dado espectro, os valores de DgNp apresentaram decrescimento exponencial com a espessura do material simulador ao tecido mamário e dependencia linear com a glandularidade. Além disso, esses coeficientes crescem linearmente com o aumento da camada semirredutora e, consequentemente, com a energia efetiva. A partir das distribuições de DgNp (obtidas pelo Método III) foi possível estimar a dose no volume completo da mama com diferença máxima de 5,2% dos valores obtidos com o Método II. A variação da DgNp com a profundidade obtidas com TLDs mostrou-se bastante coerente com os resultados observados com a utilização do Método III. Conclui-se que é possível avaliar a dose glandular em mamografia utilizando espectros de raios X e que a metodologia proposta tem potencial para ser aplicada como procedimentos alternativos para dosimetria em mamografia. / The mean glandular dose is the quantity used for dosimetry in mammography. This quantity has a strong dependence with some properties of the evaluated breast, such as its glandularity and compressed thickness. It also depends on the X-ray spectrum used for the mammographic image production, such as the target/filter combination and the tube voltage, which are related to the half value layer (HVL) of the beam. The X-ray beam characterization by means of the direct measurement of its spectrum is a complex procedure, and it is difficult to be implemented in clinical systems due to the architecture of the mammography equipment and the high photon fluence rates. These spectra provide a complete qualitative and quantitative information of the X-ray beam. The general objective of this work is to estimate mean glandular dose distributions in different depths of breast tissue-equivalent materials (bTEM) considering the X-ray spectra measured in clinical mammography devices. Radiographic techniques commonly applied for breast cancer screening were used. The behavior of the mean glandular dose normalized to the incident air kerma (DgNp), with parameters related to the breast (glandularity and compressed thickness) and to the mammographic spectra (HVL, tube voltage, target/filter combination), was evaluated. First, an experimental methodology was developed to measure X-ray spectra in clinical mammography devices. Then, the following methods for calculating the DgNp using these spectra were considered: Method I, which calculates the DgNp using the incident spectra; Method II, which uses incident and transmitted spectra by the bTEMs, and Method III, which uses incident and transmitted spectra to estimate the dose distributions in depth of the breast equivalent materials. Finally, thermoluminescent dosimeters (TLDs) were used as a comparative method to evaluate DgNp distributions. The methodology developed for measuring spectra proved to be efficient for the proper positioning and alignment of the detector and, consequently, for the measurement of direct X-ray spectra. The experimental incident spectra showed good agreement with spectra simulated in similar conditions. The results showed well-defined trends (either linear or exponential) of the distributions of these coefficients (DgNp) regarding the analyzed parameters. The DgNp values presented an exponential decay with the bTEM thickness and linear decrease with the glandularity. In addition, these coefficients increase linearly with the increase of the HVL and, consequently, with the increase of the effective energy. From the distributions of DgNp (obtained by Method III) it was possible to estimate the DgNp in the whole breast with a maximum difference of 5.2% from the values obtained using the Method II. The variation of the DgNp with the depth, obtained with TLDs, showed to be consistent with the results observed using the Method III. In conclusion, it is possible to evaluate the glandular dose in mammography examinations using X-ray spectra and the suggested methodology, with some adaptations, can be applied as an alternative procedure for dosimetry in mammography.

