5 Medicina Nuclear

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DESCRIÇÃO
Estudo sobre equipamentos em medicina nuclear, aquisição de imagens e reconhecimento dos radionuclídeos utilizados nas práticas.
PROPÓSITO
Compreender os processos de formação da imagem e conhecer os equipamentos utilizados nas modalidades PET e SPECT da medicina nuclear.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Reconhecer as metodologias de aplicação dos radionuclídeos e radiofármacos utilizados para estudo e tratamento do corpo humano
MÓDULO 2
Identificar os principais equipamentos utilizados em medicina nuclear e os sistemas de detecção das radiações ionizantes
MÓDULO 3
Descrever o funcionamento da gama-câmara e seu sistema de detecção
MÓDULO 4
Descrever a modalidade tomografia por emissão de pósitrons e seu princípio físico para aquisição de imagens
INTRODUÇÃO
A Medicina Nuclear é a área do conhecimento que administra fontes de radiação abertas aos pacientes para fins diagnósticos ou terapêuticos. Os radionuclídeos são incorporados ao órgão de interesse e são eliminados naturalmente, pelo metabolismo do paciente.
Esses procedimentos necessitam de uma série de cuidados em relação à proteção radiológica. Para isso, é necessário entender em detalhes como funcionam os procedimentos realizados, qual instrumentação utilizar e qual é a diferença entre cada radionuclídeo e cada radiofármaco. Quando se entende a lógica por trás de cada procedimento, a proteção radiológica se torna um processo natural e maior segurança é agregada a cada procedimento realizado, tanto para o paciente quanto para trabalhadores e indivíduos do público.
MÓDULO 1
Reconhecer as metodologias de aplicação dos radionuclídeos e radiofármacos utilizados para estudo e tratamento do corpo humano
DEFINIÇÃO E BIODISTRIBUIÇÃO
Em medicina nuclear, os radionuclídeos(Elementos químicos radioativos.) devem chegar até os órgãos de interesse para irradiá-los com objetivo de terapia ou para obter uma imagem diagnóstica. É raro o caso em que um radionuclídeo por si só tenha essa afinidade com um órgão especificamente.
É necessário o uso de substâncias que sejam absorvidas pelos órgãos de interesse e que sejam capazes de “carregar” os radionuclídeos até esses órgãos. Essas substâncias são chamadas de fármacos. Quando “carregam” um radionuclídeo, dizemos que elas estão marcadas pelo radionuclídeo.
Um fármaco marcado pelo radionuclídeo é chamado de radiofármaco.
Os radiofármacos podem ser ingeridos pelo paciente, inalados ou injetados. Nem todo radionuclídeo é compatível com determinado fármaco. A imagem relaciona alguns radionuclídeos com os fármacos e com as regiões anatômicas compatíveis. Veja:
Biodistribuição dos radiofármacos.
É possível notar que um mesmo radionuclídeo pode ser utilizado com fármacos diferentes para acessar órgãos diferentes.
EXEMPLO
O T99mc, quando utilizado com estanho coloidal, é adequado para imagens do fígado, mas quando utilizado com Dextran 500, é mais adequado para vasos linfáticos.
Alguns radiofármacos são comercializados prontos para uso, necessitando apenas de fracionamento para que a atividade da dose seja a mesma prescrita pelo médico. Outros radiofármacos necessitam de uma série de procedimentos para a marcação, o que veremos a seguir.
PREPARO DE RADIOFÁRMACOS
Por ser o radionuclídeo mais utilizado em medicina nuclear, geralmente, a maioria das marcações é realizada com T99mc em um serviço. Então, utilizaremos esse radionuclídeo como tema para preparo de radiofármacos.
Todo processo se inicia com a eluição do T99mc do gerador baseado em M99o. Após a extração, o processo de marcação tem início, mas quanto de tecnécio é fornecido em uma eluição?
CI
Curie (Ci) – unidade histórica da grandeza radiológica atividade, em homenagem à Marie Curie. A unidade do Sistema Internacional é o Becquerel (Bq), 1Ci .
RESPOSTA
Os geradores de tecnécio são comercializados com atividades que variam de 300�Ci de �99� (250��� �99��), até 2400��� de �99� (2000��� �99��).  A seguir, apresentam-se os fatores que são utilizados para o cálculo da atividade final de �99�� presente no eluato após uma eluição.
	Horas
	Fator
	Horas
	Fator
	Horas
	Fator
	1
	0,96
	21
	0,856
	41
	0,950
	2
	0,182
	22
	0,866
	42
	0,951
	3
	0,259
	23
	0,876
	43
	0,952
	4
	0,329
	24
	0,885
	44
	0,953
	5
	0,392
	25
	0,892
	45
	0,954
	6
	0,449
	26
	0,899
	46
	0,955
	7
	0,500
	27
	0,906
	47
	0,956
	8
	0,546
	28
	0,911
	48
	0,956
	9
	0,587
	29
	0,917
	54
	0,959
	10
	0,625
	30
	0,921
	60
	0,961
	11
	0,658
	31
	0,925
	66
	0,962
	12
	0,689
	32
	0,929
	72
	0,962
	13
	0,716
	33
	0,932
	78
	0,963
	14
	0,740
	34
	0,935
	84
	0,963
	15
	0,762
	35
	0,938
	90
	0,963
	16
	0,782
	36
	0,941
	96
	0,963
	17
	0,800
	37
	0,943
	112
	0,963
	18
	0,816
	38
	0,945
	118
	0,963
	19
	0,831
	39
	0,947
	124
	0,963
	20
	0,844
	40
	0,948
	130
	0,963
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
Tabela: Dados para o cálculo da atividade do eluato.
Extraída de: GERADOR-IPEN-TEC: solução. Bula do profissional de saúde. Responsável técnico Elaine Bortoleti de Araújo. São Paulo: Instituto Nacional de Pesquisas Nucleares, 2019, p. 3.
HORA DE CALIBRAÇÃO
Momento em que foi realizada a medição da atividade inicial pelo fabricante.
Consideraremos como exemplo um gerador de 500��� de � 99��. A referência de horário sempre é a hora de calibração fornecida pelo fabricante do gerador. Calcularemos a atividade obtida na primeira eluição, 6h após o horário de referência.
Levando em conta o tempo de meia-vida do � 99� igual a 66h, 6h após a sua calibração haverá 0,9389 × 500��� = 469,5mCi. O fator 0,9389 é calculado pela lei do decaimento para o � 99�.
EXEMPLO
Podemos considerar outra situação como exemplo: se 4h após a primeira eluição for realizada nova eluição, a atividade a ser obtida será 10h após o horário de referência. Nesse caso, consideramos para o �99� 0,9003 × 500��� = 450,15mCi  (fator 0,9003 calculado pela lei do decaimento). Também consideramos o crescimento do tecnécio durante essas 4h. Na tabela anterior, obtemos o fator de 0,329 para 4h de crescimento. Sendo assim, o eluato terá atividade final dada por 450,15× 0,329  = 148,10���.
A seguir, podemos ver fármacos utilizados em medicina nuclear que, após o procedimento de marcação, se transformam em radiofármacos. Um deles é o ácido medrônico (MDP) marcado com �99��, utilizado principalmente na realização de cintilografia óssea para avaliações oncológicas.
Foto: CAMARGO, 2015, p. 34.Embalagem dos fármacos MIBI, DMSA, MDP e DTPA.
Em medicina nuclear, o termo dose é diretamente relacionado à atividade do radiofármaco.
No caso do MDP, por exemplo, a indicação de dose para adultos é de 8 a 30mCi. O processo de preparo do MDP com �99�� é simples e pode ser resumido nas seguintes etapas:
ETAPA 01
ETAPA 02
ETAPA 03
ETAPA 04
ETAPA 05
ETAPA 01
Colocar o MDP na blindagem — é necessário aguardar o fármaco atingir a temperatura ambiente (15 a 30°C).
ETAPA 02
Diluir a solução de pertecnetato de sódio (�99��), utilizando solução de cloreto de sódio a 0,9%.
ETAPA 03
Adicionar 3 a 5ml de solução injetável de pertecnetato de sódio (�99��) com atividade máxima de 250mCi.
ETAPA 04
Aguardar 10min.
ETAPA 05
Realizar os testes de controle da qualidade para garantir a pureza do radiofármaco.
Devemos lembrar que o pertecnetato de sódio (�99��) mencionado no procedimento descrito acima é extraído pelo processo de eluição.
Cada radiofármaco necessita de um processo de marcação específico, entretanto, alguns fármacos são comercializados com apresentação semelhante. Por exemplo, MDP, DMSA (ácido dimercaptosuccínico), MIBI (sestamibi), Dextran 500 e DTPA (ácido dietilenotriaminopentacético) são apresentados liofilizados para marcação com �99��. Sendo assim, os processos de marcação de cada um desses fármacos são muito semelhantes ao procedimento descrito acima.
RADIOFARMÁCIA
Radiofarmácia é o ramo da ciência farmacêutica destinado aos radiofármacos. Nesse ramo, podemos incluir as seguintes práticas:
PRODUÇÃO
ELUIÇÃO
FRACIONAMENTO
CONTROLE DA QUALIDADE
PESQUISA E DESENVOLVIMENTO, ENTRE OUTRAS.
Também é o nome do espaço físico onde se desenvolvemas práticas de radiofarmácia. Quando falamos sobre o espaço físico, podemos dividir a radiofarmácia em três classificações:
RADIOFARMÁCIA INDUSTRIAL
RADIOFARMÁCIA CENTRALIZADA
RADIOFARMÁCIA HOSPITALAR
Na radiofarmácia industrial estão os reatores, aceleradores e geradores que produzem os radionuclídeos e toda estrutura necessária para fazer a marcação. Essas práticas devem ser assistidas por sistemas que garantam a qualidade do radiofármaco produzido.
A radiofarmácia centralizada é responsável por distribuir o radiofármaco para determinada região.
A radiofarmácia hospitalar recebe o radiofármaco da radiofarmácia industrial ou da centralizada e é responsável pela manipulação, incluindo marcação e fracionamento do radiofármaco. Nela, são preparadas as doses para uso individual em cada paciente.
EXEMPLO
No Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), localizado na cidade do Rio de Janeiro, existe um cíclotron que produz �18. No mesmo local de produção, esse radionuclídeo é utilizado para marcar uma molécula de desoxiglicose, produzindo o radiofármaco fluorodesoxiglicose (FDG). A farmácia do IPEN é industrial, sendo o FDG distribuído para as farmácias hospitalares, que farão seu fracionamento de acordo com a prescrição de cada paciente.
