Ô ^Uo-: C ^fc

A L T P I O L U I Z D I A S N E T O

Ô ^ U o - : C U O I A E A « * ^ C ^ f c

C O N T R I B U I Ç Ã O Ã Cl NT I L 0 6 R A F I A DE A L T A R E S O L U Ç Ã O E B A I X A D I S T O R Ç Ã O : U t i l i z a ç ã o de r a d i o f ã r m a c o s de b a i x a e n e r g i a

T e s e a p r e s e n t a d a ã F a c u l d a d e d e M e d i c i n a da U n i v e r s i d a d e de S ã o P a u l o , p a r a o b t e n ç ã o d o g r a u d e D o u t o r e m C i ê n c i a s

- 1971 -

U N I V E R S I D A D E D E S A O P A U L O R e i t o r : P r o f . D r . ^ M i g u e l R e a l e

V i c e . R e i t o r : P r o f . D r . O r l a n d o M a r q u e s de P a i v a F A C U L D A D E D E M E D I C I N A D i r e t o r : P r o f . D r . P a u l o de A l m e i d a T o l e d o V i c e . D i r e t o r : P r o f , D r . C h a r l e s E d w a r d C o r b e t t S e c r e t a r i o : D r . D a n t e N e s e

P R O F E S S O R E S T I T U L A R E S

P r o f e s s o r D o u t o r A N T Ô N I O B A R R O S DE U L H Ô A C I N T R A P r o f e s s o r D o u t o r A Y U S H M O R A D A M A R ( R e g e n t e ) P r o f e s s o r D o u t o r C H A R L E S E D W A R D C O R B E T T P r o f e s s o r D o u t o r C O N S T A N T I N O M I G N O N E P r o f e s s o r D o u t o r E D M U N D O V A S C O N C E L O S

P r o f e s s o r D o u t o r E D U A R D O M A R C O N D E S M A C H A D O P r o f e s s o r D o u t o r E U R I C O DA S I L V A B A S T O S

P r o f e s s o r D o u t o r E U R Y C L I D E S DE J E S U S Z E R B I N I P r o f e s s o r D o u t o r F E R N A N D O D E - O L I V E I R A B A S T O S P r o f e s s o r D o u t o r F L Á V I O P I R E S DE C A M A R G O

P r o f e s s o r D o u t o r G U I L H E R M E R O D R I G U E S DA S I L V A P r o f e s s o r D o u t o r H O R Á C I O M A R T I N S C A N E L L A S

P r o f e s s o r D o u t o r J E R Ô N I M O G E R A L D O DE C A M P O S F R E I R E P r o f e s s o r D o u t o r J O Ã O A L V E S M E I R A

P r o f e s s o r D o u t o r J O S E G A L U C C I ( R e g e n t e )

P r o f e s s o r D o u t o r L A M A R T I N E J U N Q U E I R A DE P A I V A ( R e g e n t e ) P r o f e s s o r D o u t o r L U I Z V E N E R E D E C O U R T

P r o f e s s o r D o u t o r P A U L O B R A G A DE M A G A L H Ã E S

P r o f e s s o r D o u t o r S E B A S T I Ã O DE A L M E I D A P R A D O S A M P A I O P R O F E S S O R E S E M É R I T O S

P r o f e s s o r D o u t o r A D H E R B A L P I N H E I R O M A C H A D O T O L O S A P r o f e s s o r D o u t o r A L Í P I O C O R R E A N E T T O

P r o f e s s o r D o u t o r A N T Ô N I O C A R L O S P A C H E C O E S I L V A P r o f e s s o r D o u t o r B E N E D I T O M O N T E N E G R O

P r o f e s s o r D o u t o r C A N T Í D I O DE M O U R A C A M P O S P r o f e s s o r D o u t o r F . E . G O D O Y M O R E I R A

P r o f e s s o r D o u t o r F L A M Í N I O F A V E R O

P r o f e s s o r D o u t o r H I L Á R I O V E I G A DE C A R V A L H O

P r o f e s s o r D o u t o r J A Y M E A R C O V E R D E DE A. C A V A L C A N T I P r o f e s s o r D o u t o r J O S O DE A G U I A R P U P O

P r o f e s s o r D o u t o r J O S E B. M E D I N A

P r o f e s s o r D o u t o r P E D R O DE A. M A R C O N D E S M A C H A D O P r o f e s s o r D o u t o r R A P H A E L DA N O V A

P r o f e s s o r D o u t o r R E N A T O L O C C H I P r o f e s s o r D o u t o r S A M U E L B . P E S S O A

N o t a : A F a c u l d a d e n ã o a p r o v a n e m r e p r o v a as o p i n i õ e s e x a - l a d a s n a s t e s e s q u e l h e s ã o a p r e s e n t a d a s .

à m i n h a f i l h a

A" m i n h a e s p o s a

A m i n h a

Ä m e m o r i a d e m e u pai

A realização deste trabalho sÕ foi possível com a colabo- ração efetiva de inúmeras pessoas e diversas i n s t i t u i ç õ e s . M e r e c e m destaque:

o Prof. Charles Edward C o r b e t t , pela c o l a b o r a ç ã o prestada na fase de revisão e pelo seu espirito u n i v e r s i t á r i o , que permitiu a realização do presente t r a b a l h o ;

o Centro de M e d i c i n a N u c l e a r , na pessoa do D r . N e l s o n Ca_r valho, que sempre soube e s t i m u l a r e amparar os trabalhos r e a l i z a - dos na Divisão de Pesquisas M é d i c a s ;

o Instituto de Energia A t ô m i c a , na pessoa de seu D i r e t o r , Dr. Rómulo Ribeiro P i e r o n i , ao colocar e q u i p a m e n t o s e serviços espe cializados da o r g a n i z a ç ã o , a inteira d i s p o s i ç ã o do A. d e s t a T e s e , alem de colaborar em inúmeras Ocasiões com proveitosas discussões sobre o a s s u n t o ;

a Agencia Internacional de E n e r g i a A t ô m i c a , que f o r n e c e u equipamentos necessários a a d a p t a ç ã o de um c i n t i 1 õ g r a f o , bem como fundos para a c o n s t r u ç ã o de c o l i m a d o r e s ;

a C o m i s s ã o - Nacional de Energia N u c l e a r , que f o r n e c e u o Tecnécio-99m usado nas provas "in v i v o " ;

o Dr. Gerald J . H i n e , pela o r i e n t a ç ã o na fase inicial dos trabalhos e que e s t i m u l o u o projeto do c i n t i l õ g r a f o e s p e c T f i c o para o T e c n e c i o - 9 9 m ;

o Dr. M a t h e u s Papaleo N e t t o , pela a m i z a d e , e s t T m u l o e co- laboração na o r g a n i z a ç ã o diste t r a b a l h o ;

o Dr. José C a r l o f B a r b e r i o , cuja c a p a c i d a d e p r o f i s s i o n a l -

permitiu a obtenção de

I e

C e no v a l o r de c o n c e n t r a ç ã o reque-

rido para a c o n s t r u ç ã o das fontes l i n e a r e s ;

o D r . W i l s o n C o s s e r m e l 1 i , p e l o e s t i m u l o s e m p r e p r e s e n t e ; o D r . E u d e s D i a s T a t i t , p e l o a p o i o e a m i z a d e c o n s t a n t e ; o D r . J u l i o K i e f f e r , p e l o e m p r é s t i m o d e e q u i p a m e n t o n e - c e s s á r i o ã c o l e t a de d a d o s d i g i t a i s ;

os D r s . A l c T d i o A b r ã o e A z o r d e C a m a r g o P e n t e a d o , p e l o t r a b a l h o de o b t e n ç ã o e a t i v a ç ã o do O x i d o de C e r i o u t i l i z a d o n a cons_

t r u ç ã o das f o n t e s l i n e a r e s ;

o S r . L u i z F e r r e i r a , p e l a e f i c i ê n c i a n a c o n s t r u ç ã o d o v a r r e d o r de f o n t e l i n e a r , b e m c o m o ^ p e l a u s i n a g e m p r e c i s a das m a t r i -

zes de a ç o ;

o S r . A l v a r o S a e z , p e l a h a b i l i d a d e e c u i d a d o n a s o l d a g e m - das p e l í c u l a s de o u r o ;

o S r . R o b e r t o L u i z R o c k m a n n , p e l o t r a b a l h o de n o r m a l i z a - ção dos v a l o r e s de f r e q ü ê n c i a ;

as S r a s . F e r n a n d a I. P i o c c h i , E d n a G. Kflorich e S r t a . M a - ri a S i l v i a A. P a c h e c o , p e l o t r a b a l h o n a p a r t e b i b l i o g r á f i c a .

