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UNIVERSIDADE JOSÉ DO ROSÁRIO VELLANO-UNIFENAS GRADUAÇÃO EM BIOMEDICINA Camila da Silva Profeta Gleiziela Ribeiro Campos SINOPSE SOBRE A OBTENÇÃO E USO DO TECNÉCIO-99m NA PRODUÇÃO DA IMAGEM DIAGNÓSTICA EM EXAME CINTILOGRÁFICO Belo Horizonte 2008 CAMILA DA SILVA PROFETA GLEIZIELA RIBEIRO CAMPOS SINOPSE SOBRE A OBTENÇÃO E USO DO TECNÉCIO-99m NA PRODUÇÃO DA IMAGEM DIAGNÓSTICA EM EXAME CINTILOGRÁFICO Belo Horizonte 2008 Trabalho de conclusão de Curso apresentado à UNIFENAS, como parte das exigências do curso de Biomedicina para a obtenção do título de Bacharel em Biomedicina. Orientador: Profº. Ms. Hélio Ribeiro LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 99mTc- tecnécio metaestável 99Tc- tecnécio 99Mo- molibdênio 99Ru- rutênio Na+TcO-4 -pertecnetato de sódio TcHR- tecnécio hidrolisado e reduzido FTM-fotomultiplicadores MDP-metileno-difosfonato EHDP-etano-1-hidroxi-1,1-bifosfonato Sv- Sievert Gy- Gray SI- Sistema Internacional ppm- parte por milhão mCi- mili-curie µg- micro-grama Kev-quilo eletron-volt Mev-milhões de eletron-volt mSv- milli-sievert IPEN-Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares PET-Positron Emission Tomography SPECT-Tomografia por Emissão de Fóton Único JCHO- Joint Commission on Helthcare Organizations NCR- Nuclear Regulatory Commission USP- United States Pharmacopeia EP-European Pharmacopeia ICRP-Comissão Internacional da Radioproteção ICRU-Comissão Internacional de Medidas e Unidades de Proteção RESUMO Uma vez administrado, o radiofármaco deposita-se em um órgão ou tecido alvo e imagens podem ser adquiridas a partir da detecção da radiação proveniente do paciente utilizando-se equipamentos apropriados. Trata-se de um procedimento não invasivo que possibilita avaliações morfológicas e funcionais. O radionuclídeo 99mTc é obtido a partir do decaimento radioativo de outro radionuclídeo, o molibdênio-99. Neste trabalho realizamos uma breve revisão bibliográfica a respeito das principais propriedades dos radiofármacos produzidos com tecnécio-99m e suas aplicações na formação da imagem diagnóstica. Palavras-chave: Radiofármaco. Tecnécio-99m. Molibdênio-99. ABSTRACT Once administered to the patient, the Radioactivity is deposited in an organ or desired tissue and images can be acquired from the detection of radiation from the patient, using appropriate equipments. That is a noninvasive procedure, which enables morphological and functional assessments. The 99mTc radionuclide is obtained from the radioactive decay of another radionuclide, the molybdenum-99.In this work we have carried out a brief bibliographic review towards the main properties of radiopharmaceuticals produced with Technetium-99m, their utmost applications regarding the formulation of the diagnostic image. Key Words: Radiopharmaceuticals. Technetium-99m. Molybdenum-99. LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1. Transição isomérica do tecnécio-99m para tecnécio-99. ...........................14 Figura 2. Imagem externa e interna do gerador seco de 99Mo/99mTc de coluna cromatográfica. ..................................................................................................15 Figura 3. Estruturas de compostos fosforados para marcação com 99mTc: pirofosfato (H4P2O7); metileno-difosfonato (MDP); etano-1-hidroxi-1,1-bifosfonato (EHDP). ...........................................................................................................................16 Figura 4. Aquisição de imagens de cintilografia óssea de corpo inteiro com (metileno difosfonato), MDP- 99mTc, com o qual é realizada a cintilografia óssea, entre outros exames....................................................................................................17 Figura 5. Esquema de uma câmara de cintilação. ....................................................20 Figura 6. Gama câmara ou câmara cintilográfica......................................................21 Figura 7. Relação entre as grandezas dose absorvida, equivalente e efetiva. ........25 Figura 8. Relação dose-efeito para efeito determinísticos em uma população. ........26 Figura 9. Efeitos determinísticos esperados em função da exposição.....................27 LISTA DE TABELAS Tabela 1. Limites estabelecidos pela farmacopéia americana (USP-XXIII) e pela farmacopéia européia (EP) quanto à qualidade do eluato do gerador de 99Mo/99mTc (Marques et al., 2001). United States Pharmacopeia (USP); European Pharmacopeia (EP). ..........................................................................19 Tabela 2. Fármacos marcados com Tecnécio-99m. .................................................22 Tabela 3. Fatores de peso da radiação, WR .............................................................24 