Medicina Nuclear

(1)

MEDICINA NUCLEAR

SEL 5705

– –

FUNDAMENTOS FÍSICOS DOS

PROCESSOS DE FORMAÇÃO DE IMAGENS

(Sub-área de Imagens Médicas) (Sub-área de Imagens Médicas)

PROF. DR. HOMERO SCHIABEL

ALUNA: LUCIANA DE TORO G. GUIMARÃES ALUNA: LUCIANA DE TORO G. GUIMARÃES

Engenhari

Engenharia Elétrica - a Elétrica - EESC - São CarlosEESC - São Carlos Universidade de São Paulo - USP Universidade de São Paulo - USP Laboratório de A

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2 2

MEDICINA NUCLEAR

  HistóricoHistórico   ConceitoConceito   O ExameO Exame 

Como se realiza o exameComo se realiza o exame 

Em quais casos é indicadoEm quais casos é indicado 

 Radiação GamaRadiação Gama 

 RadiofármacosRadiofármacos 

Comportamento BiológicoComportamento Biológico 

Formação da ImagemFormação da Imagem 

(4)

MEDICINA NUCLEAR



 Câmara GamaCâmara Gama 

ColimadoresColimadores 

 SPECT / PETSPECT / PET 

Principais Aplicações;Principais Aplicações; 

Vantagens e DesvantagensVantagens e Desvantagens 

 CintilografiaCintilografia 

 Tipos de ExamesTipos de Exames 

 Controle de Qualidade Imagem/EquipamentoControle de Qualidade Imagem/Equipamento 

 Aplicações MédicasAplicações Médicas 

 ConclusãoConclusão 

(5)

4 4

MEDICINA NUCLEAR

Histórico

(6)



 Físico francês;Físico francês; 

 1896: observou 1896: observou a a existência deexistência de

“raios”

“raios” emitidos pelo urânio capazesemitidos pelo urânio capazes

de impregnar um filme fotográfico; de impregnar um filme fotográfico;

MEDICINA NUCLEAR

Antonie-Henri Becquer

Antonie-Henri Becquerel

el



(7)

6 6



 Físico alemão;Físico alemão; 

 Contador Geiger;Contador Geiger; 

 Tubo Geiger Muller (capaz de medir pequenas quantidadesTubo Geiger Muller (capaz de medir pequenas quantidades

de radioatividade. de radioatividade.

MEDICINA NUCLEAR

Hans W

(8)

 Físico e químico francês;

 Co-autor da descoberta do Po-210

e Ra-226.

MEDICINA NUCLEAR

(9)

8

 Matemática e química polonesa;

 Co-autora do isolamento do Po-210

e Ra-226;

MEDICINA NUCLEAR

Marie Curie

1867 - 1934

 Nomeou os “misteriosos” raios de

(10)

 Físico-Químico húngaro;

 1943: Prêmio Nobel pelo

desenvolvimento dos

radiotraçadores;

 Estudou o chumbo e fósforo no

metabolismo de plantas e ratos;

MEDICINA NUCLEAR

George Charles de Hevesy

(11)

10

 1926: pioneiro no uso de radiotraçador no homem;

 Bismuto 214: avaliou a velocidade do fluxo sanguíneo de um

braço a outro;

MEDICINA NUCLEAR

Hermann Blumgart

(12)

 Descobriram a radioatividade artificial;

 1934: Direcionaram um feixe de partículas alfa de uma fonte

de rádio num alvo de alumínio.

MEDICINA NUCLEAR

(13)

12

 Físico americano;

 1939: Prêmio Nobel de física

pela invenção do Cíclotron;

MEDICINA NUCLEAR

Ernest Lawrence

(14)

 1937: empregou P-32 no tratamento de pacientes com

leucemia;

MEDICINA NUCLEAR

John H. Lawrence

(15)

14

 Físico italiano;

 1936/37: descobriu o Tc-99m;  * palavra grega techetos

(artificial)

MEDICINA NUCLEAR

Emílio Segre

(16)

 1949: Demonstrou a erradicação de metástase de CDT pelo

Iodo-131;

MEDICINA NUCLEAR

Sam Seidlin

(17)

16

 Inventor do cintilógrafo retilíneo

(1950);

MEDICINA NUCLEAR

Benedict Cassen

 “Pai da imagem na Medicina Nuclear”.

(18)

 Convenceu a Comissão de

Energia Atômica americana sobre o benefício do uso de RF pelos médicos;

 Preconizou cursos de formação

médica ;

1º presidente do SMN;

“Pai da estruturação da MN”.

