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PRODUÇÃO DE RADIONUCLÍDEOS E RADIOFARMÁCIA
A Medicina Nuclear é definida como uma especialidade médica não invasiva que utiliza materiais radioativos para o diagnóstico e terapia de diversas doenças , que ao contrário das técnicas radiológicas convencionais, permite avaliar não somente a anatomia, mas também a fisiologia funcional e bioquímica dos diferentes órgãos, sistemas e patologias. Esses materiais radioativos utilizados são chamados radiofármacos, que podem ser definidos como toda substância que por sua forma farmacêutica, quantidade e qualidade de radiação, pode ser utilizada no diagnóstico e tratamento de enfermidades dos seres vivos, qualquer que seja a via de administração empregada.
Os radionuclídeos podem ser classificados como:
NATURAIS: são os encontrados na natureza, mas normalmente possuem um T1/2 longo, são pesados e tóxicos. Ex: Tório -232
ARTIFICIAIS: são produzidos pelo homem e usados em Medicina Nuclear. A produção desses radionuclídeos, de interesse em Medicina Nuclear, se dá por meio de duas formas:
DIRETA- por meio de reações nucleares, que acontecem em Reatores Nucleares e Ciclotron
INDIRETA- se dá pelo decaimento radioativo de uma elemento pai para um elemento filho, como no caso dos geradores de radionuclídeos.
QUESTÕES DE CONCURSO
1) Os radioisótopos utilizados na medicina nuclear são produzidos artificialmente. Analise as sentenças abaixo e assinale a alternativa correta.
I – A produção dos radioisótopos utilizados na medicina nuclear pode ser feita tanto m reatores nucleares de potência, quanto em aceleradores cíclotron.
II- Os radioisótopos podem ser obtidos através de um sistema de gerador de radionuclideos , onde o radionuclideo pai é produzido em reator ou cíclotron e depois é colocado em um sistema que o separa quimicamente do seu filho radioativo , que sera usado no preparo dos radiofarmaco
III- A produção dos radioisótopos em reatores nucleares pode ser feita através de avaliação neutronica ou pela fissão do U-235
A) Apenas a I esta correta
B) Todas estão incorretas
C) Todas estão corretas
D) Apenas a II e a III estão corretas
E) Apenas a II esta correta
Tipos de decaimento radioativo
O que é radioatividade - É a capacidade que certos átomos possuem de emitir radiações (partículas ou ondas eletromagnética) de seus núcleos instáveis com o objetivo de adquirir estabilidade.
Descoberta da radioatividade - A radioatividade natural foi descoberta por volta de 1896, pelo físico francês Henry Becquerel (1852-1908
Radioatividade natural - É a que se manifesta nos elementos radioativos encontrados na natureza. Exemplo: Urânio-238, tório-232, rádio-226, etc
Radioatividade
artificial - É
aquela produzida por transformações nucleares artificiais.
A radioatividade artificial é produzida quando se bombardeiam certos núcleos
com partículas apropriadas (ex.: nêutrons, prótons).
Desintegração alfa (α) - Ocorre em núcleos com excesso de prótons. Constituída por 2 prótons e 2 nêutrons, é uma partícula grande, portanto com baixíssimo poder de penetração. Apresenta alto LET
O que é LET - (Transferência linear de energia) - É a taxa com que uma partícula carregada ou onda eletromagnética perde energia quando passa através da matéria. Ela é alta para partículas alfa e baixa para raios gama.
Desintegração beta (β)
2 tipos:
Núcleos com excesso de nêutrons à Emissão de elétron (β-)
Núcleos com excesso de prótons à Emissão de pósitron (β+)
Emissão de radiação gama (ɣ)
Radiação
eletromagnética.
Pode ocorrer após um dos tipos de desintegração. Um nuclídeo em um estado
excitado emite o excesso de energia na forma de raio gama (fóton).
Desintegração por captura eletrônica (CE)- Nesse processo um elétron de um átomo, normalmente da camada k, se combina com um próton do núcleo formando um nêutron e um neutrino.
Calibrador de dose- É o instrumento (equipamento) que mede atividade, também é chamado de curiômetro.
Penetração das radiações na matéria
•
Partícula alfa (α)
• Carga 2+ à Mais ionizante / Massa 4 u à Alcance menor
• Partícula beta (β)
• Massa do elétron à Alcance maior que α / Poder
ionizante bem menor que α
• Raio gama (ɣ) e raios-X
• Poder ionizante menor que α e β / Penetração maior que α e β
Decaimento radioativo
Atividade (A) - É o número de desintegrações nucleares que ocorrem por unidade de tempo em uma quantidade de substância radioativa
Unidades de
medida - Becquerel
(Bq) à 1 Bq = 1 desintegração por
segundo (dps)
– Curie (Ci) -> 1 Ci = 3,7 x 1010 dps
Meia–vida física (T1/2) - Tempo necessário para a atividade de um elemento radioativo ser reduzida à metade da atividade inicial.
Radioisótopos: Os isótopos radioativos são instáveis e ao se desintegrarem, emitem radiações
Contaminação e Exposição
Exposição: A pessoa está exposta à radiação, mas não há incorporação do material
Contaminação:
Além da
exposição há incorporação do material radioativo. Esta pode ser externa, sem incorporação de material radioativo. Sendo considerada então os 3 tipos de contaminação. Por exposição, contaminação e incorporação.