Í N D I C E

1 - I N T R O D U Ç Ã O 1 2 - M A T E R I A L E M É T O D O 8

2.1.1 - E q u i p a m e n t o 8 2.1.2 - F o n t e s g a m a - e m i s s o r a s l i n e a r e s e e m d i s c o . . . 8

2.1.3 - " F a n t o m a " ( " f a n t a s m a " , " p h a n t o m " ) d e ó r g ã o . . 9 2.1.4 - R a d i o f ã r m a c o u t i l i z a d o n a s m e d i d a s " i n v i v o " . . . 9

2.1.5 - " S i m u l a d o r " d o s e f e i t o s d e a b s o r ç ã o 9 2.1.6 - M a t e r i a l u t i l i z a d o n a c o n s t r u ç ã o d o s c o l i m a d o r e s . . . . 9

2.1.7 - P r o t e ç ã o l a t e r a l d o d e t e c t o r . . . 9

2.2.1 - P r o j e t o d o s c o l i m a d o r e s 10 2.2.2 - C o n s t r u ç ã o d o s c o l i m a d o r e s 13

3 - R E S U L T A D O S . . . . . . . . . . . . o . . . . . . . . . . . 16

4 - D I S C U S S Ã O . 37

5 - R E S U M O E C O N C L U S Õ E S 4 8

6 - R E F E R E N C I A S B I B L I O G R Á F I C A S o . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

o o o O o o o

- 1 - I - I N T R O D U Ç Ã O

A h i s t ó r i a da c i n t i 1 o g r a f i a é quase tão v e l h a como a da me dicina n u c l e a r . Tão logo o detector G e i g e r - M ü l l e r c o m e ç o u a ser uti- lizado em provas de d i a g n o s e em m e d i c i n a , foi possível c o n s t r u i r a imagem de um Órgão i n t e r n o por meio da d e t e c ç ã o dos fótons çmana dos do mesmo ^

^ . o p r i m e i r o Órgão a ser d e s t a m a n e i r a " v i ç t o " foi a tirõide. Um detector G e i g e r - M ü l l e r era c o l o c a d o em i n ú m e r o s pontos sobre o p e s c o ç o , na região onde se localiza a t i r õ i d e , r e g i s t r a n d o du rante intervalos de tempo i g u a i s , os fótons p r o v e n i e n t e s das d e s i n t e

131

graçoes dos átomos de I a d m i n i s t r a d o ao p a c i e n t e . L i g a n d o - s e os pontos da mesma c o n t a g e m , o b t i n h a - s e uma imagem razoável do órgão em estudo.

Para que a contagem de um ponto tenha real v a l o r em r e l a - ção a um ponto v i z i n h o , o d e t e c t o r p r e c i s a ser sensível s o m e n t e aos fótons que provem da região em e s t u d o . Para isso o d e t e c t o r G e i g e r ^ Muller Ó protegido por chumbo e e feito um f u r o , g e r a l m e n t e o i l í n d r ^ co, por onde os fótons podem atingir o d e t e c t o r . P o r t a n t o , esse furo delimita a região que o detector tem de r e g i s t r a r . Essa região deno- mina-se "campo de v i s ã o " , que será tanto m e n o r q u a n t o m e n o r for o diâmetro do furo ou q u a n t o m a i o r for o c o m p r i m e n t o do m e s m o . A esse furo dá-se o nome de c o l i m a d o r . Um d e t e c t o r com campo de visão m u i - to restrito poderá r e g i s t r a r com f i d e l i d a d e pontos m u i t o próximos uns dos o u t r o s , dando g r a n d e detalhe na figura o b t i d a , c o n s t i t u i n d o um detector de boa r e s o l u ç ã o . Da mesma m a n e i r a , por " v e r " s o m e n t e uma área restrita da d i s t r i b u i ç ã o de r a d i o i s ó t o p o , um n ú m e r o r e d u z i d o de fótons atinge o d e t e c t o r , que será assim de b a i x a s e n s i b i l i d a d e , V e - se que s e n s i b i l i d a d e e r e s o l u ç ã o são dois p a r â m e t r o s f í s i c o s i n t i m a - mente i n t e r l i g a d o s ; ao se m e l h o r a r u m , p r e j u d i c a - s e o o u t r o . A s s i m , todo projeto de um detector para ci nti 1 ograf i a i m p l i c a num compromis^

so entre r e s o l u ç ã o e s e n s i b i l i d a d e .

Com o a d v e n t o dos d e t e c t o r e s contendo cristal de iodeto de sódio ativado com t ã l i o ^ ^ , como e l e m e n t o sensível ãs r a d i a ç õ e s , a instrumentação n u c l e a r a p l i c a d a a m e d i c i n a sofreu um impulso conside_

rãvel. Sendo muito mais sensíveis que os d e t e c t o r e s G e i g e r - M ü l l e r , -

- 2 - p o s s u e m a i n d a a n o t á v e l c a r a c t e r í s t i c a de d i f e r e n c i a r f o t o n s d e ene_r gias d i v e r s a s U m f o t o n ao c e d e r e n e r g i a no i n t e r i o r de u m c r i s - tal de i o d e t o de s ó d i o , ao q u a l s e a c r e s c e n t o u u m a p e q u e n a q u a n t i d a - de de t ã l i o , p r o d u z u m a p e q u e n a c i n t i l a ç ã o , de c o m p r i m e n t o de o n d a na f a i x a do u l t r a v i o l e t a . 0 c r i s t a l é a c o p l a d o a u m a v á l v u l a f o t o - m u l t i p l i c a d o r a e , a s s i m , a o se p r o d u z i r u m a c i n t i l a ç ã o n o i n t e r i o r do c r i s t a l , e s t a e x c i t a a f o t o m u l t i p l i c a d o r a q u e e m conseqtienci a irá p r o d u z i r u m p e q u e n o i m p u l s o e l é t r i c o , q u e e p a s s í v e l , a g o r a , d e u m p r o c e s s a m e n t o e l e t r ô n i c o .

Esses d e t e c t o r e s f o r a m a d a p t a d o s a s i s t e m a s de v a r r e d u r a - m e c â n i c o s , p o s s i b i l i t a n d o a s s i m o r e g i s t r o d a s d i s t r i b u i ç õ e s de coji c e n t r a ç ã o de r a d i o i s ó t o p o , de u m a f o r m a t o t a l m e n t e a u t o m á t i c a . Dessa m a n e i r a , n a d é c a d a d e 50 s u r g i r a m os p r i m e i r o s ci nti 1 õ g r a f os co m e r c i a i s ( r e g i s t r a d o r e s de c i n t i l a ç õ e s p r o v o c a d a s p o r r a i o s g a m a ) . E a p a r t i r d e s s a é p o c a q u e se a p l i c a o tSrmo c i n t i 1 o g r a f i a ao r e g i s - tro das d i s t r i b u i ç õ e s d e r a d i o i s ó t o p o .

0 d e t e c t o r de c i n t i l a ç ã o , c o m o é c o m u m e n t e c h a m a d o o de_

tector de i o d e t o de s ó d i o , t a m b é m t e m s e n s i b i l i d a d e i s o t r Ó p i c a , ou s e j a , r e g i s t r a f õ t o n s q u e p r o v ê m de t o d a s as d i r e ç õ e s . P o r t a n t o p a - ra que e l e p o s s a d i s t i n g u i r f o n t e s m u i t o p r ó x i m a s u m a s d a s o u t r a s , deve ser t a m b é m c o l i m a d o . Os p r i m e i r o s ci nti 1 Õ g r a f os p o s s u í a m colirna dores q u e n a d a m a i s e r a m q u e f u r o s c i l í n d r i c o s f e i t o s n a s s u a s p r o - teções de c h u m b o , P o s s u í a m , t a m b é m , c r i s t a i s d e p e q u e n a s d i m e n s õ e s - (cilindros r e t o s de 0 , 6 3 c m de d i â m e t r o p o r 2 , 5 4 ou 5 , 0 8 cm d e a l t u - ra). N e s t a s c o n d i ç õ e s , c o m p e q u e n o v o l u m e d e c r i s t a l , o d e t e c t o r e r a pouco s e n s í v e l ã c o n c e n t r a ç ã o de r a d i o i s ó t o p o d i s t r i b u í d a no p a c i e n - te, b e m c o m o ã r a d i a ç ã o a m b i e n t e , p o d e n d o , e n t r e t a n t o , c o m p e q u e n a q u a n t i d a d e de c h u m b o , c o n s t i t u i r - s e n u m s i s t e m a d e t e c t o r c o l i m a d o . 0 diâmetro do f u r o c i l í n d r i c o do c o l i m a d o r e r a , v i a de r e g r a , o m e s m o que o d i â m e t r o da b a s e d o c r i s t a l ( c i l i n d r o r e t o ) .

Os r e s u l t a d o s o b t i d o s c o m e s s a p r i m e i r a g e r a ç ã o de c i n t i l o g r a f o s , p r i n c i p a l m e n t e no e s t u d o d a t i r Ó i d e , p o d e m s e r c o n s i d e r a d o s , ainda h o j e , s a t i s f a t ó r i o s , e m r e l a ç ã o a i m a g e m o b t i d a . P o r é m , a s e n - s i b i l i d a d e m u i t o r e d u z i d a , d e v i d o a p e q u e n a á r e a d e c r i s t a l q u e e r a exposta ãs r a d i a ç õ e s , o b r i g a v a a a d m i n i s t r a ç ã o d e d o s e s r e l a t i v a m e n - te e l e v a d a s de r a d i o i s ó t o p o .

