IMAGENS ESTÁTICAS DO SIMULADOR ANTROPOMÓRFICO DE

CORAÇÃO

Imediatamente após a aquisição das imagens do objeto simulador antropomórfico de coração, foram obtidas imagens planas do coração sem movimento e imagens tomográficas em 180°, a partir da oblíqua anterior direita de 45° (OAD 45°), utilizando-se colimador de baixa energia e alta resolução. A matriz utilizada na aquisição foi de 64×64 pixels. O simulador antropomórfico foi preenchido com água e dissolvido 37 MBq (1 mCi) de sestamibi-tecnécio-99m.

Após a reconstrução das imagens, podem ser visualizadas as imagens de cortes tomográficos do eixo curto transverso, eixo longo horizontal e do eixo longo vertical do coração. Exames normais devem apresentar distribuição homogênea do radiotraçador por todo o miocárdio do ventrículo esquerdo, ou seja, deve se apresentar homogênea em todos os cortes tomográficos (BARBIRATO et al., 2009; THRALL e ZIESSMAN, 2003). Como pode ser visto na Figura 4.9, a imagem do objeto simulador antropomórfico estático de coração apresentou pequenas áreas com menor concentração do radiofármaco nos cortes tomográficos, que podem ter sido geradas por não homogeneização do radionuclídeo ou por formação de bolhas de ar no interior do objeto simulador.

47 Foram adquiridas cinco imagens subsequentes do objeto simulador do coração sem movimento; em seguida, foi calculado o volume do ventrículo esquerdo estático através do programa de reconstrução de imagem da câmara. O volume médio do ventrículo esquerdo calculado por meio dos dados das imagens geradas foi de 144±5 mL.

Segundo a literatura, uma variação do volume do ventrículo esquerdo de até 5%, determinado através de imagens de SPECT, é aceitável (SCHAEFER et al., 2005). Portanto, os valores encontrados do volume do ventrículo esquerdo são satisfatórios.

4.4. VARIAÇÃO DE VOLUME DO VENTRÍCULO ESQUERDO NO SIMULADOR

ANTROPOMÓRFICO DE CORAÇÃO

Foram obtidas imagens com o objeto simulador antropomórfico de coração sem movimento, com alteração do volume do ventrículo esquerdo em 30 mL e em 60 mL, por meio da inserção de ar nesse ventrículo, mantendo o volume do ventrículo direito constante. As imagens foram adquiridas na câmara de cintilação APEX SPX6 como tomográficas em 180° do coração, a partir da oblíqua anterior direita de 45° (OAD 45°), utilizando-se colimador de baixa energia e alta resolução. A matriz utilizada na aquisição foi de 64×64 pixels.

Após a reconstrução das imagens são exibidas imagens de cortes tomográficos do eixo curto transverso, eixo longo horizontal e eixo longo vertical do simulador de ventrículo esquerdo. Para o cálculo do volume e da área do ventrículo esquerdo foi utilizado o programa de processamento de imagem.

A Figura 4.10 mostra a imagem do simulador antropomórfico de coração contendo ventrículo esquerdo com volume igual a 143 mL e área de 146 cm2.

48 Figura 4.10: Imagem do simulador antropomórfico de coração com volume de 143 mL.

Após a diminuição do volume do ventrículo esquerdo em 30 mL, com o acréscimo de 30 mL de ar no balão que recobre esse ventrículo, o volume médio determinado nas cinco aquisições de imagem, conforme calculado pelo programa de processamento de imagens, foi de 118±5 mL. A Figura 4.11 mostra a imagem do simulador antropomórfico de coração com volume do ventrículo esquerdo de 115 mL.

49 Figura 4.11: Imagem do simulador de coração antropomórfico de coração com volume de

115 mL.