Reator Nuclear: Fissão nuclear do átomo de urânio em átomos de menor massa; Transformações que envolvem mudanças nos núcleos atômicos. Produtos ricos em nêutrons, Radioisótopos livres de carregador Gerenciamento de rejeitos Molibdênio 99 e Iodo 131
Cíclotron: Acelerador eletromagnético Transmutações e desintegrações de átomos. Fonte de partículas carregadas (prótons) Produtos pobres em nêutrons Livres de carregador Flúor 18
Sistema Gerador: Decaimento Radioisótopo pai para um radioisótopo filho de menor meia vida Eluição
Fármacos
Substâncias que direcionam o radioisótopo até o órgão de interesse.
- Afinidade; - Tamanho molecular e - Capacidade de não ser absorvido. Agente redutor: cloreto estanoso (SnCl2 )
Marcação dos farmácos com 99mTc - Tempo de incubação v Reação em temperatura ambiente v Reação com aquecimento v Reação utilizando tampão v Volumes e atividades especificas
Radiofármaco - Junção entre radioisótopo e fármaco. Onde se prepara um material radioativo? Laboratório de radiofarmacia
Calibrador de dose/Curiometro- É o instrumento (equipamento) que mede atividade, também é chamado de curiômetro.
Vias de administração- Endovenosa - Inalatória - Oral
REATORES NUCLEARES
Reatores nucleares são sistemas contendo um combustível fissionável ( capaz de passar por fissão (Urânio-235), cuja reação de fissão, em cadeia, autossustentável, pode ocorrer de maneira controlada. Um reator nuclear funciona através da fissão nuclear (quebra) do seu elemento combustível (isótopo fissionável e/ou fértil de Urânio- 235 enriquecido com Urânio-238. Exemplo de uma reação de fissão nuclear do urânio.
Fissão é a quebra de núcleos pesados em dois fragmentos de massas aproximadamente iguais, acompanhados de dois ou três nêutrons com energias por volta de 1,5 MeV. Quando um alvo de um elemento pesado é inserido no reator, os núcleos pesados absorvem nêutrons térmicos e sofrem fissão. Elementos pesados fissionáveis são: U235 PU239 , NP 237 , U233 , TH232 e outros com número atômico maior que 90. Nuclideos produzidos por fissão compreendem a faixa de número atômico de 28 a 65. São usualmente ricos em nêutrons e decaem por BETA MENOS", normalmente livres de carregador e de alta atividade específica. Esses isótopos de diferentes elementos são separados por procedimentos químicos apropriados, que envolvem precipitação, extração por solvente, troca iónica, cromatografía e destilação. A fissão do U325 é usada para produzir altas atividades de um grande número de isótopos com peso atômico entre 100 e 130 unidades de massa atômica. Dentre eles, alguns são de uso médico, incluindo I131 , XE 133 e MO99
T1/2 longa que decai para um radionuclídeo filho T1/2 curta. O pai decai para o filho e este pode ser facilmente separado e aplicado na Medicina Nuclear. Um dos critérios para a produção de um gerador é que os dois elemento (pai e filho) devem ter propriedades químicas distintas permitindo a fácil separação (que percorre por métodos físico-químicos). Quando o radionuclídeos pai e filho encontram-se juntos num mesmo sistema, a atividade do sistema descreve de acordo com a meia-vida do pai, fazendo com que os dois constituem um par de equilíbrio radioativo.
O gerador mais importante da medicina Nuclear é gerador de Molibdênio 99/ Tecnécio-99m
Mo/99m Tc, mas existem outros que fornecem elementos também importantes, como o gerador de Germânio-68/Gálio-68 (68 Ge / 68Ga ) diagnóstico PET).
QUESTÕES- FAMECA 2014
2) A figura mostra um gerador de 99mTc (tecnécio-99 metaestável) produzido no Brasil pelo IPEN. Este radionuclídeo, utilizado na medicina nuclear, é produzido continuamente pelo decaimento do radionuclídeo “pai”, que é o 99Mo (molibdênio-99). O gráfico mostra uma atividade típica de 99Mo desses geradores, em função do tempo em dias. Na equação nuclear referente ao decaimento do 99Mo, nuclídeo “pai”, para o 99mTc, nuclídeo “filho”, há liberação de:
A) partículas alfa.
B) partículas beta negativas.
C) partículas beta positivas.
D) nêutrons.
E) prótons.
3) O isótopo iodo-131 (número atômico 53) é usado no diagnóstico de disfunções da tireoide , assim como no tratamento de tumores dessa glândula. Por emissão de radiações beta menos e gama, esse isótopo se transforma em outro elemento químico, o xenônio. Esse novo elemento XE, irá apresentar número atômico e número de massa , respectivamente:
A) 54 e 131
B) 52 e 131
C) 53 e 130
D) 131 e 54
E) 131 e 53
4) Assinale a alternativa correta sobre o tempo de meia vida física:
A) Tempo necessário para o material radioativo ficar estável
B) Tempo que dura a radioatividade do elemento
C) Tempo necessário para a atividade de um elemento radioativo ser reduzido a metade da atividade inicial
D) Tempo necessário para a atividade de um elemento radioativo ser reduzido a um terço da atividade inicial
E) Tempo que o material radioativo permanece no organismo
GERADOR DE 99Mo/99MTc- CARACTERÍSTICAS
Para separação do pai-filho neste gerador utiliza-se uma coluna cromotográfica, composta por óxido de alumínio Al2 O3 nome comercial : alumina), onde é passada uma solução de 99Mo produzido em reator) para que ele fique preso. A coluna é colocada em uma blindagem de chumbo e então é feita a montagem do gerador. O 99Mo possui uma meia- vida de 66 horas, decai por emissão beta menos para 99mTc, e os radionuclideos são separados por um processo conhecido como eluição. A eluição do 99mTc é feita em um volume de 6mL, usando solução de cloreto de sódio a 0,9% ( NaCl 0,9%- solução eluente). Este processo deve ser realizado em menos de 30 segundos e o 99mTc é eluído na forma de pertecnetato de sódio (Na- 99mTcO4- eluato.