- 3 - Com o d e s e n v o l v i m e n t o da técnica de c r i s t a l i z a ç ã o de iode to de sódio ativado com t ã l i o , foi possível obter cristais de diãine tro bem maior ( 5 , 0 8 c m ) , p o s s i b i l i t a n d o a c o n s t r u ç ã o de d e t e c t o r e s - bem mais s e n s í v e i s . Para aliar a boa r e s o l u ç ã o do c o l i m a d o r de furo cilíndrico a maior área de cristal d i s p o n í v e l , c o n s t r u í r a m - s e diver sos furos, em c o r r e s p o n d ê n c i a com a área útil do c r i s t a l . Para ain- da manter uma boa r e s o l u ç ã o , a s o l u ç ã o e n c o n t r a d a por Newell e col.

foi a de fazer a c o n v e r g ê n c i a de todos os furos para um m e s m o ponto no espaço.

Foi somente em 1955 que F r a n c i s e c o l . ^ ^ d e s e n v p l v e r a m um colimador com melhor a p r o v e i t a m e n t o da forma c i 1 i n d r o - r e t o do cristal de iodeto de sõdio. Esse projeto de c o l i m a d o r passou a ser utilizado em fabricação comercial neste m e s m o ano e a q u a s e t o n a l i - dade dos cinti1õgrafos d e s e n v o l v i d o s ate ao final da d é c a d a de 5 0 , utilizavam esse mesmo colimador adaptado a cristais de 5,08cm de

(*\ _

diâmetro^ Essa "segunda g e r a ç ã o " de ç i n t i l o g r a f o s p o s s u í a , en- tão, um mesmo tipo de colimador com 19 furos ou canais (um canal ceni trai, com dois círculos c o n c ê n t r i c o s de c a n a i s , o p r i m e i r o com 6 e o externo com 12; a s s i m , os canais se d i s t r i b u í a m numa forma h e ^ a g o nal que bem se adapta ã forma circular do c r i s t a l ) . A d i s t â n c i a for cal era de 5 c e n t í m e t r o s , s u f i c i e n t e para o registro de c o n c e n t r a - ção de radioisótopo em órgão s u p e r f i c i a l , mas i n s u f i c i e n t e no caso de órgão espesso ou p r o f u n d o . A resolução no plano focal era c o n s i - derada s u f i c i e n t e , segundo os dados g e o m é t r i c o s (raip do campo de visão no plano focal de l , 0 c m ) . No e n t a n t o , os resultados o b t i d o s - na prática, exceto no caso da t i r õ i d e , foram d e c e p c i o n a n t e s d e v i d o - a uma falha no projeto e que será a v a ] i a d a no presente trabalho.

Com o interesse em a d m i n i s t r a r aos pacientes menores^ do - ses de r a d i o f a r m a c o s , e , ao mesmo t e m p o , reduzir p tempo de e x a m e , no início da década de 60 s u r g i r a m os c i n t i 1 õ g r a f o s da " t e r c e i r a ge ração

, com cristal de iodeto de sódio de 7,62cm de d i â m e t r o por 5,08cm de a l t u r a , com alta velocidade de v a r r e d u r a (máxima de 9 0 ç m / min em comparação com a máxima de 30cm/min dos cinti1õgrafos com cristal de 5,08 cm de d i â m e t r o ) . Também» um conjunto de c o l i m a d o r e s passou a ser f o r n e c i d o , contendo 1 9 , 37 e 61 c a n a i s . 0 c o l i m a d o r

(*) Harris, C.C. - comunicação verbal

- 4 - com 19 c a n a i s t e m d i â m e t r o do c a n a l g r a n d e , p o r t a n t o c a m p o de v i s ã o grande c o n s t i t u i n d o - s e n u m s i s t e m a de a l t a s e n s i b i l i d a d e e b a i x o p £ der de r e s o l u ç ã o . 0 c o l i m a d o r c o m 61 c a n a i s , p o s s u i d i â m e t r o de c a - nal r e d u z i d o , c o n s t i t u i n d o - s e n u m s i s t e m a de b a i x a s e n s i b i l i d a d e e alto p o d e r r e s o l u t i v o . 0 c o l i m a d o r de 37 c a n a i s d e v e r i a se c o n s t i - tuir n u m s i s t e m a i n t e r m e d i á r i o , p o r e m n e m s e m p r e i s s o e v e r i f i c a d o - na p r á t i c a ^ ) .

C o m o o b j e t i v o d e p o d e r f a z e r u m a a v a l i a ç ã o p r e c i s a e ain da p o s s i b i l i t a r a c o m p a r a ç ã o d o s d i v e r s o s s i s t e m a s de d e t e c ç ã o d o s cinti 1 Ó g r a f o s c o m e r c i a i s , a " A g e n c i a I n t e r n a c i o n a l de E n e r g i a AtÕmJ_

ca" r e u n i u , em f i n s de 1 9 6 4 , um g r u p o de f í s i c o s s o b a d i r e ç ã o de G e r a l d J . H i n e , p a r a d e s e n v o l v e r u m a t é c n i c a q u e p u d e s s e a v a l i a r de m a n e i r a i n e q u í v o c a t o d o s os p a r â m e t r o s f í s i c o s q u e i n t e r v ê m n u m sis_

tema de d e t e c ç ã o de um c i n t i 1 ó g r a f o . E l a b o r o u - s e u m s i s t e m a de a n ã - l i s e C ^ q u e p o s s i b i l i t a v a o r e g i s t r o d e i n f o r m a ç ã o e m f o r m a d i g i -

t a l . 0 s i s t e m a d e s e n v o l v i d o p o s s i b i l i t a v a o b t e r - s e u m a f a m í l i a de

curvas q u e r e p r e s e n t a a r e s p o s t a de u m d e t e c t o r c o l i m a d o e m r e l a - ção a uma f o n t e l i n e a r , a o s e r d e s l o c a d a l e n t a m e n t e n u m p l a n o p e r - p e n d i c u l a r ao e i x o de s i m e t r i a do c o l i m a d o r . P a r a c a d a d i s t â n c i a -

" c o l i m a d o r - f o n t e " é c a r a c t e r i z a d a u m a c u r v a . A c u r v a de a m p l i t u d e - m ã x i m a e o b t i d a q u a n d o a d i s t â n c i a d o p l a n o d e v a r r e d u r a d a f o n t e ao c o l i m a d o r e a m e s m a q u e a d i s t â n c i a f o c a l , o n d e o s i s t e m a t e m m ã xima s e n s i b i l i d a d e d e v i d o a s o m a t ó r i a de s e n s i b i l i d a d e de c a d a c a - nal. A c a d a c u r v a c o r r e s p o n d e u m v a l o r de " l a r g u r a d a c u r v a na m e i a a l t u r a " ( L C M A ) q u e c o r r e s p o n d e a r e s o l u ç ã o d o s i s t e m a p a r a a q u e l a d i s t a n c i a , g e r a l m e n t e d a d o em c e n t í m e t r o s . De c a d a v a r r e d u r a t a m - bem se p o d e c o m p u t a r o u t r o p a r â m e t r o f í s i c o de g r a n d e i m p o r t â n c i a , ou seja a s e n s i b i l i d a d e . A v a r r e d u r a d a f o n t e l i n e a r de c o m p r i m e n t o d a d o , n u m a c e r t a d i s t â n c i a , d e f i n e u m a f o n t e p l a n a de f o r m a r e t a n g u ^ lar; i n t e g r a n d o t o d o s os i m p u l s o s p r o v e n i e n t e s d o d e t e c t o r d u r a n - te e s s a v a r r e d u r a , p o d e - s e e x p r e s s a r a s e n s i b i l i d a d e e m t e r m o s d e :

i m p u l s o s / m i n u t o ( p C i / c m7)

- 5 - se a atividade da fonte for bem c o n h e c i d a . A i n t e g r a ç ã o dos impulsos durante varreduras a distâncias diferentes devem dar valores i d ê n t i - cos como foi e v i d e n c i a d o por M a y n e o r d e B e l c h e r e Cassen e c o l ,

ou s e j a , que a s e n s i b i l i d a d e de um detector colimado ém relação a uma fonte plana é constante para todas as d i s t a n c i a s em que a f o n - te plana e maior do que o campo de visão do d e t e c t o r , Se a fonte for bem calibrada, o dado de s e n s i b i l i d a d e e preciso e i n e q u í v o c o . A for ma da curva obtida com a v a r r e d u r a da fonte linear fornece ainda a possibilidade de a v a l i a r , de m a n e i r a q u a l i t a t i v a , a e f i c i ê n c i a dos septos do colimador como b a r r e i r a para os f Õ t o n s , entre u m canal e outro. Quando não existe p e n e t r a ç ã o de s e p t o , a curva obtida se asse melha muito a uma curva g a u s s i a n a . Na pratica o que se observa e um desvio da curva g a u s s i a n a d e v i d o a uma pequena p o r c e n t a g e m de fÕtons que atravessa o septo. Esse desvio da curva g a u s s i a n a se v e r i f i c a em geral em nível porcentual muito baixo (em relação ã c q n t a g e m m á x i m a qb tida quando a fonte linear corta o eixo de s i m e t r i a do d e t e c t o r ) ; por isso costuma-se construir essa curva em g r a f i c o s e m i l o g a r í t m i c o que evidencia com mais clareza o ponto de q u e b r a da curva g a u s s i a n a . Na prática já se demonstrou que uma q u e b r a ate ao nível de 10% ainda pjo de ser considerada como admissível para um c o l i m a d o r de cintilógrafo.

