Instrumentação em Medicina Nuclear Prof. Osvaldo Sampaio UCB - Medicina Objetivo Detectar a radiatividade emitida pelo paciente de forma a permitir uma localização espacial e temporal, necessária para a criação da imagem. 1
Detecção da energia Cada elemento radioativo pode liberar energia em diferentes níveis (KeV) Os detectores devem ser apropriados a energia em utilização 99m Tc Fotopico Os detectores devem ser calibrados para a principal ou principais radiações da substância radioativa utilizada (fotopico) 99m Tc 2
Janela de energia Valor fixo ou regulável do equipamento que determina a partir do fotopico qual a variação de energia que será detectada Geralmente se usa variações de 10 20% Ex.: 99m Tc => fotopico 140 KeV Janela de 20 % => radiação de 126 154 KeV Janela de 10 % => radiação de 133 147 KeV Detectores de Radiação Câmeras de Ionização São câmeras de gases entre eletrodos com pólos positivos e negativos que ao passar radiação origina uma pequena corrente elétrica proporcional a radiação 3
Detectores de Radiação Utilidade prática de Câmeras de Ionização Calibradores de doses Contadores Geiger-Müller Detectores de Radiação Utilidade prática de Câmeras de Ionização Captador de tireóide Gama-probe 4
Detecção de Imagem Câmaras de cintilação gama ou Gama-câmara ou Câmara Anger Gama-câmeras O paciente é o emissor da radiação O ideal é que a radiação emitida do órgão em estudo seja detectada Evitar: Fótons emitidos de órgãos ou tecidos adjacentes ao estudado Fótons com trajetórias irregulares que distorcem a imagem Fótons provenientes de espalhamento Compton 5
Emissão de fótons Como selecionar os fótons? Energia do fóton Fotopico do radiofármaco Janela de energia Colimadores Colimadores O fóton ao sair do paciente encontra primariamente o colimador da gama-câmera 6
Estrutura de chumbo que seleciona: Colimadores Campo de visão do estudo Direção de entrada dos fótons Não discrimina fótons difundidos ou com variações de energia Colimadores Tipos de colimadores: Colimador de furos paralelos Colimador de furo único (pinhole) Colimador de furos convergentes Colimador de furos divergentes 7
Colimador de furos paralelos Mais utilizado Colimadores para diferentes taxas de energia Colimador de baixa energia 99m Tc => 140 KeV Colimador de média energia 67 Ga => múltiplas energias: 93, 185, 300 e 395 Colimador de alta energia Iodo 131 => 364, com fótons acima de 600 KeV Colimador de furo único (pinhole) Aumenta o campo de visão da região em estudo Pequeno campo de detecção 8
Colimador de furos convergentes Aumenta o campo de visão da região em estudo Colimador de furos divergentes Permitem uma visualização de uma área maior de estudo 9
Cristais de Iodeto de Sódio O Cristal de Iodeto de Sódio ativado com tálio tem a capacidade de absolver a energia gama e transforma-la em luz 1 fóton de 99m Tc (140 KeV) emite 4.200 fótons luminosos no cristal (3eV) Fotomultiplicadoras Principal característica que permitiu o desenvolvimento das gama-câmeras Ampliação da energia luminosa produzida nos cristais A presença de maior número permite melhor resolução e localização espacial da imagem De 37 a 91 fotomultiplicadoras 10
Circuito elétrico e computador A integração do circuito elétrico com o computador permite o registro da imagem Seleção da energia do fóton (janela do fotopico utilizada) Gravação da imagem Matriz de gravação Divisão do campo de estudo em unidades (pixel) para detectar a quantidade de incidência de fóton em cada pixel Matriz de 32x32 / 64X64 / 128x128 / 256x256 Quanto menor o tamanho do pixel (maior matriz) melhor a resolução da imagem, mas é necessário maior tempo ou maior radiação para atingir uma contagem mínima de radiação que permita a formação da imagem 11
Controle de qualidade Precisa ser uma rotina em todo o serviço Formação de dados confiáveis Exames estáticos Somação da energia recebida em cada pixel ao final de um determinado tempo de captação da imagem ou número de contagens 12
Exames dinâmicos Formação da imagem em intervalos de tempo pré-determinados (ex.: 1 seg, 1 min) Para exame cardíaco possibilidade de realização e em intervalos de eventos (sístole e diástole cardíaca) Tomografia computadorizada por emissão de fóton único (SPECT) Gama-câmeras com capacidade de rotação e realização de exames tomográficos Softwares de recomposição tridimensional das imagens obtidas Radiofármaco mais utilizado: 99m Tc 13
Tomografia computadorizada por emissão de fóton único (SPECT) Fatores de aquisição da imagem: SPCET de 180º ou 360º Conforme proximidade do órgão Tomografia computadorizada por emissão de fóton único (SPECT) Fatores de aquisição da imagem: Determinar o número de imagens em cada exame (30, 60, 120) Ex.: exame de 180º com 60 imagens, significa que a cada 3 graus o equipamento realiza uma imagem Determinar tempo de aquisição de cada imagem Cooperação do paciente Imobilidade durante a aquisição 14
Tomografia computadorizada por emissão de fóton único (SPECT) Reconstrução da imagem Seleção da área alvo Filtro de seleção da radiação Orientação do eixo do exame Eixos longitudinal (transaxial), sagital e coronal Controle de qualidade - SPECT 15
Tomografia por emissão de pósitron (PET) Imagem feita pela aniquilação de pósitrons com subseqüente emissão de radiação gama Tomografia por emissão de pósitron (PET) Pósitrons liberados pelo decaimento radioativo do radiofármaco se aniquilam por combinação com elétrons negativos, originando 2 fótons de 511 KeV na mesma direção com sentido opostos (180º) 16
PET Detector de Coincidência Necessidade de detecção de 2 fótons provenientes de uma única aniquilação Intervalo de detecção de 10 nanossegundos Resolução de 1,5 mm PET Detector de Coincidência Precauções: 17
PET Utilização Clínica Radiofármaco: 18-fluor-desoxiglicose ( 18 F-FDG) Utilização Oncologia Neurologia Cardiovascular 18