Controle de qualidade do gerador
Os principais controles de qualidade para o eluato de 99mTc são:
- Pureza radionuclídica: determina a porcentagem dos diferentes radionuclídeos presentes em uma preparação. No caso do gerador, o radionuclídeo o contaminante mais comum é o 99Mo.
- Pureza radioquímica: determina a porcentagem do radionuclídeo de interesse presente em diferentes formas químicas. No caso do eluato, uma forma radioquímica indesejada do 99mTc é a forma reduzida, 99mTcO2
- Pureza química: determina a porcentagem de elemento químicos em uma preparação. Uma possível contaminação química é a alumina (alumínio).
REAGENTES LIOFILIZADOS (Farmácos)
O pertecnetato de sódio, quando injetado no paciente, liga-se na glândula tireoide, glândulas salivares e estômago, portanto, para a realização dos exames em medicina nuclear (renal, cerebral, ósseo, etc) temos que ter um fármaco específico que carregue o 99mTc até os órgãos de interesse. Esses fármacos estão contidos nos chamados e agentes liofilizados ou “Kits”.
Variedades de "Farmácos"
- Dextran-70 e 500: Sistema linfático
- DISIDA: Cintilografia hepatobiliar
- DMSA: EC: Estudo da função renal
- DTPA: GHA: Cintilografia renal de cerebral
- ECD: Estudo da função cerebral
- FITATO- Cintilografia hepática
- MAA: Estudo pulmonar
- MDP: Cintilografia óssea
- MIBI: Cintilografia cardíaca
RADIOFÁRMACO E RADIOFARMÁCIA
-Radiofármacos para diagnóstico: devem ter seletividade por determinado órgão/sistema; tempo de meia vida efetiva curta (1,5x duração do teste); emitir radiação gama ou pósitron. Exemplos: pertecnetato (99mTc), kits marcados, 123I e 123I (Iodeto de sódio) e outras formas, citrato de 67Ga, cloreto de 201T1.
-Radiofármaco de PET: 18F-FDG e 18F- (fluoreto)
- Radiofármacos para Terapia- Devem ter elevada seletividade pelo órgão desejado; transferir à esse órgão alta taxa de dose de radiação; emitir radiação corpuscular (α, β-,e- auger), tempo de meia vida adequada para aplicação; não prejudicar tecidos sádios adjacentes. Ex: NaI- 131I: cápsula 131I (tireoide).
Os radiofármacos são administrados ao paciente geralmente por via endovenosa, via oral, subcutânea e inalação. Para exames de medicina Nuclear deve-se ter uma atenção a mulheres grávidas, o médico nuclear deve avaliar se há ou não contra-indicações nesse caso e mulheres que amamentam também, pois alguns radiofármacos são excretados no leite materno, sendo necessária a suspensão da amamentação por um período de tempo.
FONTES SELADAS E NÃO SELADAS
Os radionuclídeos são empregados em ciências biomédicas como fontes de radiação ou como traçadores radioativos. Quando empregados como fonte de radiação podem ser como fontes seladas ou não seladas. Nas fontes seladas, o isótopo radioativo está contido em um recipiente fechado e não existe contato direto do referido isótopo com o organismo a ser irradiado, não havendo possibilidade, em condições normais, de contaminação radioativa.
Nas fontes não seladas, o isótopo radioativo está contido em recipientes abertos e pode existir o contato direto do material com o organismo da pessoa que o manipula. As fontes não seladas, quando são empregadas, seja em pesquisa, seja na rotina clínica são comumente referidas como traçadores radioativos. Exemplos: Quantidade residual de substâncias radioativas original, recipientes descartáveis que se tornaram radioativas, animais expostos ao material radioativo.
Fontes seladas são fontes radioativas encapsuladas com o objetivo de evitar entrar em contato com o meio externo. Fontes não seladas são gasosas, líquidas ou sólidas e, na medicina nuclear, podem ser utilizadas para diagnóstico ou tratamento.
PROTEÇÃO RADIOLÓGICA ESPECÍFICA
Contaminação e Irradiação
Contaminação radioativa- Caracteriza-se pela presença indesejável de um material em determinado local, onde não deveria estar.
Irradiação- É a exposição de um objeto ou corpo à radiação, o que pode ocorrer a alguma distância, sem necessidade de um cantato íntimo. Irradiar portanto, não significa contaminar. Contaminar com material radioativo, no entanto, implica em irradiar o local, onde este material estiver. A partir do momento da remoção do material contaminante, não há mais irradiação. Importante: A irradiação por fontes de césio-137, cobalto-60 e similares não torna os objetos ou o corpo humano radioativos.