Tabela 4. Fatores de peso para tecido ou órgão ......................................................25 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................9 2. OBJETIVO GERAL ...............................................................................................10 2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS...........................................................................10 3. JUSTIFICATIVA ....................................................................................................11 4. REVISÂO DE LITERATURA .................................................................................12 4.1. RADIOFÁRMACOS ........................................................................................12 4.2. SISTEMA GERADOR DE MOLIBDÊNIO-99/TECNÉCIO-99m.......................15 4.3. CONTROLE DE QUALIDADE DOS RADIOFÁRMACOS...............................17 4.3.1. PUREZA RADIONUCLÍDICA ...................................................................18 4.3.2. PUREZA QUÍMICA ..................................................................................18 4.3.3. PUREZA RADIOQUÍMICA .......................................................................18 4.4. CINTILOGRAFIA ............................................................................................19 4.4.1. CÂMARA DE CINTILAÇÃO .....................................................................19 4.5PRINCIPAIS EXAMES CINTILOGRÁFICOS QUE FAZEM USO DE RADIOFÁRMACOS A BASE DE 99mTc. ..............................................................21 4.6. RADIOPROTEÇÃO ........................................................................................22 4.6.1. GRANDEZAS DOSIMÉTRICAS...............................................................23 4.7. EFEITOS BIOLÓGICOS DA EXPOSIÇÃO Á RADIOATIVIDADE ..................25 4.8. PRINCÍPIOS GERAIS PARA PRÁTICAS.......................................................28 4.8.1. O PRINCÍPIO DE JUSTIFICAÇÃO ..........................................................28 4.8.2. O PRINCÍPIO DA OTIMIZAÇÃO..............................................................28 4.8.3. O PRINCIPIO DA LIMITAÇÃO DE DOSE INDIVIDUAL E DE RISCO .....28 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................................306. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................31 1 INTRODUÇÃO Desde a descoberta dos Raios X por Röentgen, em 1895 e da radioatividade por Becquerel, em 1896 o uso das radiações ionizantes para fins médicos avançou extraordinariamente. Com a descoberta da radioatividade houve grande crescimento no campo da pesquisa e no desenvolvimento de novas técnicas para o diagnóstico e terapia de doenças, contribuindo efetivamente na área da saúde humana e animal. Embora os efeitos maléficos das radiações ionizantes sejam bastante conhecidos, a compreensão do fenômeno nos últimos 100 anos também trouxe grandes benefícios para a humanidade, tais como a obtenção de energia elétrica, em processos industriais, na agricultura dentre outras áreas; entretanto é na medicina que as radiações tem sido utilizadas na nobre tarefa de minimizar o sofrimento humano (MARQUES et al., 2001). Para que as radiações possam ser utilizadas em medicina, as características físicas dos radioisótopos devem ser adequadas de maneira a serem produzidos e manipulados de modo que sejam aplicados de forma segura nos seres humanos. O elevado índice de utilização do tecnécio como marcador em medicina nuclear é resultado de suas propriedades físicas e químicas ideais para um radioisótopo tais como: meia-vida física, decaimento por emissão de radiação de gama puro com fótons de 140 Kev, a praticidade de obtenção do radioisótopo a partir de um sistema gerador de molibdênio-99/tecnécio-99m, a possibilidade do íon metálico atingir vários estados de coordenação dando origem a diferentes tipos de radiofármacos e também aos baixos índices de reações adversas desses agentes quando comparados a outros agentes de contrastes (MARQUES et al.,2001). 2 OBJETIVO GERAL • Estudo do tecnécio-99m como um dos principais radioisótopos aplicados no exame cintilográfico. 2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Discutir os princípios da radioquímica importantes ao entendimento das técnicas de diagnóstico por imagem em Medicina Nuclear e as características do tecnécio-99m levando em consideração o seu processo de produção, eluição e controle de qualidade na aplicação desse radiofármaco no paciente para a obtenção do diagnóstico por imagem. • Elucidar a importância da radioproteção como ferramenta indispensável das atividades operacionais que utilizam radiação ionizante. 