introdução à medicina nuclear
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Introdução a Medicina Nuclear
Simone Brandão Médica Chefe do Serviço de Medicina Nuclear
do HC-UFPE Professora Adjunta Depto. Medicina Clínica – UFPE
Doutora Medicina - USP
DEPARTAMENTO DE MEDICINA CLÍNICA DISCIPLINA: MÉTODOS COMPLEMENTARES DE DIAGNÓSTICO
2014
Pierre Curie
Niels Henrik Bohr
(1885 - 1962)
Cientista dinamarquês. Rutherford
Enrico Fermi
Roentgen
(1845-1923)
Becquerel
JJ Thomson
1896 Henri Becquerel descobre "raios” de urânio
1897 Marie Curie deu o nome de "radioactivity" para os raios de urânio
1903 Alexander Graham Bell sugeriu colocação de fontes radioativas perto de tumores
1913 Frederick Proescher publicou o 1º estudo de injeção EV de radiação no tratamento de
várias doenças
1937 Saul Hertz, Arthur Roberts and Robley Evans estudou fisiologia tiroidiana com iodo-128
1938 John Livingood and Glenn Seaborg descobriram o Iodo-131
1938 Emilio Segre and Glenn Seaborg descobriram o Tecnécio-99m
1939 Charles Pecher observou captação de strontium-89 em metástases ósseas
1941 Saul Hertz deu a um paciente a primeira dose terapêutica de Iodo-131
1947 Benedict Cassen usou radioiodo para determinar quanto um nódulo acumula de iodo,
ajudando a diferenciar nódulos benignos de malignos
1947 George Moore usou radioiodo -131 labeled diiodofluorescein para localizar com "probe"
tumores cerebrais em cirurgias
EVOLUÇÃO DA MEDICINA NUCLEAR
1948 Abbott Laboratories começou a distribuir radioisótopos
1951 The U.S. Food and Drug Administration (FDA) aprovou iodeto-131 para
uso em pacientes com patologia de Tiróide
1951 Benedict Cassen, Lawrence Curtis, Clifton Reed and Raymond Libby
construiram um cintilógrafo para se mapear a glândula Tiróide
1959 Picker X-Ray Company lançou o 1º scanner retilíneo
1970 W. Eckelman and P. Richards desenvolveram a marcação de Kit . O 1º foi
o 99mTc-DTPA.
1973 Elliot Lebowitz introduziu Tálio-201 para perfusão miocárdica
1976 John Keyes desenvolveu a 1ª gama-câmara para SPECT
1978 David Goldenberg usou anticorpos marcados para Tumores em humanos.
EVOLUÇÃO DA MEDICINA NUCLEAR
1983 William Eckelman and Richard Reba realizaram o 1º SPECT cerebral com
neuroreceptor em humanos.
1995 ADAC Laboratories lança a 1ª gama-câmara para imagens com 18F-FDG PET
(imagens por coincidência)
1996 “Legitimidade” do PET cerebral
1999 Os estudos com Linfonodo Sentinela são aprovados para o diagnóstico e o
mapeamento de cânceres.
SÉCULO XXI – EQUIPAMENTOS HÍBRIDOS- SPECT-CT, PET-CT, PET-RM
INÚMEROS TRAÇADORES – MOLÉCULAS ESPECÍFICAS
MAPEAMENTO INDIVIDUALIZADO PARA CADA TIPO DE CÂNCER E DOENÇA
EVOLUÇÃO DA MEDICINA NUCLEAR
Histórico
Físico-Químico húngaro;
1943:Prêmio Nobel pelo
desenvolvimento dos radiotraçadores;
Estudou o chumbo e fósforo no
metabolismo de plantas e ratos;
“Pai dos radiotraçadores”.
George Charles de Hevesy
1859 -1906
Hermann Blumgart
Histórico
1926: pioneiro no uso de radiotraçador no homem;
Bismuto-214:avaliou a velocidade do fluxo sanguíneo
de um braço a outro
“Pai do uso diagnóstico dos
radiotraçadores”.
Frèdrèric Joliot Curie e Irène Curie
Histórico
Descobriram a radioatividade artificial;
1934:Direcionaram um feixe de partículas alfa de uma
fonte de rádio num alvo de alumínio.
Histórico
Ernest Lawrence
Físico americano;
1939:Prêmio Nobel de física
pela invenção do Cíclotron;
1901 -1958
Histórico
1905 -1989
Emílio Segre
Físico italiano;
1936/37:descobriu o Tc99m;
Histórico
Sam Seidlin
1949:Demonstrou a erradicação de metástase de CDT
pelo Iodo-131;
“Pai da radioiodoterapia”.