Esta tese apresenta uma metodologia para classificação automática de achados mamográficos em mamas densas através de uma abordagem híbrida de classificadores e extração de atributos, como parte de um esquema computadorizado de auxílio ao diagnóstico (CAD) para mamografia. Foram implementadas duas redes Backpropagation. Uma responde pela classificação de clusters de microcalcificações, através de atributos descritores geométricos, em duas classes - suspeito e não suspeito. A outra rede classifica nódulos utilizando descritores geométricos e uma entrada com informação extraída de atributos de intensidade, produzindo na saída dois tipos de informação: presença ou não do nódulo, e constatada a presença do nódulo, classificação da região de interesse (RI) entre as categorias BI-RADS. As respostas de um \"clusterizador\" de RIs através de atributos de intensidade serviram de entrada para essa rede fornecendo uma informação de grau de densidade da RI. Uma interface foi desenvolvida para a apresentação dos resultados a fim de fornecer informações mais detalhadas da classificação e do caso analisado. Os resultados do classificador foram analisados através de análise estatística de sensibilidade e especificidade, e também por curvas ROC. Os resultados obtidos ficaram próximos a 89% de acerto total (verdadeiros-positivos mais verdadeiros-negativos) para nódulos produzindo valor de Az superior a 0,92 e ultrapassaram 75% de acerto da classificação entre as classes BI-RADS. Na classificação dos clusters os acertos totais do classificador ficaram próximos de 90%, com Az superior a 0,94. Para ambos tipos de lesões, as taxas de respostas falsas-negativas ficaram abaixo de 0,1, o que significa baixo erro em relação à não detecção da doença quando o sinal está presente. O classificador apresentado nesse trabalho é a conclusão de uma etapa importante do esquema CAD que vem sendo desenvolvido pelo grupo, além de possibilitar a disponibilização de mais uma ferramenta automática de auxílio ao diagnóstico do câncer de mama aos serviços de mamografia. / This thesis presents a methodology for automatic classification of mamographic findings in image of dense breast through hybrid approach of classifiers and features extraction techniques, as part of a computer-aided diagnostic (CAD) scheme for mammography. Two Backpropagation neural networks were implemented. One for microcalcifications clustered classification, through geometric descriptors, in two classes - suspect and non-suspect. The other neural network classifies nodules using geometric descriptors and additional information from intensity features extracted, producing in the output two kinds of information: presence or not of the nodule, and if nodule is present in the image, classification among BI-RADS categories. The result of clustering technique by using intensity features is presented as a new input to neural network, supplying density degree of image. An interface was developed for results presentation in order to supply more detailed information from the classifier outputs and of the analyzed case. The results of the classifier were analyzed through sensibility and specificity statistical analysis, and also for ROC curves. The results were close to 89% of total accuracy (positive-true plus negative-true) for nodules producing value of Az more than 0,92 and 75% of accuracy to classification among BI-RADS categories. In the cluster classification the total accuracy is about 90%, and Az greater than 0,94. In both kinds of lesions, negative-false result rates were below 0,1, which means low error related to the fail to detect the disease when the signal is present. The classifier presented in this work is the conclusion of an important stage of the CAD scheme that has been developed by the group, besides making possible the availability of one more automatic tool of aid to the breast cancer diagnosis to be used in mammography centers.

O câncer de mama é o câncer mais comum da população feminina no Brasil com mais de 50 casos incidentes por 100.000 mulheres/ano. Atualmente, os métodos mais efetivos para prevenção da morbimortalidade do câncer de mama são o rastreamento mamográfico (RM) e os tratamentos sistêmicos adjuvantes [1]. Todavia, essas estratégias geram um aumento substancial de custos para as pacientes, famílias e sistema de saúde [2]. Nos últimos 30 anos, a mamografia convencional com filme é o método de escolha para o RM da neoplasia mamária [3]. A redução da mortalidade por câncer de mama de cerca de 25% com a mamografia levou muitos países a implementar programas de RM organizados de base populacional [4]. A redução da mortalidade câncer de mama específica por volta de 15% nas mulheres jovens (< 50 anos) [5] fez com que alguns países adotassem o RM também nesse subgrupo [6]. A mamografia digital tem maior acurácia na população jovem [7, 8]. Todavia existe ainda grande controvérsia se o RM é efetivo nessa população de mulheres (40-49 anos) e isso acabou freando a adoção de programas populacionais de RM nesse subgrupo na maioria dos países. Esta tese é uma ampla Avaliação de Tecnologia em Saúde (ATS) do câncer de mama no sistema público de saúde brasileiro