MEDICINA NUCLEAR

(19)

18

 1957: câmara de cintilação;

 Estudos dinâmicos e de corpo

inteiro;

MEDICINA NUCLEAR

Hal Anger

1905 - 1989

(20)

MEDICINA NUCLEAR

 Utiliza pequenas quantidades de substâncias radioativas ou

"traçadores" para o diagnóstico ou tratamento de doenças.

mostra a causa da doença; função dos órgãos e tecidos.

(21)

20

MEDICINA NUCLEAR

 Câmara:

câmara gama ou câmara de cintilação; transformação das emissões em imagens;

informações de como se encontra a função do órgão em

estudo.

 O médico nuclear:

interpreta estes estudos (ou cintilografias); determina qual a causa da doença.

(22)

MEDICINA NUCLEAR

 Utiliza técnicas seguras e indolores para formar imagens do

corpo e tratar doenças.

 Única por revelar dados sobre a anatomia e a função dos

órgãos.

(23)

22

MEDICINA NUCLEAR

 É uma maneira de coletar informações de diagnóstico médico

que, de outra forma, não estariam disponíveis.

requereriam cirurgia;

exames de diagnóstico mais caros.

 A avaliação funcional realizada pela medicina nuclear traz,

muitas vezes, informações diagnósticas de forma precoce em diferentes patologias.

(24)

MEDICINA NUCLEAR

 3 passos principais:

 administração do traçador; aquisição de imagens;

análise das imagens.

 Uma pequena quantidade de material radioativo é absorvida

pelo corpo.

 A aquisição das imagens, que pode variar de poucas horas a

Como se realiza um exame de MN

(25)

24

MEDICINA NUCLEAR

 Uma câmera especial é utilizada para tirar fotografias de seu

corpo.

 Possui detectores especiais que podem captar a imagem dos

materiais radioativos localizados dentro do corpo.

 A imagem, gravada em filme ou em um computador, é, então,

avaliada por seu médico.

(26)

MEDICINA NUCLEAR

 Danos fisiológicos ao coração;

 Restrição do fluxo sangüíneo ao cérebro;  Tireóide, rins, fígado e pulmões;

 Tratamento do hipertireoidismo;

 Alívio da dor para certos tipos de câncer dos ossos.

Em quais casos é indicado

(27)

26

MEDICINA NUCLEAR

 Surgem a partir de reações nucleares e têm energias associadas

com níveis de excitação nuclear, tipicamente na faixa de 30 KeV a 3 Mev.

 Devem possuir energias suficientes para que não sejam

indevidamente absorvidos pelo corpo.

(28)

MEDICINA NUCLEAR

Radiação Gama

 O limite superior é determinado pela diminuição da eficiência

dos detectores.

 Vai a qualquer profundidade, embora a intensidade decresça

(29)

28

MEDICINA NUCLEAR

(30)

MEDICINA NUCLEAR

Radiofármacos

 Esses agentes, conhecidos como radiofármacos, têm a função

de mostrar a função fisiológica de órgãos ou sistemas.

 A distribuição desses agentes no corpo é determinada pela

forma como eles são administrados e por processos metabólicos.

Cloreto deTálio (Tl-201) músculo cardíaco.

Iodeto de Sódio (I-131) Tireóide.

MDP (Tc-99M) Osso.

(31)

30

MEDICINA NUCLEAR

Radiofármacos

 Todos, exceto testes in vitro, requerem a administração de

(32)

Radiofármacos Utilizados na Avaliação da

Função e Morfologia da Glândula Tireóide

(33)

32

 Decai pela emissão de radiação gama de 140 KeV;

 Não emite radiação beta e tem meia vida de apenas 6 h, é possível que se

administrem atividades radioativas mais elevadas do que aquelas utilizadas com I-131 e I-123, o que contribui para a qualidade da imagem obtida.

Tecnécio-99m

(34)

uma substância com um isótopo radioativo é administrado no paciente por via oral ou intravenosa.

Dependendo do radiofármaco utilizado, um ou mais órgãos específicos do corpo tornar-se-ão radioativos.

a radiação emitida é utilizada para localizar a quantidade de substância recolhida pelo tecido.

