Implementação de uma Rede Nacional de Metrologia de Radionuclídeos Utilizados em Medicina Nuclear

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1 Implementação de uma Rede Nacional de Metrologia de Radionuclídeos Utilizados em Medicina Nuclear Joyra A. dos Santos 1, Akira Iwahara 2, Iêda G. Nícoli 3, Cíntia M. Dias 3, Frederico G. Alabarse 4, Carlos E. L. dos Santos 4, Ana M. Xavier 4, Eloy J. Garcia 4, Luiz Tauhata 2 and Ricardo T. Lopes 5 1 Coordenação de Instalações Radiativas (CORAD)/Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), Rua General Severiano 90, Botafogo, CEP , RJ, Brasil 2 Laboratório Nacional de Metrologia das Radiações Ionizantes (LNMRI)/Instituto de Radioproteção e Dosimetria (IRD)/Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), Av. Salvador Allende, s/n o, Recreio dos Bandeirantes, CEP , Rio de Janeiro, Brasil 3 Distrito do Planalto Central (DIPLAN)/ Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), SCN Qd. 4, Bloco B, CEP , Brasília, DF, Brasil 4 Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Instituto de Física, Av. Bento Gonçalves, 9500 Prédio 43173, Sala 203, Porto Alegre - CEP , Rio Grande do Sul, Brasil 5 Coordenação dos Programas de Pós-Graduação de Engenharia (COPPE)/Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Caixa Postal 68509, CEP , Rio de Janeiro, Brasil RESUMO Os Serviços de Medicina Nuclear (SMN) utilizam em sua rotina calibradores de radionuclídeos para medir a atividade de soluções contendo radiofármacos que serão aplicados a pacientes para o diagnóstico ou tratamento de doenças. A atividade dessas soluções deve ser bem determinada a fim de obter um exame otimizado. O Laboratório Nacional de Metrologia das Radiações Ionizantes (LNMRI), do Instituto de Radioproteção e Dosimetria, da Comissão Nacional de Energia Nuclear (IRD/CNEN), vem conduzindo, desde 1998, um programa de comparação para medições de atividades de radiofármacos aplicados a pacientes no setor de Medicina Nuclear com a finalidade de avaliar a qualidade dessas medições. No Estado do Rio de Janeiro o programa tem sido realizado com sucesso, mas existe a necessidade de implementá-lo em todo o país. Este problema vem sendo resolvido por meio da implementação de uma rede de laboratórios de referência em diversos pontos do território nacional. Para o estabelecimento e bom funcionamento da rede os seguintes fatores devem ser observados: os calibradores de radionuclídeos localizados nos laboratórios de referência devem ser rastreados ao LNMRI; os operadores devem ser treinados pelo pessoal do LNMRI; a garantia da qualidade deve ser assegurada através de um programa de comparação. Atualmente, estão em funcionamento os pontos da rede localizados em Brasília e Porto Alegre. Os resultados das comparações comprovam que a implementação da rede de metrologia é viável, importante e exeqüível. 1. Introdução Com o propósito de investigar o desempenho em qualidade das medições de rotina dos SMN brasileiros, o LNMRI vem conduzindo um programa de comparação para medições de atividades de radiofármacos desde 1998 [1,2]. No início do programa foram realizadas comparações no Estado do Rio de Janeiro e no território nacional; às comparações realizadas num mesmo estado chamamos regional e às realizadas no Brasil, chamamos nacional. A metodologia adotada para cada uma delas é diferente, sendo as comparações regionais mais bem sucedidas porque: a) o primeiro contato com o SMN é realizado através de carta, convidando-o a participar das comparações; b) o convite é reforçado por telefone. Falando diretamente com o responsável pelo Setor de Medicina Nuclear do Serviço e esclarecendo suas dúvidas sobre o programa, dificilmente há uma recusa em participar da comparação; c) as amostras radioativas são levadas até os SMN e medidas in loco por operadores do LNMRI. Assim, em todas as rodadas de comparação realizadas no Estado do Rio de Janeiro houve participação de 100% dos SMN convidados. Porém, nas