que apresentará quatro artigos: uma meta-análise comparando a acurácia da mamografia com filme versus a digital; um estudo de custo e anos de vida ajustados por qualidade do câncer de mama no SUS; duas análises de custoefetividade do RM do câncer de mama no SUS – a primeira em mulheres com idade igual ou acima de 50 anos e a segunda em mulheres iniciando o RM entre 40-49 anos. O primeiro estudo teve como objetivo comparar a acurácia da mamografia com filme com a mamografia digital no RM populacional do câncer de mama. Foi conduzida uma revisão sistemática quantitativa incluindo estudos randomizados e estudos de coorte. Dez estudos (total de 653.896 pacientes, dessas 92.000 realizaram ambos exames) foram selecionados. O sumário da curva ROC foi de 0,92 (SE±0,06) para mamografia com filme e 0,91 (SE±0,11) para mamografia digital. O resultado no modelo randômico do odds ratio relativo (ORR) foi de 0,95 (IC 95%, 0,72 to 1,24) e 0,52 (IC 95%, 0,28 to 0,95) para mamografia filme versus digital em todas idades e no subgrupo de mulheres com menos de 50 anos respectivamente. Com estes dados, não foi possível excluir ou confirmar o beneficio da mamografia digital em todas as idades, todavia esse achado deve ser considerado com cuidado. O resultado que a mamografia digital é mais acurada em todas nas mulheres jovens é robusto e vai de acordo com os estudos individuais. O segundo estudo teve como objetivo estimar os custos e os anos de vida ajustados por qualidade (AVAQ) das pacientes com câncer de mama no SUS. Em uma coorte retrospectiva de pacientes com câncer de mama foram estimados os custos, a utilização de recursos de saúde e os AVAQ. Paciente com pelo menos 6 meses do diagnóstico do câncer de mama foram entrevistadas consecutivamente nos ambulatórios de oncologia clínica do HCPA e do ICESP. Cento e cinquenta e sete pacientes foram incluídas. As médias do tempo de diagnóstico da doença e da idade foram de 42,8 meses e 57,8 anos respectivamente. A distribuição do estadiamento da neoplasia foi: estádio I – 13,9%; estágio II 39,7%; estágio III e IV 43%. Na data da entrevista, 45% das pacientes estavam com doença metastática. Os custos do primeiro ano do diagnóstico foram R$ 5.916, R$ 10.181, R$ 14.053 e R$ 8.135 para o estádio I, II, III e IV respectivamente. No contexto não metastático, os custos foram maiores no estádio II versus I e no estádio III versus II (p<0,0001). O AVAQ para doença inicial (estádio I e II) foi 0,7715, 0,7623 e 0,7392 no seguimento, tratamento adjuvante endócrino e quimioterápico respectivamente. Para o estádio III, o AVAQ variou de 0,7037 a 0,7715 e para o estádio IV foi de 0,68. O câncer de mama é uma doença de alto custo para as pacientes e a sociedade. Políticas públicas efetivas para minimizar a carga da doença devem ser prioridade para o SUS. O terceiro estudo teve o objetivo de explorar a custo-efetividade do RM de base populacional no Brasil utilizando diferentes estratégias para mulheres com idade igual ou maior de 50 anos no SUS. Um Modelo de Markov, que simula a história natural do câncer de mama no Brasil, foi desenvolvido. O modelo comparou o efeito ao longo da vida dos custos e do custo-efetividade de diferentes estratégias de RM populacional em mulheres com idade igual ou maior de 50 anos. A estratégia B (MF a cada 2 anos) foi um pouco mais cara mas também mais efetiva em termos de AVAQ. A RCEI foi de R$ 829,53, sendo considerada a estratégia B uma opção muito custo-efetiva para o sistema público brasileiro. Avaliando-se também uma estratégia com MF, mas agora anualmente, a RCEI de R$ 11.934 por AVAQ também é considerada muito custo-efetiva. Enquanto que a adoção do RM anual com MD foi estratégia mais efetiva, também foi a de maior custo. Uma RCEI de R$ 89.201 não é uma estratégia custo-efetiva para países de renda mediana como o Brasil. MF a cada 2 anos para todas mulheres com idade entre 50 e 69 anos é uma estratégia muito custo-efetiva e deveria ser incorporada no sistema público de saúde brasileiro. Estratégias utilizando MD não é custo-efetiva nessa população de mulheres. O quarto estudo explorou a custo-efetividade do RM de base populacional no Brasil utilizando diferentes estratégias para mulheres com menos de 50 anos no SUS. Um Modelo de Markov, que simula a história natural do câncer de mama no Brasil, foi desenvolvido. O modelo compara o efeito ao longo da vida dos custos e do custo-efetividade de diferentes estratégias de RM populacional em mulheres com menos de 50 anos. A idade inicial para entrada no modelo é de 40 a 49 anos. A estratégia C (MF a cada 2 anos) foi um pouco mais cara, mas também mais efetiva em termos de AVAQ. A RCEI foi de R$ 1.509, sendo considerada a estratégia C uma opção muito custo-efetiva para o sistema público brasileiro. A MF anual (estratégia B) também foi muito custo-efetiva para o SUS com uma RCEI de R$ 13.131 por AVAQ. A estratégia E (MD anual) foi dominada pela estratégia F. A estratégia F é uma estratégia idade alvo, até os 49 anos a mulher submete-se a MD anual e dos 50 aos 69 anos realiza MF anual. No RM populacional de mulheres jovens (menor de 50 anos), esta é a estratégia mais custo-efetiva. A RCEI é de R$ 30.520, sendo