Câmara de Cintilação
O equipamentos antigos de medicina Nuclear, conhecidos como cintígrafos retilíneos, foram substituídos pela câmera de cintilação gama ou gama câmara, também conhecida como câmara ANGER. Essa câmera de cintilação oferece maior flexibilidade que o cintígrafo retilíneo e tem sido aprimorada em uma série de dispositivos de imagem que permitem estudos dinâmicos e imagens tomográficas, bem como imagens planares estáticas. Uma câmara de cintilação ANGER produz o mapa de destruição do radiofármaco administrado ao paciente através da detecção somente dos fótons registrados no fotopico. Os nuclídeos comumente usados possuem energia entre 80 e 200 keV
A gama câmara é um equipamento que interage com a radiação emitida pelo paciente, ela é constituída por detectores de cintilação, que são os instrumentos utilizados no sistema de obtenção de imagens em medicina nuclear. Esses detectores consistem de um cristal de cintilação que emite fótons de luz visível na interação com raios gama ou com fótons de aniquilação. Esses fótons de luz visível são, em seguida, convertidos em sinal elétrico através de fotomultiplicadores que estão opticamente ligados ao cristal de cintilação (Figura 01) (BRANT; HELMS, 2008; MURAKAMI, 2013).
Os componentes básicos de uma câmara de cintilação convencional tomográficas ANGER são:
- Colimador
- Cristal detector
- Matriz de tubos fotomultiplicadores e circuitos lógicos de posicionamento.
O equipamento utilizado para formar imagens estáticas e dinâmicas dos estudos com radioisótopos in vivo é denominado câmara de cintilação ou gama câmara, ela foi desenvolvida em 1957 por Hal Anger e é capaz de medir a radioatividade de uma superfície de uma só vez. (ZIMMERMANN, 2006; ZANDONÁ, 2010
A radiação que emana do paciente é registrada por detectores especiais, chamados de câmara de cintilação ou câmara gama. A câmera gama, seguindo protocolos de aquisição de imagens, realiza uma varredura do paciente girando em torno dele, permitindo estudos dinâmicos e imagens tomográficas.
Moléculas químicas, com propriedades de localização desejadas, combinam-se com isótopos radioativos para produzir radiofármacos. A marcação radioativa ocorre em capelas especializadas, utilizando técnicas de Radiofarmácia e respeitando normas de proteção radiológica. Rapidez, simplicidade, confiabilidade e reprodução, são exigências do processo de produção de radiofármacos. Radiofármacos não podem ser administrados aleatoriamente nos pacientes. Agencias reguladoras determinam os devidos controles de qualidade dessas substâncias e dos equipamentos utilizados para a medição de cada dose. A determinação da pureza química, radionuclídica e radioquímica precedem à administração da dose no paciente. As aplicações da medicina nuclear englobam estudos planares (estáticos e dinâmicos) e estudos tomográficos (SPECT, SPECT-CT e PET-CT). Uma imagem plana representa uma única vista (projecção) da distribuição do radiofármaco no paciente,enquanto a imagem tomográfica é um volume de imagens da distribuição do radiotraçador computadas a partir de vários planos adquiridos com os detectores em diferentes posições (REIS, 2012).
REIS (2012, P.5) DESCREVE QUE:
A SPECT implica a aquisição de vistas planares do paciente a partir de diferentes direções, utilizando um número elevado de projeções, embora cada projecção tenha normalmente menos contagens que o que seria aceitável para uma imagem estática convencional. A partir das imagens adquiridas podem ser reconstruídos matematicamente um conjunto de cortes do paciente. Convencionalmente as imagens SPECT são vistas em três planos ortogonais: axial, sagital e coronal. Normalmente, as imagens axiais são diretamente obtidas a partir dados SPECT. Os restantes planos são obtidos a partir de um conjunto de cortes axial.
Os designs mais avançados da câmara SPECT possuem mais de uma cabeça ou são construídos com um anel de detectores. Em caso de câmaras com uma cabeça de detecção ou múltiplas cabeças de detecção, as cabeças são mecanicamente desenvolvidas para girar em volta do paciente para obter múltiplas imagens de projeção, conforme indicado na Figura 05 (Powsner e Powsner, 1998).
5) HOSPITAL REGIONAL DE LAGARTO DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE – HRL-UFS CONCURSO PÚBLICO 04/2016 - Paciente oncológico, com suspeita de metástase óssea, realizará exame de cintilografia óssea. Nesse caso, o radiofármaco a ser utilizado é o:
(A) 99mTc-MIBI.
(B) 99mTc-DTPA.
(C) 18F-FDG.
(D) 99mTc-MDP.
(E) 67Ga
6) HOSPITAL REGIONAL DE LAGARTO DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE – HRL-UFS CONCURSO PÚBLICO 04/2016 - A formação da imagem na medicina nuclear segue necessariamente a seguinte sequência:
(A) Aquisição da imagem → Administração do radiofármaco → Tempo de concentração do radiofármaco→ Processamento da imagem.
(B) Administração do radiofármaco → Tempo de concentração do radiofármaco → Aquisição da imagem → Processamento da imagem.
