a. Aula Métodos de Imagem Medicina Nuclear Aspectos Técnicos O que é Medicina Nuclear? Prof. Dr. Lauro Wichert Ana Medicina Nuclear Especialidade Médica Área de Atuação do Físico Médico Diagnóstico, Tratamento e Pesquisas Material Utilizado: Radionuclídeo (RN) RN + Fármaco (RF) Os RF incorporam Anatomia e a Fisiologia dos órgãos e sistemas Limitações Medicina Nuclear Vias de Administração: Injeção Intravenosa Inalação Medicina Nuclear Vias de Administração: Tecnécio-99m Radionuclídeo + Fármaco Deglutição Dextran70 Enxofre Coloidal HMPAO ECD Disida MAA DTPA DTPA MDP Puro Sondagem Linfo- Cintilografia SPECT Cerebral Função Hepato Biliar Ventilação Perfusão Qual é a mensagem? Função Renal Metab. Ósseo
Estrutura Atômica e Nuclear Forma atômica mais conhecida Bases Físicas da Medicina Nuclear (-) Elétrons Núcleo = (+) (0) Prótons + Neutrons Radioisótopos Radiação Neutrons Tira-se Neutron 5 O 8 6 O 8 Radioisótopos Atomos com equilíbrio entre Prótons e Neutrons = Não Radioativos Quando um átomo encontra-se instável (excitado), o que ele faz para alcançar a sua estabilidade nuclear? Emite Radiação Prótons Definições Radiação: É a emissão e propagação de partículas ou ondas originadas sejam de substâncias radioativas, fontes de ondas eletromagnéticas ou sonoras e que viajam através do espaço e da matéria. Radioatividade: É a propriedade de determinados elementos químicos de produzir radiação. Decaimento Radioativo Esta radioatividade permanece eternamente? Não! Todos os isótopos precisam alcançar sua estabilidade nuclear através do DECAIMENTO RADIOATIVO 2
Principais Radiações Nucleares Experimentos de Ernest Rutherford: Partículas Alfa Partículas Beta Raios Gama ERNEST RUTHERFORD (87 97) Decaimento Radioativo Decaimento Beta (Transição Isobárica) Decaimento Alfa EXPERIMENTO : 2: Decaimento Gama (Transição Isobárica) Decaimento Radioativo 20 átomos excitados 0 átomos excitados 05 átomos excitados 20 9 8 7 6 5 4 2 0 9 8 7 6 5 4 2 0 No. Átomos Radioativos Tecnécio-99m Primeira T /2: Redução p/ 50% Atividade Inicial Segunda T /2: Redução p/ 50% Atividade Inicial 2 4 5 6 7 8 9 0 2 tempo(h) Medidas de Radioatividade Atividade: É a quantidade de material radioativo em um dado momento: Becquerel (Bq, SI): desintegração por segundo (dps) Curie (Ci):,7 x 0 0 dps (7 bilhões) dps (Bq) = 2,7 x 0 - Ci dps (Bq) Dose - Captação de Tireóide: 200uCi = 7.400.000 dps (Bq) Aplicações Médicas Partículas Alfa e Beta = Terapêutica Radiação Gama = Imagem Tecnécio-99m Iodo- Tálio-20 Gálio-67 Samário-5 Flúor-8 Radiação Mas como detectar a radiação gama? Através de Detectores de Radiação
/22/2 Detectores de Radiação Detectores de Radiação Gama-Câmaras: PET / CT SPECT / CT Gliobastoma de Grau Intermediário Paciente previamente tratado com Neurocirurgia, Quimioterapia e Radioterapia. Apresenta aumento da [contraste] nas margens da área tratada. SPECT CA de Esôfago CT, Contraste CT PET, F-8 FDG Detectores de Radiação MicroSPECT/CT Aspectos Técnicos da Medicina Nuclear Órgão Alvo Detector 5 Gama-Câmara Detector 4 5 2. Invólucro 2. Blindagem. Colimador 4. Cristal NaI(Tl) 5. Fotomultiplicadora. Invólucro 2. Blindagem. Colimador 4. Cristal NaI(Tl) 5. Fotomultiplicadora 2 4 4