Histórico
Benedict Cassen
Inventor do cintilógrafo retilíneo (1950);
“Pai da imagem na Medicina
Nuclear”.
Histórico
1913 -1994
Marshall Brucer
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”.
Histórico
Hal Anger
1905 -1989
1957: câmara de cintilação;
Estudos dinâmicos e de corpo
inteiro;
“Pai da imagem dinâmica”.
O QUE É MEDICINA NUCLEAR?
Definida em 1972 pela OMS como especialidade médica que
abrange todas as aplicações do emprego de materiais
radioativos no:
DIAGNÓSTICO
TRATAMENTO
PESQUISA MÉDICA
Medicina Nuclear estuda fisiologia
dos órgãos Fins Diagnósticos
Traçadores RADIOATIVOS
99m
+
FÁRMACO
RADIOFÁRMACOS =
≠
TC e RM Estudo Anatômico MNEstudo Funcional
Detecção da Radiação
RADIOATIVIDADE: núcleo muito energético, por ter excesso de partículas ou de
carga, tende a estabilizar-se, emitindo algumas partículas.
99
T1/2=66h.
99m
T1/2=06h.
Radioisótopos
Reator Cíclotron
Gerador
SPECT PET
Detecção da Radiação
Alfa 24
Beta -10
Gama 00
Próton 1p1
Deutério 1d2
Nêutron 0n1
Pósitron +10
Radiação ionizante
Isótopos Átomos de um mesmo elemento
químico com massas diferentes
H
A ENERGIA LIBERADA POR ÁTOMOS INSTÁVEIS (RADIOATIVOS) É
DENOMINADA DE RADIAÇÃO IONIZANTE
99
T1/2=66h.
99m
T1/2=06h.
Radioisótopos
Gerador
Boa disponibilidade
nos SMN
80% dos procedimentos em MN usam RF marcados com 99mTc
½ Vida relativamente curta (ótimo tempo para preparo do RF, fazer CQ,
injetar, fazer imagens e minimizar a dose de radiação absorvida)
Fóton de 140 keV (89% de abundância) ótima energia (gamacâmaras)
RADIOFÁRMACOS
Radioisótopo e Radiofármacos
Methylene diphosphonate
“ 99mTc- MDP ” Mercaptoacetyltriglycine
“ 99mTc - MAG3 ”
• Forma livre :
• Forma marcada:
99mTcO4-
Tecnécio-99m (99mTc)
RF são essenciais para o desempenho dos procedimentos em MN
“ in vitro “ - radioimunoensaio
- Provas funcionais: Fluxo Plasm Renal Efet (Hippuran- 131I)
Ritmo de Filtração Glomerular (EDTA-51Cr)
Sobrevida de hemácias (Cromato - 51Cr)
- Diagnóstico por imagem: CINTILOGRAFIA
anátomofuncional
metabólica
- Terapia
- tireóide - 131I
- dor óssea - 153 Sm
“in vivo”
MEDICINA NUCLEAR E IMAGEM MOLECULAR
RADIOFÁRMACOS
Vias de administração:
•Venosa
•Inalatória
•Oral
•Sondagem Vesical
•Sonda Naso Gástrica
Dosimetria: (Rad/3.5mCi)
corpo total 0.7
testículos 1.8
ovário 1.6
rins 4.2
intestino 0.9
Dose - Dosimetria
Cloreto de Tálio-201
Controles químicos, físicos e biológicos.