(C) Administração do radiofármaco → Tempo de relaxamento T1 → Tempo de relaxamento T2 → Processamento da imagem.
(D) Aquisição da imagem → Administração do radiofármaco → Tempo de relaxamento T1 → Aquisição de imagem→ Processamento da imagem.
(E) Administração do radiofármaco → Processamento da imagem → Tempo de concentração do radiofármaco→ Aquisição da imagem.
7) HOSPITAL REGIONAL DE LAGARTO DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE – HRL-UFS CONCURSO PÚBLICO 04/2016 - Será realizada uma Cintilografia óssea, cujo protocolo do serviço consiste na administração intravenosa de 20 mCi de 99mTc-diofosfato. A atividade de uma seringa com 10mL de radiofármaco foi medida e acusou 30 mCi às 08h da manhã. Sendo assim, o horário em que esse radiofármaco apresentará atividade compatível com o protocolo será (Dado: T1/2 99mTc = 6h; Fatores de decaimento:1h30 = 0,841 / 2h30 = 0,749 / 3h30 = 0,667 /4h30 = 0,595).
(A) 12h30.
(B) 14h.
(C) 11h30.
(D) 17h.
(E) 10h30.
PROCEDIMENTO OPERACIONAL PADRÃO – TESTE DE UNIFORMIDADE INTRÍNSECA DA GAMA CÂMARA
1º Passo- Preparar a fonte: retire de 300–500μCi de 99mTc com uma seringa
de 1ml.
2º Passo- Remova o colimador e alinhe a gama câmara no centro onde será colocada a fonte. (Sugestão: coloque a gama câmara no ponto central e marque o local de referência para colocar a fonte).
3º Passo- Coloque a fonte de 99mTc a uma distância pelo menos cinco vezes maior que a maior dimensão linear do UFOV acima do detector.
4º Passo- Abra no computador o protocolo do teste de controle de qualidade do fabricante, ou abra uma imagem estática na tela do computador e selecione os seguintes dados:
Data:_ /_ /_
Nome: Teste de uniformidade
Radionuclídeo: 99mTc
Energia: 140keV
Contagens: 10-30 mil contagens
Janela de energia: 20%
Matriz: Padrão do fabricante do equipamento
5º Passo- Análise da imagem: inspecione visualmente a imagem quanto a variações de brilho ou densidade. Observe atentamente a imagem de alto contraste. Observe todas as áreas que se destacam claramente ou que indicam uma válvula fotomultiplicadora desafinada.
6º Passo- Encontre os valores de máximo e mínimo.
7º Passo- Realizar o cálculo de uniformidade integral e diferencial através da
seguinte fórmula:
8º Passo- Analise se o valor da uniformidade integral é menor ou igual que 4% ou a uniformidade diferencial é menor ou igual que 3%, caso ultrapasse esses valores o teste tem de ser refeito. Se o erro se mantiver, deve-se entrar em contato o responsável pela calibração do equipamento.
9º Passo- Retire a fonte de 99mTc e armazene no local adequado, coloque o colimador na gama câmara e siga a rotina da clínica.
OUTRAS CONSIDERAÇÕES
Equipamento de Imagem Nuclear
Câmeras gama são capazes de fazer imagens para a medicina nuclear em vários formatos. O tipo mais simples de imagem, chamado planar ou imagem estática, aparece como uma única “fotografia instantânea” da anatomia visada. Imagens dinâmicas fornecem uma série de imagens que demonstram o fluxo sanguíneo no corpo e em órgãos específicos. Imagens tridimensionais (3D) também podem ser conseguidas através de uma câmera gama. A câmera aponta ou gira os detectores em volta do paciente enquanto faz as imagens em um processo chamado SPECT (tomografia computadorizada por emissão de fóton único). Uma SPECT fornece visualizações 3D da anatomia. O SPECT usa entre uma a três câmeras detectoras de raios gama que podem girar até 360° em volta do paciente para coletar diversas imagens. Essa informação é reconstruída por um computador através de várias perspectivas seccionais que produzem imagens fatiadas da anatomia. Algumas câmeras gama possuem sistemas TC dentro delas para que possam fazer uma imagem em fusão ao sobrepor a anatomia de TC com a função da imagem da câmera gama.
Estudos do coração (cardíacos)
Cintilografia de perfusão cardíaca, também chamada de imagem cardíaca de estresse/repouso engloba aproximadamente metade de todas as imagens realizadas na medicina nuclear. Clínicas autônomas e unidades móveis que realizam apenas exames cardíacos podem ser encontradas em muitas comunidades.
O paciente recebe um radiofármaco através de uma injeção na veia do braço. O radiofármaco passa do sangue para o músculo do coração em dois minutos, imagens SPECT, então, são adquiridas. O paciente recebe uma segunda injeção de radiofármaco durante a parte do teste de estresse. O estresse do coração é efetuado ao fazer com que o paciente corra em uma esteira ou por uma variedade de diferentes agentes radiofármacos estressantes e uma segunda injeção de radiofármaco através de uma via intravenosa. A injeção de radiofármaco é dada quando o estresse cardíaco atinge o ápice ao ser avaliado pelo eletrocardiograma (ECG) sob a direção de um médico, enfermeira ou assistente médico treinado para esses exames. Imagens de SPECT são adquiridas depois de cada parte do teste, em estresse e repouso, e comparado com outras leituras para determinar um enfarte por isquemia.