/22/2 Detector Detector O Elétron atinge a PMT 90o 5 4. Invólucro 2. Blindagem. Colimador 4. Cristal NaI(Tl) 5. Fotomultiplicadora 5 Raios Gama 2. Invólucro 2. Blindagem. Colimador 4. Cristal NaI(Tl) 5. Fotomultiplicadora Cristal de NaI (TL) Fotomultiplicadoras 2 Fotoelétron Computador Digital Z (Energia) Y Circuitos Digitai de Correção de Energia e Linearidade X Z (Energia) Y Circuito de Posição Digital ADC (Conversor Analógico Digital) Sinais de Energia, Formação da Imagem em MN Posição e Linearidade Corrigidos Sinais de Energia e Posição (A) Performance do Equipamento (B) Protocolo de Aquisição das Imagens Pré-Amplificadores (C) Fotomuliplicadoras Processamento Cristal de NaI (Tl) das Imagens Elétrons Anodo (+) Multiplicados Cristal Cintilador Eletrodo de Fóton Focalização de Luz Dos Raios Gama à Imagem em MN Fotomultiplicadoras (PMT) Catodo (-) X 4 Dinodo FOTOMULTIPLICADORA (PMT) Protocolo de Aquisição 0 Matriz de Aquisição x Colimador 5
Qualidade da Imagem em Medicina Nuclear Método de Imagem em Medicina Nuclear Controle de Qualidade do Equipamento Adequação dos Protocolos de Aquisição das Imagens Atividade e o grau de marcação do RF Imobilidade do paciente O Diagnóstico por Análise Visual Uniformidade, Linearidade: A imagem de um objeto deve ser o mesmo independentemente de sua posição no campo de visão. Protocolo de Aquisição Matrizes de Aquisição 255 0 64 2 68 4 x 64 2 6 82 4 Matrizes de Aquisição Número de contagens radioativas Problema: A baixa contagem radioativa não permitirá distinguir o sinal verdadeiro do ruído. A solução para aumentar a Relação Sinal / Ruído é aumentar a contagem de eventos radioativos. 6
Número de contagens radioativas Contaminação do Colimador 00 mil milhão Falso positivo devido a Contaminação do Colimador Nova aquisição após a limpeza da superfície do Colimador Tipos de Colimadores Tipos de Colimadores LEHR LEAP Distância do órgão-alvo até o detector. 2a. Aula 5 cm 5 cm pela Medicina Nuclear 7
em... Pneumologia Qual função está sendo estudada? Inalação Ventilação (V) Perfusão (Q) VENTILAÇÃO Pulmonar Normal VENTILAÇÃO Defeito Segmentar P.D. + Defeito em todo P.E. Área Segmentar Hipoventilada Todo o Pulmão E Hipoventilado PERFUSÃO Pulmonar Normal 8
PERFUSÃO Defeito Segmentar P.D. + Defeito em todo P.E. Cintilografia V/Q Pulmonar Vent Perf + = Diagnóstico: Aparentemente Normal + = Defeito Concordante: Infartos Prévios, Pneumonia Consolidada. Não TEP. + = Defeito Não-Concordante: Afeta mais a Ventilação. Pneumonias iniciais. Área Segmentar Hipoperfundida Todo o Pulmão E Hipoperfundido + = Defeito Não-Concordante: Afeta mais a Perfusão TEP. em... Pneumologia Oncologia e Ortopedia Qual função está sendo estudada? Qual função está sendo estudada? 9
Qual a anormalidade observada? em... Pneumologia Oncologia e Ortopedia Cardiologia Qual função está sendo estudada? Qual função está sendo estudada? Anatomia Normal Motilidade Normal (RM) Motilidade Normal Discinesia Apical (Aneurisma) 0
Marcação de Hemácias com Tecnécio 99m Ventriculografia Radioisotópica Ventriculografia Radioisotópica em... Pneumologia Oncologia e Ortopedia Cardiologia Neurologia e Psiquiatria FSC 750ml/min Vol. = 20ml Qual função está sendo estudada? 20% DC
SPECT Ictal SPECT Interictal Transversal ( R L ) Frontal ( R L ) Sagittal ( A P ) O Papel do Físico em MN O Papel do Físico Médico em MN Supervisão de Radioproteção Controle de Qualidade de Equipamentos Gerenciamento de Rejeitos Auxílio Burocrático na Licença para o Funcionamento do Serviço de MN. Dosimetria Individual e Ambiental Dosímetros em Filmes: Instrumentos de Medição da Radiação Dosímetros de Pulso: Dosímetros (TLD) (Termoluminescência) 2
/22/2 Calcular e Instalar Blindagens Radiação Alfa (Partícula Carregada +): Folha fina de papel; Radiação Beta (Partícula Carregada -): Folha fina de alumínio ou madeira; Radiação Gama (Onda Eletromagnética): chumbo, aço ou concreto. Neutron (Partícula Não Carregada): Plástico, Boro. Elétrons: Geralmente não necessário. Conclusões