Outro exemplo é com o cloreto de rádio 223. Ele é produzido na Noruega e vendido no Brasil pela empresa Bayer com o nome de Xofigo. Na Noruega está a farmácia industrial, mas a farmácia centralizada está no Brasil, distribuindo para as farmácias hospitalares.
Boas práticas em radiofarmácia incluem principalmente a eluição, a marcação e o fracionamento. Também são necessários os testes de pureza radioquímica e pureza radionuclídica.
 SAIBA MAIS
Em 1977, foi publicado o Decreto n. 79094, que submete ao Sistema de Vigilância Sanitária todos os medicamentos produzidos no Brasil, isso inclui os radiofármacos. Dentre o conjunto de medidas que deverão ser adotadas, está a verificação da qualidade de cada lote produzido.
Em relação aos testes da qualidade, devem ser verificados os seguintes aspectos:
ESTERILIDADE
O radiofármaco deve ser estéril, ou seja, livre de organismos viáveis. A radiofarmácia deve ser sempre limpa e todos os equipamentos e instrumentos utilizados em suas práticas devem ser esterilizados.
APIROGENIA
O radiofármaco deve ser apirogênico, ou seja, livre de pirogênicos. Pirogênicos são os produtos ou resíduos do metabolismo de microrganismos. Sendo assim, no radiofármaco não pode haver microrganismos, nem a presença de vestígios deixados por eles.
ATOXIDADE
O radiofármaco deve ser atóxico, ou seja, livre de substâncias que possam agredir o organismo sem que lhe retorne algum benefício.
ISOTONICIDADE
A qualidade de ser isotônico significa que a concentração de substâncias presentes são as mesmas existentes no corpo humano.
NÍVEL DE PH ADEQUADO
O potencial de hidrogênio mede o grau de acidez de uma substância. O radiofármaco muito ácido ou muito básico traria danos ao paciente.
ISENÇÃO DE IMPUREZAS
Qualquer substância que não tenha função direta no radiofármaco não pode estar presente em quantidades significativas.
ISENÇÃO DE MATERIAL PARTICULADO
O radiofármaco deve ser uma substância homogênea, livre de partículas em suspensão.
TESTE DE PUREZA
Todos os radiofármacos devem ser submetidos à análise de pureza antes da administração ao paciente. O radionuclídeo só terá utilidade se estiver corretamente marcado no fármaco.
Quando existe a pureza radioquímica, significa que o fármaco foi marcado corretamente, isto é, não existe quantidade significativa de radionuclídeo livre junto ao radiofármaco. O radiofármaco será assimilado na região de interesse clínico, mas o radionuclídeo livre não será.
A pureza radionuclídica significa que, além do radionuclídeo de interesse, não existem outros radionuclídeos em quantidades significativas junto ao radiofármaco.
�99�
A ausência do “m” de metaestável indica que houve decaimento de �99�� para �99�, por meio da emissão gama.
EXEMPLO
Após fazer a eluição do �99��, pequenas quantidades de �99� e de �99� são encontradas na solução salina. Os radionuclídeos �99� e �99� puros reduzem a qualidade da imagem caso estejam presentes em grandes quantidades, uma vez que aumentam a intensidade da radiação de fundo. Lembre-se de que utilizamos �99��, e não o �99�.
ATIVÍMETRO
Equipamento pertinente à radiofarmácia, responsável pela medição da atividade (dose) da amostra radioativa (radionuclídeo e/ou radiofármaco). Será mais detalhado no módulo 2.
Uma forma de testar a pureza radioquímica é utilizando a técnica de cromatografia de camada delgada (CCD). O material utilizado é bastante simples, consistindo em papel absorvente Whatman, acetona pura como solvente e o ativímetro do próprio serviço. O teste é baseado na difusão das substâncias através do papel e na atividade medida em cada pedaço de papel.
Por exemplo, para o MDP podemos resumir o procedimento da seguinte forma:
	Teste de pureza para o MDP
	Passo 1
	Preparam-se duas tiras de papel absorvente, uma com 1cm de largura e 8cm de altura, e a outra com 1,5cm de largura e 12,5cm de altura.
	Passo 2
	Na tira menor, a 1cm de sua base, aplica-se com uma agulha fina uma pequena gota da solução a ser testada (o radiofármaco pronto para uso).
	Passo 3
	Na tira maior, a 1,5cm de sua base, aplica-se com uma agulha fina uma pequena gota da solução a ser testada (o radiofármaco pronto para uso).
	Passo 4
	Aplica-se uma pequena camada de acetona na fita menor e, em seguida, a fita é colocada na posição vertical em um recipiente fechado.
	Passo 5
	Aplica-se uma pequena camada de solução de ���� 0,9% na fita maior e, em seguida, a fita é colocada na posição vertical em um recipiente fechado.
	Passo 6
	Após o tempo de espera, a fita menor é cortada a 4cm da base e a maior a 7cm da base.
	Passo 7
	Utilizando um ativímetro, as atividades de cada pedaço das fitas são medidas.
	Passo 8
	Calcula-se o percentual de atividade (A%) dos pedaços cortados em relação ao tamanho total de suas respectivas tiras, ou seja, o percentual do pedaço de 4cm em relação à fita de 8cm e o percentual do pedaço de 7cm em relação à fita de 12cm.
	Passo 9
	Calcula-se a pureza radioquímica da seguinte forma: pureza = 100 - �1% - �2%.  A pureza radioquímica deverá ser maior ou igual a 90%.
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Outro teste importante é o de pH. Se a solução preparada estiver muito ácida ou muito básica, poderá trazer danos à saúde do paciente. O teste de pH pode ser realizado com um kit próprio, no qual tirinhas de papel são comparadas a uma escala colorida ou com aparelho eletrônico dedicado.
CAMADA SEMIRREDUTORA
Espessura de determinado material para atenuar a intensidade de um feixe com determinada energia à metade.
TESTE DE AVALIAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE �99� NO ELUATO DE �99��
Utilizando materiais bem simples, é possível realizar a avaliação da quantidade de �99� nos radiofármacos já preparados. São utilizados um ativímetro, uma amostra do radiofármaco ou do eluato e um castelo de chumbo capaz de atenuar a radiação do �99� em uma camada semirredutora (CSR). O castelo de chumbo é suficiente para atenuar totalmente a radiação proveniente do tecnécio, mas apenas a metade da radiação proveniente do molibdênio. O procedimento é o seguinte:
Ajusta-se a janela de medição do ativímetro para �99� e em seguida é medida a atividade (���) da amostra dentro do castelo de chumbo.
Depois, retira-se a amostra do castelo de chumbo e ajusta-se a janela de medição do ativímetro para �99�� e mede-se a atividade da amostra (���) sem o castelo de chumbo.
A concentração percentual de �99� será dada por: �% = 200× ��� ���.
No Brasil, não existem limites estabelecidos para esse teste. Entretanto, podemos utilizar o limite estabelecido pela Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA - International Atomic Energy Agency). Assim, a concentração percentual (C%) não deverá ser superior a 0,015%.
CARACTERÍSTICAS ESSENCIAIS DE UMA RADIOFARMÁCIA
As dependências das radiofarmáciasdevem ser pensadas de forma que seja possível a manipulação correta e segura dos radiofármacos. Toda instrumentação necessária à manipulação deverá estar presente. Também são indispensáveis os cuidados com as superfícies, que deverão ser de fácil descontaminação.
Foto: Giovane de Jesus TeixeiraCapela para manipulação dos radionuclídeos e/ou radiofármacos. Os objetos amarelos são castelos para transporte de seringas com radiofármacos preparados para administração.
Deverá haver blindagens suficientes para garantir a manipulação segura dos radiofármacos, blindagens adequadas para o transporte dos radiofármacos (castelos) até o local onde serão utilizados, blindagens para armazenamento dos radionuclídeos e local blindado adequado para descarte de materiais contaminados (rejeitos radioativos), separando-os de acordo com o radionuclídeo contaminante.
Foto: Giovane de Jesus Teixeira
Depósito de rejeitos.
PANCAKE
Detector Geiger-Müller com janela terminal específica para verificação de superfícies.
Destacamos a seguir alguns itens importantes acerca da estrutura e das ferramentas nas dependências das radiofarmácias:
	A radiofarmácia deve estar próxima à sala de administração de radiofármacos, para evitar a circulação de material pelo serviço.
	Local de guarda de material radioativo devidamente blindado, que deve ser mantido trancado para evitar acesso indevido.
	Bancadas feitas com material liso, não poroso, lavável e de fácil descontaminação. Deverão estar cobertas com plástico e papel absorvente. Dessa forma, um derramamento leve pode ser facilmente resolvido pela troca do material de cobertura da bancada.
	Pia com profundidade de 40cm, dotada de torneira que possa ser aberta e fechada sem utilizar as mãos. A pia deve ser funda para que seja possível lavar os objetos contaminados sem que os respingos se espalhem pelo ambiente. Da mesma forma, as mãos podem estar contaminadas e abrir a torneira utilizando-as seria uma forma de contaminar a torneira, podendo contaminar outras pessoas.
	Piso liso, impermeável, sem emendas, com cantos arredondados, facilitando a descontaminação caso se derrame material radioativo sobre ele.
	Depósito de rejeitos que permita a separação de rejeitos considerando o radionuclídeo contaminante e o tipo de material.
	Ativímetro, para uso nas preparações e nos testes de contaminação.
	Sonda de superfície (pancake), para investigar possíveis contaminações.
	Sinalização na porta de entrada com o símbolo internacional de radiação ionizante, lista de radionuclídeos presentes e suas respectivas atividades, nome e telefone dos responsáveis pelo serviço e pela proteção radiológica.
	Instruções e procedimentos de emergência fixados nas paredes internas da radiofarmácia.
	Capela com exaustão e blindagem e demais blindagens para a manipulação de materiais radioativos.
	Vestimentas de proteção individual, incluindo sapatilha, avental, touca e luvas descartáveis.