comparações nacionais alguns problemas aparecem, porque: a) o primeiro contato com o SMN é realizado através de carta, mas agora, o Serviço deve corresponder-se com o LNMRI a fim de confirmar sua participação; b) devido ao grande número de SMNs existentes em todo o Brasil (cerca de 260) torna-se inviável a confirmação do convite via telefone, fazendo com que o número efetivo de SMN a participar do programa seja reduzido; c) as amostras são enviadas aos SMNs pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN); d) os operadores dos Serviços realizam as medições conforme instruções fornecidas por operadores do LNMRI; e) os operadores dos Serviços enviam os resultados das medições para o LNMRI. Desse modo, as comparações realizadas em todo o território nacional não obtiveram grande sucesso. Um exemplo disto é a comparação nacional do radiofármaco 131 I realizada em 2000; foram enviadas 228 cartas aos SMNs convidando-os a participar do programa, sendo que 84 responderam afirmativamente e 44 realmente participaram da comparação [1]. Entre os motivos alegados, 4 Serviços responderam que não conseguiram efetuar as medições e 21 não receberam as amostras. Além desses argumentos, existe o problema dos radionuclídeos que possuem meia-vida curta. Torna-se inviável sua calibração num laboratório do Rio de Janeiro para depois seu envio a um laboratório localizado em outro estado a fim de realizar a comparação. Em vista disso, percebe-se a necessidade de implantar uma nova metodologia nos procedimentos das comparações nacionais para que haja uma participação mais efetiva dos SMNs. Este problema está sendo resolvido por meio da implementação de núcleos

2 regionais em diversos pontos do território nacional, formando uma Rede de Laboratórios de Referência [3]. Esses laboratórios são dotados de um ativímetro rastreado ao LNMRI e realizam as medidas em todos os SMNs localizados no seu Estado ou Região; em outras palavras, eles vão realizar o mesmo trabalho que o LNMRI desenvolve no Estado do Rio de Janeiro. Dessa forma, espera-se que 100% dos SMNs participem da comparação, abrangendo todos os hospitais e clínicas existentes no Brasil. Para o estabelecimento e bom funcionamento da rede são necessários de 5 a 6 pontos de referência no país, onde os seguintes fatores devem ser observados: a) os calibradores de radionuclídeos dos laboratórios de referência devem ser rastreados ao LNMRI; b) os operadores devem ser treinados pelo pessoal do LNMRI; c) a garantia da qualidade deve ser assegurada através de um programa de comparação. Este trabalho apresenta os resultados das comparações realizadas em Brasília, cobrindo toda a região Centro-Oeste e as comparações realizadas em Porto Alegre, cidade situada na região Sul do Brasil. 2. Materiais e métodos O laboratório de referência de Brasília (segundo ponto da rede), é localizado no DIPLAN (Distrito do Planalto Central), órgão subordinado à CNEN; o laboratório de referência de Porto Alegre (terceiro ponto da rede) é localizado na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), que mantém uma parceria com a CNEN neste projeto. Ambos os pontos possuem um ativímetro marca Capintec, modelo CRC-15R, testado e qualificado por funcionários do LNMRI, garantindo sua rastreabilidade, como mostra a Tabela 1; isto significa que o valor medido no calibrador do DIPLAN será considerado como valor de referência para as comparações realizadas na Região Centro-Oeste assim como o valor medido no calibrador da UFRGS é o valor de referência para as comparações neste Estado. Os técnicos do DIPLAN e da UFRGS foram treinados pelos funcionários do LNMRI. Tabela 1. Rastreabilidade dos ativímetros do DIPLAN e da UFRGS em relação ao ativímetro do LNMRI, sendo IG12 a câmara de ionização padrão secundário do LNMRI. Radionuclídeo IG12 CRC-15R LNMRI CRC-15R DIPLAN CRC-15R UFRGS Razão LNMRI/IG12 Razão DIPLAN/IG12 Razão UFRGS/IG I 2,22 ± 0,01 2,21 ± 0,03 2,22 ± 0,06 2,33 ± 0,03 0,995 ± 