As medições de absorção da tireoide são obtidas para avaliar as funções da glândula tireoide. O rádiofármaco iodeto de sódio (123I) é tomado oralmente, e as imagens são obtidas horas depois da ingestão com a quantidade de iodo radioativo absorvida pela tireoide avaliado as seis e 24 horas. Hipertireoidismo (tireoide superativa) resulta em uma captação de leitura que pode indicar doença de Graves (bócio tóxico nodular múltiplo, também conhecido como doença de Plummer). A terapia da tireoide com 123I pode ser feita para reduzir a função da tireoide. Uma leitura baixa da tireoide indica hipotireoidismo (tireoide com atividade reduzida), a captação pode ser baixa e a tireoide não pode ser visualizada durante o exame. Essa condição é muito mais comum em mulheres do que em homens.
PET
Definição e Descrição
PET é uma técnica única de imagem tomográfica tridimensional que é capaz de demonstrar a função bioquímica dos órgãos e tecidos do corpo PET é diferente de outros métodos de imagem (raios X, ultrassom, RM) que mostram primariamente as estruturas do corpo.
Comparação com a medicina nuclear
O PET é similar aos procedimentos de emissão de radioisótopos da medicina nuclear. Ambos os métodos produzem imagens que representam a distribuição do radiofármaco através do corpo. Em ambas as modalidades, os compostos radioativos ou “radiofármacos” são administrados em um paciente através de injeção ou inalação. Quando esses radiofármacos estão dentro do corpo, o escâner PET detecta a radiação emitida pelo radiofármaco dentro da anatomia do paciente. Com o uso de computadores especiais, uma imagem tomográfica 3D da distribuição do radiofármaco radioativo no corpo é produzida e reflete os processos bioquímicos que ocorrem em diferentes órgãos e tecidos.
Uso de pósitrons
Em contraste com a medicina nuclear, o PET usa compostos radioativos que emitem pósitrons durante o processo de diminuição radioativa. Um pósitron é um elétron positivo. Quando um composto radioativo PET passa pela diminuição radioativa, emite um pósitron a partir do núcleo. Assim que o pósitron descansa, ele se combina com um elétron e passa por um processo chamado radiação de aniquilação. A radiação de aniquilação refere-se ao desaparecimento do par elétron-pósitron e, em seu tempo, a aparência de dois fótons de 511-keV que viajam em direções opostas. Os dois fótons de 511-keV (0,511 MeV) que são emitidos a 180° de um para o outro, são detectados por matrizes de detectores ao redor do paciente.
PET Escâner
O PET escâner é composto de muitos detectores arrumados em uma série de matrizes circulares projetadas para detectar simultaneamente os fótons de 511-keV (0,511-MeV) para criar uma imagem. Esse processo de detecção também é chamado de imagem de coincidência.
Elementos que emitem pósitrons
Apesar de muitos elementos que emitem pósitrons serem conhecidos, o PET usa primariamente oxigênio, nitrogênio, carbono e flúor. Os primeiros três desses elementos de ocorrência natural são conhecidos como “os blocos básicos da construção da vida”, e são facilmente substituíveis diretamente por biomoléculas e incorporados em uma grande variedade de compostos bioquímicos. O último, flúor, pode ser substituído pelo átomo de hidrogênio presente em numerosos compostos bioquímicos ou colocado em um pósitron, onde não muda o comportamento biológico na molécula, significativamente. Quando anexados a outros compostos para formar um radiofármaco radioativo, esses elementos podem medir processos vitais no nível celular, como metabolismo da glicose, uso de oxigênio e perfusão do tecido .Certo composto age como um radiofármaco de um processo bioquímico específico. Alguns compostos comuns, usados em imagens PET são 18F-fluorodeoxiglicose (FDG)* (metabolismo da glicose), 15O-Água (fluxo sanguíneo, volume sanguíneo, e consumo de oxigênio), 13N- amônia (fluxo sanguíneo e perfusão) e 11C-metionina (metabolismo do aminoácido).
Figura 18- Emissão de pósitron e matriz detectora. Vista do escâner ilustrando possíveis direções de fótons emitidos a 511 keV e subsequente criação da imagem.
Cíclotron
O PET requer um equipamento especializado chamado cíclotron para produzir os elementos que emitem Pósitron. O cíclotron acelera partículas subatômicas como os prótons em uma órbita circular para energias muito altas e então as direciona em um alvo de material não radioativo. O resultado final é a produção do material radioativo. O material radioativo especial produzido é dependente de três coisas: (1) o tipo de material alvo usado, (2) a partícula sendo acelerada e (3) a energia na qual as partículas são aceleradas. A maioria dos radiofármacos do PET têm meias-vidas muito curtas (120 segundos a 110 minutos), e o escâner PET deve estar próximo ao cíclotron. Se um PET central é usado somente com 18F-FDG, que tem uma sobrevida de 109,8 minutos, o radiofármaco pode ser enviado para um cíclotron fora do lugar da produção. Entretanto, quando radiofármacos de vida mais curta são usados como 11C, 15O, ou 13N, o cíclotron deve estar localizado no local do PET escâner. Atualmente, há cíclotrons na maioria das áreas metropolitanas e em universidades.