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
BIODISTRIBUIÇÃO DOS RADIOFÁRMACOS
Agora, o professor Giovane Teixeira falará um pouco mais sobre a biodistribuição dos radiofármacos.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
Parte superior do formulário
1. A RADIOFARMÁCIA INDUSTRIAL ESTÁ RELACIONADA AO LOCAL ONDE SÃO PRODUZIDOS RADIONUCLÍDEOS EM ESCALA INDUSTRIAL. ELA É RESPONSÁVEL PELA DISTRIBUIÇÃO
para radiofarmácias centralizadas e farmácias de bairro.
apenas para farmácias hospitalares.
para farmácias hospitalares e farmácias centralizadas.
para radiofarmácias centralizadas e radiofarmácias hospitalares.
apenas para radiofarmácias centralizadas.
Parte inferior do formulário
Parte superior do formulário
2. O MESMO RADIONUCLÍDEO PODE SER UTILIZADO PARA IMAGENS DE ÓRGÃOS DIFERENTES, DESDE QUE
utilizado puro.
utilizado como solução salina.
seja o tecnécio.
utilizado marcando o fármaco correspondente ao órgão que se deseja estudar.
não seja o tecnécio.
Parte inferior do formulário
GABARITO
1. A radiofarmácia industrial está relacionada ao local onde são produzidos radionuclídeos em escala industrial. Ela é responsável pela distribuição
A alternativa "D " está correta.
A produção em escala industrial pode ser distribuída diretamente à radiofarmácia hospitalar, ou então passar por uma radiofarmácia centralizada para posterior distribuição às farmácias hospitalares.
2. O mesmo radionuclídeo pode ser utilizado para imagens de órgãos diferentes, desde que
A alternativa "D " está correta.
Cada radiofármaco possui afinidade com um órgão específico em função de suas características químicas. Por exemplo, o radiofármaco �99�� - ��� é utilizado na cintilografia óssea, pois o MDP (ácido medrônico) é captado pelos ossos, levando consigo o �99��.
MÓDULO 2
Identificar os principais equipamentos utilizados em medicina nuclear e os sistemas de detecção das radiações ionizantes
DETECTORES GASOSOS
São detectores nos quais dois eletrodos polarizados opostamente por uma tensão elétrica contínua estão em uma atmosfera gasosa e um gás é utilizado como sensor. Quando a radiação ionizante interage com o gás, provoca sua ionização e cargas elétricas surgem nos eletrodos como consequência, gerando um pulso.
TEMPO DE DETECÇÃO
É o tempo que demora para uma partícula ser detectada, ou seja, para formar um pulso.
TEMPO MORTO
É chamado tempo morto o intervalo de tempo necessário entre a formação de um pulso e o sistema estar pronto para detectar outro pulso.
O tempo de resposta de qualquer sistema de detecção é o tempo de detecção somado ao tempo morto
Os detectores gasosos funcionam, basicamente, contabilizando a carga elétrica detectada por seus eletrodos. A intensidade da tensão elétrica aplicada nos eletrodos modifica totalmente o comportamento do detector. Adiante, o gráfico mostrará o efeito dessa tensão. Ignoraremos a influência da composição do gás, da temperatura e da pressão, variando apenas a tensão elétrica.
Gráfico: Curva de polarização de detectores gasosos. A região de saturação Iônica é utilizada pelas câmaras de ionização. A região Geiger-Müller é utilizada por detectores com o mesmo nome.
Extraído de: TAUHATA et al., 2013, p. 136.
Podemos perceber no gráfico que o eixo Y se refere à intensidade do pulso elétrico gerado pela ionização do gás quando interage com a radiação. O eixo X representa a tensão elétrica aplicada entre os eletrodos.
Na região de saturação iônica, podemos perceber que o pulso elétrico sempre será aproximadamente constante para dada faixa de tensão. É a região de trabalho das câmaras de ionização. Isso confere a elas grande estabilidade e precisão, uma vez que a resposta não se altera quando a tensão elétrica varia.
A constância no pulso permite que as câmaras de ionização atinjam a estabilidade muito rapidamente, o que reduz seu tempo de resposta. Outra vantagem das câmaras de ionização é que conseguem funcionar em campos de radiação ionizante com valores de fluência muito altos. Esses detectores devem possuir o volume sensível adequado para o campo de radiação que se deseja medir.
Ainda observando o gráfico anterior, dessa vez na região Geiger-Müller, percebemos que não existe constância no pulso. Variando-se a tensão elétrica, o pulso também varia e isso faz com que os detectores Geiger-Müller possuam grande incerteza na medição.
Em compensação, nessa região ocorre o chamado efeito avalanche. Esse efeito faz com que uma pequena quantidade de radiação, que gera um pulso com baixa intensidade, resulte em uma amplitude de pulso muito grande. São detectores com alta sensibilidade, mas o efeito avalanche também lhes proporciona grandes tempos de resposta.
O efeito avalanche é particularmente inconveniente quando se realiza medições com campos de radiação ionizante com valores de fluência muito grandes. O detector satura de forma muito rápida, impossibilitando a monitoração da dose.
CONTADOR GEIGER-MÜLLER
Em medicina nuclear, as fontes são abertas e, portanto, podem contaminar as superfícies. Como parte do Programa de Garantia da Qualidade (PGQ), a monitoração das superfícies com possibilidade de contaminaçãodeve ser realizada com o uso de um detector Geiger-Müller do tipo pancake.
Foto: Giovane de Jesus Teixeira.Pancake Geiger-Müller
Cada partícula de radiação ionizante detectada gera um pulso no detector. A taxa de partículas detectadas é registrada pelo equipamento e a unidade é de contagens por segundo ou contagens por minuto.
As imagens mostram detectores Geiger-Müller para medição de equivalente de dose ambiente, também chamados de monitor de ambiente. Os monitores de ambiente são particularmente úteis em medicina nuclear na monitoração de pacientes durante a internação para terapia.
Foto: Shutterstock.com
Detector Geiger-Müller na configuração de monitor de dose com mostrador analógico.
Foto: Shutterstock.com
Detector Geiger-Müller na configuração de monitor de dose com mostrador digital.
VOCÊ CONHECE AS VANTAGENS E AS DESVANTAGENS DOS DETECTORES GEIGER-MÜLLER?
Vantagem Desvantagem
VANTAGEM
Os detectores Geiger-Müller possuem a vantagem de serem muito sensíveis e, por isso, ideais para detectar contaminação. Outra vantagem é a diversidade de radiações ionizantes que podem detectar, tais como α, β, γ e X.
DESVANTAGEM
As maiores desvantagens desses detectores são o alto tempo de resposta, cerca de 20s ou mais, e o nível de incerteza em suas medições, que pode chegar a 20%.
ATENÇÃO
O uso de qualquer instrumento de medição está associado a uma calibração e no caso do Geiger-Müller não é diferente. A cada dois anos, é necessário que seja realizada a calibração desses detectores. A calibração é a verificação das leituras realizadas pelo instrumento em relação a um padrão. O Geiger-Müller é calibrado com uma fonte padrão de césio 137 (�137�). No Brasil, o procedimento deve ser realizado por um laboratório acreditado pelo Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO).
ATIVÍMETRO
O ativímetro, também chamado de calibrador de dose ou curriômetro, é o equipamento utilizado para determinar a atividade em uma amostra contendo determinado radionuclídeo. É utilizado para preparar as doses de radiofármacos que serão administrados aos pacientes de acordo com a prescrição. Também é utilizado para determinar a atividade em uma amostra contaminada.
Como pode ser visto, o ativímetro é composto por uma câmara de ionização do tipo poço, na qual são inseridos os materiais cuja atividade se deseja determinar.
Foto: Romainbehar / Wikimedia Commons / Domínio PúblicoAtivímetro. O cilindro à direita é a câmara de ionização tipo poço onde se colocam as amostras.
Os ativímetros necessitam de verificação periódica. A avaliações da qualidade devem abordar os seguintes aspectos (CNEN, 2013):
REPETIBILIDADE
Teste realizado na aceitação do equipamento, após manutenção ou quando os valores estiverem fora do intervalo de tolerância em relação ao de referência. São utilizadas fontes padronizadas contendo diferentes radionuclídeos, constando pelo menos dois dos três listados a seguir: bário 133 (�133�), césio 137 (�137�) e cobalto 57 (�57�).
AJUSTE DO ZERO
Verificação do valor zero diariamente caso o equipamento permita.
RADIAÇÃO DE FUNDO
Verificação da radiação de fundo diariamente, cujo valor pode variar até 20%.
ALTA TENSÃO
Teste realizado diariamente, quando o equipamento possuir essa função. A tensão não deverá variar mais do que 1%.
EXATIDÃO E PRECISÃO
Verificação semestral do valor da atividade das fontes padrão. A exatidão não deve variar mais do que 10% e a precisão deve variar no máximo 5%.
TESTE DE GEOMETRIA
Verificação anual do fator de calibração utilizando recipientes com formatos diferentes usados normalmente no serviço. O fator de calibração para cada um é avaliado, verificando se está correto.
TESTE DE LINEARIDADE
Verificação anual do valor das medições realizadas utilizando uma fonte com meia-vida curta, testando se o valor mantém uma variação de até 10%.
DETECTORES POR CINTILAÇÃO
Alguns materiais emitem luz na presença de radiação eletromagnética ionizante. Cintilação é a emissão de luz que, no nosso caso, é induzida por um fóton de radiação ionizante (raios X, radiação gama).
O conceito básico de um detector por cintilação é converter o sinal que chega por meio de radiação ionizante em luz e, posteriormente, submeter essa luz a um tubo fotomultiplicador. Esse tubo converte o sinal luminoso em um pulso elétrico e o intensifica. Ao final do processo, teremos um sinal elétrico com grande intensidade, que será processado da forma que for mais conveniente.
Imagem: Harp / Wikimedia Commons / Domínio PúblicoSistema de cintilação e fotomultiplicadora.
A imagem é um esquema de funcionamento do sistema de cintilação. Um cristal cintilado capta um fóton gama ou X e emite um fóton de luz. Esse fóton de luz é direcionado ao tubo fotomultiplicador. Tubos fotomultiplicadores reais podem ser observados a seguir.
Foto: Shutterstock.com
Tubo fotomultiplicador
Foto: Philipp Bielefeldt / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0
Tubo fotomultiplicador
No interior do tubo, o fóton encontra o fotocátodo, que o absorve e emite elétrons. Esses elétrons são direcionados a uma série de estruturas chamadas dínodos. Para cada elétron que chega a um dínodo, são emitidos vários outros. Aos poucos, a cada dínodo, a quantidade de elétrons vai aumentando, até chegar a uma quantidade enorme de elétrons no anodo, que está no final do tubo.
