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Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear PROFESSORA: MARIA ELVIRA Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear CAPÍTULO 1 – EVOLUÇÃO DA MEDICINA NUCLEAR 1.1 Introdução A medicina Nuclear sempre teve um desenvolvimento complexo e multifacetado. Sua origem não tem uma data definida, mas pode ser considerado que a própria descoberta dos raios X, em 1895, seria o ponto mais remoto da sua origem. Embora não tenha relação direta com a questão nuclear, os raios X suscitaram a descoberta da radioatividade natural dos átomos por Henri Becquerel. Também um ponto tanto quanto remoto da história. Efetivamente, a utilização da radioatividade para o tratamento de leucemia em 1937, nos Estados Unidos, pode ser considerada o marco inicial da união entre radioatividade e medicina. Em 1946, é comprovado a bem feitoria da radiação na medicina com a cura de um câncer da tireóide. O uso da radioatividade no diagnóstico só ocorreu no ano de 1951, com a construção do primeiro equipamento de gamagrafia. Porém, a década de 70 foi quando o exame diagnóstico, principalmente aqueles que descrevem o funcionamento dos órgãos, deu seu grande salto, popularizando-se como método alternativo à radiografia. 1.2 - Experimentos A descoberta dos raios X, por Roentgen, em 1895, fez com muitos procurassem sobre a origem dos novos raios, e como eles podiam ser controlados ou utilizados. Por volta de 1896, na França, Henri Becquerel, investigou a possibilidade de a luz soltar e interagir, com alguns minerais, fazendo-os produzir raios X. Utilizando um metal pouco conhecido até então, o urânio, Becquerel, embrulhou em um filme fotográfico e o deixou sob a luz do sol o dia inteiro. Ao revelar o filme, verificou que havia algumas manchas escuras aleatoriamente dispostas pelo filme. Logo, ele concluiu que sua hipótese estava certa. Porém, alguns dias depois, para comprovar definitivamente sua teoria, aproveitando o tempo chuvoso, Becquerel enrolou novamente o filme e colocou em sua gaveta no laboratório. Após algumas horas, o mesmo constatou que mesmo sem a luz do sol o filme mostrava as mesmas manchas. Assim, concluiu que o urânio naturalmente emitia raios-X. Essa descoberta rendeu a Becquerel um premio Nobel, pela descoberta da radiação natural, os famosos raios de Becquerel. A descoberta da radioatividade foi mais empolgante que a dos raios X, já que estes precisavam de eletricidade e muitos aparatos para ser produzidos. As pesquisas da radiatividade forma levadas á diante, e no início do século XX, resultaram no conhecimento das três emissões realizadas pelo átomo, raios alfa, beta e gama. A radiação alfa, constitui-se de partículas carregadas positivamente, na verdade dois prótons e dois nêutrons. Por causa da sua massa essa radiação não consegue ultrapassam poucos centímetros no ar. A beta possui carga negativa. Os raios gama são muito parecidos com os raios X, porém são ondas eletromagnéticas sem carga eletromagnética ou massa, por isso com grande poder de penetração e altíssima energia. 1.3 Linha do tempo A seguir é possível verificar a seqüência cronológica de fatos ocorridos para descoberta da radioatividade e seu uso no diagnóstico e terapia 1896 – Descoberta da radioatividade por Henri Becquerel. 1897 – Descoberta do elemento Rádio-226 por Pierre e Marie Curie e definição do termo radioatividade 1901 – Danlos e Eugene Bloch colocaram rádio em uma lesão de pele causada pela tuberculose. 1903 – Grham Bell sugeriu a colocação de matéria radioativos dentro de tumores. 1923 – Primeira aplicação de material radioativo para exploração biológica 1927 – Proposta de detector de radiações por Geiger Muller. 1931 – Construção do primeiro ciclotron. 1936 – Primeiras aplicações de radionuclídeos artificiais para o tratamento da leucemia. 1938 – Aplicação de iodo para tratamento de câncer na tireóide. 1946 – Construção do primeiro reator nuclear para produção de radionuclídeo 1951 – Construção do primeiro scanner para realizar as primeiras gamagrafias. 1952 – Surgimento do termo Medicina Nuclear 1962 – Tomografia por reconstrução de emissão hoje denominada SPCT e PET 1971 – Medicina Nuclear é adotada como especialidade médica. PROFESSORA: MARIA ELVIRA DISCIPLINA: MEDICINA NUCLEAR Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear 1.4 Atualidade O campo de medicina Nuclear tem crescido de 15 a 20% na última década, isso inclui o número de serviços disponibilizados para a população desenvolvimento de novas tecnologias dos equipamentos e da elaboração de novos exames e radiofármacos. 1.5 Radioterapia X Medicina Nuclear Conceitualmente, a medicina Nuclear é o campo da medicina que utiliza da radioatividade para o diagnóstico e terapia de patologias. Na medicina nuclear, utilizam-se fontes não seladas e por isso há risco de contaminação de pacientes. Já a radioterapia, opera apenas a questão terapêutica da utilização da radiação, mas com fontes seladas onde não existe o perigo de contaminação apenas de irradiação. Na medicina nuclear também existe a possibilidade de tratamento, porém de comprimido de iodo radioativo e não a exposição a fontes seladas. 1.6 Estudo Dirigido 1. Defina medicina nuclear. 2. Cite 3 fatos históricos importantes. CAPITULO 2 – ÁREAS DE ATUAÇÃO 2.1 Introdução A medicina nuclear atual compreende três áreas: diagnóstico in vitro, in vivo e terapia. A área da terapia realizada em alguns serviços é algumas vezes confundida com a radioterapia, porém é necessário realizar uma distinção relatada a seguir. 2.2 Diagnóstico in vitro Neste tipo de exame se colhe um pouco de material do paciente, normalmente o sangue, se verifica a reação do contraste radioativo, com as células cancerosas. Pode ser considerado um exame de análise clínica, porém com o detalhe do manuseio de agentes radioativos. É uma técnica também conhecida de radioimunoensaio. Diferente dos resultados de analises clínicas que se produz um resultado em até 72 horas, esse ensaio pode precisar de até mais de. 60 dias para se obter um resultado. O tempo em questão está relacionado à meia vida do radionuclídeo usado. 2.3 Diagnóstico In vivo È um dos melhores exames realizados para verificação da funcionalidade de órgão e a detecção precoce de tumores. Como o nome sugere, realiza-se a administração de uma solução radioativa para o paciente, denominada radiofármaco, e depois se mapeia a distribuição desta solução pelo corpo. Isto permite ao médico verificar a existência, localização e tamanho de tumores que estejam em determinado órgão, ou espalhado pelo corpo interior. Além disso, através da absorção ou circulação dos radiofármaco pelo órgão é possível verificar o funcionamento ou o metabolismo. Por utilizar na maioria dos casos equipamento com cristal de cintilação para obtenção de imagens, os exames são denominados de cintilografia. Apesar de usar elementos radioativos que são metabolizados, a dose que o paciente recebe normalmente é menor do que a de um exame radiográfico. 2.4 Terapia A terapia é realizada pela área de medicina nuclear, normalmente restringi-se aquela onde são administrados radiofármacos ao paciente. O paciente, após as condutas com seu médico e a confirmação dos exames, comparecerem periodicamente ao serviço apenas para receber o radiofármaco. A periodicidade é definida pelo médico. Normalmente, o radiofármaco, é administrado via oral, na forma de comprimidos. Se a atividade presente no comprimido for acima de um valor estipulado pelas normas, o paciente deverá ficar internado até que a atividade, medida a 1 metro de distancia do paciente e espera decair a níveis aceitáveis para sua liberação. 2.5 Estudo Dirigido 1. Diferencie a Radioterapia da medicina nuclear. 2. Cite 2 diferenças entre os modelos atômicos estudados. 3. Quais são as áreas de atuaçãoda medicina nuclear. Explique-as. Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear CAPÍTULO 3 – RADIOISÓTOPOS NA MEDICINA NUCLEAR 3.1 Introdução A radioatividade é um fenômeno natural apresentado por Becquerel em 1896. A radioatividade pode ser entendida como o processo em que o núcleo instável emite partículas alfa e beta e onda eletromagnética gama para se estabilizar. Figura 1 – Radioatividade A atividade dos átomos se resume na liberação de energia na forma de fótons ou partículas, num processo conhecido por desintegração radioativa ou decaimento radioativo. O decaimento que se especifica aqui é justamente a perda de energia ou a queda do nível energético do átomo. A desintegração pode ser denominada como uma ruptura do núcleo. Ocorre então, quando parte do núcleo é ejetado para fora do átomo que por conseqüência acaba se transmutando em outro elemento químico. É comum, quando se trata de radioatividade chamar os átomos instáveis, aqueles que vão sofre decaimento, de radionuclídeos. Os átomos estáveis, ou normais, são chamados apenas de nuclídeos. Átomos que possuem o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons são chamados de isótopos. Portanto, são átomos que representam ao mesmo elemento químico, mas com energias diferentes, pelo menos a nível nuclear. A estes denominamos de radioisótopos. Vários são os radioisótopos utilizados em medicina nuclear, quer para diagnóstico quer para tratamento. No entanto eles, não são utilizados puros e sempre devem ser associados a algum fármaco para que cumpram sua missão. Neste caso, a terminologia usada é radiofármaco. Para diagnóstico, a maioria deles é líquidos para serem injetados, e apenas dois são gases para a realização de exames das vias áreas. Para terapia, a maioria dos radiofármacos é sólida, na forma de comprimidos. Os radiofármacos podem ser aplicados vias: oral e injetados para terapia. Tabela 1 – Resumo dos decaimentos e a alteração causada NÚCELO APÓS O DECAIMENTO DECAIMENTO N° MASSA N° ATÔMICO N° NEUTRONS RESUMO GAMA A Z N Núcleo torna-se mais estável BETA A Z + 1 N -1 Emissão de um elétron PÓSITRON A Z – 1 N + 1 Emissão de um pósitron ALFA A - 4 Z - 2 N -2 Perda de massa, número atômico e nêutrons. 3.2 Radioisótopos para Exames Em termos de Brasil, os radioisótopos disponíveis para utilização clínica são o iodo, o gálio, o tálio e o tecnécio. Todos eles são fabricados pelo Instituto de Pesquisa Energéticas e Nucleares da Universidade de São Paulo (IPEN/USP). O iodo estável I-127, é muito abundante na natureza. Os radionuclídeos disponíveis do iodo são: I-123, I-125 e o I-131. Dos três, o I-123, é o mais utilizado para se verificar a funcionalidade da tireóide, pois possui uma radiação gama de 159 KeV, o que representa uma baixa dose no paciente. Além disso, é um elemento com uma meia-vida de 13 horas. Isto permite a inoculação do paciente e a realização do exame no mesmo dia sem risco para o paciente e o público. Para detecção de tumores, gálio estável (Ga-68) fornece seu radioisótopo Ga-67 para, na forma de citrato, cumprir o papel de radiotraçador. Dada sua afinidade por tecidos inflamatórios e linfonodos, o gálio Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear consegue achar todo o processo inflamatório em qualquer parte do corpo. A detecção do Ga-67 é realizada em variadas energias, dentro de um período de 78 horas de meia vida. O tálio é outro átomo muito utilizado, principalmente na forma de íon positivo Tl+, pois é capaz de substituir o potássio K +. Neste caso o Tl-201 é utilizado para circular junto à musculatura cardíaca permitindo a obtenção de imagens do miocárdio. Como uma meia-vida de 73 horas e fótons com energia de 80 KeV. Talvez o tecnécio, seja depois do iodo, o radionuclídeo mais utilizado em medicina Nuclear. Ele é um emissor gama monoenergético, de valor de 140 Kev, com meia vida de 6 horas, o que facilita bastante sua administração e realização de exames. Esse elemento pode ser produzido no próprio serviço de medicina nuclear. Quando se utiliza um PET (Tomografia por Emissão de Pósitron), necessita-se de radiofármacos fabricados a partir de radionuclídeos emissores de pósitrons, que são mais difíceis de serem encontrados naturalmente na natureza. Neste caso, os radiofármacos devem ser fabricados e utilizados imediatamente por causa da meia vida de minutos. Os mais comuns são: carbono-11, nitrogênio-13, oxigênio-15 e flúor-18. Tabela 2 – Radioisótopos mais comuns e suas características 3.3 Radioisótopos para Terapia O iodo é realmente um átomo muito útil na Medicina Nuclear por possuir três radioisótopos sendo cada um usado para uma determinada especificação clínica. Para terapia o mais usado é o I-131, para o combate ao câncer de tireóide ou hipertireoidismo. É administrado na forma de comprimidos. O paciente deve procurar o serviço mensalmente para ingestão imediata. 3.4 Radioisótopos para Diagnóstico In Vitro Para realização de radioimunoensaio, é comum a utilização do I-125, por possui uma radiação gama de 27 KeV. A meia vida de 60 dias também facilita a realização do exame, que normalmente demora alguns dias para cultura. 3.5 Gerador de Tecnécio 3.5.1 Produção Própria Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear Um dos radioisótopos na realização de exames é o Tecnécio. Por ter uma meia vida de 6 horas, o tecnécio permite ao paciente receber o radionuclídeo logo no início da manha. Entre 2 e 3 horas após a administração, o exame já pode ser realizado, pois o tecnécio já espalhou pelo corpo. Devido à meia vida curta, o paciente pode ser liberado algumas horas após a realização do exame. Por outro lado, como uma meia-vida tão curta é praticamente impossível de o tecnécio ser fabricado por uma instituição e ser distribuído para diversos serviços de Medicina Nuclear. Se o tempo entre a fabricação e a utilização do Radionuclídeo for de 48 ou 72 horas, a atividade no material já terá reduzido a valores insignificantes. Logo, o correto é que o próprio serviço produza seu radionuclídeo no momento em que irá administrá-lo, evitando assim problemas de estocagem e o constante decaimento. 3.5.2 Dispositivo de Geração O dispositivo utilizado pelos serviços de medicina nuclear para fabricarem seu próprio tecnécio é denominado GERADOR DE TECNÉCIO. Na realidade trata-se de invólucro blindado que contém molibdênio- 99 radioativo dentro de um frasco selado. Este átomo é usado, pois o tecnécio-99 radioativo é gerado espontaneamente a partir do decaimento do molibdênio-99. Com uma meia-vida de 2,5 dias, o gerador contendo molibdênio deve ser trocado toda a semana, para garantir que o serviço não precise trabalhar com geradores de alta atividade inicial. Figura 2 – Sistema de Geração de Tecnécio 3.5.3 Processo de Obtenção do tecnécio Figura 3 – Esquema da produção do Tecnécio Utilização de um Radionuclídeo com meia vida longa que ao sofrer uma reação química produza um Radionuclídeo de meia-vida curta • Molibdênio-99 – T ½ 66 horas • Tecnécio-99m – T ½ de 6 horas O sistema funciona na colocação de Mo-99 em uma coluna de alumina (Al2O3), ficando na forma MoO4-2 esta combinação é colocada dentro de um frasco de chumbo. Por decaimento o Molibdênio-99 irá produzir o Tecnécio-99m. Para retirar o tecnécio-99m do gerador (eluição) o sistema atual utiliza uma solução salina 0,9% e um sistema de vácuo presente no preparo do gerador. O Tc99m é obtido na forma de pertecnetato (TcO4-). Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear Para evitar o manuseio durante muito tempo e por várias vezes do gerador, o técnico pode preparar um único frasco com radiofármaco contendo tecnécio para ser utilizado na manhã em vários pacientes. À tarde, ele repete o procedimento, ficando assim apenas duas vezes em contato com o gerador que é, dentro de um serviço de medicina nuclear, a maiorfonte radioativa. 3.5.4 Manuseio Por ser uma fonte radioativa, o gerador de seguir normas rígidas de controle e segurança. Assim o transporte do gerador entre a instituição fornecedora e o serviço de medicina nuclear deve ser realizado por uma transportadora credenciada pela CNEN. O recebimento da fonte deve ser realizado por uma pessoa preparada para tal, preferencialmente em horários de pouca circulação de pessoas e ser levado diretamente para a sala quente. Após seu esgotamento, os materiais radioativos devem ser guardados como rejeito radioativo e recolhido por um serviço especializado para que o gerador possa ser novamente carregado com o molibdênio. 