3 JUSTIFICATIVA A importância do estudo das aplicações médicas do tecnécio (Tc99m) se dá pelo fato de que nos últimos 30 anos esse radioisótopo vem sido empregado como importante ferramenta utilizada em diagnóstico por imagem de várias doenças e disfunções de órgãos que compõem o corpo humano. Atualmente grande quantidade de compostos produzidos a base do tecnécio-99m são utilizados em Medicina Nuclear gerando um volume de exames correspondentes a 80% dos procedimentos de rotina clínica no setor de diagnóstico por imagem através de radiofármacos. A realização desse trabalho de revisão bibliográfica consiste na elucidação da importância dos procedimentos utilizados em medicina diagnóstica por imagem que fazem o uso das radiações ionizantes, tanto ao fator de otimização dos exames quanto ao sucesso frente aos índices de cura verificados na terapia. A radiação,quando aplicada adequadamente, ressalta os benefícios e minimizam os malefícios, perante excelência da utilização em novas tecnologias nos mais variados campos de aplicação. 4 REVISÃO DE LITERATURA Grande parte das técnicas de diagnóstico por imagem utilizadas em Medicina Nuclear usam ligações covalentes ou iônicas entre o fármaco e o elemento radioativo. Atualmente existem marcadores mais sofisticados, como o uso de anticorpos específicos para determinada proteína que podem ser utilizados como radiotraçadores. Dentre as várias técnicas, a cintilografia têm sido a mais aplicada seguida do Positron Emission Tomography (PET). 4.1 Radiofármacos Os radiofármacos são utilizados em pequenas quantidades (traços) com a finalidade de diagnosticar disfunções e patologias do organismo. Em menor extensão são utilizados na terapia de doenças, particularmente no tratamento de tumores. Quando a finalidade é o diagnóstico de patologias, como por exemplo, estudar alguma disfunção renal ou infarto do miocárdio, utiliza-se na sua composição radionuclídeos emissores de radiação gama. A radiação gama é uma onda eletromagnética que apresenta grande penetrabilidade nos tecidos com baixo poder de ionização em relação às radiações corpusculares, tais como as radiações alfa e beta, e são provenientes das emissões de um núcleo instável sem perda de massa, mas apenas com a conseqüente diminuição da energia potencial do sistema atômico. O menor poder de ionização da radiação gama diminui a dose de radiação absorvida pelo paciente. Os principais radionuclídeos emissores de radiação gama são tecnécio-99m, iodo-123, índio-111, gálio-67 e o tálio-201 dentre outros que são utilizados na composição dos radiofármacos para diagnóstico (ARAUJO, 2005). Para o uso em terapia, os radionuclídeos devem emitir radiação na forma de partículas alfa ou beta. Tais partículas apresentam alta energia e distribuem-na localmente destruindo as células tumorais ao interagirem com estas, apresentando alto grau de especificidade para a região que se quer atingir evitando que as células sadias possam ser atingidas. Alguns importantes radioisótopos dessa categoria são o iodo-131, usado no tratamento do câncer de tireóide e em casos de hipertireoidismo, e o samário-153 que associado a outro composto químico é indicado no tratamento de dor óssea provocada por metástase de alguns tipos de tumores primários. Ambos os compostos além da radiação beta, também emitem radiação gama, permitindo a obtenção de imagens dos órgãos onde estão atuando (MARQUES et al.,2001). A maioria dos procedimentos realizados atualmente em Medicina Nuclear tem finalidade diagnóstica. O paciente recebe uma dose de radiofármaco composto por um radionuclídeo gama emissor, e é posteriormente examinado por um equipamento capaz de detectar a radiação oriunda do mesmo e convertê-la em uma imagem que representa o órgão ou sistema avaliado. Esses equipamentos são denominados câmaras-gama ou câmara de cintilação que adquirem imagens cintilográficas em um único plano, entretanto, podem estar associados á tomógrafos, que permitem a aquisição de imagens em cortes possibilitando a avaliação de um órgão em toda a sua profundidade. As imagens tomográficas em Medicina Nuclear são denominadas (SPECT), sigla do inglês “Single Photon Emission Computer Tomographt”, ou seja, Tomografia Computadorizada por Emissão de Fóton Único. Dessa forma, todo exame de medicina nuclear inicia-se com a administração do radiofármaco (ARAUJO, 2005). Desenvolver radiofármacos significa estudar a química das interações entres os elementos e diferentes moléculas (substratos ou ligantes) para o preparo de compostos radioativos, com afinidade por diferentes órgãos e sistemas. Atualmente, o radionuclídeo mais importante para a preparação de radiofármacos com finalidade diagnóstica é o tecnécio-99m (99mTc) devido suas características físicas ideais que em conjunto, possibilitam a aquisição de imagens cintilográficas com excelente resolução. Os