Ainda da análise dessas curvas e possível d e t e r m i n a r outro p a r â m e t r o físico f u n d a m e n t a l , que e a r e s p o s t a do detector em p r o f u n d i d a d e ,

de os valores de resolução e d i s t â n c i a são registrados em eixos c o o £ denados.

Paralelamente ao a p e r f e i ç o a m e n t o dos c i n t i 1 Õ g r a f o s , os r a - diofãrmacos, que r e c e n t e m e n t e foram colocados ã d i s p o s i ç ã o do espe - cialista-em m e d i c i n a n u c l e a r , p r o v o c a r a m uma v e r d a d e i r a r e v o l u ç ã o na cinti lograf ia. Em 1 9 5 8 , T u c k e r e c o l . ^ ^ f i z e r a m a p r i m e i r a separar ção de um radioisótopo de m e i a - v i d a física c u r t a , produto da desinte gração de um r a d i o i s õ t p p o de m e i a - v i d a física bem m a i o r . 0 T e c n e - cio-99m, assim obtido sõ r e c e n t e m e n t e entrou em uso como r a d i o f a r m a - co de rotina na c i n t i 1 o g r a f i a , apesar dos trabalhos de Harper e col.

(15,16)

McAfee e c o l . ' ^ * ^ ^ terem e v i d e n c i a d o a grande vantagem - que esse radiofãrmaco poderia dar ã ci nti 1 ograf i a. Suas caracterís ti_

cas físicas o torna ideal para uso c l í n i c o ; possuindo uma m e i a - v i d a -

física de 6 h o r a s , sendo g a m a - e m i s s o r p u r o , com um fõton principal -

de 140 keV, é" possível a d m i n i s t r a r , ao paciente em e s t u d o , doses

- 6 - e l e v a d a s , s e m r i s c o de d o s e a b s o r v i d a e l e v a d a . C o m as d o s e s e l e v a d a s de r a d i o f á r m a c o q u e a s s i m se p o d e a d m i n i s t r a r , a i n t e n s i d a d e d o f l u - xo de r a d i a ç ã o q u e a t i n g e o d e t e c t o r a u m e n t a c o n s i d e r a v e l m e n t e , p o s - s i b i l i t a n d o u m a a l t a v e l o c i d a d e de v a r r e d u r a d o d e t e c t o r d o c i n t i l Õ - grafo, r e d u z i n d o o t e m p o de e x a m e e ao m e s m o t e m p o o b t e n d o - s e u m a iji formação p r i m a r i a ( i m p u l s o s p r o v e n i e n t e s do d e t e c t o r ) m u i t o m a i s p r e c i s a , p e l a r e d u ç ã o da i n d e t e r m i n a ç ã o e s t a t í s t i c a q u e c a r a c t e r i z a o processo de d e s i n t e g r a ç ã o d o r a d i o i s ó t o p o .

C o m a u t i l i z a ç ã o c a d a v e z m a i s c r e s c e n t e de r a d i o f á r m a c o s - de m e i a - v i d a f í s i c a c u r t a e c o m e m i s s ã o de f Õ t o n s d e b a i x a e n e r g i a , os c o n s t r u t o r e s de ci nti 1 õ g r a f os i n i c i a r a m m o d i f i c a ç õ e s n o s s e u s apa^

r e l h o s , ou s e j a , m o d i f i c a ç õ e s n a " t e r c e i r a g e r a ç ã o " de ci nti 1 õ g r a f os.

A u m e n t a r a m c o n s i d e r a v e l m e n t e a v e l o c i d a d e de v a r r e d u r a e c o n s t r u í r a m c o l i m a d o r e s p a r a s e r e m u s a d o s c o m r a d i o i s ó t o p o de b a i x a e n e r g i a , c o m septos e x t r e m a m e n t e d e l g a d o s , c o n s e g u i n d o a s s i m u m a m a i o r s e n s i b i l i - dade do s i s t e m a , p e l o a u m e n t o da á r e a ú t i l d o c r i s t a l de i o d e t o de sódio. No e n t a n t o , as d i m e n s õ e s d o s c r i s t a i s n ã o f o r a m a l t e r a d a s , - c o n t i n u a n d o as m e s m a s do p r o j e t o o r i g i n a l ( c r i s t a i s de 7 , 6 2 , 1 2 , 7 0 e 20 ,32 cm de d i â m e t r o ) .

0 o b j e t i v o d o p r e s e n t e t r a b a l h o é o de d e s e n v o l v e r u m c i n - t i l o g r a f o p a r a s e r u s a d o c o m r a d i o f á r m a c o s de b a i x a e n e r g i a , c o m a l - to p o d e r de r e s o l u ç ã o a i n d a n ã o a l c a n ç a d o nos a p a r e l h o s c o m e r c i a i s , e a i n d a , c o m p e q u e n o â n g u l o s o l i d o d e f i n i d o p e l o s c a n a i s do c o l i m a - dor, p o s s i b i 1 i t a n d o , a s s i m , a i m a g e m de Ó r g ã o p r o f u n d o c o m p o u c a d i s - torção. E s s e s d o i s o b j e t i v o s s ó p o d e m s e r a l c a n ç a d o s c o m s a c r i f í c i o da s e n s i b i l i d a d e d o s i s t e m a , o q u e n ã o r e p r e s e n t a u m a 1 i mi t a ç ã o , pois altas d o s e s de r a d i o f á r m a c o p o d e m s e r a d m i n i s t r a d a s „ P a r a a l c a n ç a r - esses o b j e t i v o s , d o i s c o l i m a d o r e s f o r a m p r o j e t a d o s p a r a s e r e m adapta_

dos a um p e q u e n o d e t e c t o r c o m c r i s t a l de 5 , 0 8 c m de d i â m e t r o ; u m , de alta r e s o l u ç ã o , c o m a f i n a l i d a d e de p o s s i b i l i t a r a c o n s t r u ç ã o de irna gem de ó r g ã o s u p e r f i c i a l c o m o a t i r Õ i d e , c o m m u i t o d e t a l h e , t o r n a n - do p o s s í v e l a d e t e c ç ã o de p e q u e n o s n ó d u l o s f r i o s q u e n ã o s e r i a m re - gistrados p e l o s c i n t i 1 Õ g r a f o s c o m e r c i a i s ; o u t r o , de p e q u e n o â n g u l o - s o l i d o , p a r a a c o n s t r u ç ã o d a i m a g e m de Ó r g ã o e s p e s s o e p r o f u n d o c o m o o f í g a d o , c o m um m í n i m o de d i s t o r ç ã o , o q u e t a m b é m n ã o Ó p o s s í v e l nos sistemas c o m e r c i a i s .

P a r a a v a l i a r t o d a s as c a r a c t e r í s t i c a s f í s i c a s d e s t e c i n - t i l Ó g r a f o a s s i m c o n s t r u í d o , u s o u - s e u m a t é c n i c a d e s e n v o l v i d a n a

- 7 -

"Agência Internacional de Energia A t ô m i c a " ^ '. Na c o n s t r u ç ã o das

fontes lineares e em d i s c o , utilizadas na obtenção de d a d o s , e m p r e -

gou-se o Cério-141 como s u b s t i t u t o do T e c n é c i o - 9 9 m , p o i s , além de

possuir praticamente a mesma e n e r g i a , tem uma m e i a - v i d a fTsica lon-

g a , permitindo a execução de e x p e r i ê n c i a s que se p r o l o n g u e m por dias

consecutivos e que não poderiam ser realizadas com o T e c n e c i o - 9 9 m ,

devido ã m e i a - v i d a fTsica e x t r e m a m e n t e c u r t a .

2. M A T E R I A L E M É T O D O

- 8 -

2.1 - M A T E R I. A L

2 . 1 . 1 . - Equi p a m e n t o

N a c o n s t r u ç ã o do s i s t e m a de c i n t i 1 o g r a f i a de a l t a r e s o l u - ção e de b a i x a d i s t o r ç ã o , u t i l i z o u - s e um c i n t i l Õ g r a f o ( N u c l e a r - C h i c a go m o d e l o 1 7 0 0 c o m c r i s t a l de i o d e t o de s ó d i o de 5 , 0 8 c m d e d i â m e tro p o r 5 , 0 8 c m de a l t u r a ) , p e r t e n c e n t e ao C e n t r o d e M e d i c i n a N u c l e a r .