3.6 Ciclotron e Reator Nuclear Por causa da meia-vida radioativa de poucas horas ou poucos dias, grande parte dos radionuclídeos grande parte dos radionuclídeos não teria utilidade se dependessem do processo de distribuição e transporte entre a fonte geradora e os serviços de medicina nuclear. Um sistema normal de distribuição de carga, com a transportadora, dependendo do meio, terrestre, aéreo leva muitos dias entre a origem e o destino final. Assim, para que evite desperdícios e aumentada a eficiência na utilização dos radionuclídeos, é importante que existam instituições de pesquisa nuclear, que possuam ciclotrons ou próximos à usinas nucleares, assim é mais fácil ter o acesso aos radionuclídeos pela manhã e pela tarde. Atualmente o IPEN é o único fornecedor de radioisótopos para todos os serviços de medicina nuclear do Brasil. E para atender a demanda, possui 2 ciclotrons e um reator nuclear. Figura 3 - Ciclotron O ciclotron é um acelerador de partículas nucleares subatômicas. Ele produz uma grande quantidade de prótons (partículas pesadas com uma carga elétrica positiva) e coloca-os em movimento a uma taxa acelerada ao longo de uma órbita circular, dentro de uma câmara controlada por campos eletromagnéticos poderosos alternantes. Assim, as partículas ganham energia e são esmagadas/colididas contra um alvo a uma velocidade quase igual a da luz. Os átomos, em uma substância colocada neste alvo, são transformados pelo seu bombardeamento em isótopos instáveis e radioativas, por meio de uma reação nuclear. Figura 4 – Esquema de reator nuclear Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear O reator nuclear é um equipamento onde se processa uma reação de fissão nuclear (núcleo do elemento radioativo que se transforma em dois) ,assim como um reator químico é um equipamento onde se processa uma reação química. 3.7 Estudo Dirigido 1. O que é radioisótopo? 2. Como o radioisótopo se estabiliza? 3. Quais são os principais radioisótopos usados em medicina nuclear 4. Quais são as fontes de radioisótopos? 5. Qual a grande dificuldade em se trabalhar com os radioisótopos de medicina nuclear? 6. Explique o funcionamento do gerador de tecnécio. Como se realiza a eluição? 7. Como deve proceder a manipulação de tecnécio? 8. Explique para que serve o gerador de tecnécio e o ciclotron. CAPÍTULO 4 – APLICAÇÕES DIAGNÓSTICA E TERAPÊUTICA Considerações Iniciais Segundo o IPEN, “A medicina nuclear é definida como a aplicação de materiais radioativos no diagnóstico e terapia de pacientes.” Os radioisótopos utilizados em medicina nuclear são escolhidos pelas suas características físicas e decaimento favoráveis e podem ser utilizados na sua forma mais simples ou então incorporados em uma variedade de compostos químicos escolhidos pelas suas propriedades bioquímicas, fisiológicas e metabólicas. Para CNEN, o radiofármaco, é a “substancia radioativa cujas propriedades físicas, químicas e biológicas fazem que seja apropriado o uso em seres humanos”. Aplicações de radiofármacos A seguir segue uma lista dos principais radiofármacos marcados com tecnécio, mais usados em exames cintilográficos. Tabela 3 – radiofármacos com tecnécio Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear 4.3 Aplicações terapêuticas Atualmente as três principais terapias, são: • Tratamento de hipertireoidismo, do nódulo e das metástases da tireóide com Iodo-131. • Tratamento antiálgico em metástases ósseas como samário-153. CAPÍTULO 5 – EXAMES CINTILOGRÁFICOS A cintilografia permite o estudo da fisiologia e constitui método não invasivo de diagnóstico. De custo médio e muito eficiente, o exame de cintilografia é uma importante alternativa no diagnóstico de patologias de origem funcional e metabólica. 5.2 Sistema Nervoso Central Os exames cintilográficos do sistema nervoso central são classificados em estáticos e dinâmicos. O estudo estático a cintilografia cerebral tem como indicações a detecção de lesões tumorais, vasculares e inflamatórias intracranianas. Essas afecções determinam a quebra da barreira hematoencefálica (alteração da integridade capilar), por onde atravessa o radioisótopo formando imagem hipercaptante. O estudo dinâmico a cintilografia de circulação liquórica ou cisternografia radioisotópica – indicada para avaliação de afecções que alteram a dinâmica do líquido cerebroespinhal, como por exemplo: atrofia cerebral, hemorragia subaracnóide, meningite, hidrocefalia, suspeita de fístula liquórica e controle de válvulas de derivação liquórica. A avaliação dinâmica começa no momento da injeção do radiofármaco no espaço subaracnóide, na região lombar ou suboccipital, obtendo-se as imagens em intervalos regulares. Também, em psiquiatria, o diagnóstico de um grupo de afecções neuropsiquiátricas pode ser auxiliado com uso de radioisótopos específicos, para avaliar a alteração na perfusão sanguínea cerebral. Está indicado para verificação de demências e distúrbios. 5.1.1 Preparo físico • Não tem preparo físico específico; • Jejum, de acordo com a idade, se o exame for feito sob anestesia. 5.1.2 Radiofármaco usado Ácido dietilenotriaminopentacético (DTPA + TC-99m) este composto é encontrado na apresentação injetável para via endovenosa e em aerossol, para via inalatória. No cérebro, sua concentração se dá em lesões vascularizadas, nos ventrículos cerebrais e canal medular. O produto não possui contra indicação. O armazenamento em temperatura de 2 a 8 ° C. A solução se mantém estável até 8 horas após a marcação. 5.2 Sistema Endócrino O estudo da glândula da tireóide é um dos exames mais solicitados para avaliar, praticamente, todas as afecções da glândula da tireóide, tanto na criança como no adulto. Os nódulos tireoidanos são classificados conforme a captação de radioisótopos em: hipercaptante porque captam excessivamente, os radioisótopos, e estão relacionados com a hiperfunção glandular ou hipertireoidismo; ou hipocaptantes, porque não captam os radioisótopos e podem estar associados à neoplasia maligna. Também pode ser realizada a cintilografia das glândulas paratireóides indicada para indicar o hiperparatireoidismo, causado por adenoma ou hiperplasia e também a cintilografia das glândulas supra renais, indicado para pesquisar feocromocitoma. 5.2.1 Preparo físico quando usado I-131 Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear Este preparo objetiva reduzir a incorporação orgânica de iodo proveniente de certos alimentos e produtos para que este não concorra com o radionuclídeo administrado para o exame. Assim a orientação dada é: Trinta dias antes do exame • Suspender qualquer medicamento que contenha iodo, principalmente xaropes; • Não usar tinturas de cabelo, fortalecedores de unhas e bronzeadores; • Não usar substancia anti-séptica iodada; • Não se submeter a exames nos quais se utilizam substâncias iodadas em meios de contraste Três dias antes do exame • Não ingerir frutos do mar e nem verduras como agrião, espinafre, couve-flor e alcachofra; • Não passar esmalte nas unhas Dia do exame • Jejum de 2 horas • Não ir ao exame acompanhado de gestante ou mulheres grávidas • Obs.: a cintilografiade tireóide quando realizada com TC-99m, não tem preparo físico. 5.2.2 Cuidados pós cintilografia com Iodo-131 • Evitar a aproximação com outras pessoas nas primeiras 24 horas, mantendo-se distante destas por mais ou menos 2 metros. • Não compartilhar quarto de dormir com outras pessoas nas primeiras 48 horas. Se possível, não dormir na mesma cama na semana que segue ao exame, considerando que a vida média do iodo é de oito dias. • Lavar com água corrente abundante e sabão os utensílios utilizados sejam: pratos, copos, xícaras e talheres durante uma semana. • Acionar várias vezes a utilização do vaso sanitário nas primeiras 48 horas. 5.3 Sistema Respiratório O sistema respiratório pode ser estudado através de dois exames: a cintilografia da perfusão e da ventilação pulmonar, que são técnicas independentes, mas complementares entre si. A cintilografia da perfusão pulmonar, objetiva avaliar a integridade dos vasos pulmonares em relação ao fluxo sanguíneo do pulmão, sendo essencial para diagnosticar e avaliar alterações desse fluxo sanguíneo em caso de embolia. A cintilografia de ventilação pulmonar consiste na inalação de aerossol radioativo para investigar sua distribuição na árvore brônquica até os alvéolos pulmonares, a fim de detectar a extensão da área pulmonar lesada por afecções nas situações de asma brônquica e pneumonia. Outras indicações para esses exames incluem: avaliação pré-operatória de enfisema, bronquiesctasia, neoplasia e hipertensão pulmonar. Não existe preparo físico específico. O uso de soralbumina humano está indicado para a cintilografia pulmonar, uma vez que a maior parte da dose injetada concentra-se nos pulmões. A administração desse radiofármaco é feita por via endovenosa. É importante que o paciente esteja deitado para receber a medicação. A estabilidade da solução é em até 6 horas após a marcação. 5.4 Sistema Cardiovascular Aos exames cintilográficos do sistema cardiovascular são: cintilografia da perfusão miocárdica, cintilografia do infarto agudo do miocárdio e ventrículografia radioisótopica ou estudo da função ventricular. O exame cintilografia de perfusão tem como função diagnosticar áreas isquêmicas e/ou fibrose não detectadas pelo eletrocardiograma. O exame é realizado em duas fases: em repouso e com esforço. Assim nos casos de angina a captação do radiofármaco é normal no período de repouso, e alterada (hipocaptante) no esforço, enquanto no infarto a hipocaptação está presente nas fases de repouso e de esforço. A área hipocaptante é a isquemia, ou seja, corresponde a hipoperfusão regional durante a fase de esforço. 