O sinal que chega no cristal com pouca intensidade sai do tubo com altíssima intensidade e, em seguida, é processado pela eletrônica do sistema.
Vantagens
As maiores vantagens dos detectores por cintilação são a alta sensibilidade e a grande precisão.
Desvantagens
As maiores desvantagens são seu alto custo e a fragilidade do cristal.
Alguns equipamentos em medicina nuclear operam com sistema de cintilação. A grande sensibilidade do sistema permite que a quantidade de radiofármaco administrada ao paciente possa ser reduzida, assim como o tempo de aquisição dos dados.
Após todas as etapas descritas até aqui, o sinal eletrônico ainda precisa ser processado. Se for em um sistema para realização de imagens diagnósticas, haverá diversas fotomultiplicadoras associadas a um cristal cintilador de tamanho grande. Esses sinais deverão ser processados por um computador, que irá construir a imagem final. Se for em um sistema que possui apenas uma fotomultiplicadora, dedicado a contagens de pulsos, como uma sonda de captação, o sinal é processado por um circuito eletrônico.
Independentemente da aplicação, cada fotomultiplicadora necessita de um circuito chamado pré-amplificador para que funcione corretamente. O pré-amplificador faz o acoplamento eletrônico entre a fotomultiplicadora e os circuitos subsequentes, em um processo conhecido como casamento de impedância.
O pré-amplificador também está associado a um ganho na intensidade do sinal. Essa característica é muito importante. Em sistemas de contagem de pulsos, o ajuste do ganho do pré-amplificador está diretamente ligado à calibração do equipamento. Qualquer alteração nesse ganho altera o valor da leitura.
Já em sistemas de imagem, que chegam a possuir dezenas de tubos fotomultiplicadores, cada tubo deverá ter o ganho de seu pré-amplificador ajustado para fornecer uma uniformidade na detecção da radiação.
EXEMPLO
Os equipamentos de cintilografia (SPECT, de single photon emmission computadorized tomography), também conhecidos como gama-câmaras, possuem um arquivo em seu computador de controle, no qual consta uma tabela com os valores de ajuste de ganho para cada uma de suas fotomultiplicadoras. Assim, cada vez que um pré-amplificador necessitar ser substituído, essa tabela deverá ser ajustada.
No SPECT, se o ganho de um dos seus pré-amplificadores for muito superior aos demais, formará uma mancha na imagem, indicando de forma incorreta que existe maior concentração de radionuclídeo naquela posição especificamente. Caso contrário, se o ganho for ajustado para um valor menor, também formará uma mancha que, nesse caso, indicará incorretamente uma menor quantidade de radionuclídeo naquela posição específica.
Imagem: Shutterstock.com
SONDA DE CAPTAÇÃO
Captaçãoé o percentual de determinada dose de radiofármaco que um órgão consegue assimilar. É uma informação fundamental para que o médico faça a correta prescrição da dose terapêutica.
A maior parte dos serviços de medicina nuclear que realizam terapia no Brasil o faz apenas com o iodo 131 (�131). Isso significa que a terapia mais realizada é a de tireoide.
A tireoide capta mais de 90% de todo o iodo que ingerimos, o que torna o �131, na forma de iodeto de sódio, perfeito para essa forma de terapia. Basicamente, a terapia de tireoide consiste em dois tratamentos:
Tratamento de hipotireoidismo
Ablação de remanescente de tireoide após tireoidectomia total
Imagem: Shutterstock.com
A tireoide possui a função de produzir dois hormônios, a triiodotironina (T3) e a tiroxina (T4). Esses hormônios regulam o metabolismo do organismo, no entanto, em algumas pessoas, eles são produzidos em quantidades excessivas, o que caracteriza o hipertireoidismo.
O tratamento para hipertireoidismo consiste em reduzir a atividade da tireoide. O paciente, após o tratamento, adquire hipotireoidismo, passando a produzir quantidade de hormônio insuficiente. O hipotireoidismo é facilmente tratado com o uso de hormônios sintéticos.
 SAIBA MAIS
A redução da atividade da tireoide ocorre porque as partículas β- emitidas pelo I131 destroem algumas células da tireoide. Essas partículas têm o alcance de apenas poucos milímetros, o que limita a ação do tratamento à região de captação. Daí a importância em se conhecer o percentual de captação da tireoide, pois a dose correta de radiofármaco é decisiva para o sucesso da terapia.
Em alguns casos de câncer de tireoide, é indicada a tireoidectomia total, isto é, a remoção cirúrgica da tireoide. Entretanto, sempre restam remanescentes de tireoide que precisam ser eliminados. São os casos para os quais é indicada a terapia com I131 para ablação do remanescente de tireoide.
A terapia de ablação necessita de doses de radiofármacos consideravelmente maiores. Enquanto o tratamento de hipertireoidismos utiliza atividades tipicamente de 20mCi, a ablação utiliza tipicamente 300mCi. Essas doses variam de acordo com o valor da captação, entre outros critérios clínicos.
 SAIBA MAIS
Por isso, é necessário que o paciente que faz o tratamento de ablação fique em isolamento em um quarto do hospital devidamente preparado para essa finalidade. A Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) determina que a liberação do paciente em terapia ocorra somente quando a taxa de equivalente de dose direcional for menor do que 0,03mSv/h a uma distância de 2m do paciente.
A sonda de captação, também chamada de cintígrafo linear, é um detector de radiação por cintilação. Com a sonda, é possível determinar a captação de �131 pela tireoide, por exemplo. Para evitar os efeitos da radiação �-, pode ser utilizado o �123, pois é um emissor gama (�) puro. Isso reduz a dose de radiação absorvida pelo paciente e favorece o processo de detecção.
O método da sonda de captação possui quatro etapas:
ETAPA 01
ETAPA 02
ETAPA 03
ETAPA 04
ETAPA 01
É realizada uma contagem apenas da radiação de background (BG) por determinado tempo e é determinada a taxa de contagem, por exemplo, contagem por minuto (CPM).
ETAPA 02
A dose a ser administrada (tipicamente 100μCi) é colocada em um simulador de pescoço e servirá de referência para uma captação de 100%.
ETAPA 03
Descobre-se a contagem em uma região do corpo do paciente que não seja a tireoide, para servir como se fosse o BG do corpo do paciente. Geralmente, é utilizada a coxa do paciente.
ETAPA 04
Determina-se a contagem na tireoide.
O valor da captação é obtido utilizando a seguinte equação:
�����çã� % = ��� �� ���ã� - ��� �� ������� �� ��������� - �� × 100
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Note que os valores de CPM da coxa e de BG são subtraídos dos valores de contagem do órgão e do simulador respectivamente. Esse cuidado é necessário para que os dados de captação reflitam apenas as quantidades presentes na tireoide e no simulador, e não a quantidade no ambiente ou ainda distribuída pelo corpo do paciente.
EXEMPLO
Um paciente sofreu cirurgia de tireoidectomia total e agora, como parte do tratamento, é indicada a terapia para ablação do remanescente da tireoide com I131. É necessário conhecer qual é a capacidade de captação de iodo do remanescente de tireoide para que a dose seja corretamente prescrita.
O exame de captação forneceu os seguintes resultados:
· contagem na coxa igual a 18cpm;
· contagem no simulador igual a 402cpm;
· contagem de BG igual a 5cpm; e
· contagem na tireoide igual a 48cpm.
A captação na tireoide será dada por:
�����çã� % = ��� �� ���ã� - ��� �� ������� �� ��������� - �� × 100
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Sendo assim, podemos substituir os valores:
�����çã� % =  (48-18)(402-5)  × 100
�����çã� % =  7,56%
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
ATENÇÃO
Outro cuidado também é necessário: manter iguais a distância entre o captador e a região na qual a contagem está sendo realizada.
Ainda, é válido lembrar que o paciente deve fazer dieta com supressão de iodo alguns dias antes de realizar a captação ou terapia. O iodo contido nos alimentos pode competir com a captação do iodo administrado, levando a um resultado incorreto. A dieta garante que os valores de captação estão corretos e que o radiofármaco será corretamente absorvido pela tireoide.
Fonte: Shutterstock.comPaciente posicionada no captador de tireoide
QUI-QUADRADO
Teste estatístico de distribuição utilizado para análises quantitativas.
 SAIBA MAIS
A sonda de captação deve estar submetida a controles da qualidade periódicos. A legislação brasileira (CNEN, 2013) estabelece que o teste do qui-quadrado deverá ser realizado semestralmente e os valores obtidos devem estar entre 5% e 95%.
DETECTORES UTILIZADOS EM MEDICINA NUCLEAR
O professor Giovane Teixeira abordará a utilização dos detectores em medicina nuclear.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
Parte superior do formulário
1. O ATIVÍMETRO POSSUI SEU FUNCIONAMENTO BASEADO EM UM DETECTOR DO TIPO
gasoso.
líquido.
Geiger-Müller.
cintilador.
sólido.
Parte inferior do formulário
Parte superior do formulário
2. UMA CINTILOGRAFIA DE TIREOIDE FOI REALIZADA PARA DETERMINAR O VALOR DO PERCENTUAL DE CAPTAÇÃO. FORAM ENCONTRADAS AS SEGUINTES CONTAGENS: 24CPM NA COXA, 12CPM NO BG, 423CPM NO FANTOMA, 404CPM NA TIREOIDE. QUAL O PERCENTUAL DE CAPTAÇÃO?
96%
93%
90%
10,8%
11,8%
Parte inferior do formulário
GABARITO
1. O ativímetro possui seu funcionamento baseado em um detector do tipo
A alternativa "A " está correta.
O ativímetro possui uma câmara de ionização do tipo poço, sendo assim, é um detector gasoso.
2. Uma cintilografia de tireoide foi realizada para determinar o valor do percentual de captação. Foram encontradas as seguintes contagens: 24cpm na coxa, 12cpm no BG, 423cpm no fantoma, 404cpm na tireoide. Qual o percentual de captação?
A alternativa "B " está correta.