A e l e t r ô n i c a i n t r o d u z i d a n a m o d i f i c a ç ã o d i s s e a n t i g o cinti_

l õ g r a f o foi f o r n e c i d a , p e l a A g e n c i a I n t e r n a c i o n a l de E n e r g i a A t ô m i c a , c o m as s e g u i n t e s e s p e c i f i c a ç õ e s : s i s t e m a c r i s t a l - f o t o m u l t i p l i c a d o r a - - p r é R I D L , m o d e l o 1 0 - 1 8 ; f o n t e de a l i m e n t a ç ã o R I D L , m o d e l o 2 7 6 0 1 ; a m p l i f i c a d o r R I D L , m o d e l o 2 7 0 0 1 ; a n a l i s a d o r R I D L , m o d e l o 2 7 3 5 2 ; f o n t e de a l t a t e n s ã o R I D L , m o d e l o 2 7 4 5 2 .

0 e q u i p a m e n t o u t i l i z a d o na a v a l i a ç ã o d a s c a r a c t e r í s t i c a s - dos c o l i m a d o r e s , e m r e l a ç ã o a f o n t e s l i n e a r e s e p l a n a s , p e r t e n c e ao

I n s t i t u t o de E n e r g i a A t ô m i c a : a n a l i s a d o r m u l t i c a n a l T M C , m o d i l o - 4 0 4 - 6 ; c o m a n d o de i m p r e s s o r a T M C , m o d e l o 5 1 0 ; i m p r e s s o r a IBM e l é t r i - c a ; g e r a d o r b a s e - t e m p o N u c l e a r - C h i c a g o , m o d e l o 1 8 1 B ( a d a p t a ç ã o ) ; sis_

t e m a m e c â n i c o de v a r r e d u r a de f o n t e l i n e a r .

0 c i n t i l Õ g r a f o N u c l e a r - C h i c a g o , m o d e l o P h o / D o t 2 c o m c r i s - tal de i o d e t o de s o d i o de 7 , 6 2 c m de d i â m e t r o p o r 5 , 0 8 c m de a l t u r a , - u t i l i z a d o c o m o c o m p a r a ç ã o , p e r t e n c e ao C e n t r o d e M e d i c i n a N u c l e a r .

2 . 1 . 2 - F o n t e s g a m a - e m i s s o r a s l i n e a r e s e e m d i s c o

T r ê s r a d i o i s ó t o p o s f o r a m u t i l i z a d o s na c o n s t r u ç ã o d e s s a s f o n t e s . 0 C é r i o - 1 4 1 ( ^ C e ) n a f o r m a d e c l o r e t o , foi u t i l i z a d o n a a v a l i a ç ã o d a s c a r a c t e r í s t i c a s f í s i c a s dos c o l i m a d o r e s d e b a i x a e n e r -

1 31

g i a . 0 I o d o - 1 3 1 ( I) n a f o r m a de i o d e t o de s o d i o , foi u s a d o n a avji l i a ç ã o d a s c a r a c t e r í s t i c a s f í s i c a s d o c o l i m a d o r c o m e r c i a l de m e d i a -

1 25

e n e r g i a . 0 I o d o - 1 2 5 ( I) n a f o r m a de i o d e t o de s o d i o , foi u s a d o na a v a l i a ç ã o d a p e n e t r a ç ã o d o s e p t o d o s c o l i m a d o r e s de b a i x a e n e r - g i a .

- 9 - 2.1.3 - " F a n t o m a " ("fantasma", "phantom") de órgão

Para avaliar a e f i c i e n c i a do s i s t e m a d e s e n v o l v i d o , na cons^

trução de i m a g e m de Ó r g ã o , usou-se um " f a n t o m a " da t i r Ó i d e , Picker modelo 3602 preenchido com T e c n e c i o - 9 9 m .

2.1.4 - Radiofarmaco u t i l i z a d o nas m e d i d a s " i n v i v o "

— 9 9 m

0 T e c n e c i o - 9 9 m ( Tc) foi u t i l i z a d o sob duas f o r m a s , con- soante a f i n a l i d a d e : para a construção de imagem da t i r ó i d e , o per- tecnetato de s ó d i o , e , para a do fígado e do b a ç o , o seu complexo - com coloide de e n x o f r e .

2.1.5 - " S i m u l a d o r " dos efeitos de absorção

Para avaliar os efeitos da absorção e n c o n t r a d a na p r á t i c a - clTnica e também d e t e r m i n a r os coeficientes de absorção dos diver - sos colimadores e s t u d a d o s , e m p r e g o u - s e um tanque de a c r í l i c o cheio de á g u a .

2.1.6 - Material utilizado na construção dos colimadores

No presente t r a b a l h o , e m p r e g o u - s e ouro com 24 quilates em películas de 0,01 e 0,05mm de e s p e s s u r a .

2.1.7 - Proteção lateral do d e t e c t o r

Para proteger o cristal do d e t e c t o r , contra a radiação am b i e n t e , bem como dos fÓtons provenientes do paciente e que incidem-

lateralmente no d e t e c t o r , u t i l i z o u - s e chumbo revestido com anel de

aço.

- 1 0 - 2.2 - M É T 0 D O

2.2.1 - P r o j e t o d o s .col i m a d o r e s

No p r o j e t o dos c o l i m a d o r e s u t i l i z a d o s no p r e s e n t e t r a b a -•.

l h o , i n t r o d u z i r a m - s e , a l e m d o s p a r á m e t r o s f í s i c o s f u n d a m e n t a i s ( r e - s o l u ç ã o , s e n s i b i l i d a d e , v a r i a ç ã o de r e s o l u ç ã o c o m a d i s t â n c i a e p e - n e t r a ç ã o de s e p t o ) , v a r i o s a n ã t o m o - f i s i o l Ó g i c o s q u e s i m p l i f i c a r a m - e n o r m e m e n t e os c r i t é r i o s de e s c o l h a d a s e s p e c i f i c a ç õ e s g e o m e t r i c a s - dos c o l i m a d o r e s .

Os p a r â m e t r o s a n a t o m o - f i s i o l o g i c o s r e l a c i o n a r a m - s e c o m : 1) t a m a n h o do Ó r g ã o ; 2) c a p t a ç ã o s e l e t i v a ; 3) p r o f u n d i d a d e ; 4) es - p e s s u r a ; 5) p o s i ç ã o - e s t á t i c a ou o s c i l a n t e .

As e s p e c i f i c a ç õ e s g e o m é t r i c a s q u e d e f i n e m c o m p l e t a m e n t e os dois c o l i m a d o r e s - um d e a l t a r e s o l u ç ã o , o o u t r o de p e q u e n o â n g u l o - s Õ l i d o e s t ã o i l u s t r a d a s n a s F i g u r a s 1_ e 2, o n d e : D = d i â m e t r o d o c r i s t a l ; J_ = c o m p r i m e n t o do c o l i m a d o r ; £ = d i s t a n c i a f o c a l ; R = raio do c a m p o de v i s ã o no p l a n o f o c a l ; d^Q = d i â m e t r o m a i o r d o s c a n a i s ; - d.j = d i â m e t r o m e n o r d o s c a n a i s ; s^Q = e s p e s s u r a d o s s e p t o s e n t r e c a - TTãi s , o n d e o d i â m e t r o d e l e s ê m a T õ r ; S-j = e s p e s s u r a d o s s e p t o s e n - tre c a n a i s , o n d e o d i â m e t r o dSles e m e n o r ; h = a l t u r a do t r i á n g u l o - e q u i l á t e r o f o r m a d o p e l o s c e n t r o s d o s d i â m e t r o s m a i o r e s de t r ê s c a - nais a d j a c e n t e s .

F o r a m e s t a b e l e c i d a s c e r t a s r e l a ç õ e s e n t r e p a r â m e t r o s a n ã - t o m o - f i s i o l Õ g i c o s e f í s i c o s , de m a n e i r a a se l i m i t a r o n ú m e r o de V £ r i ã v e i s p o s s í v e i s d o s p a r â m e t r o s g e o m é t r i c o s d o s c o l i m a d o r e s .