0,014 1,00 ± 0,03 1,05 ± 0,02 99m Tc 4003,40 ± 60, ,90 ± ,51 ± 104, ,30 ± 74,14 0,986 ± 0,048 1,05 ± 0,03 1,01 ± 0,02 As amostras foram fornecidas por um dos SMNs participantes e condicionadas em frascos tipo penicilina com volume de 5 ml. A medição da atividade foi dividida em dois estágios: No DIPLAN e na UFRGS: a solução contendo o radiofármaco foi medida no ativímetro calibrado e confirmado por uma Câmara de Ionização, tipo poço, modelo IG12, da Centronic. Este valor forneceu o valor de referência X ref da atividade. No SMN: a) foram anotadas a data da medição, o fabricante e o modelo do ativímetro; b) foi medida a radiação de fundo do ativímetro antes da solução; c) a solução foi medida três vezes; d) foi medida a radiação de fundo do ativímetro após a solução; e) foram anotados os dados da última calibração do ativímetro. Para os itens b, c e d foram anotadas a hora e o minuto das medições. 3. Avaliação de desempenho O desempenho dos SMNs foi avaliado em função de dois parâmetros: a Razão R, que permite associação ao órgão regulatório [4] e o Desvio Normalizado E, associado à qualidade metrológica das medições dos SMN[5]. A Razão R é obtida pelo quociente do valor médio X das três medições pelo valor de referência X ref, ou seja: X R = (1) X ref Este parâmetro classifica o desempenho dos SMN em conforme à norma e não conforme à norma, de acordo com os limites apresentados na Tabela 2. Quanto mais próximo de 1 o valor de R, melhor o desempenho alcançado pelo SMN. Tabela 2. Limites adotados para a Razão R. Razão R Desempenho 0,90 R 1,10 Conforme a norma CNEN 0,90 > R > 1,10 Não conforme à norma CNEN

3 O Desvio Normalizado E, é calculado pela expressão X X ref E = E < 1 (2) 2 2 k u ( X ) + u ( X ) ref onde u ( X ) é a incerteza padrão das medidas dos SMN, u ( X ) é a incerteza padrão do valor de referência X ref ref, e k é o fator de cobertura. Como estamos comparando resultado de um Serviço de Medicina Nuclear com o valor de referência de um laboratório de metrologia, assumimos que k = 2 num nível de confiança de aproximadamente 95% é um critério adequado. A incerteza dos valores de referência foi de 0,6% para 131 I e 0,7% para 99m Tc. O desempenho dos SMN participantes torna-se melhor à medida que o valor de E aproxima-se de zero; o desvio normalizado E classifica o desempenho em satisfatório e insatisfatório como mostra a Tabela 3. Tabela 3. Limites adotados para o Desvio Normalizado E. Desvio normalizado E Desempenho -1 < E< 1 Satisfatório -1 E 1 Insatisfatório 4. As Comparações Para ativar estes pontos da rede foram realizadas duas comparações simultâneas, de 131 I e 99m Tc; a meia-vida adotada para o 131 I foi de 8,021 ± 0,001 dias [6] e para o 99m Tc foi de 13,21 ± 0,03 horas [6]. Para preservar a individualidade cada participante recebeu um código individual. A fim de comparar os resultados, as medições das atividades nos SMN foram corrigidas para a data das medições no DIPLAN e na UFRGS. Nesta primeira rodada, contamos com a participação de 18 SMNs na Região Centro-Oeste gerando 20 resultados e 10 SMNs em Porto Alegre gerando 18 resultados. 5. Resultados e discussão 5.1. Comparações na região Centro-Oeste Os resultados e o desempenho das duas comparações realizadas na região Centro-Oeste são apresentados na Tabela Resultados para o 131 I O valor médio da razão calculado da Tabela 4 para o 131 I é igual a 1,11 ± 0,25 (22%) e, individualmente, foram encontrados valores com desvios de até 75%. Isto mostra uma tendência dos SMN em superestimar o valor verdadeiro nas medidas de atividade do 131 I, realizando medidas incorretas deste radiofármaco. A Figura 1 mostra o desempenho dos SMN em relação à Razão R; observa-se que 55% dos Serviços estão conforme a norma CNEN. Em termos do Desvio Normalizado E, a Figura 2 mostra que 20% dos resultados estão na classificação satisfatório. 45% Conforme Não conforme 55% Figura 1. Desempenho dos SMN em relação à Razão R na rodada de comparação com o 131 I.