substratos usados como radiofármacos geralmente são compostos orgânicos, mas também podem constituir-se de espécies coloidais ou particuladas, proteínas, anticorpos ou peptídeos, ou até mesmo células, como as vermelhas do sangue. A natureza do ligante determina a especificidade do radiofármaco. Para que ocorra uma adequada ligação entre o tecnécio-99m ás moléculas desejadas, deve-seconsiderar uma complexa química desse elemento, devido a seus múltiplos estados de oxidação que vão de +1 a +7. Pressupõe-se que na forma química de pertecnetato (TcO4-), o tecnécio-99m possui o estado de oxidação mais elevado 7+, sendo bastante estável em solução aquosa. Entretanto o tecnécio-99m neste estado de oxidação não se liga facilmente aos fármacos de interesse tornando-se necessário sua redução para estados de oxidação mais baixos com 3+, 4+ ou 5+ (ARAUJO, 2005). Na maioria dos procedimentos o tecnécio-99m é reduzido pelo íon estanoso, promovendo um estado de oxidação mais favorável a incorporação do metal. Uma série de reagentes para pronta marcação com 99mTc foram desenvolvidos e estão disponíveis no mercado. Esses reagentes contêm uma quantidade apropriada dos íons Sn+2 que promovem a redução do estado de oxidação do 99mTc. Dessa maneira os serviços de Medicina Nuclear podem realizar a marcação das moléculas antes da realização dos exames devido a praticidade de obtenção do radioisótopo a partir do sistema gerador de 99Mo/99mTc. Até o presente momento todos os isótopos conhecidos do tecnécio são reativos, desde o tecnécio 99 ao 110 e incluem oito pares de isômeros nucleares. O núcleo no seu estado mais energético (metaestável), libera energia eletromagnética (radiação gama) na transição para um estado isomérico de mais baixa energia (FIG.1). O tecnécio-99m é o produto do decaimento do molibdênio-99. Cerca de 87,5% dos átomos de molibdênio-99 de uma amostra desintegram-se por emissão de radiação )( −β originado núcleos de 99mTc, que por sua vez, desintegram-se por emissão de radiação gama a 99Tc, o qual se desintegra a 99Ru estável (SAHA,1998). FIGURA 1. Transição isomérica do tecnécio-99m para tecnécio-99. Fonte: MARQUES et al .,2001. Dessa forma o 99Mo/99mTc formam um par radioativo de equilíbrio transiente, já que o tempo de meia-vida físico do pai é cerca de dez vezes maior que a do filho. Esse equilíbrio possibilita a fabricação do sistema gerador de radionuclídeo de 99Mo/99mTc (ARAUJO, 2005). 4.2 Sistema Gerador de Molibdênio-99/Tecnécio-99m Por meio de um sistema gerador de 99Mo/99mTc, o elemento tecnécio-99m pode ser facilmente disponibilizado no hospital, ou serviço de medicina Nuclear. O gerador consiste de um sistema fechado, composto por uma coluna cromatográfica de óxido de alumínio (Al2O3), na qual é depositada uma atividade conhecida de 99Mo (FIG.2). O 99Mo desintegra-se na coluna e origina-se o 99mTc. Fazendo-se passar através da coluna uma solução salina estéril (solução de NaCl 0,9%), coleta-se no líquido eluente somente o tecnécio-99m na forma de pertecnetato de sódio (Na+TcO4-), enquanto que o 99Mo permanece adsorvido à coluna de alumina (SAHA,1998). FIGURA 2. Imagem externa e interna do gerador seco de 99Mo/99mTc de coluna cromatográfica. Fonte: IPEN-TEC; THRALL et al., 2003. Após um período de crescimento ideal (aproximadamente 24horas), o gerador pode ser novamente eluído com rendimento teórico máximo de tecnécio-99m. A vida útil desse gerador pode variar de uma semana a 15 dias, dependendo da carga inicial de 99Mo. A cada dia, uma atividade menor de tecnécio-99m é eluída, devido ao próprio decaimento do elemento pai. A própria solução de pertecnetato de sódio eluída do gerador constitui-se em um radiofármaco. Administrada intravenosamente, permite a aquisição de imagens das glândulas tireóide e salivar, sendo também utilizada em estudos de fluxo sanguíneo e pesquisas de sangramento oculto. Entretanto, a grande utilidade da solução de Na99mTcO4 está no seu uso na marcação de moléculas, resultando em diversos radiofármacos com especificidade por diferentes órgãos e sistemas do organismo (ARAUJO, 2005). Várias moléculas são excelentes ligantes para o tecnécio-99m com aplicação em Medicina Nuclear diagnóstica. Uma classe importante de ligantes é representada por compostos fosforados como o pirofosfato (H4P2O7), um dímero anidro do orto- fosfato; o etano-1-hidroxi-1,1-bifosfonato (HEDP ou EHDP) e o metileno-difosfonato (MDP) (Murphy e Ferro Flores, 2003; SAHA,1998; Wel e Redvanty, 2003) a estrutura química desses compostos podem ser visualizados na (FIG.3) a seguir: FIGURA 3. Estruturas de compostos fosforados para marcação com 99mTc: pirofosfato (H4P2O7); metileno-difosfonato (MDP); etano-1-hidroxi-1,1-bifosfonato (EHDP). Fonte: ARAUJO, 2005. O radiofármaco de MDP-99mTc, por exemplo, deposita-se no osso sadio, com preferências por áreas de crescimento ósseo. Processos inflamatórios e tumores ósseos concentram o radiofármaco em maior quantidade e podem ser facilmente diagnosticados por meios de imagens ósseas cintilográficas de corpo inteiro (FIG.4). O radiofármaco MDP-99mTc é um dos mais utilizados em medicina nuclear, particularmente na pesquisa de metástases ósseas em pacientes de câncer (ARAUJO, 2005). FIGURA 4. Aquisição de imagens de cintilografia óssea de corpo inteiro com (metileno difosfonato), MDP- 99mTc, com o qual é realizada a cintilografia óssea, entre outros exames. Fonte: RAMATY, 2007. 