1 - T a m a n h o d o ó r g ã o :

a) p e q u e n o c o l i m a d o r de a l t a r e s o l u ç ã o

b) g r a n d e • c o l i m a d o r d e r e s o l u ç ã o i n t e r m e d i á r i a ou b a i x a

2 - C a p t a ç ã o s e l e t i v a :

a) a l t a c o l i m a d o r de a l t a ou b a i x a s e n s i bi lj_

d a d e

b) b a i x a ' C o l i m a d o r de alta s e n s i b i l i d a d e 3 - P r o f u n d i d a d e :

a) s u p e r f i c i a l c o l i m a d o r c o m d i s t a n c i a f o c a l c u r t a b) p r o f u n d a c o l i m a d o r c o m d i s t a n c i a f o c a l g r a n d e

Figura 2 - Especificações geométricas do colimador de ouro de 37 canais

-13- 4 - E s p e s s u r a :

a) delgada angulo sólido d e f i n i d o pelos canais po- de ser grande

b) espessa •-• angulo solido definido pelos canais de ve ser pequeno

5 - P o s i ç ã o :

a) e s t á t i c a colimador de a l t a , m e d i a ou baixa reso- lução

b) oscilante somente c o l i m a d o r de m é d i a ou baixa re- solução

Ao serem e s t a b e l e c i d o s os parâmetros R e F, para um dado diâmetro O t i 1 ü do c r i s t a l , p r a t i c a m e n t e ficam definidos os demais»

Para os valores de s

e s-j dos s e p t o s , a l i m i t a ç ã o de e s p e s s u r a foi d i t a d a por p r o b l e m a s

m e c T n i c o s de l a m i n a ç ã o ,

2.2.2 - C o n s t r u ç ã o dos colimadores

Uma técnica q u e , em p r i n c í p i o , se a s s e m e l h a a de H a r r i s ^ ^ foi u t i l i z a d a na c o n s t r u ç ã o dos c o l i m a d o r e s . Pinos de aço de forma tronco-coni ca com dimensões de _L, d

e d^ dadas nas Figuras J_ e _2, foram e m p r e g a d o s como m a t r i z . E n r o T ã n d o ^ e películas de ouro nessa m a t r i z , obti v e r a m - s e tubos de ouro. Para a f o r m a ç ã o dos troncos de c o n e , s o l d a r a m - s e os bordos opostos das p e l í c u l a s , todas em ouro de 24 q u i l a t e s , com ouro de 12 q u i l a t e s , cujo ponto de fusão e mais b a i x o . Os tubos f o r a m , a s e g u i r , agrupados numa d i s t r i b u i ç ã o hexago^

nal , u s a n d o - s e a m e s m a s o l d a , 0 primeiro anel de tubos (ou c a n a i s ) - foi obtido s o l d a n d o - s e i n d i v i d u a l m e n t e os tubos ao redor de um cen- tral» Repetiu-se o processo ate se obter uma c o n f i g u r a ç ã o hexago - nal de 37 tubos para o c o l i m a d o r de pequeno â n g u l o sólido (cone ci>

cular com â n g u l o de meia a b e r t u r a de 89 30') e uma c o n f i g u r a ç ã o de

- 1 4 - C o m o o c o m p r i m e n t o d o s t u b o s r e s u l t o u s e m p r e m a i o r do q u e as d i m e n s õ e s r e a i s , o c o l i m a d o r t e v e de s e r c o r t a d o p a r a q u e f i - c a s s e no s e u c o m p r i m e n t o e x a t o . N a t é c n i c a de c o n s t r u ç ã o de c o l i m a - d o r e s c o n v e n c i o n a i s , e s s a o p e r a ç ã o é f e i t a d i r e t a m e n t e no t o r n o , elT_

m i n a n d o - s e a p a r t e e x c e d e n t e . T o d a v i a , no s i s t e m a o r a e m p r e g a d o , tal o p e r a ç ã o n ã o p ô d e s e r r e a l i z a d a , p e l a f r a g i l i d a d e d a s p e l T c u l a s . Por i s s o , s e m e l h a n t e m e n t e ao q u e se u t i l i z a e m h i s t o l o g i a , e m p r e - g o u - s e a t é c n i c a de i n c l u s ã o . 0 c o l i m a d o r , e n t ã o , foi i n c l u i d o e m e n x o f r e c o m e r c i a l a q u e c i d o e , d e p o i s do r e s f r i a m e n t o d a p e ç a , s e r r a do nas d i m e n s õ e s e x a t a s . R e m o v e u - s e o e n x o f r e p o r a q u e c i m e n t o e m mu_

f i a , e l i m i n a n d o - s e a p e q u e n a q u a n t i d a d e de r e s T d u o e m b a n h o de ultra s o m . Os c o l i m a d o r e s d e p o i s de p r o n t o s f o r a m c o l o c a d o s e m s u p o r t e s de c h u m b o q u e f u n c i o n a r a m c o m o p a r e d e l a t e r a l d o s c o l i m a d o r e s e t a m b é m como p r o t e t o r e s c o n t r a c h o q u e s e v e n t u a i s . R o s q u e a r a m - s e , p o r f i m , as u n i d a d e s o b t i d a s ao s i s t e m a de p r o t e ç ã o l a t e r a l d o d e t e c t o r d e c i n t i l a ç ã o c o m o m o s t r a a F i g u r a 3.

- 1 6 - 3. R E S U L T A D O S

As d e t e r m i n a ç õ e s d a s " f u n ç õ e s de 1 i n h a - d e f o r m a d a " ("line s p r e a d f u n c t i o n " ) , q u e c a r a c t e r i z a m t o t a l m e n t e u m s i s t e m a d e d e t e c - ção p a r a c i n t i 1 o g r a f i a , f o r a m f e i t a s n e s t e t r a b a l h o , c o n f o r m e o m é - todo d e s e n v o l v i d o na A g ê n c i a I n t e r n a c i o n a l d e E n e r g i a A t ó m i c a c o m - m o d i f i c a ç õ e s d e M a c l n t y r e e c o l . ^ ^ c o n t i d a s n o r e l a t ó r i o ã C o m i s - são I n t e r n a c i o n a l de U n i d a d e s d e R a d i a ç ã o e M e d i d a s .

P a r a s e r v i r d e c o m p a r a ç ã o , f o r a m a v a l i a d o s t a m b é m os pja r â m e t r o s f í s i c o s d o d e t e c t o r do c i n t i l o g r a f o a n t i g o , d a " s e g u n d a ge_

r a ç ã o " , p o i s o d i â m e t r o d o c r i s t a l e m p r e g a d o f o i o m e s m o , i s t o é , 5 , 0 8 c m . Os r e s u l t a d o s o b t i d o s c o m o ú n i c o c o l i m a d o r e x i s t e n t e n e s s e s i s t e m a (19 c a n a i s ) c o n f i r m a r a m os t e s t e s p r e l i m i n a r e s f e i t o s p o r m e i o de u m a m o d i f i c a ç ã o n u m m é t o d o d e r e g i s t r o de v a r i a ç ã o de f r e - q ü ê n c i a s d e i m p u l s o s p r o v e n i e n t e s de u m d e t e c t o r de ci nti 1 a ç ã o ^ . Tais d a d o s m o s t r a r a m u m a g r a n d e p e n e t r a ç ã o d e s e p t o p e r p a r t e d o s - f ó t o n s d o r a d i o i s ó t o p o p a r a o q u a l foi p r o j e t a d o ^ ^ I ^ „ U t i l i z á n d o - l e a i n s t r u m e n t a ç ã o r e p r e s e n t a d a e m d i a g r a m a d e b l o c o na F i g u r a 4, foi p o s s í v e l a v a l i a r c o m p r e c i s ã o todas as s u a s c a r a c t e r í s t i c a s . N a f i g u r a 5 , e m p r i m e i r o p l a n o , v ê - s e a f o n t e l i n e a r a d a p t a d a a o s i s t e - ma m e c â n i c o d e v a r r e d u r a e o d e t e c t o r d e c i n t i l a ç ã o ; e m s e g u n d o plji n o , o s i s t e m a de r e g i s t r o d i g i t a l d a s i n f o r m a ç õ e s p r o v e n i e n t e s d o d e t e c t o r .

As c u r v a s o b t i d a s n o G r a f i c o 1 r e p r e s e n t a m a r e s p o s t a do 131

d e t e c t o r p a r a c a d a v a r r e d u r a d e u m a f o n t e l i n e a r de I n o s d i v e r - sos v a l o r e s d e d i s t a n c i a c o l i m a d o r - f o n t e . E s s a s c u r v a s , r e p r e s e n t a m uma d e t e r m i n a d a f u n ç ã o , d e n o m i n a d a " f u n ç ã o de 1 i n h a - d e f o r m a d a " . 0 v a l o r de s e n s i b i l i d a d e n ã o foi o b t i d o p o r i n t e g r a ç ã o , m a s , s i m , uti

131 —

l i z a n d o - s e de u m a g r a n d e f o n t e p l a n a de I e m f o r m a de d i s c o . As c u r v a s q u e c a r a c t e r i z a m a f u n ç ã o d e 1 i n h a - d e f o r m a d a do

141

c o l i m a d o r d e 1 0 9 c a n a i s , p a r a u m a f o n t e l i n e a r d e C e , e s t ã o r e - p r e s e n t a d a s no G r á f i c o 2„ Os v a l o r e s n e c e s s á r i o s p a r a a c o n s t r u ç ã o - das c u r v a s de f u n ç ã o d e 1 i n h a - d e f o r m a d a e p a r a a d e t e r m i n a ç ã o d o s c o e f i c i e n t e s de a b s o r ç ã o d e s t e c o l i m a d o r , r e p r e s e n t a m a a n á l i s e d e 7.020 d e t e r m i n a ç õ e s de v a l o r e s d e f r e q ü ê n c i a (N9 d e i m p u l s o s / u n i d a -

equipamento A.I.E.A. A T detector amplificador detector amplificador analisador mono- canal analisador multi- canal multiescalímetro varredor de fonte linear

comando de impressora impressora gerador base- tempo equipamento I.E.A. Figura 4 - Diagrama de bloco do sistema de detecção e registro

- 1 8 -

fonte linear de I no ar (330-410 keV) absorv. em água M, > = 0,091 cm / (exper.) sensibil. = 6500 i.p.m./ (XiCi/cm^)

- 2 0 - de de t e m p o ) . P a r a se d e t e r m i n a r a s e n s i b i l i d a d e d o s i s t e m a c o l i m a - d o r - c r i s t a l - a n a l i s a d o r , u s o u - s e u m a f o n t e p l a n a e m f o r m a de d i s c o , - t a m b é m de ^4 1C e . A s e n s i b i l i d a d e do c o l i m a d o r de 109 c a n a i s foi d a - da em v a l o r p o r c e n t u a l d o c o l i m a d o r c o m e r c i a l de 19 c a n a i s , u s á n d o - se a m e s m a f o n t e .