Radiofármacos

(35)

34 34 Radiação Gama Radiação Gama Tc-99m Tc-99m 140 keV 140 keV

Tecnécio-99m

MEDICINA NUCLEAR

(36)

35 35

Gerador de Tecnécio-99m

MEDICINA NUCLEAR

(37)

36 36

Comportamento Biológico

MEDICINA NUCLEAR



 Quantidade e tempo de permanência do elemento radioativoQuantidade e tempo de permanência do elemento radioativo

no corpo (meia vida). no corpo (meia vida).



 Fatores que devem ser considerados na seleção de umFatores que devem ser considerados na seleção de um

radionuclídeo: radionuclídeo:



 são os tipos de radiação emitida;são os tipos de radiação emitida; 

a energia e abundância de raios gama;a energia e abundância de raios gama; 

(38)

Formação da Imagem

(39)

38

MEDICINA NUCLEAR

 Distribuição predominante do órgão que se deseja estudar;  Resolução baixa comparada com CT ou ressonância;

 Valor diagnóstico muito alto fornece informações funcionais;

Formação da Imagem

(40)

MEDICINA NUCLEAR

 Equipamento capaz de produzir radioisótopos (elementos

químicos radioativos) necessárias para se obterem as imagens funcionais.

 É possível produzir substâncias como:  carbono-11;

oxigênio-15; flúor-18.

(41)

40

MEDICINA NUCLEAR

Cíclotron

Canhão circular;

Formado por dois eletrodos

ocos em forma de D, separados por um espaço intermediário;

Um acelerador de

partículas nucleares

(42)

MEDICINA NUCLEAR

(43)

42

MEDICINA NUCLEAR

(44)

MEDICINA NUCLEAR

Aplicações dos Radioisóto

(45)

44 44

MEDICINA NUCLEAR

Câmara

Câmara Gama

Gama



 Desenvolvida por HAL ANGER década de 60;Desenvolvida por HAL ANGER década de 60; 

 É um equipamento usado na É um equipamento usado na Medicina Nuclear:Medicina Nuclear: 

PET e SPECT, para detectar e localizar a origem espacialPET e SPECT, para detectar e localizar a origem espacial

de raios gama emitidos pelos radiofármacos. de raios gama emitidos pelos radiofármacos.

(46)

MEDICINA NUCLEAR

Câmara Gama



 Imagens em vários planos;Imagens em vários planos; 

 Cristal de cintilação Cristal de cintilação (NaI) de (NaI) de 25 à 25 à 40 cm;40 cm; 

 Fotomultiplicadores com informações sobre as coordenadas (x,y);Fotomultiplicadores com informações sobre as coordenadas (x,y); 

 Colimadores;Colimadores; 

(47)

46

MEDICINA NUCLEAR

Protótipo da câmara para radiação gama

Técnica

uma substância com um

isótopo radioativo é administrado no paciente;

 a radiação emitida é

utilizada para localizar a quantidade de substância recolhida pelo tecido.

(48)

MEDICINA NUCLEAR

Colimadores utilizados em Medicina Nuclear

Orifícios Paralelos _Convergente

Divergente Obturador (pinhole ) Imagem Objecto Imagem Objecto Imagem Imagem

(49)

48

MEDICINA NUCLEAR

(50)

MEDICINA NUCLEAR

(51)

50

 Imagem fica invertida;

 Imagem pode ficar ampliada ou reduzida;

 Alta resolução de pequenos órgãos a pequenas

distâncias;

 Tamanho da imagem depende da distância

entre o objeto e o colimador b.

MEDICINA NUCLEAR

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MEDICINA NUCLEAR

Colimadores utilizados em Medicina Nuclear

 Material de elevado número atômico (Pb ou W);

 Colocado o mais próximo possível do detector e do paciente

para melhorar a resolução espacial;

 Septa e furos definidos para cada aplicação: alta resolução;

elevada eficiência;

(53)

52

MEDICINA NUCLEAR

(54)

colimador

Cristal cintilador

*

A partícula, ao atravessar o material cintilador, colide com electrões atômicos através do Efeito Foto Eléctrico ou Espalhamento de ComptonO electrão é promovido para um nível de energia superior deixando uma vaga no seu estado natural

Após um curto período de tempo o electrão da orbital acima decai para o estado de energia inferior emitindo radiação

MEDICINA NUCLEAR

(55)

54

MEDICINA NUCLEAR

Princípio do Funcionamento Câmara Gama

0º

colimador

Cristal cintilador

(56)

MEDICINA NUCLEAR

SPECT

_–

S

ingle

P

hoton

E

mission

C

omputed

(57)

56

MEDICINA NUCLEAR

Utiliza 1 ou 2 sensores ou ainda anel em torno do paciente; Tipicamente 2 imagens em planos diferentes;

Imagens de cérebro, coração, pulmão, fígado, ossos.