4.3 Controle de Qualidade dos Radiofármacos Antes de serem comercializados, os geradores passam por um controle de qualidade rigoroso. Esse controle é necessário para garantia de uma boa prática médica e atende aos requisitos do governo federal e da Joint Commission on Helthcare Organizations (JCHO) (THRALL et al., 2003). O controle de qualidade é feito somente no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-TEC), não estando disponível nas clínicas especializadas em exames de imagem. Apesar da praticidade do uso do radioisótopo a partir do seu sistema gerador, as reações de complexação do mesmo com o fármaco podem não ser tão eficientes em conseqüência da qualidade do eluato, dos componentes dos “Kits” ou até mesmo dos procedimentos utilizados nas marcações. Neste caso, a ineficiência do procedimento de eluição pode dar origem a impurezas radioquímicas, tais como: o próprio pertecnetato decorrente da sua não redução, o óxido de tecnécio (TcO2), também denominado de tecnécio hidrolisado e reduzido (TcHR), impurezas decorrentes da redução e não complexação do metal e de outras espécies reduzidas com arranjos diferentes do desejado (MARQUES et al.,2001). Os principais parâmetros avaliados no controle de qualidade do eluato são descritos em termos do grau de pureza radionuclídica, química e radioquímica. 4.3.1 Pureza Radionuclídica Qualquer impureza radionuclídica é indesejável, podendo expor o paciente a uma dose extra de radiação desnecessária. O radionuclídeo contaminante mais comum é o molibdênio devido seu tempo de decaimento ser maior, e a sua determinação é importante para prevenir exposição da radiação beta. A quantidade de 99Mo esta sujeita a limites estipulados pela Nuclear Regulatory Commission (NCR), devendo ser testado a cada eluição. Para determinar a impureza radionuclídica o eluato é colocado numa blindagem de chumbo de 6 mm, determinando a atividade de 99Mo existente no mesmo. Desse modo é obtido uma leitura que representa a metade do valor total da amostra (MARQUES et al .,2001). 4.3.2 Pureza Química Outro controle de qualidade importante é a detecção da pureza química que consiste em avaliar no eluato a presença de alumina da coluna. A avaliação é feita através do teste calorimétrico, a reação ocorre por complexação do íon por agentes quelantes, levando a formação de um composto colorido (MARQUES et al .,2001). A concentração máxima permitida é de 10 µg/mL de alumina ,que é comparada com a amostra proveniente do eluato ;a cor do eluato tem que ser menos intensa que a cor padrão. No teste calorimétricoé feito somente avaliação qualitativa através de comparação. O excesso de alumina interfere na distribuição de alguns radiofármacos como, por exemplo, o 99mTc-metildifosfonato, sugerindo um aumento na atividade hepática (THRALL et al ., 2003). 4.3.3 Pureza Radioquímica Cada radiofármaco possui uma pureza radioquímica em torno de 90%. A presença dessas impurezas tem origem na decomposição do radiofármaco, pH, presença de agentes oxidantes ou redutores. No eluato, a valência desejável do 99mTc 7+, na forma de pertecnetato (TcO4-). A padronização é feita pela United States Pharmacopeia (USP), e estabelece que no mínimo 95% do 99mTc presente no eluato esteja na valência 7+. Para melhor entender essa característica deve-se pensar que se 5% da atividade do 99mTc deve permanecer livre na forma de pertecnetato de sódio, os outros 95% correspondem a pureza radioquímica desejável, não havendo outras impurezas (THRALL et al .,2003). A tabela 1, abaixo mostra os limites estabelecidos pelos padrões farmacológicos dos E.U. A e da Europa usados como referência para os demais países. Tabela 1. Limites estabelecidos pela farmacopéia americana (USP-XXIII) e pela farmacopéia européia (EP) quanto á qualidade do eluato do gerador de 99Mo/99mTc (Marques et al.,2001). United States Pharmacopeia (USP); European Pharmacopeia (EP). Fonte: MARQUES et al.,2001. 