Utilizando a seguinte equação:
�����çã� % = ��� �� ���ã� - ��� �� ������� �� ��������� - �� × 100
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Temos:
�����çã� % =  (404 - 24)(423 - 12)  × 100 = 92,45% ≅ 93%
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
MÓDULO 3
Descrever o funcionamento da gama-câmara e seu sistema de detecção
GAMA-CÂMARA
Também conhecida como câmara Anger, a gama-câmara é um equipamento capaz de fornecer imagens tomográficas a partir de pacientes ao quais foram administrados radiofármacos emissores de radiação gama. Como uma forma de fazer referência à emissão gama, diferenciando-se das modalidades que utilizam pares de fótons produzidos por aniquilação, podemos ainda chamar o equipamento de tomógrafo computadorizado por emissão de fóton único, SPECT. Esse equipamento necessita de um sistema de cintilação para seu funcionamento, conforme veremos a seguir.
DETECTORES À CINTILAÇÃO
Um detector com esse sistema écomposto por um cristal cintilador, um tubo fotomultiplicador e um pré-amplificador. Basicamente:
A radiação gama é convertida em luz pelo cristal cintilador
Essa luz é convertida em elétrons pelo tubo fotomultiplicador
Que faz a multiplicação da quantidade de elétrons inicial
O sinal inicial adquire uma intensidade muito grande, sendo direcionado ao pré-amplificador.
Os equipamentos SPECT possuem um conjunto de diversos tubos fotomultiplicadores dispostos lado a lado. Os tubos são associados a um único cristal cintilador e um colimador. Esse conjunto forma uma cabeça da gama-câmara. Existem equipamentos com até três cabeças, reduzindo o tempo de exame.
Imagem: Paulo Cesar Baptista Travassos.Representação do esquema de detecção do SPECT.
Imagem: Shutterstock.comEsquema de um equipamento SPECT com duas cabeças de detecção (superior e inferior ao paciente).
O formato de cada tubo fotomultiplicador, assim como sua disposição espacial, é fundamental para a uniformidade da imagem. A seguir, podemos ver alguns tipos de arranjos. Existem tubos fotomultiplicadores com perfis hexagonal, quadrado, circular, entre outros.
FORMAS DIFERENTES DE FOTOMULTIPLICADORES EM SPECT
Imagem: Paulo Cesar Baptista Travassos.
PERFIL CIRCULAR
Imagem: Paulo Cesar Baptista Travassos.
PERFIL QUDRADO
Imagem: Paulo Cesar Baptista Travassos.
PERFIL HEXAGONAL
Repare que os fotomultiplicadores com perfil circular permitem espaços vazios entre eles, o que não acontece com os hexagonais e os quadrados.
Imagens: Shutterstock à esquerda. Philipp Bielefeldt / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0 à direita.
TUBOS FOTOMULTIPLICADORES
COLIMADORES
Os colimadores são estruturas removíveis que possuem o objetivo de diminuir os efeitos da radiação espalhada na imagem. A próxima imagem mostra um esquema, no qual é possível notar a posição do colimador. A vista lateral ampliada mostra as estruturas radiopacas que bloqueiam a radiação espalhada. Apenas feixes de radiação paralelos ao colimador, ou que possuem a mesma divergência que os colimadores divergentes, conseguem atingir o cristal de cintilação.
Imagem: Paulo Cesar Baptista Travassos.Desenho esquemático do colimador sendo destacado do sistema e depois girado, exibindo sua lateral, e, no final, demonstração de sua estrutura interna composta por lâminas de material radiopaco (em preto).
Os colimadores podem ser de alta ou de baixa resolução. A diferença consiste apenas na quantidade de lâminas, maior no colimador de alta resolução, sendo utilizado quando se deseja obter imagens com maior detalhamento. Quanto maior for o número de lâminas no colimador, maior será sua atenuação da radiação, fazendo com que seja necessário aumentar o tempo de aquisição da imagem.
Também existem colimadores convergentes, divergentes e pinhole. A imagem mostra cada um deles. Os colimadores convergentes e os divergentes possuem melhor resolução no centro.
Imagem: Paulo Cesar Baptista Travassos. 
Imagem: Paulo Cesar Baptista Travassos.Tipos de colimadores e suas vergências.
COLIMADOR PARALELO
COLIMADOR DIVERGENTE
COLIMADOR CONVERGENTE
COLIMADOR PINHOLE
COLIMADOR PARALELO
Não permite que feixes divergentes ou convergentes atinjam o cristal. A posição que cada raio atinge o cristal corresponde à posição em que foi emitido a partir do paciente.
COLIMADOR DIVERGENTE
Permite que raios emitidos em determinado ponto no paciente atinjam pontos distintos no cristal, sendo muito útil quando se deseja magnificação.
COLIMADOR CONVERGENTE
Permite que raios emitidos em diferentes pontos do paciente atinjam uma mesma região do cristal, aumentando a nitidez da imagem.
COLIMADOR PINHOLE
É um colimador divergente com apenas uma pequena abertura circular. A palavra pinhole vem do inglês pin hole, que pode ser traduzido como furo de agulha. Esse colimador é útil nas ocasiões em que se deseja uma imagem estática, com a mínima contribuição de radiação espalhada possível, por exemplo, em imagens de tireoide.
O pinhole tem como princípio básico a emissão de raios a partir de cada ponto do objeto (paciente) para todas as direções, no entanto, apenas os raios que atingirem exatamente o furo da câmara irão contribuir para a formação da imagem. Por efeito, a imagem formada é invertida. A magnificação ou o aumento da imagem pode ser calculado da seguinte maneira:
Imagem: DrBob / Wikimedia Commons / Domínio PúblicoCâmara escura de orifício: mesmo princípio de funcionamento do colimador pinhole.
�������=����â���� �� ��������� ��é � �����������â���� �� �������� �� ���������
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
ATENÇÃO
Como as imagens são digitais, permitindo sua fácil impressão em qualquer tamanho, esse cálculo não é utilizado na prática. Ele serve apenas para mostrar que, quanto mais próximo o paciente estiver do colimador pinhole, maior será o tamanho da imagem.
Portanto, na rotina de um serviço, é bom realizar esses exames sempre na mesma distância, para que as imagens possam ser comparadas com maior facilidade, quando for o caso.
UTILIZAÇÃO DOS COLIMADORES
Para entender um pouco mais a respeito da detecção por coincidência e a utilização dos colimadores, vamos ouvir o especialista Paulo Travassos.
CARACTERÍSTICAS DOS CRISTAIS DE CINTILAÇÃO
O cristal de cintilação é o principal componente de um equipamento SPECT e ainda é o mais caro. Em alguns casos, quando o cristal se danifica, sua troca é tão dispendiosa que se opta pela substituição do equipamento inteiro.
A função do cristal é converter a radiação gama em luz visível por um processo chamado de fotoluminescência.
Para compreender esse processo, é necessário entender o conceito de bandas de energia, como veremos agora.
Quando pensamos em átomos isolados, o modelo de camadas eletrônicas funciona perfeitamente. Um elétron possui a probabilidade de pertencer a determinada camada eletrônica, ocupando um subnível de energia.
Quando temos muitos átomos próximos entre si, um elétron não pertence mais a um átomo especificamente, mas sim ao conjunto de átomos. Então, o modelo de camadas eletrônicas dá lugar ao modelo de bandas de energia.
Agora, um elétron possui determinada energia para ocupar um nível dentro de um conjunto de estados energéticos possíveis. Se considerarmos determinado material, podemos definir três bandas de energia:
BANDA DE VALÊNCIA
Onde estão os elétrons “presos” nas ligações atômicas.
BANDA PROIBIDA OU BAND GAP OU, SIMPLESMENTE, GAP
Faixa de valores de energia que nenhum elétron pode adquirir.
BANDA DE CONDUÇÃO
Valores de energia necessários para que um elétron possa se deslocar livremente pelo material.
Para efeitos práticos, as bandas de energia são definidas como faixas, onde o maior valor de energia da banda de valência define a banda de valência e o menor valor da banda de condução define essa banda, e os valores intermediários definem o gap. A imagem demonstra essas faixas de energia para determinado material.
Imagem: Paulo Cesar Baptista Travassos.Representação das bandas de energia.
No SPECT, a fotoluminescência ocorre quando um fóton gama transfere energia para um elétron, energia suficiente para ele saltar da banda de valência para a banda de condução. Pelo princípio de exclusão de Pauli, todos os estados de energia mais baixos devem estar ocupados para que um estado mais alto seja ocupado. Assim, quando um elétron abandona a banda de valência, outro elétron deverá ocupar seu lugar.
Conclui-se que um elétron da banda de condução deverá perder energia para ocupar o estado que ficou desocupado na banda de valência. Essa perda de energia é feita com a emissão de um fóton, que possui energia em quantidade igual àquela que o elétron deverá perder. A menor quantidade de energia possível é exatamente o valor do gap do material, vejamos:
Esquema simplificado da fotoluminescência
No caso dos cristais utilizados no SPECT, a energia do fóton emitido é compatível com o espectro visível. Note no esquema anterior que existe um faixa de valores possíveis para a emissão de energia. Essa faixa compreende o espectro de emissão de determinadomaterial. Na próxima imagem, temos o espectro de emissão de um cristal de iodeto de sódio, dopado com tálio, onde podemos ver que a faixa de emissão ocorre entre 330nm e 550nm (nanômetros – 10-9 metros), com maior intensidade para o comprimento de onda do azul, aproximadamente 430nm.
A diferença de energia entre o estado inicial e o estado final do elétron que sai da banda de condução e vai para a banda de valência é igual à energia do fóton emitido, que pode ser calculada por:
∆�=ℎ×�
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Nessa fórmula, h é a constante de Planck e ν(Ni, letra do alfabeto grego que representa a frequência), a frequência da radiação emitida. Em termos de comprimento de onda (λ(Lâmbda, letra do alfabeto grego que representa o comprimento de onda. )) e da velocidade da luz (c), temos:
∆�=ℎ×��
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Gráfico: Espectro de cintilação do NaI(Tl): o eixo vertical corresponde à intensidade (quantidade); o eixo horizontal, ao comprimento de onda emitido. Note que o comprimento de onda mais emitido é em torno de 430nm, correspondendo ao espectro da cor azul.
Elaborado por: Roseane Bahiense
ATENÇÃO
Para ocorrer a excitação do elétron da banda de valência, esse elétron deverá absorver, no mínimo, energia suficiente para vencer o gap do cristal. Deverá receber o valor de energia referente ao gap mais a energia necessária para que ele atinja o nível mais alto da banda de valência.