5.4.1 Radiofármaco utilizado O radionuclídeo usado inicialmente era o Tl-201, que está sendo substituído pela isonitrila isobutila de metoxila (Tc-99 MIBI), este produto, acumula-se no miocárdio sendo que sua absorção está na dependência do fluxo coronariano. A administração é por via endovenosa, e foi observado que um pequeno de pacientes sentiu Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear sabor amargo ou metálico após a injeção. O registro da imagem deve ser completado até 4 horas após a administração do radiofármaco. A via principal de eliminação é o sistema hepatobiliar, sendo também, eliminado através da urina. 5.5 Sistema Digestório Vários procedimentos são realizados com a utilização de radioisótopos para diagnosticar afecções do sistema gatrointestinal, possibilitando o estudo do esôfago, estômago, baço, fígado, vias biliares e identificação de hemorragia digestiva. 5.5.1 Transito Esofágico Tem por finalidade avaliar a dinâmica do esôfago, após a ingestão de colóide marcado com Tc-99, permitindo a obtenção de índices quantitativos relativos à “tempo total de transito esofagiano, tempo de entrada no estômago e atividade residual no esôfago após 120 segundos”. Este estudo de peristáltica do esôfago tem como indicação à acalasia cárdia, espasmo difuso do esôfago e fístula traqueobrônquica. Outra indicação é a avaliação do refluxo do conteúdo gástrico para o esôfago. O principal preparo físico é o jejum de quatro a seis horas dependendo da idade da criança e suspensão de medicamentos como: antiácidos, cemitidina, metoclopramida. 5.5.2 Vias biliares É um procedimento dinâmico que consiste na injeção endovenosa de radiofármaco específico, que é captado pelo hepatócitos e segue o trajeto da bile. Por isso possibilita o diagnóstico de obstrução das vias biliares, colecistite, fístulas biliares e avaliação pós-operatória de anastomose biliodigestivas. O bom resultado do exame depende da função hepática. Não há preparo. 5.5.3 Cintilografia hepatoesplênica Tem como indicação principal a avaliação do grau de alteração funcional em decorrência de hepatopatias como: cirrose, hepática, hepatite crônica entre outras. O exame bem como base à fagocitose do radiofármaco (colóide marcado com Tc-99) pelas células do sistema retículoendotelial que, em sua maioria (85%) estão no fígado e os restantes (15%) na medula óssea e baço. Sua realização é complementar à ultra- sonografia e tomografia computadorizada. Não há preparo físico específico. 5.5.4 Radiofármacos Estanho coloidal Tc-99 (Sn + Tc99) é indicado para a cintilografia hepática, esplênica e no estudo do fluxo gastro-esofágico. É introduzida por via endovenosa, e as imagens devem ser obtidas 10 a 15 minutos após a injeção. A estabilidade da solução, após a marcação é de seis horas. Não existe contra-indicação. Ácido iminoacético (N-alfa-2,6 diisopropil acetanilida do ácido iminodiacético) DISIDA + TC-99. Esta substância é indicada para estudar processos obstrutivos das vias biliares, destacando-se a atresia e a motilidade da vesícula biliar. É administrado via endovenosa alcançando a concentração máxima no fígado em torno de 10 minutos. É excretado por via intestinal. 5.6 Sistema renal Para a avaliação do sistema urinário, são realizados dois tipos de exames: cintilografia renal dinâmica e estática. A cintilografia renal dinâmica, que estuda o fluxo renal, está indicada, principalmente, para avaliar uropatias obstrutivas e doenças hipertensivas. O radiofármaco (DTPA + Tc-99), logo após ser injetado endovenosamente é filtrado, concentrado e excretado pelos rins, à semelhança de urografia excretora, porém sem os fatores de risco associados ao contraste iodado. Tem indicação no estudo de: trombose renal, esclerose da artéria renal, infartos, pielonefrites, tumor, cistos, traumatismos e doença renal difusa, uma vez que o procedimento engloba as fases pré-renal, renal e pós-renal. A cintilografia renal estática, objetiva estudar o córtex renal, uma vez que 60% do radiofármaco, TC- 99m, se fixam a esta porção do rim 3 horas após a injeção. Esse radiofármaco, após ter sido captado pelo parênquima renal, mostra a perfusão e a área cortical funcionante. Também é indicado para diagnosticar lesões cicatriciais nos rins, resultantes de infecção do trato urinário na criança, doenças congênitas e massas tumorais e quantificar a função renal. Na cintilografia dinâmica renal não é necessário jejum, apenas orientar o paciente quanto a ingestão de líquidos antes do exame. 5.6.1 Radiofármaco utilizado Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear Ácido dimercaptosuscínio – TC-99m (DMSA-TC-99m) esta substância tem por indicação mais importante a cintilografia renal., o exame é realizado 6 horas após a injeção, para medida de fixação do no córtex renal, possibilitando cálculo e sua captação. É administrado via endovenosa. Não possui contra-indicação e tem grande aplicabilidade no diagnóstico de infecção urinária em pediatria. 5.7 Sistema Esquelético A cintilografia óssea é o exame mais importante para o estudo do sistema esquelético, porque possibilita a análise de todo o esqueleto com apenas uma dose de radiofármaco e apresenta alta sensibilidade para detectar qualquer tipo deafecção óssea. É indicado para pesquisa de metástases ósseas nos portadores de neoplasia primária de mama e próstata. E também no diagnóstico de osteomielite, fraturas, dor óssea e outras infecções. 5.7.1 Radiofármacos utilizados Metileno difosfonato – TC-99 (MDP- TC99) está é a substancia mais usada para cintilografia óssea. É ministrado por via endovenosa, e o mapeamento ósseo deve ser realizado duas a três horas após a marcação. Não possui contra-indicação e a excreção ocorre através do sistema urinário. Outro radiofármaco muito usado é o pirofosfato de sódio (PIRO – TC-99m) também administrado via endovenosa. Nos exames de cintilografia óssea em que se utiliza o Ga-67, ocorre em casos de suspeita de processo infeccioso ósseo pela sua afinidade com áreas com lesões inflamatórias. 5.8 Estudo Dirigido 1. Para cada exame cintilográfico, cite o radiofármaco, a forma de administração e o preparo do paciente, se o mesmo existir: a. Sistema endócrino b. Sistema respiratório c. Sistema cardiovascular d. Sistema digestório e. Sistema esquelético 2. Qual a diferença da cintilografia estática para dinâmica para os exames: a. Sistema nervoso central b. Sistema renal 3. Diferencie hipercaptação de hipocaptação. CAPÍTULO 6 – EQUIPAMENTOS DE CONTAGEM 6.1 Introdução O diagnóstico in vitro de tumores e patologias é realizado com a coleta de material do paciente. O material é então colocado em um tubo de ensaio e administrado do contraste radioativo. Para realizar a contrastagem da radiação são utilizados um entre três tipos de instrumento: o contador de Geiger Muller, o cristal de cintilação com fotomultiplicador e curiômetro. O procedimento de medição é praticamente independe do tipo de detector. O tubo de ensaio é colocado num invólucro de chumbo para proteção do técnico ou enfermeiro. Em seguida por uma abertura no invólucro, é introduzida a parte detectora do geiger Muller ou do cristal de cintilação que ficará em constante contato com o tubo de ensaio para realizar a contagem da atividade da amostra. No caso do curiômetro, como será visto mais adiante, o invólucro do recipiente é o próprio detector. 6.2 Contador de Geiger Muller É um dos sensores mais usados em radiometria, é basicamente uma câmara metálica cheia de gás, que faz o papel do catodo, e que contém um fio positivamente polarizado que serve de anodo. Entre os dois eletrodos é aplicada uma diferença de potencial (tensão) que consequentemente, colocará o gás sob a ação de um campo elétrico. Um fóton ao passar pelo gás e produzir um elétron livre e um íon positivo. Estas duas cargas sofrerão a ação de um forte campo elétrico presente e serão arrastadas cada uma em direção a um eletrodo. Os elétrons coletados pelo anodo e os íons positivos pelo catodo. Como o movimento ordenado das cargas elétricas teremos, então uma corrente elétrica que pode ser medida por um circuito eletrônico. Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear Embora o processo de criação de elétrons livres seja o mesmo para qualquer câmara a gás, o número de elétrons livres criados e a corrente elétrica efetiva que se obtém dentro da câmara são variáveis com a tensão presente nos eletrodos. O equipamento opera na região de alta de tensão, 1000 volts. Na realidade, as tensões do anodo podem variam muito de um detector para outro, pois dependem da geometria da câmara e do tipo de pressão do gás utilizado. Que no caso é de geometria cilíndrica de pequeno volume, comparável a uma pilha pequena de rádio, por exemplo. 6.2.1 Funcionamento À medida que a tensão aumenta dentro da câmara a gás, podemos notar que a multiplicação de elétrons também aumenta e o número de elétrons coletados de forma independente da ionização inicial feita pelo fóton incidente. Devemos lembrar que para cada íon livre produzido, há o aparecimento de uma molécula ionizada entre elas algumas estão em estado excitado. Em alguns naonosegundos essas moléculas excitadas retornam ao estado natural através da emissão de um fóton ultravioleta. Este fóton pode atravessar alguns centímetros través do gás antes de ser reabsorvido, seja por uma interação fotoelétrica com uma camada menos energética de um átomo, seja com a superfície sólida da câmara. Se um elétron livre é liberado neste processo de absorção, ele irá à direção ao anodo. Como este elétron está sob ação de um campo elétrico intenso, ou seja, está recebendo energia ao se deslocar, ele poderá chocar-se com outros átomos. E em cada choque com um átomo, este elétron poderá liberar mais elétrons. Como os novos elétrons livres presentes nessa avalanche de elétrons também irão se dirigir em direção ao anodo, estarão desta forma, também recebendo energia. Por este mecanismo uma avalanche pode dar origem à outra de tal forma que com a interação de uma único fóton X ou gama, obtém-se uma infinidade de avalanches espalhando-se por todo o volume do gás na região em torno do anodo. Neste processo, um enorme número de pares de íons é formado e pulsos de mais de um volt de amplitude são gerados no interior do tubo. E dado o nível de tensão o sinal é quantificado. 6. 3 Cristal de Cintilação Alguns materiais possuem uma característica interessante: podem absorver a energia da radiação e converte-la, ou seja, reemití-la em luz visível. Logo, estes materiais podem ser utilizados como detectores da presença da radiação no ambiente. Em certos tipos de materiais transparentes, a energia depositada por uma partícula energética pode deixar os átomos e moléculas em tal estado e excitação que elas irão rapidamente decair através da emissão de luz visível ou ultravioleta. Este processo é conhecido como fluorescência imediata. Tais materiais são conhecidos como cintiladores e comummente aproveitados para fabricação de detectores de cintilação. Contudo, a quantia de luz gerada por uma única partícula de alguns MeV de energia cinética é muito pequena e não pode ser vista sem ajuda de aparelhos. Atualmente, os detectores de cintilação eliminam a necessidade de uma contagem manual com a conversão da luz em pulso elétrico através da utilização de tubos fotomultiplicadores. Existem três passos distintos que envolvem a produção de um pulso elétrico devido a uma única partícula carregada em movimentos: a) A radiação perde energia no cintilador, deixando uma trilha de átomos excitados ao longo do trajeto; b) Alguns átomos excitados voltam ao seu estado de repouso num processo que envolve a emissão de energia sob forma de um fóton de luz visível ou ultravioleta. Esses fótons são emitidos em todas as direções. A energia total representada por esta luz é uma pequena fração da energia original da partícula que foi depositada no cintilador. Esta fração é a medida da eficiência do cintilador e varia de 3 a 15% nos matérias comuns. A energia do fóton (ou o comprimento de onda da luz) é distribuída por um espectro de emissão que é característica de cada material cintilador em particular. c) Parte da luz emitida deixa o cintilador por uma janela construída em uma de suas superfícies. As demais superfícies são revestidas internamente com um material reflexivo para garantir que luz que não se dirigiu para a janela tenha grande probabilidade de ser redirecionada. Pode-se chegar a uma taxa de reaproveitamento da luz produzida. As propriedades do material cintilante necessária para bons detectores são: transparência, disponibilidade para manufatura em grandes tamanhos, grande resposta luminosa proporcional a energia do fóton ou partícula incidente e tempo de decaimento curto. Apenas alguns materiais possuem estas propriedades para detecção da radiação. Cristais de iodeto de sódio (NaI) e iodeto de césio (CsI) dopados com tálio são comumente utilizados, como também uma grande variedade de plásticos. Predominantemente utiliza-se o iodeto de sódio (NaI) como material para detecçãogama porque ele proporciona uma boa resolução, além de ser economicamente viável. Como podemos verificar, o cristal cintilador funciona como um conversor de freqüência ou de energia. Logo, a medição da radiação X ou gama se dá através da mediação da luz visível emitida que a radiação incidente no cristal irá ser transformada. A questão passa a ser então, medir a quantidade de luz emitida. Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear 6.4 Fotomultiplicador 6.4.1 Introdução É um dispositivo muito usado em conjunto com o cristal de cintilação. Como a luz emitida é muito tênue, muitas vezes imperceptível ao olho humano, utiliza-se o fotomultiplicador para transformar a luz em corrente elétrica. Além da conversão, o fotomultiplicador consegue ainda amplificar a corrente elétrica original, elevando muito o nível de sinal a ser processado por dispositivos eletrônicos acoplados. Assim, utiliza-se a ajuda de um olho eletrônico para contar os fótons de luz emitidos. 6.4.2 Construção O fotomultiplicador é um dispositivo que converte a luz emitida pelo cintilador em uma corrente elétrica. Consiste nu fotocátodo um eletrodo de 10 ou mais dinodos que multiplicam várias vezes o número de elétrons que atingem cada vez mais, o anodo e os dinodos são polarizados por uma cadeia dos resistores localizados tipicamente numa válvula que lhes serve de base. 6.4.3 Fotocátodo É um material cuja característica utilizada é capacidade de liberar um elétron ao ser atingido por um fóton de luz. Assim, ao ser acoplado o cristal de cintilação, esta placa será responsável pelo início da transformação da luz em sinal elétrico. 6.4.4 Dinodos São eletrodos positivos, iguais ao anodo, porém tem uma função um pouco diferente e por isso recebem denominação especial. Num tubo fotomultiplicador, são usados 10 dinodos. Além de uma diferença de potencial entre si, os dinodos também devem possuir uma construção geométrica que facilite a movimentação dos elétrons dentro do tubo para que haja o aparecimento de uma grande corrente elétrica. O primeiro dinodo, colocado logo a frente do fotocátodo, possui uma diferença de potencial positiva em relação aquele. Por causa disto, o primeiro dinodo consegue atrair para si o elétron emitido quando da incidência do fóton de luz no fotocátodo. Este fotoelétron ao atingir o dinodo consegue libertar dois ou mais elétrons. Como, se observa, o dinodo funciona como um multiplicador de elétrons. Em seguida, com a diferença de potencial a favor do segundo dinodo, os elétrons são atraídos novamente para este. E ao colidirem com o segundo dinodo, liberam, cada um, mais dois elétrons, numa nova multiplicação. Assim, do fóton de luz inicial já temos algo como 4 elétrons circulando no fotomultiplicadora. Assim, acontece com cada um dos outros dinodos, que com a ajuda do potencial positivo, vão atraindo os elétrons do dinodo anterior e multiplicando-os. No final do processo, fotoelétron inicial, pode-se obter 100 mil à 1 milhão de elétrons atingindo o anodo. Para se obter as diferenças de potencial entre os dinodos, normalmente uma fonte de alta tensão é aplicada á fotomultiplicadora com uma seqüência de resistores, poderia se obter uma diferença mínima entre cada dinodo de 100 v. 6.4.5 Anodo É o último eletrodo que atraia os elétrons. Ele tem o maior potencial e tem a função de coletar elétrons para que seja formada a corrente elétrica. Embora com milhares de vezes mais elétrons, que no início do processo disparado pelo fotocátodo, esta corrente ainda é muito pequena da ordem de picoamperes. Por isso, ela inda deve ser amplificada por circuitos eletrônicos para que o sinal elétrico seja detectável pelo sistema de contagem. 