4.4 Cintilografia A cintilografia é o método diagnóstico mais empregado em medicina nuclear que permite a visualização de órgãos pouco acessíveis à observação. Após a introdução no organismo de um radiofármaco com fixação seletiva no tecido a ser examinado, o paciente é colocado em uma câmara gama ou de cintilação que capta as emissões do isótopo radioativo usado para marcação. A obtenção da imagem cintilográfica é feita através de um software computacional que a reconstroem matematicamente fornecendo informações acerca da funcionalidade do órgão em estudo. Atualmente pode ser realizada cintilografia de praticamente todos os sistemas do corpo humano, usando um tipo de radiofármaco correspondente ao órgão de estudo desejado. 4.4.1 Câmara de Cintilação A câmara gama é um equipamento geralmente constituído por um detector de raios gama, como um cristal de cintilação (mais frequentemente de iodeto de sódio NaI) ativado com tálio contido numa caixa escura, que transforma a energia de Parâmetro USP – XXIII EP Eficiência de eluição 90% 90-110% Pureza radionuclídica (99Mo) 0,15µCi/mCi 1,0µCi/mCi Pureza radioquímica 95% 95% Pureza química (Al+3 ) 10ppm 20ppm pH 4,0-7,0 4,0-8,0 cada raio gama em muitos fótons de luz. Estes fótons são detectados com vários tubos fotomultiplicadores (FTM) que são oticamente acoplados. A corrente gerada por cada fotomultiplicador é posteriormente processada no circuito de posicionamento para calcular as coordenadas de x e y produzindo um valor de pulso Z. O pulso Z seleciona o sinal da faixa desejada e determina se o evento detectado deve ser usado para formação da imagem ou ser descartado. Se o evento relacionado ao pulso for aceito, ele será gravado espacialmente na localização determinada pelos pulsos x e y. Um colimador de chumbo é usado entre o paciente e o detector para eliminar raios gama que não tenham direção perpendicular a ele (o que torna as imagens mais nítidas). A produção da imagem ocorre com a ajuda de um computador, integrado ao equipamento (THRALL et al., 2003). Verifica-se que os raios gama captados, são oriundos dos isótopos que constituem os radiofármacos assim como a quantidade do fármaco (eletivo) é absorvido conforme o metabolismo do órgão em estudo, constatando que esta modalidade de exame é de âmbito funcional. Um esquema simplificado da gama câmara pode ser vista na (FIG.5) e o equipamento como um todo na (FIG.6) à seguir: FIGURA 5. Esquema de uma câmara de cintilação. Disponível em: http://www.fas.org/irp/imint/docs/rst/Intro/Part2_26d.html FIGURA 6. Gama câmara ou câmara cintilográfica. Disponível em: http://www.fas.org/irp/imint/docs/rst/Intro/Part2_26d.html 4.5 Principais Exames Cintilográficos Que Fazem Uso de Radiofármaco a Base de 99mTc. A busca pela especificidade nos diagnósticos movimenta pesquisas no mundo todo para o desenvolvimento de novos radiofármacos, com grande interesse por radiofármacos de tecnécio-99m, em razão das propriedades físicas deste radionuclídeo, além da disponibilidade do uso através dos sistemas geradores e custo relativamente baixo. Nesse sentido, o conhecimento da química de coordenação do radionuclídeo é imprescindível para o desenvolvimento de tais radiofármacos (ARAUJO, 2005). Atualmente existem aproximadamente 30 radiofármacos de tecnécio-99m (99mTc) sendo utilizados em Medicina Nuclear especialmente nas técnicas de cintilografia, gerando um volume de exames correspondentes a 80% da rotina clínica (MARQUES et al.,2001). Na tabela 2 podem-se verificar alguns exemplos de fármacos marcados com 99mTc e seus possíveis exames para cada caso. Tabela 2. Fármacos marcados com Tecnécio-99m. AGENTE APLICAÇÃO 99mTc-enxofre coloidal Linfocintilografia 99mTc-difosfonato Cintilografia óssea 99mTc-gluco-heptonato Cintilografia renal 99mTc-tetrofosmim Cintilografia de perfusão miocárdica 99mTc-bicisato Cintilografia de perfusão cerebral 99mTc-apctide Imagem de trombose venosa aguda Fonte: THRALL et al ., 2003. 4.6 Radioproteção No ano de 1928, foi criada a Comissão Internacional de Proteção Radiológica “Internacional Commission on Radiological Protetion” (ICRP), é um órgão consultivo que fornece recomendações à proteção contra a radiação. As recomendações sobre os aspectos de proteção contra radiação ionizante, tratam somente da proteção ao homem (SILVA et al .,2003). As recomendações da ICRP pretendem servir de ajuda às agências reguladoras e consultivas, aos grupos de gerenciamento e aos profissionais que atuam em alguma área que envolva o uso de radiações ionizantes. A recomendação de que todas as exposições deveriam ser mantidas tão baixas quanto possível eram nas últimas décadas observadas, mas não aplicadas conscientemente. Desde então, maior ênfase tem sido colocada no requisito de manter todas as exposições “tão baixas quanto razoavelmente exeqüível, considerando fatores econômicos e socais” (ICRP-60; 2003). A ICRP recomenda o uso de grandezas dosimétricas definida pela Comissão Internacional de Medidas e Unidades de Proteção “International Commission on Radiation Units and Measurements” (ICRU), e estabelece relação dessas dosagens dosimétricas quanto ao tipo de energia e radiação incidente no organismo (SILVA et al., 2003). 