Após a diminuição do volume do ventrículo esquerdo em 60 mL, devido ao acréscimo de mais 30 mL de ar no balão que o recobre, o experimento foi repetido e o volume médio das cinco aquisições de imagens desse ventrículo foi novamente calculado pelo programa de processamento de imagens, como sendo de 85±4 mL. A Figura 4.12 mostra a imagem do simulador antropomórfico de coração com volume do ventrículo esquerdo de 87 mL.

50 Figura 4.12: Imagem do simulador antropomórfico de coração com volume de 87 mL.

A variação dos volumes do ventrículo esquerdo, calculado pelo programa de processamento de imagem, está de acordo com as variações impostas pelo simulador antropomórfico de coração. O resultado está de acordo com a literatura (NGUYEN et al., 2003).

4.5. IMAGENS DINÂMICAS DO SIMULADOR DINÂMICO DE CORAÇÃO

Para todos os testes realizados com o simulador dinâmico de coração foram realizadas aquisições tomográficas do simulador dinâmico de coração, adquiridas na câmara de cintilação APEX SPX6, em 180° do coração, a partir da oblíqua anterior direita de 45° (OAD 45°). A aquisição das imagens são sincronizadas com o ECG. Foram adquiridas oito imagens por batimento cardíaco simulado. Durante as aquisições foi utilizado colimador de baixa energia e alta resolução.

51 Os volumes da cavidade cardíaca externa e interna foram aferidos através de dez medidas. Primeiramente, determinou-se o volume médio da cavidade interna, o qual foi de 180±4 mL; em seguida, foi determinado o volume da cavidade externa sendo encontrado a média de 160±5.

Para este teste foram adquiridas imagens com matriz de 64 64 _{pixels. As imagens de} cada quadro (intervalo R-R no eletrocardiograma) foram somadas e reconstruídas. O processamento das imagens da função ventricular foi realizado pelo programa acoplado nas câmaras de cintilação. O simulador dinâmico de coração foi calibrado para fornecer o volume do ventrículo esquerdo em final de diástole (VDF) igual a 160 mL e em final de sístole (VSF) igual a 80 mL, ou seja, FEVE igual a 50%.

Após o processamento do SPECT gatilhado são obtidos os VDL e os VSF. A Figura 4.13 mostra a imagem obtida através do simulador dinâmico de coração com FEVE de 51%. Na imagem abaixo, a fração de ejeção do ventrículo esquerdo é mostrada como EF (do inglês Ejection Fraction).

52

Figura 4.13: Imagem obtida através do simulador dinâmico cardíaco com fração de ejeção de

51%.

4.6. INFLUÊNCIA DA FREQUÊNCIA CARDIÁCA NA MEDIDA DA FRAÇÃO DE

EJEÇÃO DO VENTRICULO ESQUERDO

Para testar a influência da frequência cardíaca do ventrículo esquerdo na medida de fração de ejeção, a taxa de batimentos cardíacos simulados por minuto (bpm) foi elevada de 50 a 90, em intervalos de 10. Foram realizadas 10 medidas para cada valor de batimento cardíaco. As imagens foram adquiridas com matriz de 64 64 _pixels.

Cada aquisição foi realizada com um volume sistólico final de 85 mL e volume final de diástole de 160 mL, ou seja, uma fração de ejeção de 50%. A Figura 4.14 mostra os resultados obtidos, com seus respectivos desvios padrão.

53 Figura 4.14: Gráfico apresentando a influência da frequência cardíaca na medida de

fração de ejeção do ventrículo esquerdo.

Os dados mostram uma variância de 3,1%, ou seja, uma variação não significativa entre os valores de fração de ejeção obtidos variando a frequência cardíaca. O resultado está de acordo com os obtidos por Nguyen et al., (2003), que observaram que a frequência cardíaca não altera significativamente os valores da fração de ejeção do ventrículo esquerdo.