4 Tabela 4. Resultados da comparação de 131 I e 99m Tc na Região Centro-Oeste. 131 I 99m Tc Código Ativímetro Modo de medição Razão Desvio Razão Desvio CO-01 Capintec CRC-7 Preset 1,00 0,44 1,02 0,76 CO-02 Capintec CRC-127R Preset 0,99 5,36 0,97-1,89 Dial 1,06-1,04 1,01 0,91 CO-03 Victoreen CAL/RAD Preset 1,23 4,28 1,16 10,12 Dial 1,34 1,13 1,14 10,04 CO-04 Atomlab 100 Preset 1,11 4,13 0,87-9,21 CO-05 Mediac Nuclear Chicago Preset 1,07 5,54 1,01 0,95 CO-06 Victoreen CAL/RAD Preset 1,20 1,78 1,10 3,40 CO-07 Victoreen RAD/CAL II Preset 1,94 10,27 1,02 0,85 CO-08 Capintec CRC-7 Preset 0,99-0,85 1,00-0,18 CO-09 Atomlab 100 Preset 0,95-4,44 0,96-1,50 CO-10 Victoreen CAL/RAD Preset 1,00 0,00 1,02 1,47 CO-11 Victoreen Preset 1,36 1,82 1,15 0,66 CO-12 Vexcal Preset 1,29 17,37 1,14 7,23 CO-13 Alfa Nuclear CD-40 Preset 1,13 1,29 0,96-2,97 CO-14 Atomlab 100 Preset 0,94-4,85 0,87-8,22 CO-15 Victoreen CAL/RAD Preset 0,94-0,20 1,09 1,56 CO-16 Atomlab 100 Preset 0,96-3,53 0,65-24,70 CO-17 Capintec CRC-7 Preset 1,01 1,22 1,01 0,98 CO-18 Capintec CRC-127R Preset 0,71-22,08 0,98-37,55 Número de SMN (%) Satisfatório Insatisfatório Desvio normalizado 1 E Figura 2. Desempenho dos SMN em Relação ao Desvio Normalizado E na comparação com o 131 I Resultados para o 99m Tc O valor médio da razão calculado da Tabela 4 para o 99m Tc é igual a 1,01 ± 0,12 (12%). Isto mostra que, em média, os SMN estão medindo corretamente o 99m Tc, mas são encontrados individualmente valores com desvios de até 35%. A Figura 3 mostra o desempenho dos SMN em relação à Razão R; observa-se que 60% dos Serviços estão conforme a norma CNEN. Em termos do Desvio Normalizado E, a Figura 4 mostra que apenas 14% dos resultados estão na classificação satisfatório. 40% 60% Conforme Não conforme Figura 3. Desempenho dos SMN em relação à Razão R na rodada de comparação com o 99m Tc.

5 Número de SMN (%) Satisfatório Insatisfatório Desvio normalizado 1 E Figura 4. Desempenho dos SMN em relação ao Desvio Normalizado E na rodada de comparação com o 99m Tc Comparações em Porto Alegre Os resultados e o desempenho das duas comparações realizadas em Porto Alegre são apresentados na Tabela 5. Por motivos logísticos apenas os resultados em relação à Razão R são apresentados. Tabela 5. Resultados da comparação de 131 I e 99m Tc em Porto Alegre em relação à Razão R. Código Ativímetro Modo de medição 131 I 99m Tc Preset 0,982 RS-01 Capintec CRC-127R 0,979 Dial 0,978 0,984 RS-02 Capintec CRC-15R Preset 0,993 1,000 RS-03 Capintec CRC-15R Preset 0,994 0,99 RS-04 Capintec CRC-35R Preset 1,001 0,989 RS-05 Capintec CRC-127 Preset 0,987 0,968 Dial 0,988 0,979 RS-06 Actividigit 2 Preset 1,003 0,996 Dial 1,005 0,994 RS-07 Atomlab 100 Preset 1,488 0,992 RS-08 Capintec CRC-127R Preset 0,983 0,982 Dial 0,989 0,983 RS-09 Capintec CRC-7R Preset 0,962 0,979 Dial 0,962 0,980 RS-10 Actividigit 2 Preset 0,977 1,003 Dial 0,980 0,994 RS-11 Capintec CRC-7R Preset 1,010 1,005 Dial 1,010 1, Resultados para o 131 I A Figura 5 mostra o desempenho dos SMN em relação à Razão R; observa-se que 95% dos Serviços estão conforme a norma CNEN. Pelo fato do resultado da medida de um dos ativímetros ser muito diferente do esperado, a média encontrada para as 18 medidas realizadas foi de 1,016, com um desvio padrão de 0,119. A média obtida ao se refazer os cálculos sem o dado muito discrepante (RS-7) é de 0,988, com um desvio padrão bem mais razoável, sob o ponto de vista de proteção radiológica, de 0,015. 5% 95% não conforme conforme Figura 5. Desempenho dos SMN em relação à Razão R na rodada de comparação com o 131 I.