P a r a se a v a l i a r a p e n e t r a ç ã o de s e p t o , d e t e r m i n o u - s e a

~ 1 ? 5

f u n ç ã o de 1 i n h a - d e f o r m a d a , p a r a u m a f o n t e l i n e a r d e I. Os d a d o s 1 25 d i g i t a i s das c u r v a s de r e s p o s t a d a v a r r e d u r a das d u a s f o n t e s ( l e

^ C e ) , no p l a n o f o c a l , e s t ã o r e p r e s e n t a d a s no G r á f i c o 3 , c o m o r d e - nadas e m e s c a l a l o g a r í t m i c a .

As c u r v a s q u e r e p r e s e n t a m a f u n ç ã o de 1 i n h a - d e f o r m a d a d o c o l i m a d o r de 37 c a n a i s ( G r á f i c o 4) p o d e m s e r c a r a c t e r i z a d a s c o m u m n ú m e r o m e n o r de p o n t o s , e m b o r a , m e s m o a s s i m , r e p r e s e n t e m 4 . 0 5 0 d e - t e r m i n a ç õ e s de v a l o r e s d e f r e q ü ê n c i a . 0 v a l o r de s e n s i b i l i d a d e t a m -

141

bem foi d e t e r m i n a d o c o m f o n t e p l a n a de C e .

R e l a c i o n a n d o os v a l o r e s de r e s o l u ç ã o ( L C M A ) e de coeficiein tes de a b s o r ç ã o d o s d o i s c o l i m a d o r e s f e i t o s e m o u r o c o m os v a l o r e s - de d i s t â n c i a col i m a d o r - f o n t e , foi p o s s í v e l c o n s t r u i r o G r á f i c o 5 , de d u p l a o r d e n a d a , o n d e e m o r d e n a d a l i n e a r s ã o r e p r e s e n t a d o s os v a l o - res de r e s o l u ç ã o e , e m o r d e n a d a l o g a r í t m i c a , os v a l o r e s de coeficieji tês de a b s o r ç ã o . Os c o e f i c i e n t e s de a b s o r ç ã o s ã o o b t i d o s r e l a c i o n a j i do as f u n ç õ e s de 1 i n h a - d e f o r m a d a o b t i d a s e m ar e e m m e i o a b s o r v e n t e

( a g u a ) . Em f u n ç ã o da e v i d ê n c i a q u e se n o t a n o G r a f i c o 5 , d e q u e os v a l o r e s de c o e f i c i e n t e s de a b s o r ç ã o v a r i a m e m f u n ç ã o d a r e s o l u ç ã o -

( L C M A ) , f ê z - s e u m a c o m p a r a ç ã o do e s p e c t r o d a s e n e r g i a s c o n s i d e r a d a s , 1 41

ou s e j a , o e s p e c t r o d o C e , c o m d o i s s i s t e m a s de d e t e c ç ã o , u m de a l t a e o u t r o de b a i x a r e s o l u ç ã o » 0 c o l i m a d o r de a l t a r e s o l u ç ã o é o de 109 c a n a i s , s e n d o , o de b a i x a r e s o l u ç ã o , s i m p l e s m e n t e o s u p o r t e de c h u m b o de o n d e se r e t i r o u o n ú c l e o c e n t r a l ( c o n j u n t o d o s t u b o s - de o u r o ) . E s s e s d o i s c o l i m a d o r e s r e p r e s e n t a m d u a s s i t u a ç õ e s e x t r e - m a s e m c i n t i 1 o g r a f i a e a d i f e r e n ç a nos e s p e c t r o s o b t i d o s c o m os dois s i s t e m a s , q u e se o b s e r v a no G r á f i c o 6, é" d e v i d a ã g r a n d e d i f e r e n ç a - de c a m p o de v i s ã o d o s c o l i m a d o r e s . ,

P a r a p o d e r a v a l i a r m e l h o r , d o p o n t o de v i s t a c l í n i c o , a e f i c i ê n c i a dos c o l i m a d o r e s n a o b t e n ç ã o d e i m a g e m de ó r g ã o , utilizoju se um " f a n t o m a " d a t i r o i d e , a d o t a d o e m i n ú m e r o s t r a b a l h o s s o b r e a v a

Gráfico 2 - Colimador de ouro, 109 canais, cristal de 5,08 x 2,54 cm 141 fonte linear de Ce no ar (130-170 keV) absor. em águaXi, v = 0,187 cm- *) r (exper.j sensibil. em relação ao col. de 19 canais = 13 $

- 2 2 -

Gráfico 3 - Função de linha-deformada do coli- mador de ouro, 109 canais

fonte linear no ar (plano focal) ++++ ^Jl (LCMA = 0,26 cm)

141

.... Ce (LCMA = 0,29 cm)

JL J_ J_

4 3 2 1 0 1 2 3 4 s-5-

distância lateral do eixo do colimador (mm)

J3L _8_ 9 10 11

INSTITUTO BE ENERGIA ATÓMICA

F R E Q U Ê N C I A R E L A T I V A

\ \ \

\ \

\

\ X

v \ . _ _ U

\ \ — (exper.) ( e x p e r . )

LCMA, colimador de 109 c a n a i s L£MA, colimador de 37 c a n a i s

colimador de 109 c a n a i s

—j/^*, - colimador de 37 c a n a i s

\ ^ G r á f i c o 5 - R e s o l u ç ã o x d i s t â n c i a e c o e f i c i e n t e s de absorção dos c o l i m a d o r e s de 109 e 37 c a n a i s

5

^ ¿ ¿ = 0 . 1 5 c m _1

( a b s o r ç ã o t o t a l ) 5 10 1 5

d i s t â n c i a c o l imador-fonte em am

2 0

- vao -»

de ar

5 10 1 5

profundidade em meio a b s o r v e n t e ( cm )

- 2 5 - l i a ç ã o d a s c a r a c t e r í s t i c a s de c i n t i l õ g r a f o s ^1 5 3' 5' 1 3' 2 8' 32j 3 9\ R e p r e s e n t a u m a t i r Õ i d e c o m d o i s l o b o s s i m é t r i c o s : o e s q u e r d o , c o m 50% de c a p t a ç ã o em r e l a ç ã o ao d i r e i t o , c o m um n ó d u l o q u e n t e de 1,2 cm de d i â m e t r o e u m n ó d u l o f r i o de 0 , 8 c m ; o l o b o d i r e i t o , c o m d o i s n ó d u l o s f r i o s , u m de l , 2 c m e o o u t r o de 0 , 5 c m . N a F i g u r a 6, a l e m d a

" v i s ã o " q u e o c r i s t a l de i o d e t o de s ó d i o t e m do c o l i m a d o r , e s t ã o tam bem r e p r e s e n t a d a s as i m a g e n s do " f a n t o m a " d a t i r Õ i d e , o b t i d a s c o m o c o l i m a d o r de 109 c a n a i s , nas d i v e r s a s d i s t â n c i a s c o l i m a d o r - " f a n t o m a " . N e s t a f i g u r a , o " f a n t o m a " e c o l o c a d o no p l a n o p a r a l e l o ao p l a n o de v a r r e d u r a d o d e t e c t o r , e m p o s i ç ã o i n v e r t i d a , p a r a q u e o p a r a f u s o me t á l i c o , q u e f e c h a o o r i f í c i o de c a r g a de r a d i o i s ó t o p o , n ã o p u d e s s e - i n t e r f e r i r n a q u a l i d a d e d a i m a g e m f e i t a p e l o s i s t e m a de a l t a resoljj ç ã o .