considerado custoefetiva para países emergentes como o Brasil. Na análise de sensibilidade, a RCEI varia de R$ 15.300 a R$ 257.899 em diferentes regiões. Essa ampla variação ocorre principalmente pela incidência do câncer de mama, distribuição etária da população e cobertura de mamografia conforme cada região. Na nossa analise, a MF a cada 2 anos para todas mulheres entre 40-49 anos pode ser considerada uma política de saúde pública muito custo-efetiva para ser incorporado no SUS. Levando em conta especificidades regionais, o RM idade alvo com MD é uma alternativa para melhorar o desfecho das mulheres jovens com câncer de mama. / Breast cancer (BC) is the most common incidence cancer in the female population in Brazil with more than new diagnosed 50 cases per 100,000 women/year [9]. Currently, the most effective methods for preventing premature mortality and morbidity due to breast cancer is thought the increase use of screening programs and adjuvant therapies[1]. However, these successes have come with substantial increases in cost to a level that is causing a serious financial burden to patients, families, and society at large [2]. For the past 30 years, conventional screen-film mammography (SFM) was the method of choice for the radiological evaluation of the breast [3]. The demonstration of the efficacy of mammography in reducing BC mortality by around 25% led to the adoption of guidelines in many countries to introduce routine screening programs on a population basis [4]. The demonstration of the efficacy of mammography in reducing breast cancer mortality by around 15% in young women (<50 years) [5] led to the adoption of guidelines in some countries to introduce routine screening programs on a population basis in this subgroup [6]. Full-field digital mammography (FFDM) has a better accuracy in this youthful subgroup [7, 8]. However, considerable controversy over whether screening is effective in younger women (aged 40-49 years) halted a broad screening adoption. This thesis is a comprehensive Health Technology Assessment of the Brazilian Public Health System regarding breast cancer that will present four articles: meta-analysis comparing the accuracy of SFM and FFDM; the cost and quality-adjusted life years of breast cancer in Unified Health System (UHS) in Brazil; the cost-effectiveness of BC screening over 50 years and the cost-effectiveness of BC screening in younger women (40-49 years) in Brazilian public health system. The objective of the first study was to compare the accuracy of screen-film mammography (SFM) and full field digital mammography (FFDM) for population-based breast cancer screening. A quantitative systematic review was performed including randomized controlled trials and cohort studies. Ten studies (comprising 653,896 women, 92,000 of whom underwent SFM and FFDM) were included. The area under the summary receiver operating characteristic (SROC) curve was 0.92 (SE±0.06) for SFM and 0.91 (SE±0.11) for FFDM. The results in the random-effects model were 0.95 (95% CI, 0.72 to 1.24) and 0.52 (95% CI, 0.28 to 0.95) for SFM versus FFDM in all age and younger groups respectively. This study can´t exclude or confirm this benefit in all age, however this finding needs to be taken carefully. The results that FFDM is more accurate than SFM in younger women (<50 years) was robust and in accordance with individual studies. The objective of the second study was to estimate the costs and quality-adjusted life years (QALY) of BC patients in UHS in Brazil. A Retrospective cohort of BC patients estimated the costs, resource utilization and QALY. Patients with at least 6 months of BC diagnosis were interviewed consecutively in the oncology clinic of the HCPA and ICESP. One hundred fifty seven patients were accrued with a mean time to diagnostic of 42.8 months. The mean age was 57.8 years and the BC staging distributions were: stage I – 13.9%, stage II – 39.7%, stage III and IV – 43%. During the date of the interview 45% were with metastatic disease status. The first year cost of BC management were R$ 5,916, R$ 10,181, R$ 14,053 and R$ 8,135 for stage I, II, III and IV respectively. In non-metastatic setting, the costs were higher in stage II versus I and III versus II (p<0.0001). The QALY of early stage patient (stage I and II) were 0.7715, 0.7623 and 0.7392 in follow up, adjuvant endocrine and chemotherapy respectively. For stage III, QALY ranged from 0.7037 to 0.7715 and for stage IV was 0.68. BC is an expensive disease for the patients and society. Effective public health policies to minimize the burden of the disease should be a priority for UHS. The objective of the third study was to explore the cost-effectiveness of population-based BC screening in Brazil using different strategies for women equal or older than 50 years in the UHS. A Markov model, which simulates the natural history of breast cancer women in Brazil, was developed. The model compares the lifetime’s effects, costs and costeffectiveness of different population screening strategies in women older than 50 years. SFM every 2 years (Strategy B) was a slightly more costing but also more effective in terms of QALY. At an ICER of R$ 