MEDICINA NUCLEARINSTRUMENTAÇÃO, CONTROLE DE QUALIDADE E APLICAÇÕES

Paulo R. Fonseca, MSc.

UNIFEB – Fundação Educacional de Barretos

FATEC – Faculdade de Tecnologia de Botucatu

UNINOVE - Universidade Nove de Julho

José Ricardo A. Miranda, PhDUNESP – Univ. Estadual Paulista

Instituto de Biociências de Botucatu

VISAO GERAL

PRINCIPAIS DIFERENÇAS DA MN

Fonte interna Diversos tipos de fonte Imagem Funcional Baixa Resolução Equipamento não irradia

VISÃO GERAL

EQUIPAMENTOS DA MEDICINA NUCLEAR “CONVENCIONAL”Cintilografia

EVOLUÇÃO DOS EQUIPAMENTOS EM MN

EVOLUÇÃO DOS EQUIPAMENTOS EM MN

Medicina Nuclear

EQUIPAMENTOS DE MN

Sophy-DST da SMV-General Electric – Serviço de Radioisótopos -InCor/HCFMUSP

2 detectores com cristal de NaI(Tl) de 40 cm x 30 cm x 9,375 mm (3/8”)

EQUIPAMENTOS DE MN

ECAM da Siemens – Centro de Medicina Nuclear (CMN) -InRad/HCFMUSP

2 detectores com cristal de NaI(Tl)

EXAMES DE MN

EXAMES DE MN

EXAMES DE MN

EXAMES DE MN

“COMO FUNCIONA”?

EQUIPAMENTOS DE MN

ECAM da Siemens – Centro de Medicina Nuclear (CMN) -InRad/HCFMUSP

2 detectores com cristal de NaI(Tl)

“CABEÇA”

COLIMADOR

Barra fótons primários de sentido não desejado fótons espalhados (secundários)

TIPOS DE COLIMADORES

PIN-HOLE (“BURACO DE AGULHA”)

Imagem Invertida

FOV decai fortemente

com a distância fonte-

colimador

S decai com distância

fonte-colimador.

S aumenta com hole,

mas aumenta o blur.

COLIMADOR INFLUENCIA NA SENSIBILIDADE

LEITURA DO PULSO (TAMANHO E LOCALIZAÇÃO)

CÂMARA DE CINTILAÇÃO

CÂMARA DE CINTILAÇÃO

LEITURA A relação média entre

pulsos determina a

localização.

Dos vários pulsos

gerados por um raio

gama, dois são gerados

para determinar H e V

(x,y).

LEITURA

Combinando todos os pulsos em um único

pulso que representa a energia média ou

intensidade da imagem - Pulse height

analyser - PHA.

Essas informações são usadas para gerar a

imagem em um monitor.

ESPECTROMETRIA

Espalhamento

Exames com dupla fonte ou

dupla energia

Radiação de fundo –

Background.

Isto gera aumento da área

“imageada” e diminuição na

precisão de medidas e

diagnóstico.

Solução: PHA – Seleciona

pulsos de fonte primária.

PULSO IDEAL DE FONTE MONO ENERGÉTICA

FATORES QUE INFLUEM NO TAMANHO DO PULSO

Flutuações estatísticas

• FWHM – Largura total da

metade dos máximos

desvio a meia largura da

banda do espectro.

• FWHM=10/70*100=14%

FATORES QUE INFLUEM NO FWHM E QUALIDADE DA IMAGEM. Efeito Compton

FATORES QUE INFLUEM NO FWHM E QUALIDADE DA IMAGEM.

Raios-X

característico do

material do cristal

Iodo,

principalmente.

Z alto Efeito

fotoelétrico

Background

ESPECTRO COMPOSTO

UM POUCO MAIS SOBRE PHA

SELEÇÃO DE JANELA POR FOTO PICO

OBSERVANDO NA “IMAGEM”

Influênciada radiaçãoespalhada

BLUR

BLUR – INTRÍNSECO E DO COLIMADOR

TESTE LSF – R=1/BLUR

Blur X abertura do

colimador

SENSIBILIDADE X BLUR X RESOLUÇÃO

BLUR X DISTÂNCIA DA COLIMADOR-FONTE

SPECT

SINGLE PHOTON EMISSION COMPUTED TOMOGRAPHY

EXAMES DE MN

EXAMES DE MN

RECONSTRUÇÃO EM SPECT

PET

EQUIPAMENTOS DE MN

PET

PET

PET

EXAMES DE MN

RADIOFARMACOS

Medicina Nuclear

MEDICINA NUCLEAR

Fármaco: captado por determinado órgão ou tecido biológico de interesse especial

Radionuclídeo: nuclídeo emissor de radiação eletromagnética com energia suficiente para escapar do corpo do paciente e que possa ser incorporado ao fármaco

Equipamento de aquisição de imagens

RADIOFÁRMACOS

DefiniçãoSubstâncias químicas que contêm átomos

radioativos em sua estrutura e são adequadas para administração em seres humanos, para diagnóstico ou tratamento de doenças.

São formulados em várias formas químicas e físicas de modo a liberar a radioatividade para determinados órgãos ou sistemas.