4.6.1 Grandezas Dosimétricas 4.6.1.1 Dose Absorvida (D) A dose absorvida é a energia média depositada no tecido ou órgão, exposto a radiação, definida pela relação: m D d d ε = Onde dε é a energia média depositada e dm corresponde ao volume da massa. A unidade no Sistema Internacional (SI) para dose absorvida é o gray (Gy), que corresponde à energia depositada de 1 joule/kg (SILVA et al., 2003). 4.6.1.2 Dose Equivalente Corresponde a dose de radiação absorvida, levando em consideração os danos da radiação com os vários tipos de tecido. É definida pela relação: DW TR R R ∑=H T Onde temos DTR que corresponde à dose média absorvida no tecido ou órgão T, para uma radiação R e o fator de pesoda radiação WR. No Sistema Internacional (SI) a unidade de dose equivalente é o Sievert (Sv), assim temos 1Sv que corresponde 1Joule/kg (SILVA et al., 2003). Quando a radiação é composta por vários tipos de energia com fatores de peso diferentes, a dose absorvida é dividida, cada um com seu próprio fator de peso, que no final serão somados para estabelecer a dose equivalente total (SILVA et al.,2003). A tabela 3 a seguir mostra os tipos de radiação relativos à sua energia e o fator de peso das mesmas. Tabela 3. Fatores de peso da radiação, WR. TIPOS DE RADIAÇÃO FAIXAS DE ENERGIA WR Fótons Todas as energias 1 Elétrons Todas as energias 1 Prótons > 2 Mev 5 Partícula alfa, fragmentos de fissão e núcleos pesados Todas as energias 20 Fonte: SILVA et al., 2003. 4.6.1.3 Dose Efetiva Para determinar a dose efetiva é feito um somatório dos respectivos fatores de peso do tecido com a dose equivalente em cada órgão e tecido do corpo. A dose efetiva, E, é definida pela relação: HWE T T T ∑= Onde temos, HT como dose equivalente no tecido ou órgão e WT como fator de peso do tecido. A unidade no Sistema Internacional (SI) para dose efetiva é o Joule por quilograma, definido como o nome de Sievert. Temos então: Dose efetiva = Dose equivalente x Fator de peso do tecido (SILVA et al., 2003). A tabela 4, a seguir mostra os fatores de peso para tecido ou órgão. A (FIG. 7) ilustra a relação entre estas diferentes unidades: Tabela 4. Fatores de peso para tecido ou órgão. TECIDO OU ÓRGÃO WT Gônadas 0,20 Medula óssea 0,12 Cólon 0,12 Pulmão 0,12 Fígado 0,05 Esôfago 0,05 Superfície óssea 0,01 Restante 0,05 Para fins de cálculo, o restante é composto por: glândulas supra-renais, cérebro, intestino delgado, rins, pâncreas, baço, timo e útero. Fonte: SILVA et al.,2003. FIGURA7. Relação entre as grandezas dose absorvida, equivalente e efetiva. Fonte: BETTENCOURT et al., 1994. 4.7 Efeitos Biológicos da Exposição à Radioatividade Os efeitos biológicos das radiações estão essencialmente associados à transferência de energia para os tecidos. Os efeitos dependem do tipo de radiação, da sua energia, da dose recebida, das características dos tecidos e particularmente da fase de divisão celular entre outros fatores. As radiações podem causar dois tipos de efeitos no organismo: determinístico e estocástico. Os efeitos determinísticos são observados após pouco tempo de exposição, são também muitas vezes chamado de efeitos somáticos precoces ou simplesmente precoces. Estão relacionados ao mal funcionamento ou perda de função de tecidos ou órgãos, essencialmente devido à morte de um número significativo de células. Estes efeitos estão associados à exposição de doses elevadas de radiação. Para este existe um limiar de dose abaixo do qual a probabilidade de ocorrência do efeito é nula, e um segundo limiar a partir do qual a probabilidade de efeito é 100%. No entanto, atendendo à variabilidade da sensibilidade individual, a probabilidade de ocorrência de um determinado efeito varia entre estes dois limiares e por isso deixaram de se chamar efeitos não- estocásticos, como anteriormente era usual. A (FIG. 8) mostra que a relação dose-freqüência para os tecidos tem a forma de uma curva sigmóide, onde o efeito torna-se mais freqüente a medida que a dose aumenta (BETTENCOURT et al .,1994). FIGURA 8. Relação dose-efeito para efeitos determinísticos em uma população. Fonte: BETTENCOURT et al., 1994. Atendendo à existência de um limiar, os efeitos determinísticos eventualmente esperados na seqüência de uma exposição, quer que seja parcial ou total do organismo, são previsíveis. A forma da curva observada na (FIG.8) , assim como os limiares, variam, obviamente, de órgão para órgão. Por exemplo, a (FIG. 9), a seguir apresenta resumidamente os efeitos previsíveis em função das doses de exposição de corpo inteiro (BETTENCOURT et al., 1994). FIGURA 9. Efeitos