Após a luminescência, o sinal luminoso deverá ser captado pelo fotocátodo do tubo fotomultiplicador. O fotocátodo possui um espectro de absorção, ou seja, determinados comprimentos de onda são melhor absorvidos do que outros. Se tomarmos como exemplo o espectro de emissão do NaI(Tl), o melhor tubo fotomultiplicador para esse cristal seria um com espectro de absorção com pico próximo ao 430nm.
Imagem: CAMARGO, 2015.Esquema de funcionamento do tubo fotomultiplicador
Repare que a luz emitida pelo cristal deve ser captada pelo fotocátodo. Nessa imagem, o cristal possui o mesmo diâmetro do fotomultiplicador, mas no SPECT o cristal é grande o suficiente para cobrir todos os fotomultiplicadores ao mesmo tempo.
O fotocátodo converte o sinal luminoso em elétrons, sendo direcionados a uma sequência de dínodos. A interação com cada dínodo aumenta a quantidade de elétrons e no final o sinal é muito mais intenso do que no início. Esse sinal é direcionado a um circuito pré-amplificador e depois é processado por um computador, reunindo as informações de cada conjunto fotomultiplicador, e a imagem é construída.
ANÁLISE DO ESPECTRO DE ENERGIA
Os sistemas de cintilação são eficientes para discriminar a energia dos fótons detectados. Em linhas gerais, podemos dizer que, quanto maior for a energia do fóton gama detectado, maior será a intensidade do sinal elétrico que sai do tubo fotomultiplicador. Com isso, os sistemas eletrônicos do SPECT organizam os sinais detectados em canais, com cada canal representando uma faixa de energia detectada.
Assim, podemos obter um gráfico do número de contagens para cada canal de energia, isto é, a quantidade de fótons em cada faixa de energia. O gráfico formado a partir dessas informações é chamado de espectro. Veremos na sequência um resultado típico para o gráfico de contagens por canal, realizado com uma amostra padrão de Cs137.
Como a amostra padrão possui espectro bem conhecido, ela é ajustada para se definir a faixa de energia exata para cada canal. Perceberemos que o espectro do césio possui um pico em aproximadamente 700keV. À esquerda desse pico, também observamos contagens, entretanto, atribui-se ao efeito Compton nesse caso. O pico de 700keV do césio é chamado de fotopico do césio.
Gráfico: Espectro para o Cs137 obtido por sistema de cintilação.
Extraído de: Kolbasz / Wikimedia Commons / Domínio Público
ATENÇÃO
Para que se detecte apenas as emissões correspondentes ao radionuclídeo utilizado no exame, eliminando interferências de sinais espúrios, o SPECT contabiliza apenas os sinais correspondentes à energia desse radionuclídeo. É necessário informar ao aparelho qual é a janela de energia que será utilizada no exame. Esse procedimento é chamado de ajuste de janela de energia. Geralmente, é utilizado como referência o fotopico gerado pelo radionuclídeo usado no exame.
TESTES OBRIGATÓRIOS PARA A GAMA-CÂMARA
De acordo com a legislação vigente, alguns testes de constância devem ser obrigatoriamente realizados na ocasião da instalação do equipamento (testes de aceitação), após reparos ou na periodicidade determinada para cada teste.
Vejamos, detalhadamente, cada teste obrigatório de acordo com sua periodicidade:
	Diariamente
	Inspeção visual da integridade física do sistema
	Avalia-se a condição geral do equipamento, procurando falhas, danos ou outros problemas visíveis.
	Uniformidade intrínseca ou extrínseca, de campo integral e diferencial para baixa densidade de contagem
	Utiliza-se uma fonte com baixa atividade para obter a uniformidade do sistema. A intrínseca é realizada sem colimador e a extrínseca com colimador. Se for teste de aceitação, todos os colimadores deverão ser utilizados.
	Centralização e largura da janela energética para cada radionuclídeo
	Diariamente ou quando se modifica o radionuclídeo utilizado, deve-se realizar o ajuste da janela de detecção, também conhecido como ajuste do fotopico.
	Radiação de fundo da sala de exame
	Deve-se verificar a radiação de fundo presente na sala de exame. uma pequena camada de acetona na fita menor e, em seguida, a fita é colocada na posição vertical em um recipiente fechado.
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
	Mensalmente
	Uniformidade intrínseca de campo integral e diferencial, se o equipamento dispuser dessa função, para alta densidade de contagem
	Realiza-se o teste de uniformidade para altas taxas de contagem. Recomenda-se o uso do radionuclídeo mais utilizado no serviço.
	Resolução e linearidade espacial intrínsecas
	Testa-se a resolução espacial intrínseca (sem colimador) utilizando simulador com padrão de barras.
	Centro de rotação da câmara SPECT
	Realiza-se o teste do sinograma para verificar o eixo de rotação do aparelho.
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
	Anualmente
	Uniformidade intrínseca para nuclídeos diferentes de �99��
	Faz-se o teste anterior para cada radionuclídeo utilizado no serviço.
	Uniformidade intrínseca com janelas energéticas assimétricas
	Verifica-se na imagem se houve hidratação do cristal de cintilação.
	Resolução e linearidade espacial planar extrínsecas
	Realiza-se o teste anterior, mas, dessa vez, para cada colimador paralelo e de baixa energia do serviço.
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
RESOLUÇÃO ENERGÉTICA
Testa-se a capacidade da câmara distinguir fótons com energias diferentes e próximas.
RESOLUÇÃO ESPACIAL PARA FONTES MULTIENERGÉTICAS, QUANDO APLICÁVEL
Semestralmente, quando se utiliza radionuclídeos com mais de um fotopico.
CORREGISTRO ESPACIAL DE IMAGENS PARA FONTES MULTIENERGÉTICAS, QUANDO APLICÁVEL
Verifica-se o registro espacial com fontes com mais de uma energia.
SENSIBILIDADE PLANA OU TOMOGRÁFICA
Testa-se a contagem da câmara para uma fonte com atividade conhecida.
TAXA MÁXIMA DE CONTAGEM
Realiza-se o teste intrinsecamente.
VERIFICAÇÃO DE DEFEITOS NA ANGULAÇÃO DOS FUROS DE TODOS OS COLIMADORES
Verificam-se todos os colimadores divergentes e convergentes.
VELOCIDADE DA MESA DE EXAME DO EQUIPAMENTO NA VARREDURA DE CORPO TOTAL
Verifica-se a integridade do sistema de movimentação da mesa.
UNIFORMIDADE DE CAMPO INTEGRAL E DIFERENCIAL EXTRÍNSECA DO SISTEMA, SE O EQUIPAMENTO DISPUSER DESSA FUNÇÃO, PARA TODOS OS COLIMADORES EM USO
Testam-se todos os colimadores do serviço.
DESEMPENHO GERAL DA CÂMARA SPECT
Realizam-se testes com objetos simuladores.
	Semestralmente
	Resolução energética
	Resolução espacial para fontes multienergéticas, quando aplicávelCorregistro espacial de imagens para fontes multienergéticas, quando aplicável
	Sensibilidade plana ou tomográfica
	Taxa máxima de contagem
	Verificação de defeitos na angulação dos furos de todos os colimadores
	Velocidade da mesa de exame do equipamento na varredura de corpo total
	Uniformidade de campo integral e diferencial extrínseca do sistema, se o equipamento dispuser dessa função, para todos os colimadores em uso
	Desempenho geral da câmara SPECT
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
Os testes a seguir devem ser realizados somente no aceite ou após reparos:
· Teste de tamanho do pixel.
· Verificação do funcionamento do sistema computacional e dos periféricos.
· Verificação da marcação do tempo pelo computador em estudos dinâmicos.
· Verificação da aquisição sincronizada com sinais fisiológicos.
· Verificação da blindagem do sistema de detecção.
Os testes de constância e de qualidade da imagem não devem ser entendidos apenas como requisitos regulatórios, mas sim como uma necessidade do serviço.
Devem entrar para a rotina de forma natural, melhorando a qualidade geral do serviço e a segurança de pacientes e trabalhadores. Essas ações garantem, além da qualidade da imagem, um diagnóstico viável, com a mínima dose de radiação possível.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
Parte superior do formulário
1. ASSINALE A ÚNICA OPÇÃO CORRETA A RESPEITO DO SPECT:
O cristal cintilador emite radiação gama que será direcionada ao tubo fotomultiplicador.
O tubo fotomultiplicador gera elétrons e os multiplica.
Os elétrons gerados pelo fotomultiplicador são direcionados ao cristal de cintilação.
Todo cintilador possui formato hexagonal.
O SPECT funciona com radiação beta e gama.
Parte inferior do formulário
Parte superior do formulário
2. PARA QUE OCORRA O PROCESSO DE LUMINESCÊNCIA EM UM CRISTAL CINTILADOR, UM ELÉTRON DA BANDA DE VALÊNCIA DEVE ABSORVER ENERGIA
suficiente para levá-lo ao primeiro nível da banda de valência, mais energia para superar o gap.
suficiente para levá-lo ao último nível da banda de valência, menos energia para superar o gap.
suficiente para levá-lo ao último nível da banda de condução, mais energia para superar o gap.
suficiente para levá-lo ao último nível da banda de condução, menos energia para superar o gap.
suficiente para levá-lo ao último nível da banda de valência, mais energia para superar o gap.
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GABARITO
1. Assinale a única opção correta a respeito do SPECT:
A alternativa "B " está correta.
Os elétrons são gerados pelo cátodo no interior do tubo fotomultiplicador, quando interage com os fótons de luz visível gerados no cristal de cintilação.
2. Para que ocorra o processo de luminescência em um cristal cintilador, um elétron da banda de valência deve absorver energia
A alternativa "E " está correta.
O elétron na banda de valência pode estar em qualquer nível de energia dentro dessa banda. Para que ele possa saltar para a banda de condução, deve ter energia suficiente para ocupar pelo menos o primeiro nível da banda de condução. Essa energia deve ser suficiente para ele chegar ao último nível da banda de valência e ainda vencer o gap do cristal, chegando pelo menos no primeiro nível da banda de condução.
MÓDULO 4
Descrever a modalidade tomografia por emissão de pósitrons e seu princípio físico para aquisição de imagens
PRINCÍPIOS BÁSICOS
O tomógrafo por emissão de pósitrons (PET) possui uma matriz de detectores fixos, dispostos em forma de anel, localizados no interior do gantry do equipamento. É considerado um tomógrafo de quarta geração. Os detectores também são cintiladores e o PET utiliza a técnica de retroprojeção para reconstruir a imagem, entretanto, utilizam o método de detecção por coincidência.