RADIONUCLÍDEO IDEAL

Mínima emissão de partículas Fótons com energia entre 50 e 500 keV Meia-vida física > tempo necessário para

preparo da injeção Meia-vida efetiva > o tempo de exame Forma química e reatividade adequados Estabilidade do produto

RADIONUCLÍDEOS 99mTc Iodo: 131I; 123I Gálio: 67Ga Tálio: 201Tl Xenônio: 133Xe; 127Xe Índio: 111In; 113mIn Emissores de pósitrons: 11C; 13N; 15O; 18F

RADIONUCLÍDEOS99MTC

Características ideais: 140 keV; 6 h m.v. Eluído como pertecnetato de sódio (Na99mTcO4

-) Íon primariamente heptavalente, geralmente

reduzido de +7 para +4, para preparo de RF Semelhante ao íon iodeto Concentra em: gl. salivares, tireóide, plexo

coróide, mucosa gástrica, mama em amamentação, na gravidez atravessa placenta

RADIONUCLÍDEOSIODO

123I: ideal para imagemMeia-vida de 13,3 h; 28 keV e 159 keVProduzido em cíclotron: muito caro

131I: Mais adequado para terapiaMeia-vida de 8,06 dias; β 192 keV; predominante

364 keVDistribuição ~ pertecnetato; excreção renal (+) e fecalAlta reatividade química (usado para marcação)

RADIONUCLÍDEOSGÁLIO

67Ga: metal com m.v. 78 h; 93 keV, 184 keV, 296

keV e 388 keV Administrado como citrato de gálio e liga-se à

transferrina, lactoferrina e ferritina Localiza-de em fígado, baço, medula óssea,

esqueleto, neoplasias, locais com infecção/inflamação

Excreção renal (24 h) e fecal

RADIONUCLÍDEOSTÁLIO

201Tl: metal com m.v. 73,1 h; raios X característicos de 68 a 80 keV

Administrado como cloreto de tálio Análogo do potássio e distribui-se em todo

corpo, principalmente em músculos

RADIONUCLÍDEOSXENÔNIO

Gás inerte usado para estudos de ventilação pulmonar

133Xe: m.v 5,3 dias; 81 keV, β 374 keV Meia-vida biológica (nl) 30 s

RADIONUCLÍDEOSÍNDIO

Metal, análogo do ferro e ~ gálio 111In: m.v. 67 h; 173 keV e 247 keV Como quelato (DTPA), utilizado para

cisternocintilografia Usado para marcação de leucócitos, plaquetas,

anticorpos monoclonais e peptídeos

RADIOFÁRMACOS

Acoplamento de um radionuclídeo com compostos estáveis que se localizam em órgãos ou em locais com doença:

MDP 99mTc: imagem de esqueleto DTPA 99mTc: imagem sistema urinário DISIDA 99mTc: imagem hepato-biliar PYP 99mTc: imagem de infarto do miocárdio

RADIOFÁRMACOS

"Kits" preparados em larga escala:FármacoAgente redutor: cloreto estanosoÁcido ascórbico: antioxidante

Marcação:Adiciona-se pertecnetato "fresco" ao frasco com o

fármaco, na ausência de oxigênioEspera-se o tempo da reação (a "quente" ou a frio)

Classificação dos radiofármacos

CONTROLE DE QUALIDADE DE RADIOFÁRMACOS

CONTROLE DE QUALIDADE RF

Pureza radionuclídica (gerador)

Fração da radioatividade total que está presente em uma fonte na forma do radionuclídeo desejado (%)

Molibdênio Alumínio

CONTROLE DE QUALIDADE RF

Pureza radioquímica

Fração da radioatividade total que está presente em uma fonte na forma química desejada (%)

Eficiência de marcação Esterilidade Apirogenicidade

GERADORES DE RF

SISTEMAS GERADORES DE RADIONUCLÍDEOS

Radionuclídeo "pai" firmemente afixado em uma coluna trocadora de íons

Radionuclídeo "pai" deve ter meia-vida relativamente longa

Radionuclídeo "pai" decai para um radionuclídeo "filho", um elemento diferente com meia-vida menor

Radionuclídeo "filho" está fracamente ligado à coluna e pode ser removido com eluição líquida

GERADOR DE 99MTC

frasco de vácuo

solução salina

SISTEMA GERADOR DE 99MTC

Eluição com salina 0,9%:Pertecnetato de Sódio

SISTEMA GERADOR DE 99MTC

FÁRMACOS

RADIOFÁRMACOS

“SALA QUENTE”

“SALA QUENTE”

CALIBRADOR DE DOSE

Calibrador de dose é uma câmara de ionização de gás na forma de poço e é utilizado para medir a atividade de radionuclídeos e radiofármacos.

CALIBRADOR DE DOSE

Medir a atividade dos radiofármacos antes da administração ao paciente.

131I t1/2 = 8,03d; E = 364keV; emissor - – diagnóstico e terapia de tireóide MIBG – feocromocitoma e

neuroblastoma marcadores p/ receptores cerebrais

CICLOTRON

Ciclotron: um alvo é bombardeado com partículas carregadas, em geral prótons, para produzir nuclídeos com deficiência de nêutrons. A maioria dos produtos decaem emitindo partículas + ou capturando um elétron orbital 18O (p,n)18F

Ciclone-30 Ipen(30 MeV)

solução salina

coluna de grânulos de alumina

frasco de vácuo

frasco de vácuosolução

salina

g (140keV)

Estado fundamental

T1/2 = 6h

9943Tc

99m43Tc

9942Mo

b-

T1/2 = 66h

PRINCÍPIOS DE FÍSICA NUCLEAR: 99MTC

Características

emite somente g de 140keV meia vida de 6h facilmente incorporado a compostos utilizados

pelo organismo

GERADOR

CALIBRADOR DE DOSE

PARTE II – CONTROLE DE QUALIDADE