6.5 Detector de cintilação Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear Quando se utiliza o cristal de cintilação sozinho não se configura em si um equipamento de contagem de fótons ou partículas que com ele interajam. Hoje em dia, os equipamentos são montados utilizando-se um tubo fotomultiplicador para conta os flashes emitidos por um cristal de cintilação. Desta forma, obtém-se um detector de cintilação. 6.6 Curiômetro Este equipamento é uma câmara a gás utilizada especificamente para a determinação das doses presentes no radiofármacos e radionuclídeos aplicados no paciente. Por fornecer a medida em unidade Curie esta câmara a gás recebeu o nome de curiômetro., ou seja medidor de Curie. 6.7 Estudo Dirigido 1. Como o contador Geiger Muller consegue mediar a radiação? 2. Como funciona o cristal de cintilação? 3. Explique o processo de fotomultiplicação. 4. O que é um Curiômetro? 5. Quais as diferenças e/ou semelhanças entre um curiômetro e um contador Geiger Muller? CAPÍTULO 7 – EQUIPAMENTOS DE MAPEAMENTO 7.1 Introdução Embora a contagem da radioatividade num órgão estabeleça importante informação, é muito mais útil para o médico conhecer como a radiatividade está se distribuindo pelo órgão. Conhecido como mapeamento, o processo de obtenção da imagem radioativa de um órgão é uma das áreas quais mais tem crescido na última década. Atualmente estão disponíveis três tipos de equipamentos: o scanner retilíneo, a acamara gama convencional e câmara gama para exames com emissores de pósitron. 7.2 Mapeador retilíneo O equipamento conhecido como mapeador retilíneo ou scanner retilíneo tem origem junto com os primeiros instrumentos de detecção. Por volta de 1940 os primeiros médicos nucleares já passavam os contadores de geiger Muller sobre o corpo de pacientes, de forma grosseira, verificar a distribuição dos radioisótopos no organismo. Assim após essa idéia em 1950 surge o primeiro mapeador retilíneo. A partir de um cristal de cintilação composto de NaI, a Cassens construiu o primeiro equipamento. Que conta com uma estrutura mecânica flexível que realizava simultaneamente a varredura sobre o corpo do paciente enquanto uma lâmpada realizava os mesmos movimentos sobre um filme fotográfico. A intensidade da radioatividade, representada pela contagem realizada pelo cristal de cintilação era reproduzida na intensidade da lâmpada. Assim, obtinha-se uma fotografia radioativa do paciente, onde as áreas mais iluminadas seriam as que mais apresentavam radiação. A imagem poderia ser visualizada instantaneamente em osciloscópios de armazenamento. A densidade ou em alguns casos, a cor, apresentada na tela representava a intensidade da radiação referente a determinada áreas do paciente. No caso do filme, a relação entre a intensidade luminosa com a radiatividade, é invertida. Assim, uma região com alta radioatividade diminuía a intensidade da lâmpada implicando numa área escura no filme. O circuito eletrônico podia ser ajustado para melhorar a ralação luminosidade X radioatividade a fim de melhorar o contraste da imagem ou discriminar falsos pontos de radioatividade. Alguns equipamentos permitiam a gravação dos sinais em fitas magnéticas para que fossem analisadas por um computador. Durante os anos seguintes, os detectores forma melhorados até que se definiu o tamanho do detector de NaI em 5 cm de diâmetro de 5 cm de espessura para uma melhor eficiência de detecção. O espaçamento entre as linhas de mapeamento e o tempo de movimento da cabeça de detecção pode ser ajustado para satisfazer o tamanho do órgão e quantidade de atividade radioativa utilizada. As áreas de mapeamento no filme também podiam ser ajustadas, permitindo uma ampliação ou diminuição do órgão. Os primeiros mapeadores não tinham áreas superiores a 36 cm X 43 cm, hoje os mais modernos permitem a realização de exames de corpo inteiro. 7.3 Gamacâmara 7.4 SPECT 7.4.1 Funcionamento Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear Hoje em dia, não é muito comum se falar em gamacamaras nos serviços de medicina nuclear. Atualmente a maior dos equipamentosé SPECT. A sigla significa Tomografia Computadorizada por emissão de fóton único. Trata-se do mesmo exame de cintilografia, porém, o equipamento é utilizado praticamente da mesma forma que a Gamacâmara. Porém, o equipamento tem um auxílio de um computador, para que se obtenham imagens axiais da anatomia de interesse ao invés de imagens planares (coronais). Dessa forma, esse equipamento mostra na realidade uma alteração na forma de processar os dados obtidos pela gamacâmara convencional. 7.4.2 Tecnologia A gamacâmara e o SPECT possuem um equipamento idêntico. A diferença está na forma de aquisição da informação no sistema de computador. No SPECT, a cabeça contendo o detector gira em 360° em torno do paciente, coletando informações da radiação em todas as direções emitidas pelo radiofármaco. Isto garante que a concentração do radiofármaco seja avaliada em diversas profundidades da anatomia. O equipamento pode possuir uma, duas ou três cabeças de aquisição de imagem. A diferença está no tipo de aquisição de imagem e na qualidade da imagem. Com duas cabeças, o sistema de detecção precisa girar apenas 180°, reduzindo o tempo à metade. Com 3 cabeças, o tempo de exame pode cair até um terço, diminuindo a dose que o paciente precisa receber. 7.4.3 União do TC com o SPECT A tomografia computadorizada fornece uma imagem muito nítida das anatomias, enquanto a cintilografia apresenta uma imagem do funcionamento dos órgãos ou da concentração do radiofármaco unto a um tumor. Porém, nem sempre é fácil identificar nitidamente na cintilografia qual região do órgão está com o tumor. Dessa forma, a fusão da tomografia com a cintilografia traz uma sobreposição das nítidas imagens anatômicas sobre a imagem da cintilografia e assim realizar um diagnóstico preciso de tumores e disfunção de um órgão. 7.5 Tomógrafo por Emissão de pósitron 7.5.1 Funcionamento Seguindo o mesmo princípio de funcionamento da Gamacâmara, porém mudando o radionuclídeo utilizando radicalmente a maneira de interpretar a imagem gerada, as empresas multinacionais do setor de radiodiagnóstico desenvolveram a Tomografia por Emissão de Pósitron, o conhecido PET. Assim, o equipamento dói alterado assim como o programa de manipulação de dados, mas também o radionuclídeo e radiofármaco foi revisto. Aliás, o principio de funcionamento do PET está todo baseado no radionuclídeo usado, que é um emissor de pósitron. Os radionuclídeos mais usados são o C11, com meia vida de 20 min, N13, meia vida de 10 minutos; O15, 2 minutos; F18, 110 minutos. Todos estes radionuclídeos emitem apenas a radiação beta +, o pósitron. O pósitron, por ser um elemento estranho à estrutura atômica, com meia-vida muito curta, de alguns milesegundos. Isto porque, após ser emitido dentro do núcleo, com alta velocidade, o pósitron acaba por encontrar e se chocar com um elétron do próprio átomo de onde partiu ou de um átomo vizinho. Neste choque, pósitron ou elétron, que tem cargas elétricas opostas, acabam por se aniquilar. Desta destruição surgem dois fótons gama de 511 keV cada, que é a energia equivalente à massa de cada uma das partículas envolvidas. Neste caso, temos a comprovação da teoria de Einstein que dizia que a massa poderia se converter em energia. A grande utilizada deste fenômeno é que os dois fótons gerados possuem a mesma direção pore´m sentidos opostos. Isto garante que, se houver a detecção dos dois fótons simultaneamente, ter-se-á a certeza do ponto de choque das partículas e, com um erro muito pequeno, a localização do radionuclídeo na anatomia do paciente. No final das contas quem é detectado é o fóton gama, e por isso, o equipamento PET utiliza-se gamacâmara, sendo, por isso, visualmente parecido com o SPECT ou gamacâmara convencional. No entanto, por causa da coincidência dos dois fótons, que são emitidos simultaneamente, precisa-se obrigatoriamente de duas cabeças detectoras funcionando de forma sincronizada. 7.5.2 tecnologia Além de utilizar-se de um novo tipo de radionuclídeo, o equipamento também teve necessidade de reestruturação. Mais precisamente, uma nova forma de processar os dados. Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear O processo de funcionamento que o diferencia dos outros dois equipamentos está concentrado nos radionuclídeos que emitem radiação beta positiva, mais precisamente o pósitron. Assim, que o pósitron é expulso do núcleo ele encontra o elétrons do próprio átomo ou de um átomo próximo. No encontro, elétron e pósitron colidem e desaparecem, numa aniquilação total e dois fótons são emitidos na mesma direção a partir do ponto de colisão, porém dois sentidos contrários. Por se tratarem de fótons gama, pode ser detectado por cristais de cintilação. O segredo está em detectar ao mesmo tempo os dois fótons que tem sentidos contrários. Por isso, o PET precisa de duas cabeças de aquisição, sem colimadores, pois os fótons gama são perpendiculares ao detector. Um programa de computador, junto com uma eletrônica de precisão, consegue identificar quando surge um fóton gama num detector que é irmão gêmeo de um outro detectado na outra cabeça. Fótons que não são coincidentes são desprezados. Além disso, os fótons têm que ocorrer ao mesmo tempo para que a informação seja considerada válida. Na realidade é permitido um pequeno atraso entre os dois, pois a distancia percorrida dificilmente será a mesma, pois dependerá da profundidade onde está o radiofármaco no corpo do paciente. Uma vez coletadas as informações das várias detecções, o programa de computador ir[a calcular a origem dos fótons gamas em relação a cabeça de detecção para montar a imagem tomográfica. Assim, diferentemente da gamacâmara que apresenta uma imagem da anatomia diretamente no cristal de cintilação, a qual é lida ou enxergada pelos fotomultiplicadores, o PET, não forma imagem no cristal cintilador. Na realidade, o cristal forma imagens borradas de várias anatomias ao mesmo tempo, tanto na cabeça superior como na cabeça inferior. Essas imagens visualizadas sem qualquer tratamento não possuem significado nenhum, diferentemente da fotografia obtida numa cintilografia convencional. Cabe ao computador, com o auxílio dos detectores, descobrirem o ponto de origem da radiação e montar tridimensionalmente a posição local emissor de fótons. Na realidade, o local de emissão funciona num ponto central, um eixo, a partir do qual sairão inúmeras emissões de fótons, em todas as direções. Por isso, a qualidade do exame é função praticamente do sistema de detecção de fótons, mas precisamente, do circuito que detecta a coincidência. Uma vez montada a imagem tridimensional das anatomias em estudo, o computador realiza os cortes tomográficos que foram solicitados pelo técnico a pedido do médico nuclear. Apesar da qualidade superior em relação ao SPECT, a imagem gerada pelo PET, não possui contornos definidos. Trata-se de uma imagem formada por bossões de menor tamanho ou com melhor definição. Mais ainda borrões semelhantes às imagens tradicionais da cintilografia. 7.6 Estudo Dirigido 1. Como ocorreu a evolução dos equipamentos cintilográficos? 2. Como funciona a gamacâmara? 3. Qual a utilidade do colimador? 4. O que significam as siglas PET e SPECT? 5. Como funciona o SPECT? 6. Qual a diferença entre SPECT e PET? 7. Como funciona o PET? CAPÍTULO 8 – INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE 8.1 Unidades Mais importante do que conhecer as formas de radiação é importante conhecer as formas de interação da radiação com a matéria. Esta forma de interação passa pela avaliação da quantidade de radiação e de sua qualidade, de maneira a especificar o possível dano que a radiação possa causar principalmente no ser humano. Por isso, a seguir veremos alguns conceitos de medidas de radiação. 8.1.1 Constante de decaimento radioativo Muitos radionuclídeos permanecem instáveis apenas por algunssegundos, enquanto alguns átomos, que se supunham estáveis, após séculos ou milênios, apresentam decaimento radioativo. Cada radionuclídeo possui o seu tempo para que saia do período de instabilidade para estabilidade. Este tempo não é preciso e nem exato, ou seja, não é possível saber com certeza em que instante ocorrerá o decaimento radioativo. Assim, o que existe é uma probabilidade de que, com grande número de átomos, haja certa quantidade de radionuclídeos que irão decair em um determinado instante. Isto significa que a probabilidade de decaimento por átomo por segundo deve ser constante. Esta probabilidade é denominada constante de decaimento do radionuclídeo. 8.2 Monitor de área As normas de segurança para as instalações nucleares exigem que esteja disponível para os trabalhadores um monitor de área. Os monitores de área são normalmente câmaras a gás funcionando na faixa proporcional ou geiger Muller. A única diferença é a ponteira de detecção. Normalmente, as ponteiras detectam a Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear radiação proveniente de qualquer direção, o que dificulta a localização na bancada, já que o gerador de tecnécio, por exemplo, está sempre emitindo. Assim, a ponteira é modificada para ter uma área, ou janela, por onde será permitida a entrada dos fótons gama e partículas alfa e beta. O resto da ponteira é blindado para que a radiação oriunda de outras direções não atrapalhe a medição. 8.3 Monitor de contaminação Este equipamento é um grande aliado na descoberta de contaminação acidental nas mãos e pés (em solas de sapatos). Ele consegue medir ao mesmo tempo a radiação emitida pela palma e dorso das duas mãos, além da emissão presente na sola dos sapatos. Apesar de ser um equipamento caro, ele é muito útil para ser colocado em portas das salas em que há perigo de contaminação radioativa, como é o caso da sala quente. Assim, o técnico após manipular o radiofármaco e antes de sair da sala poderá verificar as mãos e sapatos não estão contaminados por respingos dos líquidos radioativos manipulados. 8.4 Estudo Dirigido 1. Explique o que é constante de decaimento 2. Explique a grandeza atividade. O que mede? 3. Para que servem os monitores de área? 4. Para que servem os monitores de contaminação? CAPÍTULO 9 – INFRAESTRUTURA 9.1 Introdução A implantação de um serviço de medicina nuclear requer uma estrutura física específica, o que implica muitas vezes, na reforma de salas de hospitais ou clínicas para que se cumpram as normas exigidas pela Comissão Nacional de Energia Nuclear através de suas normas regulamentadoras como: NE 3.02, NN 3.06, NE 6.02 e NE 6.05. A seguir serão descritos alguns itens entre ambiente e mobiliário, que são descritos dessas normas, bem como comentários pertinentes quando necessário. 9.2 Dependências Mínimas As salas indispensáveis para o correto funcionamento de um serviço de medicina nuclear são: a) Sala de espera dos pacientes; b) Sanitário exclusivo de pacientes; c) Local de armazenamento de rejeitos radioativos; d) Laboratório de manipulação e armazenamento de fontes em uso; e) Sala de administração de radiofármacos; f) Sala de exames; g) Quarto terapêutico, com sanitário exclusivo. Essas salas são obrigatórias e definidas em legislação e não podem ser compartilhadas, ou seja, a sala de exames não pode servir em nenhum tempo como a sala de administração de radiofármacos, pois isso implicaria que os dois pacientes injetados compartilhariam o mesmo ambiente fazendo com que um irradiasse o outro. A exceção é dada a lixeira que, para serviços com pouca manipulação, poderão utilizar apenas uma lixeira de chumbo ao invés de uma sala específica para armazenamento do lixo radioativo. Neste caso a lixeira ficará na sala de manipulação. Além destas dependências, se o serviço achar conveniente ou também necessário também pode ter: a) Sala de estoque para fontes radioativas em uso b) Laboratório para diagnóstico in vitro, se o serviço fornecer essa forma de diagnóstico c) Box para coleta de sangue, quando houver o diagnóstico in vitro d) Sala de pacientes em espera e) Sala de laudos e arquivos f) Consultório médico g) Demais salas e ambientes de caráter administrativo 9.3 Classificação das dependências Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear As áreas em um serviço de medicina nuclear devem ser classificadas segundo a quantidade de exposição (dose) a que estão sujeitas pela proximidade das fontes radioativas. As áreas são divididas em dois grupos: • Áreas livres • Áreas restritas Áreas livres são aquelas que não precisam de nenhuma atitude de radioproteção, pois a exposição mensurável está abaixo dos níveis permitidos. Normalmente, são os locais de livre acesso ao público ou pessoal administrativo. Por isso, não há necessidade de medidas de radioproteção. Já as áreas restritas são subdivididas em: • Supervisionadas: deve existir um controle de acesso local, é recomendado o uso de dosímetro individual, é recomendado que o piso e as paredes devem ser de fácil descontaminação e deve haver uma monitoração de área com certa freqüência, para que se confirme sua categoria de área supervisionada; • Controladas: onde tem que existir um controle de acesso ao local, é obrigatório o uso de dosímetro o piso e as paredes devem ser de fácil descontaminação e deve haver uma monitoração freqüente de entrada e saída de materiais. 