Foto: Liz West / Wikimedia Commons / CC BY 2.0
Equipamento PET.
Imagem: Kieran Maher (à esquerda) e Jens Maus (à direita) / Wikimedia Commons / Domínio Público, adaptada por Gian Corapi
Anéis de detectores que ficam no interior do gantry. Na imagem à esquerda, destacam-se apenas alguns detectores, mas eles estão dispostos por toda a circunferência, conforme mostra a imagem à direita.
DETECÇÃO POR COINCIDÊNCIA
A detecção por coincidência é uma técnica que registra apenas os fótons que foram emitidos simultaneamente. Esses fótons são criados no processo de aniquilação de pósitron-elétron
É administrado ao paciente um radiofármaco marcado com radionuclídeo emissor de partículas β+ (pósitrons). Como sabemos, o alcance dessas partículas é muito curto, ou seja, quando estão em um material, a interação ocorre a poucos milímetros da posição de onde foram emitidas.
A principal interação é a aniquilação pósitron-elétron; as partículas β+, ao encontrarem os elétrons do corpo do paciente, são aniquiladas. A reação de aniquilação emite um par de fótons na mesma direção, mas em sentidos exatamente opostos.
RESUMINDO
É emitido um par de fótons, e cada um segue uma trajetória de 180° em relação ao outro, conforme mostra a imagem.
Imagem: Nuclear Power, adaptado por Gian Corapi.Representação da reação de aniquilação pósitron-elétron. Um pósitron encontra um elétron, dando origem a um par de fótons com energia de 511keV cada um. No canto superior direito da imagem, está a reação de decaimento do �23� em �23�, emitindo um pósitron.
Consideramos que a massa de cada partícula é convertida em energia eletromagnética, os dois fótons. A energia de cada fóton emitido pode ser calculada a partir da equação de Einstein.
�=��2
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Sendo � a massa de repouso do elétron igual a 9,109× 10-31�� e � a velocidade da luz. Substituindo os valores, temos:
�=9,109×10-31×(2,998×108)2=8,187×10-14�
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ISOCENTRO
Local geometricamente equidistante (central) de todos os pontos do detector.
Convertendo a unidade de energia que está em joule para eletrovolt, temos 511,1keV.
Para garantir que o sinal detectado pertence ao par de fótons gerados na mesma aniquilação, o sistema contabiliza apenas fótons detectados simultaneamente em detectores opostos.
Na verdade, existe um pequeno intervalo de tempo de detecção para cada fóton de um mesmo par, pois, apesar de terem sido originados no mesmo local, percorrerão espaços diferentes até seus respectivos detectores. Cabe ressaltar que os eventos de aniquilação não serão gerados necessariamente no isocentro do equipamento.
Imagem: Giovane de Jesus Teixeira.Desenho esquemático mostrando que fótons gerados no mesmo evento podem chegar ao detector em momentos diferentes. O fóton relacionado ao tempo 1 chegará antes ao detector.
Esse intervalo de tempo permite que seja calculada a posição em que ocorreu a aniquilação. Com os dados da contagem de fótons e das posições, a imagem poderá ser reconstruída. A detecção não pode ser feita com uma contagem contínua de tempo, é necessário ajustar no sistema uma janela de tempo de coincidência para detectar pares de fótons do mesmo evento de aniquilação. Tipicamente, essa janela é de 6 × 10-9� até 12 × 10-9�.
Imagem: Paulo Cesar Baptista Travassos.Detecção por coincidência. Os pontos pretos representam os eventos de aniquilação. As setas vermelhas representam os pares de fótons que não foram detectados por coincidência. As setas verdes representam as detecções por coincidência.
O tempo de “voo” permite a localização do evento de aniquilação pela seguinte equação:
��=(��×� )2
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Na qual �� é a localização do evento de aniquilação em relação ao isocentro, � é a velocidade da luz e �� é a diferença entre os tempos de chegada de cada fóton de um mesmo evento. Normalmente, o tempo de “voo” é da ordem de 10-12s e os circuitos devem possuir a capacidade de medir esse tempo. Por exemplo, se o evento ocorrer a 3cm de distância do isocentro, teremos uma diferença de tempo igual a 2 × 10-10s, pois
��=2×10-10×3×1082 =0,03�
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RESOLUÇÃO ESPACIAL
A resolução espacial é a distância mínima que podemos aproximar dois objetos diferentes e ainda conseguir distingui-los como dois objetos diferentes. Os sistemas PET possuem excelente resolução espacial, da ordem de 7mm. Esses aparelhos são superiores em resolução espacial em relação aos equipamentos SPECT.
A resolução espacial é limitada, principalmente, por dois fatores: a energia cinética dos pósitrons liberados pelo radiofármaco que possui valores variados e a variação de energia dos pares de fótons criados.
Pósitrons com energia relativamente alta possuem alcance maior do que aqueles que com menor energia. Assim, para radiofármacos marcados com radionuclídeos que liberam maior energia, a aniquilação pode acontecer em distâncias relativamente altas em relação ao local onde ocorreu a emissão. Existe, portanto, uma limitação em se garantir a exata biodistribuição do radiofármaco.
 SAIBA MAIS
Por outro lado, quando ocorre a aniquilação, os pares de fótons possuem a energia residual das partículas que foram aniquiladas, isto é, os fótons possuem energia acima de 511keV. Isso causa um pequeno desvio na trajetória dos fótons e ocasiona cerca de 1mm de incerteza na detecção do evento.
A resolução espacial do PET é dada principalmente pelo tamanho de cada um dos detectores. Considerando uma fonte pontual em frente ao detector, a largura a meia altura (FWHM, de full width at half maximum) do pulso gerado é chamada de resolução do detector. Esse valor corresponde tipicamente à metade da largura do detector.
SENSIBILIDADE
A sensibilidade do PET é a capacidade de detecção do sistema relacionada à eficiência de absorção do detector, a fatores geométricos e à absorção dos fótons pelo corpo do paciente.
A interação de fótons com a matéria é um processo probabilístico. Isso significa que, quando um campo de radiação atinge um detector, como no caso dos fótons emitidos por aniquilação, nem todas as partículas são detectadas. A fração dos fótons detectados em relação aos fótons incidentes é chamada de eficiência intrínseca (ɛ). Então:
ɛ=(�ó���� ����������)(�ó���� ����������)
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O quadro a seguir relaciona a eficiência de detecção de fótons com 511keV para diversos materiais. Note que o BGO possui maior eficiência e, por esse motivo, é o mais utilizado em PET.
	Quadro: Eficiência de detecção para fótons de 511keV.
Elaborado por: Paulo Cesar Baptista Travassos.
	CINTILADOR
	EFICIÊNCIA PARA 2CM, 511KEV
	NAI(TL)
	0,34
	BGO*(Óxido germanato de bismuto. )
	0,95
	���2
	0,44
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A geometria também tem influência na sensibilidade do sistema, visto que a sensibilidade pode reduzir dependendo da posição relativa entre o local da aniquilação e o detector. Adiante, as imagens ajudam a explicar esse fato, representando um feixe de fótons paralelos incidindo em um detector. No primeiro caso, o alinhamento é perfeito, mas no segundo caso não, pois a incidência é obliqua. É o caso de quando um objeto está no centro do gantry, a geometria é mais favorável. Se ele estiver um pouco para fora do gantry, o alinhamento já não é tão favorável. Para alguns detectores, como no caso do PET, o alinhamento modifica a sua capacidade de detecção.
Representação de duas situações de alinhamento entre um campo de fótons e um detector
Imagem: Paulo Cesar Baptista Travassos
ALINHAMENTO PERFEITO.
Imagem: Paulo Cesar Baptista Travassos
A INCIDÊNCIA DO CAMPO É OBLÍQUA.
CORREÇÃO DE ATENUAÇÃO
No sistema do PET, é possível corrigir a atenuação sofrida pelos fótons de 511keV pelo corpo do paciente. Para um par de fótons de aniquilação, a quantidade total de tecido do paciente que é atravessada é sempre a mesma. Esse fato, além da janela de detecção, permite que sejam selecionados os pares de fótons que possuem origem na mesma aniquilação. Para funcionar, considera-se que o paciente não se moveu durante o exame. Dessa forma, é possível obter a biodistribuição do radiofármaco com grande precisão, o que é perfeito para estudos de perfusão, assim como para estudos de processos metabólicos.
CORREÇÃO DE TEMPO MORTO
Em qualquer sistema de detecção de radiação, pode ocorrer um efeito chamado empilhamento, que acontece quando dois fótons de eventos de aniquilação diferentes são detectados simultaneamente por um detector. Por efeito, o fotopico fica deslocado em relação ao seu canal de detecção (visto no módulo 3 — uma faixa de energia por canal). Esse efeito pode ser evitado com a correção de tempo morto, que é o tempo em que nenhuma detecção é possível de ocorrer.
RECONSTRUÇÃO DE IMAGENS TOMOGRÁFICAS
As imagens digitais são compostas por pequenos pontos e cada um desses pontos é chamado de pixel. Nas imagens tomográficas, cada pixel representa um volume.
EXEMPLO
Imagine que você está cortando uma banana em rodelas. Cada rodela possui uma espessura de corte. Assim também é uma imagem tomográfica, representando uma “fatia” da região anatômica analisada. Como cada pixel representa um volume da fatia, seu nome muda para voxel, que é uma espécie de pixel volumétrico.
Em termos de processamento computacional, um voxel é a mesma coisa que um pixel. O processo de reconstrução da imagem consiste em calcular a atividade nuclear em cada voxel do corte. Isso é feito a partir da projeção desses cortes sobre os detectores. O valor da atividade é convertido para uma escala de cores ou de tons de cinza. Geralmente, as regiões com maior atividade, também chamadas de mais quentes, são representadas por tons mais escuros, mas essa escala pode ser modificada de acordo com a necessidade.
O processo de reconstrução conhecido por retroprojeção é muito simples e muito eficiente. Ele não fornece o valor exato da atividade de cada voxel, mas fornece uma imagem muito precisa, que é o que interessa de fato para o diagnóstico. Essa técnica de reconstrução é utilizada em SPECT, PET, tomografia computadorizada e ressonância magnética.