SPECT

_–

S

ingle

P

hoton

E

mission

C

omputed

T

omography

(58)

MEDICINA NUCLEAR

SPECT

_–

S

ingle

P

hoton

E

mission

C

omputed

T

omography



VANTAGENS:

Emprega-se radiofármacos convencionais; Custo acessível;

(59)

58

MEDICINA NUCLEAR

1 Detector _{2 Detectores à 180º}

2 Detectores com ângulo variável

SPECT

_–

S

ingle

P

hoton

E

mission

C

omputed

(60)

MEDICINA NUCLEAR

Conventional SPECT

Colimador Paralelo;

SPECT

_–

S

ingle

P

hoton

E

mission

C

omputed

(61)

60

MEDICINA NUCLEAR

SPECT Ideal

 Atividade detectada deve ser a mesma em

todas as projeções.

 Problemas encontrados na prática:

Angulação do detector ou colimador; Variação da atividade com o tempo; Atenuação não uniforme;

(62)

MEDICINA NUCLEAR

SPECT Cardíaco - Posicionamento

 Posicionar bem centralizado com os braços o mais confortável;  Informar o paciente para não movimentar;

(63)

62

MEDICINA NUCLEAR

 Detecta com precisão quando determinada parte do corpo

apresenta alteração de metabolismo.

 A máquina obtém uma série de imagens e as agrupa, criando

uma figura tridimensional na tela do computador.

(64)

MEDICINA NUCLEAR

 Seu princípio é o uso de um radiofármaco chamado FDG, ou

fluoro-deoxi-glicose, marcado com o flúor-18 (FDG-18F), que é semelhante à glicose.

 O FDG-18F é captado por células que têm grande

consumo de glicose por ter maior atividade metabólica.

(65)

64

MEDICINA NUCLEAR

(66)

MEDICINA NUCLEAR

 Como a radiação gama emitida dentro do cérebro é simétrica,

o par de detectores posicionados a 180 graus um do outro simultaneamente poderão sentir os raios.

(67)

66

MEDICINA NUCLEAR

PET (Positron Emissor Tomography)

(68)

MEDICINA NUCLEAR

PET (Positron Emissor Tomography)

A atividade dos receptores de DOPA no cérebro

(69)

68

MEDICINA NUCLEAR

PET (Positron Emissor Tomography)

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MEDICINA NUCLEAR

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70

MEDICINA NUCLEAR

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MEDICINA NUCLEAR

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72

MEDICINA NUCLEAR

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MEDICINA NUCLEAR

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MEDICINA NUCLEAR

Principais Aplicações SPECT/PET

 Neurologia – demências, epilepsias, parkinson...

 Farmacologia – testes de novos fármacos

 Cardiologia - obstruções

 Oncologia – desenvolvimento de tumores

 Nefrologia – distúrbios renais

(76)

MEDICINA NUCLEAR

Vantagens SPECT/PET

 Vantagens

 Não necessita de intervenção cirúrgica; Resultado rápido;

Confiabilidade;

 Pode identificar problemas futuros (análise metabólica).  Minimamente invasivo.

(77)

76

MEDICINA NUCLEAR

Desvantagens SPECT/PET

 Desvantagens

Ingestão ou inalação de radiofármacos; Custo dos exames;

Preço do equipamento; Infra estrutura necessária.

(78)

MEDICINA NUCLEAR

 É um procedimento que permite assinalar num tecido ou órgão

interno a presença de um radiofármaco e acompanhar seu percurso graças à emissão de radiações gama que fazem

aparecer na tela uma série de pontos brilhantes (cintilação).

Os elementos radioativos utilizados são de baixa energia,

não expondo o paciente a grandes doses de radiação.

(79)

78

MEDICINA NUCLEAR

Cintilografia da Tiróide

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MEDICINA NUCLEAR

(81)

80

Cintilografias da tiróide realizadas utilizando o I-131, o I-123 e o Tc-99m

MEDICINA NUCLEAR

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MEDICINA NUCLEAR

(83)

82

MEDICINA NUCLEAR

Tipos de Exames

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MEDICINA NUCLEAR

(85)

84

MEDICINA NUCLEAR

Tipos de Exames

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MEDICINA NUCLEAR

Tipos de Exames

Cintilografia para pesquisa de Refluxo gastro-esofágico

(87)

86

MEDICINA NUCLEAR

 Afetada por existirem diferentes graus de absorção entre os

tecidos;

 Comparação entre tecido normal e patológico;

 Contraste prejudicado por sobreposição de estruturas;  Dependente do equipamento utilizado.