Foi f e i t a t a m b é m u m a c o m p a r a ç ã o c o m a i m a g e m d o " f a n t o m a "

da t i r Õ i d e o b t i d a , n a s m e l h o r e s c o n d i ç õ e s p o s s T v e i s , c o m o c o l i m a - dor de 109 c a n a i s e a d a i m a g e m o b t i d a c o m o m e l h o r c i n t i 1 õ g r a f o d a

" t e r c e i r a g e r a ç ã o " ( c r i s t a l de 7,62 cm de d i â m e t r o ) q u e se d i s p u - nha no m o m e n t o . As c o n d i ç õ e s d e r e g i s t r o p a r a e s s e c i n t i 1 õ g r a f o t a m bem f o r a m as m e l h o r e s p o s s T v e i s , p o i s , o c o l i m a d o r u t i l i z a d o , d e 61 c a n a i s , é o de m e l h o r p o d e r de r e s o l u ç ã o q u e e s s e s i s t e m a p o s s u i T a n t o no r e g i s t r o c o m o c o l i m a d o r de o u r o de 109 c a n a i s , c o m o no sis_

t e m a c o m o c o l i m a d o r c o m e r c i a l de 61 c a n a i s , o " f a n t o m a " e r a c o l o c a do no p l a n o f o c a l . A s d u a s i m a g e n s o b t i d a s s ã o c o m p a r a d a s n a F i g u - ra 7.

U t i l i z a n d o - s e o m e s m o " f a n t o m a " , r e g i s t r o u - s e u m a s e q ü ê n - cia de i m a g e n s o b t i d a s c o m o c o l i m a d o r de 37 c a n a i s » D e v i d o ao p e - q u e n o â n g u l o s ó l i d o d i s t e c o l i m a d o r ( c o n e c i r c u l a r c o m â n g u l o de m e i a a b e r t u r a de 89 3 0 ' ) , a q u a l i d a d e de i m a g e m n ã o v a r i a m u i t o q u a n d o se a l t e r a o v a l o r d a d i s t â n c i a c o l i m a d o r - " f a n t o m a " . P o d e - s e v e r i f i c a r , n a F i g u r a 8, p a r a as d i s t â n c i a s c o l i m a d o r - " f a n t o m a " de 5 , 0 , 7,5 e l O j O c m , q u e as i m a g e n s o b t i d a s s ã o p r a t i c a m e n t e i d ê n t i - c a s .

P a r a u m a m e l h o r a v a l i a ç ã o d a i n f l u ê n c i a d o d i â m e t r o d o c r i s t a l no e f e i t o de v a r i a ç ã o de r e s o l u ç ã o c o m a d i s t â n c i a , foi fei_

ta u m a c o m p a r a ç ã o d o s d a d o s c o n t i d o s na f u n ç ã o de 1 i n h a - d e f o r m a d a do

Gráfico 6 - Espectro de Ce, cristal de 5,08 x 2,54 cm, Nal(Tl), ampl.: 2,32 keV/c fonte linear em ar 100 -

fonte linear em meio absorvente (água)

1\

109 canais

! 1 ! 1 | j I I l l | i I ! ! I I ! I ÍIII'ÍIIIBIPII!!! !| ' I i i i 1 IM i i i M'jpfmq^iii'iji i ' ! | l|!l1J!p!!¡ ! ¡ ! i

y^immWWé'

| ¡ ;

fgw^T

Hi^p

'

i lili ,

,»if'

,|!'

,i;

tri''" ! I ! I

'l||i*.'¡«)»|¡n|!ji«;i;lii | miipii

i i ü ₁₁

NHÍI l I P¡ftii':>'

l|[l|lli ! ! I l l^nPfrcPMiilll ; I

lllilllMlSJÍl 'l'l l

I I

I HlBHiaHIl l

i

- 2 9 -

c o l i m a d o r de 37 c a n a i s c o m os d a f u n ç a õ de l i n h a d e f o r m a d a d o c o l i m a d o r c o m e r c i a l de 1 2 7 c a n a i s , p r o j e t a d o p a r a f o t o n s de b a i x a - e n e r g i a , p e r t e n c e n t e ao c i n t i l Õ g r a f o d a " t e r c e i r a g e r a ç ã o " , comcris_

ta*l de 7 , 6 2 c m de d i â m e t r o . P o d e - s e o b s e r v a r , no G r a f i c o 7, q u e os d o i s c o l i m a d o r e s p o s s u e m a m e s m a d i s t â n c i a f o c a l e v a l o r e s de reso^

l u ç ã o m u i t o p r ó x i m o s ( L C M A de 0 , 9 c m p a r a o c o l i m a d o r de 37 c a n a i s e de 1,0 cm p a r a o c o l i m a d o r c o m e r c i a l de 127 c a n a i s ) . P o r e m , d e v i d o ao g r a n d e a n g u l o s o l i d o d o c o l i m a d o r c o m e r c i a l de 1 2 7 c a n a i s ( c o - ne c i r c u l a r de â n g u l o d e m e i a a b e r t u r a de 1 4 9 ) , o g r a d i e n t e d e resja l u ç ã o , p r i n c i p a l m e n t e na r e g i ã o p r ó x i m a d a f a c e d o c o l i m a d o r , e m u i t o a c e n t u a d o .

E s s e e f e i t o de g r a n d e â n g u l o s ó l i d o p o d e r á s e r m e l h o r ava^

l i a d o na p r á t i c a c l T n i c a , c o m u m a t é c n i c a d e s e n v o l v i d a p o r H i n e e V e t t e r ^2 (^ e q u e c o n s i s t e n o r e g i s t r o d a i m a g e m de u m a f o n t e l i - n e a r e m â n g u l o de 45 g r a u s c o m o p l a n o de v a r r e d u r a de u m c i n t i l o - g r a f o . D e s t a m a n e i r a , a i m a g e m o b t i d a n a F i g u r a 9 r e p r e s e n t a a r e s - p o s t a e m p r o f u n d i d a d e d o s c o l i m a d o r e s , de 37 e de 127 c a n a i s , e m r e l a ç ã o ã f o n t e l i n e a r de ^ C e . F a z e n d o a v a r r e d u r a d a f o n t e e m m e i o a b s o r v e n t e ( á g u a ) , e s s e e f e i t o Ó m a i s a c e n t u a d o a i n d a , c o m o f i c a eyi_

d e n c i a d o na F i g u r a 1 0 .

P a r a se e v i d e n c i a r , de m a n e i r a m a i s o b j e t i v a , o e f e i t o da c i n t i 1 o g r a f i a de a l t a r e s o l u ç ã o e b a i x a d i s t o r ç ã o n a p r á t i c a c l T n i - c a , f o r a m c o n s t r u T d a s i m a g e n s de ó r g ã o s de p a c i e n t e s , aos q u a i s se

O Q m

a d m i n i s t r o u T c . A f i g u r a 1 1 - a r e p r e s e n t a a i m a g e m da g l â n d u l a tj_

r Ó i d e de um p a c i e n t e ao q u a l se a d m i n i s t r o u 4 mCi d e 9 9 m T c na f o r m a de p e r t e c n e t a t o de s ó d i o , u t i l i z a n d o - s e o c i n t i l Õ g r a f o N u c l e a r - C h i - c a g o , m o d e l o P h o / D o t 2 c o m c o l i m a d o r de a l t a r e s o l u ç ã o d e 61 c a n a i s

( L C M A = 0,7 c m ) . A F i g u r a 1 1 - b m o s t r a a i m a g e m da m e s m a g l â n d u l a , a g o r a c o n s t r u í d a c o m o c i n t i l Õ g r a f o a d a p t a d o < d a N u c l e a r - C h i c a g o , m £ d ê l o 1 700 , c o m c o l i m a d o r de o u r o d e 109 c a n a i s ( L C M A = 0 , 3 c m ) . E evi_

d e n t e um m e l h o r d e l i n e a m e n t o d o Ó r g ã o .

A F i g u r a 1 2 - a c o r r e s p o n d e ã i m a g e m d o ' f í g a d o d e u m p a -

9 9 m — c i e n t e q u e r e c e b e u 3 mCi de T c l i g a d o a c o m p l e x o de e n x o f r e co -

l o i d a l . E s s a i m a g e m foi o b t i d a com o c i n t i l Õ g r a f o N u c l e a r - C h i c a g o , mo_

d ê l o P h o / D o t 2, com col i m a d o r de baixa e n e r g i a , de 1 27 c a n a i s ( L C M A = 1 , 0 c m ) . N a F i g u r a 1 2 - b , v ê - s e a i m a g e m do m e s m o f í g a d o , a g o r a c o n s t r u í - da c o m o c i n t i l Õ g r a f o a d a p t a d o d a N u c l e a r - C h i c a g o , m o d e l o 1 7 0 0 , c o m

I I I I

- 3 2 - 141

Colimador de ouro, 37 canais

Colimador Nuclear-Chicago, 127 canais

B

8 S

•S T _'tí

• H 'tí

O u

p,

i \ i l i i i i t t i m i 11) i l i i i 1 1 1 1 l i l i i n i i i i i i n i l i i 1111111111 i n 1 1 1 t i i

I I I I 11111 I I i u 1111 I I i

i i i 1 1 1 1 1 1 n i 11 1 1 i i i i i i 11 1 1 1 1 l i 11 i i i i i

i i l i u 1 1 1 1 1 l i l i i i

', i I ' l V i ' i V i u m v . ly 'i

Figura 9 - Imagens de fonte linear de Ce, em ângulo de 4 5⁹ (em ar)