Na imagem, veremos um exemplo simplificado, no qual a grade representa uma imagem tomográfica com apenas 4 voxels. Para descobrir a atividade de cada voxel, são realizadas medições em várias angulações em relação ao corte desejado. Cada angulação fornece um conjunto de números chamados de perfil de projeção.
O valor de cada perfil de projeção é utilizado para preencher a grade. Então, teremos uma grade para cada perfil de projeção e essas grades terão os valores repetidos de cada perfil. Somando-se todas essas grades, temos uma imagem final representada por valores numéricos. Atribui-se uma cor para cada valor e, com isso, teremos a imagem final.
Imagem: KieranMaher / Wikimedia Commons / Domínio PúblicoMétodo da retroprojeção
Primeiramente, se obteve o perfil horizontal �1, que possui os valores 7 e 9. Esses valores foram utilizados para formar a matriz �1. Da mesma forma, procedeu-se com os perfis �2, �3 e �4, obtendo-se as três matrizes:
�2 =114111
�3 =412412
�4=3558
Somando-se todas as matrizes, obtemos a matriz soma:
�1+ �2 + �3 + �4  = 7 +11 +4 +39 +1 +4 +5
 Atenção! Para visualização completa da equação, experimente utilizar a rolagem horizontal
 7 +4 +12 +59 +11 +12 +8 = 25281940
 Atenção! Para visualização completa da equação, experimente utilizar a rolagem horizontal
Após essa etapa, os valores são ajustados de forma a obtermos as projeções originais. Nesse caso, chega-se à matriz final subtraindo-se 16 de todos os valores e dividindo-se por 3 os resultados.
Como esse ajuste é feito?
Se observarmos a matriz final, podemos obter os perfis P'n ou seja, P'1, P'2, P'3 e P'4:
P'1 = (25 +28 ; 19 + 40) = (53 ; 59)
P'2 = (19 ; 25 + 40 ; 28) = (19 ; 65 ; 28)
P'3 = (25 +19 ; 28 + 40) = (44 ; 68)
P'4 = (25 ; 19 + 28 ; 40) = (25 ; 47 ; 40)
 Atenção! Para visualização completa da equação, experimente utilizar a rolagem horizontal
Observe que os perfis originais são:
P1 = (9; 7)
P2 = (1; 11; 4)
P3 = (4; 12)
P4 = (3; 5; 8)
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da equação utilize a rolagem horizontal
Devemos encontrar um valor que possa ser subtraído de P'n de forma a obter valores múltiplos de Pn. Matematicamente, é P'n - a = b × Pn. Desse modo, temos para P1   e  P'1:
25 - a + 28 - a = b × 9
19 - a + 40 – a = b × 7
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Resolvendo esse sistema de equações do primeiro grau, temos: � = 16 e � = 3.
O mesmo procedimento pode ser realizado para os outros perfis e sempre obtemos o mesmo resultado. Isso significa que se subtrairmos 16 de cada valor da matriz soma e depois dividirmos por 3, obtemos a matriz final com os perfis idênticos aos originais.
TESTES OBRIGATÓRIOS PARA O PET
Pela legislação vigente, os testes de constância nos equipamentos PET devem ser realizados no momento de instalação do equipamento (testes de aceitação) ou após reparos. Adicionalmente, alguns testes devem ser refeitos periodicamente, conforme indicado a seguir:
	Diariamente
	Inspeção visual da integridade física do sistema
	Antes de ligar o equipamento pela primeira vez no dia, deve-se proceder uma inspeção visual de todo o sistema para garantir sua integridade.
	Verificação da estabilidade do sistema de detectores
	Antes de iniciar a rotina do serviço, esse teste deve ser realizado. Basicamente, ele garante que cada detector responda da mesma forma quando recebe sinais com as mesmas características.
	Resolução temporal na marcação de coincidências em sistema com tempo de voo (TOF)
	Alguns equipamentos permitem ajustar a detecção do tempo de voo.
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	Semestralmente
	Uniformidade
	O PET é capaz de determinar a atividade nuclear em cada parte da imagem e o equipamento deve ser capaz de fazer isso independentemente da posição e do campo de visão selecionado.
	Resolução energética
	Deve ser realizado em equipamentos que permitem distinguir radiações com energias próximas.
	Resolução espacial nas direções transversal e axial
	Verificação da resolução espacial do sistema tomográfico.
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	Trimestralmente
	Normalização
	Trimestralmente ou na periodicidade recomendada pelo fabricante do equipamento, esse teste deve ser realizado para avaliar se a eficiência dos detectores está uniforme, considerando a tolerância adequada.
	Verificação da calibração do sistema
	Deve-se utilizar uma fonte padrão para verificar a calibração do sistema.
	Calibração da concentração radioativa ou verificação da sensibilidade de detecção com o volume
	Deve-se realizar esse teste, que verifica se o sistema quantifica corretamente as concentrações radioativas (atividade específica) a partir de uma imagem.
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SENSIBILIDADE
Teste anual para determinar a eficiência intrínseca do sistema.
FRAÇÃO DE ESPALHAMENTO
Deve-se verificar a coincidência espalhada.
LARGURA DA JANELA DE COINCIDÊNCIA TEMPORAL
Deve-se verificar a largura da janela de detecção.
ESPESSURA DE CORTE
Deve ser realizado um teste para a verificação da espessura de corte.
DESEMPENHO DA TAXA DE CONTAGEM
Teste anual relacionado ao ruído.
TAXA DE EVENTOS VERDADEIROS
Deve ser verificada a taxa de detecção de coincidências verdadeiras.
TAXA DE EVENTOS ALEATÓRIOS
Deve ser verificada a taxa de detecção de coincidências aleatórias.
DESEMPENHO GERAL PET
O teste deve ser realizado com um fantoma para verificar a qualidade da imagem.
PARTES MECÂNICAS DO EQUIPAMENTO
Verifica-se a integridade mecânica dos componentes do aparelho.
	Anualmente
	Sensibilidade
	Fração de espalhamento
	Largura da janela de coincidência temporal
	Espessura de corte
	Desempenho da taxa de contagem
	Taxa de eventos verdadeiros
	Taxa de eventos aleatórios
	Desempenho geral PET
	Partes mecânicas do equipamento
	Exatidão nas correções de eventos aleatórios
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Apenas na aceitação ou após reparos, os seguintes testes deverão ser realizados:
· Exatidão nas correções de perda de contagem.
· Exatidão nas correções de espalhamento.
· Exatidão nas correções de atenuação.
· Tamanho do pixel.
Enquanto no SPECT, dentre todos os testes necessários, os mais importantes estão relacionados ao funcionamento dos detectores, no PET existem muitos outros fatores críticos que vão além do sistema de detecção. O processamento do sinal detectado é crítico e diversas correções são necessárias, como janela de tempo e atenuação, por exemplo. Falhas de desempenho nesses fatores, decorrentes de equipamentos desajustados, podem inviabilizar um diagnóstico.
A medicina nuclear envolve a utilização de material radioativo, apesar do uso de baixas doses. Logo, a qualidade do processo e a consequente não repetição de procedimentos são fundamentais para a segurança da modalidade.
VANTAGENS DO SISTEMA PET
Por fim, o especialista Paulo Travassos comparará a gama-câmara e o sistema PET.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
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1. O PRINCIPAL ASPECTO DA DETECÇÃO POR COINCIDÊNCIA CONSISTE EM SE DETECTAR SIMULTANEAMENTE OS DOIS FÓTONS GERADOS POR UMA ANIQUILAÇÃO. LEIA AS ALTERNATIVAS ABAIXO E ASSINALE A ÚNICA INCORRETA:
Para ocorrer a aniquilação, um pósitron deve encontrar um elétron.
Quando existe energia cinética residual das partículas aniquiladas nos fótons produzidos, a trajetória de cada fóton poderá não ser exatamente a 180° uma em relação a outra.
Dois eventos de aniquilação distintos podem ser detectados simultaneamente, acarretando um erro de detecção.
O FDG é o radiofármaco mais utilizado no PET, entretanto, esse equipamento pode utilizar igualmente 131I, pois esse radionuclídeo também é emissor beta.
O tempo de voo é fundamental para a seleção dos eventos de aniquilação.
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2. A SENSIBILIDADE INTRÍNSECA DO CRISTAL CINTILADOR É CRUCIAL PARA A SENSIBILIDADE DE UM SISTEMA DE DETECÇÃO POR CINTILAÇÃO. ASSINALE A ÚNICA ALTERNATIVA ABAIXO QUE CONTÉM OUTRO FATOR DETERMINANTE PARA A SENSIBILIDADE:
Geometria.
Tempo de voo.
Uniformidade.
Atenuação.
Janelamento
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GABARITO
1. O principal aspecto da detecção por coincidência consiste em se detectar simultaneamente os dois fótons gerados por uma aniquilação. Leia as alternativas abaixo e assinale a única incorreta:
A alternativa "D " está correta.
O 131I é emissor beta negativo e, portanto, não haveria aniquilação caso ele fosse utilizado com PET.
2. A sensibilidade intrínseca do cristal cintilador é crucial para a sensibilidade de um sistema de detecção por cintilação. Assinale a única alternativa abaixo que contém outro fator determinante para a sensibilidade:
A alternativa "A " está correta.
A geometria modifica a perspectiva com que as partículas atingem o detector. Isso pode reduzir o número de partículas detectadas.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Você reconheceu os principais radiofármacos utilizados na medicina nuclear. Também estudou o processo de produção de imagens com o SPECT, com detalhamento do sistema de detecção por cintilação, e aprendeu as aplicações desse equipamento para diagnóstico por imagem. Ainda, aprendeu sobre os princípios de funcionamento dos equipamentos PET e entendeu o processo de detecção por aniquilação.
Conhecer os radiofármacos manipulados agrega segurança e eficiência nos processos em medicina nuclear. Já o conhecimento dos fundamentos e princípios básicos de funcionamento dos detectores permite que se faça uso do instrumento correto, em cada situação encontrada, sendo primordial para a identificação de desconformidade nos processos de detecção.
Em suma, os estudos realizados neste conteúdo fornecem o arcabouço necessário para a progressão e consequente aprofundamento de conhecimento nessa ciência tão fascinante e importante que é a medicina nuclear. Utilizada cada vez mais, a medicina nuclear apresenta imagens com informações que seriam muito difíceis