 Resolução é função do cristal (NaI) e dos colimadores;

Qualidade da Imagem

(88)

MEDICINA NUCLEAR

 Para obter imagens cintilográficas precisas e verdadeiras;

 Para corrigir problemas nas imagens antes que alterem as imagens

clínicas;

 Para aceitação de uma câmera nova: Comparar parâmentros obtidos

com as especificações do fabricante através da norma NEMA ( National Electrical manufacture’s Association)

Controle de Qualidade

–

Câmaras de

(89)

88

MEDICINA NUCLEAR

(90)

MEDICINA NUCLEAR

(91)

90

MEDICINA NUCLEAR



Imagem da glândula tireóideo com

123

I

melhor resolução espacial;

muito adaptado a exames pediátricos;

melhor uso das instalações existentes para adultos;



Cintimamografia com 99mTc-MIBI

detecção precoce de tumores com imagem funcional de alta

resolução;

melhor capacidade de diagnóstico que a mamografia

convencional ou digital.

(92)

MEDICINA NUCLEAR



Tratamento de Hipertiroidismo:

Dose elevadas de Iodo radioativo 131I; Radiação Beta;

Via oral e exame realizado após 2 e 24 horas para efeito

de comparação;

Morte de células e redução da multiplicação das

restantes;

(93)

92

MEDICINA NUCLEAR

 O 131I sendo um beta-emissor é um potente agente terapêutico

capaz de destruir tecidos que captam iodo.

 No tratamento da síndrome de Graves (Hipertireoidismo).

Fins Terapêuticos

(94)

 No tratamento da doença de Plummer (multi nódulos) causando

aumento da glândula da tireóide.

MEDICINA NUCLEAR

(95)

94

MEDICINA NUCLEAR

 Fornece informações que outros métodos não apresentam;

 Sensibilidade elevada em detectar alterações na função de um

determinado órgão;

 Os exames são mais sensíveis para detecção de doenças do que

a maioria dos outros exames de diagnóstico;

 Identifica as alterações muito antes do problema se tornar

aparente por outros exames.

(96)

MEDICINA NUCLEAR

 Exames de medicina nuclear hoje disponíveis, incluem:

 estudos cerebrais, diagnóstico e tratamento de tumores;  avaliação das condições dos pulmões e coração;

 análise funcional dos rins e de todos os sistemas dos

principais órgãos do corpo.

 Preço;

 PET-Scan - US$ 2,5 milhões.

 pode reduzir os gastos de reinternação do paciente;

(97)

96

MEDICINA NUCLEAR

Discurso de Eisenhower

Átomos para a paz”

 08/12/1953 em NY:

“Não é suficiente retirar arma das mãos dos

soldados. Deve ser colocada nas mãos

daqueles que conhecem como adaptá-la na

arte da paz”.

 Criação da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA)

(98)

MEDICINA NUCLEAR

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MEDICINA NUCLEAR

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118

MEDICINA NUCLEAR

M ui to Obr igada!

LUCIANA DE TORO G. GUIMARÃES

[email protected]

Engenharia Elétrica - EESC - São Carlos Universidade de São Paulo - USP

(120)

MEDICINA NUCLEAR

 Rocha, A. F. G. “Medicina Nuclear”. Editora: Guanabara Koogan, 1976.

 Rio de Janeiro.  http://www.cmnabc.com.br/cmnframes.html  http://www.siemens.com.br/templates/coluna1.aspx?channel=2110&channel_pri_nivel=2110  http://www.sbbmn.org.br/sbbmn/index.php?option=com_content&task=view&id=5&Itemid= 26  http://www.rem.ind.br/nuclear/medicina_nuclear.asp  http://www.biodieselbr.com/energia/nuclear/energia-nuclear-saude.htm  http://pt.wikipedia.org/wiki/Cintigrafia  http://www.indatir.org.br/o_iodo_t.htm  http://www.nucleomed.com.br/tipos_exame.htm  http://www.santajoana.com.br/servicos/diagnostico_por_imagem.shtml  http://www.fismed.ufrgs.br/cintilografia.htm  http://www.lincx.com.br/lincx/saude_a_z/esp_medicas/medicina_nuclear.asp  http://www.fleury.com.br/htmls/cdrom/capitulo4.2.htm  http://neuroimagens.blog.com/563819/