9.4 Sala de Espera A partir do momento que o paciente recebe o radiofármaco, esse passa a ser uma fonte radioativa ambulante e, portanto devem ser isolado dos demais pacientes, funcionários e público em geral. Assim é preciso uma sala específica para que os pacientes injetados aguardem para a realização de exames, com conforto e sem se misturar com outras pessoas. A sala deve ter uma área mínima de 2 m2, por paciente. Ao invés de uma sala única devem-se construir boxes para cada paciente com 3m2 de dimensão. 9.5 Sanitário para pacientes Quando o paciente recebe o material radioativo, ele não pode utilizar o sanitário comum, pois estaria irradiando demais pacientes ao se deslocar até o local. além disso, o metabolismo poderia levar parte do material radioativo a ser filtrado pelos rins e acabar se depositando na bexiga. Logo ao urinar, a urina seria considerada rejeito radioativo e deveria ser acondicionada adequadamente a espera do processo de decaimento radioativo. Com o sanitário exclusivo e poucos usuários, as medidas de radioproteção podem ser minimizadas. Além disso, é fácil instruir os pacientes injetados quanto à correta utilização do sanitário, para que os mesmo não se contaminem e nem permitam que outros se contaminem. Identificação específica deve ser colocada na porta de acesso ao sanitário. 9.6 Sala de armazenamento de rejeitos A manipulação de materiais radioativos é o momento em que pode ocorrer um acidente radioativo. Por isso todo serviço de medicina nuclear deve possuir uma sala para o armazenamento de rejeitos radioativos. Essa sala deve conter recipientes revestidos de chumbo para que os materiais, restos de radiofármacos, luvas, seringas e outras fiquem armazenados até que decaiam a níveis seguros para transporte e dispensa como lixo comum. A sala de armazenamento deve ser contígua com a sala de preparo do material com uma porta de comunicação, evitando assim que o rejeito circule pelas dependências do serviço contaminando acidentalmente, e expondo de maneira desnecessária aos pacientes. De acordo com o volume de rejeitos produzidos semanalmente e o tempo médio de decaimento,a sala de armazenamento não precisa ser construída e os rejeitos podem ser armazenados próximos à sala quente em recipientes colocados em baixo da bancada de trabalho. Os materiais deverão ser guardados em caixas e sacos plásticos identificado quando o material, radionuclídeo presente e data de depósito. Por sua vez, estas caixas e sacos plásticos deverão ser colocados em cofres blindados, para garantir a segurança dos técnicos que trabalham no local. Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear Periodicamente, as lixeiras devem ser monitoradas para que não armazene uma quantidade radioativa com atividade superior a permitida. No momento que o rejeito apresentar níveis abaixo dos estipulados, todo o material pode ser considerado lixo comum, e como tal, enviado para o trabalho para o tratamento adequado. Seringas que entram em contato com o paciente devem ser consideradas como o lixo hospitalar, e depois do decaimento, tratado como tal. 9.7 Laboratório de Manipulação O laboratório de manipulação também conhecido como sala quente, e o local onde será preparado o radiofármaco a ser administrado no paciente. As paredes e o piso devem ser de fácil descontaminação e com cantos arredondados. A bancada de trabalho deve ser lisa e impermeável e de fácil descontaminação. É obrigatório forra-la com uma camada plástica, sem emendas, e por cima, uma camada de papel absorvente, com sobreposição. Assim se uma gota de radiofármaco cair sobre o papel, este absorverá imediatamente e com a remoção da folha de papel, a bancada está descontaminada. Caso haja um acidente, o papel continuará evitando que o líquido se espalhe e o plástico deverá ser retirado por inteiro, carregando consigo a camada de papel, e a bancada estará descontaminada. Na bancada, é obrigatória a instalação de uma pia de 40 cm de profundidade com torneira acionada sem a utilização das mãos. Quando o SMN trabalhar com fontes voláteis, por exemplo, nas cintilografias de pulmão, então é necessária a instalação de um sistema de extração de ar. A sala quente t5mbém é o local de guarda das fontes em uso, ou seja, que serão fracionadas para realização de exames. As fontes devem ser armazenadas, preferencialmente em cima das bancadas para facilitar e agilizar o trabalho do técnico. De preferência devem ser utilizadas duas capelas: uma para armazenar o gerador de tecnécio, junto à parede e outra logo ao seu lado. As capelas devem ser blindadas. 9.8 Sala de administração de radiofármacos Este ambiente é específico para que os pacientes possam receber o radiofármaco específico para realização do exame. Após receberem o radiofármaco, os pacientes devem se dirigir para sala de espera de paciente injetado ou diretamente para sala de exames. 9.9 Sala de exames É o local onde serão instalados os equipamentos dá área para realização de cintilografias, ou equipamentos de contagem, para exames de radioimunoensaio. A sala deve ser blindada e deverá ter uma sala contígua, blindada, onde ficam o computador e o técnico durante a realização do exame. É obrigatória a existência de um vidro plumbífero para que possa monitorar permanentemente o paciente. O vidro poderá ser substituído por um sistema de televisão e monitor. 9.10 Quarto Terapêutico Quando serviço oferecer terapia e a dose administrada for superior a 1.11 GBq, então deverá ser providenciado um quarto para que paciente fique em repouso enquanto espera decaimento radioativo.Não se difere de um quarto comum, as diferenças estão apenas no banheiro exclusivo e no mobiliário deve possuir características especiais. Deve ser usado apenas por um paciente. Pode ser admitido até dois pacientes, mas com biombo blindado entre os leitos. As visitas serão determinadas pelo médico, desde que obedeça aos procedimentos de radioproteção, inclusive a monitoração das vestes do visitante após a visita. A visita de crianças e gestantes é vetada. 9.10.1 Instalação Deve ser localizado no final do corredor, a fim de reduzir o número de paredes blindadas e melhor controle de acesso. As portas deverão ser de chumbo e piso e paredes de material impermeável, com cantos arredondados. Acesso ao quarto só deve ser feito com permissão. Na porta do quarto devem ter as seguintes identificações: • Símbolo internacional da radiação; • Nome e atividade do radionuclídeo; • Data e hora da administração; • Nome, endereço e telefone do responsável peça radioproteção. • Registro diário da taxa de exposição a 1 metro de distancia do leito. Profª. Maria Elvira – Medicina Nuclear 9.10.2 Mobiliário Para que se evite a inutilização do mobiliário, o mesmo deve ser preparado antes do uso. Para isso o mobiliário deve ser preparado com as seguintes dicas: • Cama com colchão revestido de material impermeável; • TV em suporte com controle remoto revestido a material, plástico, impermeável; • Telefone e interfone devem estar numa superfície lisa e revestidos com plástico. • Duas lixeiras blindadas, uma para o quarto outra no banheiro; • Sofás e cadeiras revestidos com plástico; • Depósito de roupas de material não poroso • Biombos blindados para que enfermeiros possam se aproximar e prestar assistência; • Todos os utensílios de refeições devem ser descartáveis. 9.10.3 Liberação Após a saída do paciente, o técnico ou enfermeiro treinado deverá realizar os seguintes procedimentos: • Monitoração dos revestimentos de plástico e a retirada dos mesmos; • Após retirar as proteções, realizar monitoração para verificar se não houve vazamento das mesmas; • Separar os materiais contaminados; • Descontaminar qualquer objeto, piso ou parede, e realizar novamente a monitoração de área; • As vestimentas pessoais contaminadas devem armazenadas em local apropriado; • Os utensílios são considerados rejeitos radioativos • O quarto só pode ser liberado quando os níveis de radiação estiverem abaixo dos valores considerados normais, para o público. 9.11 Estudo Dirigido 1. Quais são as legislações usadas para apoiar a criação de um Serviço de Medicina Nuclear (SMN)? 2. Qual a classificação das áreas em um SMN? 3. Explique porque o sanitário de pacientes deve ser exclusivo em um SMN? 4. Cite 3 exigências para a sala de armazenamento de rejeitos. 5. Quais as condições do quarto terapêutico para que o paciente seja instalado e após a sua saída?