4.7. COMPARAÇÃO ENTRE MEDIDAS DE FRAÇÕES DE EJEÇÃO

ADQUIRIDAS COM DIFERENTES MATRIZES

Foram adquiridas imagens do simulador dinâmico de coração com matrizes de 64×64, 128

128 e 256 256 _{pixels. Nesta avaliação, determinou-se que fossem aceitos batimentos} com variação de 20% no intervalo R-R do ECG. Para cada matriz foram feitas 10 medidas com os mesmos parâmetros.

O simulador dinâmico de coração foi calibrado para fornecer uma fração de ejeção de 50%. A Figura 4.15 mostra o gráfico da variação da fração de ejeção do ventrículo esquerdo de acordo com a matriz de aquisição.

54 Figura 4.15: Gráfico da influência da matriz de aquisição na fração de ejeção do ventrículo

esquerdo.

O resultado está de acordo com os obtidos por Debrun et al., em 2005, que realizaram uma comparação entre ecocardiografia 4D (o método de diagnóstico de estrutura e funcionamento do coração baseado no uso de ultrassom permite a visualização das três dimensões, em tempo real). A técnica SPECT gatilhado mostrou uma boa correlação entre os volumes de FEVE obtidos nas duas modalidades; porém, com uma pequena superestimação dos volumes com a técnica SPECT gatilhado devido a influência dos parâmetros de filtragem e o tamanho do pixel em relação aos volumes medidos através da ecocardiografia 4D.

Os resultados obtidos neste trabalho mostram uma medida de fração de ejeção ligeiramente maior para as matrizes menores.

4.8. COMPARAÇÃO ENTRE MEDIDAS DE FRAÇÕES DE EJEÇÃO EM

EQUIPAMENTOS DE MEDICINA NUCLEAR

Foi realizada uma comparação de valores de fração de ejeção do ventrículo esquerdo entre diferentes equipamentos de medicina nuclear, através de um objeto simulador cardíaco que fornece os mesmos valores de fração de ejeção do ventrículo esquerdo. Sendo assim, é possível estudar a variação das mesmas medidas, em diferentes equipamentos.

Foram estabelecidos três valores de fração de ejeção para o objeto simulador dinâmico cardíaco, 30% (valor baixo), 50% (valor médio) e 70% (valor alto).

55 Em todos os equipamentos foram mantidos os mesmos parâmetros de aquisição de imagem e mesmos valores para frações de ejeção. Também foi mantida fixa a posição do objeto simulador. Além disso, foram fixados os valores dos batimentos cardíacos semelhantes aos de uma pessoa adulta com faixa etária entre 30 e 40 anos, que é de 70 bpm (PASCHOAL et al., 2006). Em cada câmara de cintilação foram realizadas 10 medidas correspondente a mesma fração de ejeção.

As imagens foram processadas com o mesmo programa de processamento de imagens. Os resultados das medidas de fração de ejeção estão listados na Tabela 4.4.

Tabela 4.4: Valores obtidos das medidas de frações de ejeção em diferentes equipamentos

Equipamento

Medidas de fração de ejeção (%) Valores de fração de ejeção

30(%) 50(%) 70(%)

APEX SP4 29±2 51±3 72±3

APEX SP6 30±2 52±3 72±3

O resultado está de acordo com os obtidos por Makler et al., 1985, que realizaram uma comparação de medidas de fração de ejeção utilizando um simulador cardíaco, entre onze serviços de medicina nuclear da Filadélfia, Pensilvânia. Nessa comparação os autores não observaram diferenças significativas de medidas de fração de ejeção entre os diferentes equipamentos pesquisados.

Aqui, neste trabalho, também não foram observadas diferenças significativas entre os valores de fração de ejeção obtidos nos dois equipamentos.

56

5. CONCLUSÕES

Os objetivos deste trabalho foram atingidos, dentre os quais o desenvolvimento e a avaliação de um objeto simulador estático antropomórfico cardíaco e de um objeto simulador dinâmico de coração. Foi também possível realizar uma comparação de valores de fração de ejeção do ventrículo esquerdo obtidos em duas câmaras de cintilação de modelos distintos. Vale ressaltar que para que estes objetivos fossem alcançados uma série de etapas intermediárias foram realizadas. Os principais resultados serão descritos a seguir.

