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Instrumentação em Medicina Nuclear

Prof. Osvaldo SampaioUCB - Medicina

Objetivo

Detectar a radiatividade emitida pelo paciente de forma a permitir uma localização espacial e temporal, necessária para a criação da imagem.

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Detecção da energia

Cada elemento radioativo pode liberar energia em diferentes níveis (KeV)Os detectores devem ser apropriados a energia em utilização

99mTc

Fotopico

Os detectores devem ser calibrados para a principal ou principais radiações da substância radioativa utilizada (fotopico)

99mTc

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Janela de energiaValor fixo ou regulável do equipamento que determina a partir do fotopico qual a variação de energia que será detectadaGeralmente se usa variações de 10 – 20%Ex.: 99mTc => fotopico 140 KeV

Janela de 20 % => radiação de 126 – 154 KeVJanela de 10 % => radiação de 133 – 147 KeV

Detectores de Radiação

Câmeras de IonizaçãoSão câmeras de gases entre eletrodos com pólos positivos e negativos que ao passar radiação origina uma pequena corrente elétrica proporcional a radiação

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Detectores de RadiaçãoUtilidade prática de Câmeras de Ionização

Calibradores de doses

Contadores Geiger-Müller

Detectores de Radiação

Utilidade prática de Câmeras de IonizaçãoCaptador de tireóide Gama-probe

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Detecção de ImagemCâmaras de cintilação gama ou Gama-câmara ouCâmara Anger

Gama-câmerasO paciente é o emissor da radiaçãoO ideal é que a radiação emitida do órgão em estudo seja detectadaEvitar:

Fótons emitidos de órgãos outecidos adjacentes ao estudadoFótons com trajetórias irregularesque distorcem a imagemFótons provenientes deespalhamento Compton

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Emissão de fótons

Como selecionar os fótons?

Energia do fótonFotopico do radiofármacoJanela de energia

Colimadores

ColimadoresO fóton ao sair do paciente encontra primariamente o colimador da gama-câmera

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ColimadoresEstrutura de chumbo

que seleciona:Campo de visão do estudoDireção de entrada dos fótons

Não discrimina fótons difundidos ou comvariações de energia

ColimadoresTipos de colimadores:

Colimador de furos paralelosColimador de furo único (pinhole)Colimador de furos convergentesColimador de furos divergentes

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Colimador de furos paralelosMais utilizadoColimadores para diferentes taxas de energia

Colimador de baixa energia99mTc => 140 KeV

Colimador de média energia67Ga => múltiplas energias: 93, 185, 300 e 395

Colimador de alta energiaIodo 131 => 364, com fótons acimade 600 KeV

Colimador de furo único (pinhole)Aumenta o campo de visão da região em estudoPequeno campo de detecção

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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

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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 99mTc (140 KeV) emite 4.200 fótons luminosos no cristal (3eV)

FotomultiplicadorasPrincipal característica que permitiu o desenvolvimento das gama-câmerasAmpliação da energia luminosa produzida nos cristaisA presença de maior número permite melhor resolução e localização espacial da imagem

De 37 a 91 fotomultiplicadoras

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Circuito elétrico e computador

A integração do circuito elétrico com o computador permite o registro da imagemSeleção da energia do fóton (janela do fotopico utilizada)

Gravação da imagemMatriz 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

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Controle de qualidadePrecisa ser uma rotina em todo o serviçoFormação de dados confiáveis

Exames estáticosSomação da energia recebida em cada pixel ao final de um determinado tempo de captação da imagem ou número de contagens

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Exames dinâmicosFormação 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 tomográficosSoftwares de recomposição tridimensional das imagens obtidasRadiofármaco mais utilizado: 99mTc

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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 pacienteImobilidade durante a aquisição

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Tomografia computadorizada por emissão de fóton único (SPECT)

Reconstrução da imagemSeleção da área alvoFiltro de seleção da radiaçãoOrientação do eixo do exame

Eixos longitudinal (transaxial), sagital e coronal

Controle de qualidade - SPECT

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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)

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PET – Detector de Coincidência

Necessidade de detecção de 2 fótons provenientes de uma única aniquilação

Intervalo de detecção de 10 nanossegundosResolução de 1,5 mm

PET – Detector de CoincidênciaPrecauções:

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PET – Utilização Clínica

Radiofármaco: 18-fluor-desoxiglicose (18F-FDG)

UtilizaçãoOncologiaNeurologiaCardiovascular