829.53, this is very cost-effective option for Brazilian Public Health System. Moving to a strategy with also SFM, but now annually would also be very cost-effectiveness for Brazil at an additional R$ 11,934 per QALY saved. Whereas the adoption of FFDM annual screening was the most effective strategy, it was also the most expensive. At an ICER of R$ 89,201, this is not a cost-effective strategy in a middle-income country like Brazil. Conclusions: SFM every 2 years for all women from 50-69 years is a very cost-effectiveness policy strategy to be incorporated in the Brazilian public health care. Strategies using FFDM are not cost effective in women equal or older than 50 years. The fourth study explored the cost-effectiveness of population-based BC screening in Brazil using different strategies for women younger than 50 years in the UHS. A Markov model, which simulates the natural history of breast cancer women in Brazil, was developed. The model compares the lifetime’s effects, costs and cost-effectiveness of different population screening strategies. The starting age was between 40 to 49 years. SFM every 2 years (Strategy C) was a slightly more costing but also more effective in terms of QALY. At an ICER of R$ 1,509, this is very cost-effective option for UHS. Annual SFM (Strategy B) would also be very cost-effectiveness for Brazil at an additional R$ 13,131 per QALY saved. The FFDM annual screening (Strategy E) was dominated by Strategy F. Strategy F is an age target option, with FFDM annually until 49 years and SFFM annually from 50 to 69 years. In young women screening population (under 50 years) this is the most effectively strategy. At an ICER of R$ 30,520, is a cost-effective strategy for an emerging country as Brazil. In the sensitivity analysis, the ICER ranged from R$ 15,300 to R$ 257,899 in different regions. These ranges were mainly because of breast cancer incidence, population age distribution and mammography coverage. In our analysis SFM every 2 years for all women starting between 40-49 years is a very cost-effectiveness policy strategy to be incorporated in the majority of the Brazilian public health care. Taking into account regional specificities, agetarget digital screening is an option to improve the outcome of breast cancer patients in Brazil.

A recente inserção e forte avanço da mamografia digital no Brasil como ferramenta de rastreamento do câncer mamário e as evidências de outras condições de otimização, quando comparadas à mamografia convencional (tela filme), requerem que novos parâmetros de qualidade sejam incluídos e estudados, bem como que as condições de otimização sejam revistas. O objetivo deste trabalho foi determinar a técnica radiográfica otimizada para dois sistemas de detecção (CR e DR) em uso em três unidades de mamografia: Mammomat 3000 Nova (Siemens), Senographe DMR (GE) e Senographe 2000D (GE). A otimização foi conduzida para uma variedade de combinações de fatores técnicos e configurações de simuladores de mama, tais como valores de kilovoltagem (26 a 32 kV), combinações anodo/filtro (Mo/Mo, Mo/Rh e Rh/Rh), material simulador de mama de várias espessuras (2 a 8 cm) e lesões simuladas como massas e calcificações, usando uma figura de mérito (FOM) como parâmetro. Verificou-se que o uso da combinação anodo/filtro que gera os espectros mais energéticos em cada equipamento proporcionou os maiores valores de FOM para todas as espessuras de simulador de mama e voltagens, devido a redução da dose. As combinações anodo/filtro que deram esses resultados foram Mo/Rh para o equipamento da marca Siemens e Rh/Rh para ambos os equipamentos da marca GE, correspondentes aos espectros mais energéticos de cada unidade. Foi observada ainda uma tendência de aumento do kV que maximiza FOM com o aumento da espessura. / The recent introduction and intense advance of digital mammography in Brazil as a tool in breast cancer screening and the evidences of new optimization conditions when compared to conventional mammography (screen-film) require adding and studying novel quality parameters, as well as revisiting optimization conditions. The objective of this work was to determine optimized radiographic technique for two detection systems (CR and DR) in use in three mammography units: Mammomat 3000 Nova (Siemens), Senographe DMR (GE) and Senographe 2000D (GE). Optimization was conducted for various combinations of technique factors and breast phantom configurations, such as kilovoltage settings (26 to 32 kV), target/filter combinations (Mo/Mo, Mo/Rh and Rh/Rh), breast equivalent material in various thicknesses (2 to 8 cm) and simulated mass and calcification lesions, using a figure of merit (FOM) as a parameter. When using anode/filter combination which generates higher energy spectra in each equipment, it was verified that higher FOM values were achieved for all voltages and phantom thicknesses, due to dose reduction. Anode/filter combinations which led to those results were Mo/Rh for Siemens equipment and Rh/Rh for both GE equipments, corresponding to the higher energy spectra in each unity. It was also observed an increasing tendency of kV which maximizes FOM with the increase of thickness.