Neste trabalho foram desenvolvidos e avaliados dois novos objetos simuladores cardíacos, um deles foi um objeto simulador estático antropomórfico cardíaco e o outro um objeto simulador dinâmico de coração. Ambos os objetos simuladores são úteis na realização de testes de controle de qualidade em câmaras de cintilação e em programas de reconstrução de cintilografia do miocárdio.

O objeto simulador estático antropomórfico cardíaco permitiu a avaliação de diferentes volumes do ventrículo esquerdo através de imagens tomográficas em 180° do objeto simulador a partir da OAD (45°). Os resultados obtidos nesse teste podem ser considerados satisfatórios, não apresentando diferenças superiores a 5% em cada medida de volume do ventrículo esquerdo. O objeto simulador estático antropomórfico desenvolvido neste trabalho pode servir para controle de qualidade de câmaras de cintilação e programas de aquisição de imagem, permitindo a avaliação diferentes volumes do ventrículo esquerdo.

As imagens do objeto simulador dinâmico de coração foram adquiridas em 180° do objeto simulador e sincronizadas com o simulador de ECG para aquisição de oito imagens por batimento cardíaco. O objeto simulador dinâmico de coração avaliou a fração de ejeção do ventrículo esquerdo de 30%, 50% e 70%, com resultados satisfatórios para todos os valores de fração de ejeção disponíveis no objeto simulador. Também, permitiu avaliar a influência da velocidade dos batimentos cardíacos no valor da FEVE. Os resultados mostram que a velocidade dos batimentos cardíacos não alteram os valores da FEVE. Além disso, o objeto simulador dinâmico possibilitou avaliação da influência da matriz de aquisição das imagens no valor da FEVE, os resultados mostram um valor um pouco menor para matrizes de aquisição maiores; portanto, o tamanho do pixel da imagem influencia no valor da FEVE.

Por meio das análises realizadas neste trabalho também foi possível observar que diferentes sistemas de aquisição têm valores aproximadamente iguais de FEVE a partir de parâmetros selecionadas previamente. Portanto, o objeto simulador dinâmico desenvolvido neste estudo pode servir tanto para controle de qualidade de câmaras cintilográficas quanto

57 para treinamento de profissionais de medicina nuclear, aprimorando o processamento das imagens a partir de diferentes parâmetros de aquisição. Além disso, o objeto simulador dinâmico de coração pode ser utilizado para comparações entre equipamentos de serviços de medicina nuclear, para avaliar possíveis erros de aquisição nas imagens ou mesmo falhas nos programas de reconstrução das imagens.

Quanto ao custo financeiro final desses novos objetos simuladores, eles apresentam uma grande vantagem aos simuladores cardíacos comerciais, pois podem ser construídos com matérias primas de baixo custo. Pode-se estimar que o custo financeiro dos materiais necessários para a confecção dos objetos simuladores construídos neste trabalho é de apenas 5% do valor dos objetos simuladores dinâmicos de coração disponíveis no mercado, aproximadamente.

Perspectivas

Aperfeiçoar os objetos simuladores de coração para controle de qualidade em sistemas SPECT e PET e realizar análises de fração de ejeção para intercomparação de câmaras de cintilográficas e programas de processamento de imagem desses equipamentos na região Nordeste.

Aprimorar metodologias para avaliação de doses de radiação ionizante resultantes de procedimentos diagnósticos cardíacos realizados com uso de radiofármacos.

Aprimorar o controle de qualidade de câmaras cintilográficas e de outros equipamentos empregados para o diagnóstico cardíaco em medicina nuclear, de acordo com especificações dos fabricantes dos sistemas e as normas regulamentares.

58

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