Fusão Tecnológica PET/TC (Corregistração)
Corregistração de imagem funcional e anatômica
O PET pode ser combinado com outras modalidades de imagem para melhorar o diagnóstico de uma condição específica. O exemplo mais comum é o escâner híbrido PET/TC. Visto que as imagens produzidas por um escâner PET demonstram primeiramente as funções bioquímicas que ocorrem no corpo, geralmente é útil ter uma informação anatômica correspondente obtida com um escâner TC ou RM. A nova tecnologia que incorpora um escâner PET com um TC em um único sistema de imagem produziu a habilidade de adquirir um PET funcional e um TC anatômico durante uma única sessão de imagem. Esses dois conjuntos de dados de imagem podem ser exibidos em um único volume no qual os dados são diretamente fundidos em uma imagem de TC. A localização direta e precisa da patologia encontrada em um PET é permitida. Adicionalmente, unidades PET/TC híbridas permitem a atenuação da correção a ser realizada pelo escâner TC. A correção do TC baseada na atenuação é mais rápida e nega a necessidade de fontes seladas dedicadas, as quais são necessárias em um escâner PET não híbrido. Programas de computador estão disponíveis para corregistrar um exame PET retrospectivamente com RM ou TC adquiridos como sistemas independentes. Essa capacidade se opõe à necessidade de um sistema hibrido dedicado. Entretanto, essas aplicações de programas não são tão precisas para acorregistração do conjunto das imagens devido às diferenças da posição do paciente entre os dois sistemas de imagens, além do que seu uso é demorado. O tempo de processamento pode variar entre 30 minutos e 2 horas tornando esse procedimento caro.
Doença na Artéria Coronária
A causa principal de insuficiência cardíaca é a doença na artéria coronária. Esta começa quando o fluxo sanguíneo é obstruído. Dor no peito, ataque cardíaco e morte podem ocorrer como um resultado dessa doença. O PET pode ser usado para avaliar como a doença da artéria coronária afeta o funcionamento normal do coração. Um rastreador de perfusão PET como um 13N-amônia ou cloreto de rubídio Rb 82 é usado para investigar se certas áreas do coração estão recebendo fluxo sanguíneo suficiente. Muitos escâneres PET/TC são equipados com 64 cortes, o que pode permitir uma angiografia TC ou um escore de cálcio para ser feito ao mesmo tempo que a perfusão digitalizada PET. A TC pode fornecer informações anatômicas sobre a localização de uma lesão aterosclerótica, e o PET pode demonstrar seu impacto funcional ou perfusão. Estudos adicionais usando o rastreador de açúcar FDG podem dizer aos clínicos se essas mesmas áreas de baixo fluxo sanguíneo ainda estão viáveis e capazes de funcionar normalmente se o fluxo sanguíneo for restaurado. Usando essas imagens, os clínicos podem obter uma imagem mais completa do escopo da doença e podem ajudar a identificar os pacientes que podem ou não se beneficiar de outros procedimentos que redirecionam o sangue para áreas necessitadas.
Figura 22- Imagens de eixo curto do coração com o uso de 13N-amônia (esquerdo) e 18F-FDG (direito) para avaliar a perfusão e o metabolismo da glicose. As imagens da perfusão revelam um defeito na área inferior-lateral do coração como evidenciado pela diminuição do funcionamento (setas). As imagens FDG apresentam o metabolismo de glicose aumentado nessa mesma região. Esse padrão desigual é indicativo de um miocárdio viável. (Cortesia de Daniel Bandy.)
Imagem de Tumor no Sistema Nervoso Central
Um PET pode ser usado para descrever um tumor no sistema nervoso central do mesmo modo que é usado para tumores em outras partes do corpo. Tumores ativos e crescentes no cérebro concentram FDG. Adicionalmente ao FDG, outro rastreador, 11C-metionina, pode ser usado para avaliar o metabolismo dos aminoácidos. Esse agente é muito mais sensível à presença de tumores de baixo nível. Ao combinar o 11C-metionina com o FDG, é possível detectar a presença de um tumor e determinar o quão agressivo ele é.
Avaliação de Demência
O escâner PET é capaz de avaliar e descrever vários tipos de demências como a doença de Alzheimer. Usando FDG, o PET pode medir o metabolismo da glicose no cérebro. Durante o processo natural de envelhecimento, o metabolismo da glicose diminui naturalmente uniformemente em todo o cérebro. Empacientes com a doença de Alzheimer, o metabolismo da glicose diminui drasticamente em diversas áreas do cérebro. O PET pode ajudar a confirmar o diagnóstico da doença de Alzheimer e monitorar os efeitos do tratamento.
Mamografia PET
Mamografia PET é uma modificação bem específica de PET. Embora seja uma nova modalidade de criação de imagem de mamas, é aprovada pela FDA para pacientes que têm um histórico de câncer de mama conhecido. Em contraste com a cintilografia, a mamografia PET põe o detector bem próximo à mama. Esse processo de criação de imagem usa o localizador FDG, aproximadamente 10 mCi, e um tempo de varredura de aproximadamente dez minutos por incidência; as mesmas incidências feitas para uma mamografia de rotina são obtidas. Como a mamografia PET usa um aparelho de compressão, pode detectar lesões de 1,5 mm, que é bem menor que lesões detectáveis pelos escaneamentos PET tradicionais. O aparelho de compressão da mamografia PET é somente para diminuir a probabilidade de movimentação do paciente e fornecer uma leitura mais precisa. Em contraste com a compressão mamográfica, não é usada para afinar o tecido da mama. PET provou ser uma importante ferramenta no monitoramento da resposta de tratamento de pacientes de câncer e ainda é considerado inigualável na etapa de corpo inteiro do câncer de mama.