determinísticos esperados em função da exposição. Fonte: BETTENCOURT et al., 1994. Os efeitos estocásticos podem surgir muito tempo após a exposição e incluem o aumento de risco de câncer e mutações hereditárias. Eles resultam de modificações provocadas a nível celular, nas cadeias de DNA e conseqüentemente alterando a estrutura cromossômica. Os efeitos estocásticos aparentam não ter um limiar de dose, admitindo-se que possam ser induzidos por doses muito baixas de radiação, e a probabilidade do seu aparecimento é uma função da exposição. Em condições normais, os efeitos determinísticos podem ser evitados mantendo as doses abaixo dos limiares que correspondem ao seu aparecimento. No que se refere aos efeitos estocásticos, apenas é possível reduzir a sua freqüência mantendo as doses tão baixas quanto possível. Não é porém, viável evitá-los totalmente , uma vez que, segundo se supõe, eles podem ocorrer mesmo em baixas doses. 4.8 Princípios Gerais Para Práticas O sistema de proteção radiológica é baseado nos princípios gerais de justificação, de otimização e da limitação de dose ou risco. Tais princípios fazem parte de um sistema coerente não podendo ser tratado de forma isolada (SILVA et al., 2003). 4.8.1 O Princípio de Justificação O princípio da justificação, refere-se às recomendações da ICRP, onde os benefícios da utilização das radiações sobressaem aos detrimentos (combinação da probabilidade de ocorrência de um efeito danoso á saúde e o grau de severidade deste efeito), incluindo processo de escolha entre as diversas opções de práticas (SILVA et al .,2003). 4.8.2 O Princípio da Otimização A otimização da prática consiste na utilização adequada e redução dos riscos da radiação, tanto para um indivíduo quanto para uma população. Onde a suposição de futuros malefícios cede lugar às reais grandezas dosimétricas, dose efetiva e dose coletiva. Convém ressaltar que a ICRP considera que o bom senso e as técnicas complexas de analise de custo – benefício, contribuam com a redução do detrimento associado à prática (SILVA et al.,2003). 4.8.3 O Princípio da Limitação de Dose Individual e de Risco A exposição de indivíduos deve ser submetida à limites de doses ou, no caso de exposições potenciais, sujeita a algum controle de risco. Objetivando assegurar que nenhum indivíduo seja exposto a riscos desnecessários. Os limites de doses têm sido utilizados de duas maneiras: Na aplicação em exposições ocupacionais, onde o limite de dose é visto como a restrição limitante sobre o planejamento e a operação de uma instalação, e no controle sobre cada acúmulo individual de dose, estruturando os procedimentos de proteção radiológica (SILVA et al.,2003). 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS A Medicina Nuclear é uma especialidade médica que utiliza elementos radioativos com finalidade terapêutica e diagnóstica. Para estudos diagnósticos é necessário que a radiação esteja numa faixa adequada para os sistemas de detecção. A cintilografia é o método diagnóstico mais empregado, a concentração do radiofármaco é observada através da obtenção por imagem cintilográfica que mostra a funcionalidade do sistema em estudo. O radioisótopo mais utilizado em medicina nuclear é o tecnécio-99m devido suas características física ideais, praticidade de obtenção. Entretanto, a obtenção deste, deve ser acompanhada por profissionais qualificados e por uma metodologia segura, para identificar e reduzir eventuaisproblemas durante a preparação e manipulação dos radiofármacos. Vale enfatizar que o conhecimento dos níveis de dose em radioproteção é um passo importante para avaliação dos riscos associados à exposição. Avaliar o risco- benefício do exame é imprescindível para assegurar que nenhum indivíduo seja exposto à radiação desnecessária. Os níveis recomendados não expressam níveis absolutamente sem riscos e sim níveis que representam um risco aceitável. 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARAUJO, Elaine Bortoleti de et al. Garantia da qualidade aplicada à produção de radiofármacos. Rev. Bras. Cienc. Farm, v. 44, n. 1, p. 1-12, 2008. ARAUJO, E.B.A. Utilização do elemento Tecnécio-99m no diagnóstico e patologias e disfunções dos seres vivos. Cadernos temáticos de Química Nova na Escola,n.6,Jul.2005. BETTENCOURT, A.O., OLIVEIRA, J.C., Sérgio R. Centrais Nucleares em Portugal: Projecto de Livro Branco. Ministério da Indústria e Tecnologia, 1978. ESQUEMA de uma câmara de cintilação. Disponível em:http://www.fas.org/irp/imint/docs/rst/Intro/Part2_26d.html. Acesso em: 2008. GAMA câmara ou câmara cintilográfica. [2006?].Disponível em:http://www.fas.org/irp/imint/docs/rst/Intro/Part2_26d.html. Acesso em: 2008. MARQUES, F.L. OKAMOTO, M.R.Y. BUCHPIGUEL, C.A. 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