CINTILOGRAFIA
AGENTE ORGÃO-ALVO
99mTc-Pertechnetate
Estômago
99mTc-MDP
Bexiga
99mTc-DMSA
Rins
99mTc-Sestamibi
Cólon Proximal
99mTc-DTPA Aerosol
Fígado
201Thallium
Córtex Renal 67Gallium
Cólon Distal
F-18 FDG
Vias urinárias
N-13 Ammonia
CINTILOGRAFIA
Coração Cérebro
Baço
Osso
Pulmão
Tireoide
Câmara de Cintilação 1958 Anger
99mTc-Tecnécio
gama emissor
140 KeV
6 horas
Distribuição da luz
p/ posicionamento
De luz p/ carga
Energia-luz
(NaI)
Foco
Cintilografia
tempo
estatística de contagens
CINTILOGRAFIA
Estudo estático Estudo dinâmico
Estudo tomográfico Fusão de imagens
CINTILOGRAFIA Quantificação
apical médio basal
médio intensidade
extensão
volumes
FEVE
espessamento
motilidade
Medicina Nuclear e Imagem Molecular
Algumas aplicações clínicas
Avaliação da
Tireóide Diagnóstico
Terapia
Seguimento
99mTcO4- / 131I
Cintilografia
Osséa
Pesquisa de sangramento digestivo
99mTc Hemácias
Refluxo gastro-esofágico
Atresia biliar
Hepato-biliar
Normal 99mTc Disida
Cintilografia cerebral
99mTc ECD / 99mTc Ceretec
Infeccção - inflamação
Leucócitos 111In Gálio-67
Tumores
Gálio-67
Cintilografia renal
Dinâmica Estática 99mTc- DTPA
99mTc- DMSA
Cintilografia Pulmonar
Cintilografia pesquisa de shunt D-E
angiografia
radioisotópica
ventriculografia radioisotópica
FEVE = 52 % FEVE=40 %
Pós - QT Pré - QT
1
9
8 7 6
5
4 3 2
Perfusão miocárdica
OctreoScan (In -111 Pentetreotide)
análogo da somatostatina
tumores neuroendócrinos
IMAGEM MOLECULAR
MIBG (I-123 ou I-131metaiodobenzilguanidina)
derivado da guanidina
gastrinoma Feocromocitoma bilateral
Terapia molecular
Insulinoma maligno
Terapia com 90 Y-octreotide
Isotopos -emissores
153 Sm
90 Y
186 Re
177 Lu
32 P
89 Sr
proteína endógena de alta afinidade pela fosfatidilserine
APOPTOSE
99mTc-GLA
D-glucaric acid
NECROSE
IMUNOCINTILOGRAFIA
In-111 prostascint (anticorpo anti antígeno de membrana PSMA neo prostata)
In-111 oncoScint (CR/OV B72.3 MoAb) cancer colorectal e de ovário
Tc-99m CEA Scan ( Anti-CEA) cancer colorectal
In-111 antimyosin
Linfonodo Sentinela
PET Tomografia por emissão de pósitrons
511Kev
13N - 10 min 15O - 2 min 18F - 110 min 11C - 20 min
Produção dos
isótopos:
Cíclotron,
vários alvos,
produz 18F, 11C, 15O, 13N e outros
emissores de +
para aplicações
avançadas.
Síntese dos traçadores:
Módulos automáticos
para a produção de 11C-CO2,
11C-CH3I, 11C-HCN, 11C-acetate, 13N-NH3,
15O-O2, 15O-CO, 15O-CO2, 15O-H2O, 18F-FDG…
Outros traçadores devem
ser sintetizados « à mão »
em laboratório quente.
PET
Diagnóstico e estadiamento primário
LNH
>12000 detetores - resol 5 a 6 mm • Avanço para o diagnóstico, estadiamento e reestadiamento do câncer
• Detecta alterações bioquímicas das doenças antes das morfológicas
PET
colon
LH
Pré-tto Pós-tto
PET - quantificação
ativid (kBq)/ volume tecidual (ml)
dose iv (kBq) / peso (g) SUV=
SUV= 4.44 mg/ml SUV= 3.26 mg/ml
PET/CT
Fusão FDG CT
LH
SNC
Alzheimer
Perfusão
MIBI 99mTc
Metabolismo
FDG 18F
Viabilidade Miocárdica
PET/CT
Cardíaco
Rb-82
Angio Tc
Metabolismo de aminoácidos (incorporação a proteínas ou RNA)
11C- L methionine: gliomas
18F -tyrosina (FMT)(FET):tumores músculo esqueléticos
18F-FDopa: melanoma, tu carcinóide, ca medular, tu SNC
PET : outros traçadores
Proliferação celular (síntese ac nucleico)
18F-fluorothymidine (FLT): avaliação resposta terapêutica
Hipóxia
18F-fluoromisonidazole(FMISO): avaliação resposta terapêutica
Receptores de somatostatina
68Ga-DOTATOC: tumores neuroendócrinos
Receptores de estrógeno
18F-FES: mama
Angiogênese
18F-galacto-RGT: avaliação de terapia antiangiogênica
Apoptose
18F- annexin V
68Ga DOTATATE: TU neurendócrinos
Tumor carcinóide
18F FLT: proliferação celular
Ca sigmóide
Planejamento radioterápico
• High Sensitivity: >4% • High-resolution: 1.6mm • PET / CT Functionality Common Bed, Software Fusion
Pre-Clinical PET: eXplore
1) Courtesy: Indiana Univ., Gary Hutchins
1
OBRIGADA