Células tumorais têm uma taxa de metabolismo aumentada. Esse aumento de metabolismo usa açúcar, e as moléculas do localizador FDG são tomadas pelo tumor em uma velocidade mais rápida que a comparada com tecido mamário comum, tornando a localização do câncer visível com mamografia PET e PET. PET também é usado depois de cirurgias ou tratamentos de câncer de mama para determinar doença recorrente está presente na mama ou em outras partes do corpo. PET pode quantificar a atividade metabólica do local do tumor para ajudar a saber eficácia da terapia durante e depois do tratamento, permitindo rápidas alterações do tratamento quando necessário.
Duas desvantagens do uso de PET para criação de imagens mamárias são alto custo e exposição à radiação. Embora PET tenha uma aplicação valiosa na detecção precoce de doenças mamárias (e reinstalação de doenças mamárias), o custo do equipamento necessário e a utilização de localizadores radioativos com uma meia-vida pequena fazem o uso de PET impraticável como uma ferramenta de imagem. Exposição radioativa do localizador FDG é aproximadamente seis vezes mais que a exposição de um estudo Tc 99m sestamibi como usado na medicina nuclear.
Glossário de Termos de Medicina Nuclear*
Atenuação: Processo pelo qual a radiação é reduzida em intensidade quando passa através de algum material.
Becquerel (Bq): Unidade de radioatividade no SI (Sistema internacional de Unidades).
Captura de elétron: Método de decaimento radioativo que envolve a captura de um elétron orbital pelo seu núcleo.
Cíclotron: Equipamento para acelerar partículas carregadas em um espiral feito para altas energias através de um campo elétrico alternante.
Cintilação: Emissão de raios de luz de certos materiais como resultado da interação com radiação ionizante.
Colimador: Equipamento usado para confinar os elementos de um feixe dentro de um ângulo sólido definido.
Contagem: Indicação externa do equipamento projetado para enumerar os eventos ionizantes.
Contaminação (radioativa): Deposição de material radioativo em qualquer lugar onde sua presença não é desejada.
Curie (Ci): Unidade-padrão ou tradicional de radioatividade.
Decaimento: Transmutação espontânea de um radionuclídeo que resulta na queda do número de eventos radioativos em uma amostra.
Desintegração (nuclear): Transmutação nuclear espontânea caracterizada pela emissão de energia ou massa ou ambos do núcleo.
Dose: Quantidade de radiofármaco dado a um paciente.
Emissão beta: Lançamento de partículas beta com alta energia através da desintegração de certos nuclídeos radioativos.
Enfarte: Desenvolvimento e formação de necrose em uma área localizada dentro de um tecido.
Equilíbrio: Etapa em uma reação na qual a concentração de espécies reativas não está mais mudando.
Fármaco: Qualquer substância química para uso na medicina diagnóstica, cura, tratamento ou prevenção de doenças.
Filha: Sinônimo para um produto de decaimento.
Imagem de fusão: Exames de medicina nuclear que podem ser sobrepostos usando um programa ou câmeras híbridas, em imagens de modalidades como TC ou RM. Também se refere à fusão de imagens e corregistração.
In vitro: Fora do paciente, ocorrendo ou sendo em um ambiente artificial, como um tubo de testes ou uma placa de cultura.
In vivo: Dentro do paciente, descreve um processo ou reação que ocorre dentro do paciente.
Íon: Radical atômico ou químico que suporta uma carga elétrica seja positiva ou negativa.
Isótopo Nuclídeos do mesmo elemento que possuem diferentes massas atômicas (nêutrons) mas o mesmo número atômico (prótons).
Meia-vida: Tempo necessário para a desintegração de metade da atividade original de um nuclídeo radioativo.
Meia-vida biológica: O tempo necessário para um organismo eliminar metade da dose de qualquer substância administrada através de processos normais.
Microcurie (μCi): Unidade de radioatividade igual a um milionésimo de um curie.
Milicurie (mCi): Unidade de radioatividade igual a um milésimo de um curie.
Pai: Radionuclídeo que produz outro nuclídeo durante a desintegração.
Partícula alfa: Núcleo de hélio que consiste em dois prótons e dois nêutrons.
Partícula beta: Radiação ionizante de um elétron emitida a partir do núcleo de um átomo radioativo.†
Radioatividade: Desintegração espontânea de um núcleo atômico instável, resultando na emissão de radiação ionizante.
Radiofármaco: Grupo de fármacos radioativos usados no diagnóstico e tratamento de doenças.
Radionuclídeo: Tipo de átomo no qual o núcleo desintegra-se espontaneamente.
Raios gama: Radiação eletromagnética de alta energia, com ondas curtas que emanam do núcleo do nuclídeo.
SPECT (tomografia computadorizada com emissão de um único fóton): Sistema de imagens que usa de um a três detectores gama para produzir imagens tomográficas de um órgão ou estrutura.
Tecnécio 99m: Radionuclídeo de um tecnécio comum usado para 90% dos procedimentos da medicina nuclear.
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