6 Resultados para o 99m Tc O valor médio da razão calculado da Tabela 5 foi igual a 0,989, com um desvio padrão de 0,011. Isto mostra que, em média, todos os SMN estão medindo corretamente o radiofármaco 99m Tc. A Figura 6 mostra o desempenho dos SMN em relação à Razão R, podendo ser observado que 100% dos SMN estão em conformidade com a Norma da CNEN. 0% 100% conforme não conforme Figura 6. Desempenho dos SMN em relação à Razão R na rodada de comparação com o 131 I. A Figura 7 apresenta todos os resultados gerados nas quatro comparações que estavam na classificação não conforme à norma CNEN; desses resultados, vemos que 59% são provenientes de ativímetros que utilizam o detector Geiger-Müeller em sua fabricação. 41% 59% Geiger-Müeller Câmara de ionização Figura 7. Resultados globais classificados como não conforme a norma CNEN discriminados por tipo de detector. 6. Conclusões Os SMNs que realizam calibrações rotineiramente foram os que obtiveram os melhores resultados. Recomenda-se, então, um maior cuidado nos procedimentos de trabalho, pois, em alguns casos, a má realização das medições foi o que gerou um mau resultado. Aos Serviços cujos resultados estão fora dos limites de ± 10%, foi recomendado uma recalibração do ativímetro e participações em novas rodadas de comparação. Os ativímetros que utilizam a câmara de ionização em sua fabricação obtiveram um desempenho ligeiramente melhor. Uma recomendação do LNMRI é que todos os SMN que utilizam equipamentos baseados em detetores Geiger-Müller devem ser substituídos por detetores que utilizam câmaras de ionização em sua fabricação; o detector Geiger-Müller é muito dependente do posicionamento da fonte e apresenta baixa repetitividade nas medições, principalmente para poucas dezenas de MBq, daí seu pobre desempenho nas comparações. Os resultados da comparação na região Centro-Oeste são muito parecidos com os resultados do Rio de Janeiro; isto mostra que aproximadamente metade dos serviços de medicina nuclear do Brasil não está medindo corretamente os radiofármacos em questão, daí a importância da implementação da rede metrológica. Já o desempenho dos ativímetros de Porto Alegre foi superior ao encontrado nos outros pontos da rede; isso se deve ao fato de apenas um ativímetro ter apresentado resultado não conforme à norma CNEN. Os modelos citados neste trabalho não implicam uma recomendação pelo LNMRI, nem que estes equipamentos são os melhores disponíveis para sua finalidade, mas somente que para estes radionuclídeos nestas rodadas obtiveram tais desempenhos. REFERÊNCIAS [1] Iwahara, A., Rastreabilidade e Garantia da Qualidade em Medições de Radionuclídeos Utilizados na Medicina Nuclear, Tese de Doutorado, COPPE/UFRJ, [2] Iwahara, A. et al, Intercomparison of 131 I and 99m Tc Activity Measurements in Brazilian Nuclear Medicine Services, Applied Radiation and Isotopes, 54, p , Pergamon, [3] Santos, J. A., Metodologia para a Implementação de uma Rede de Referência para Metrologia de Radiofármacos no Brasil, Tese de Doutorado, COPPE/UFRJ, [4] CNEN - National Commission on Nuclear Energy, Requirements of Radiation Protection and Safety for Nuclear Medicine Services (in Portuguese), Norma NN-3.05, Rio de Janeiro, [5] Beissner, K., On a Measure of Consistency in Comparison Measurements, Metrologia 39, p.59-63, [6] Lagoutine, F., Table de Radionucleides, Laboratoire Primaire des Rayonnements Ionisants, Janvier, 1982.