Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”

Faculdade de Medicina de Botucatu

Departamento de Doenças Tropicais e Diagnóstico por Imagem

Curso de Bacharelado em Física Médica

Laboratório de Medicina Nuclear

Estudo dirigido n.º 1

Docente Responsável:

Prof.ª Dr.ª Beatriz Lotufo Griva

Alunos:

Anderson Akira Arima

Danielle Pereira Wiecek

Luciana Cardoso Matsushima

Paulo Roberto da Fonseca Filho

Botucatu, setembro de 2006.

1

Sumário

1. Introdução.................................................................................................................4

2. Objetivo....................................................................................................................6

3. Fundamentos Teóricos..............................................................................................6

3.1 Radionuclídeos.................................................................................................6

3.1.1 Decaimento radioativo..............................................................................6

3.1.2 Meia-vida..................................................................................................7

3.1.3.1 Reator Nuclear......................................................................................8

3.1.3.2 Aceleradores de partículas....................................................................9

3.1.3.3 Geradores de radionuclídeos.................................................................9

3.2 Rádiofármacos utilizados em Medicina Nuclear............................................10

3.3 Calibrador de Dose.........................................................................................12

3.4 Testes de controle de qualidade do calibrador de dose...................................13

3.4.1 Precisão e exatidão.................................................................................13

3.4.2 Teste de precisão de contagem...............................................................14

3.4.3 Linearidade.............................................................................................15

3.4.4 Reprodutibilidade...................................................................................15

4. Materiais.................................................................................................................16

5. Resultados...............................................................................................................17

5.1 Resultados para testes de precisão e exatidão.................................................17

5.2 Resultados para teste de precisão de contagem..............................................19

5.3 Resultados para teste de linearidade...............................................................20

5.4 Resultado para teste de reprodutibilidade.......................................................23

6. Discussão................................................................................................................28

6.1 Testes de exatidão e precisão..........................................................................28

6.2 Teste de precisão de contagem.......................................................................29

6.3 Teste de linearidade........................................................................................29

6.4 Teste de reprodutibilidade..............................................................................30

7. Conclusão...............................................................................................................30

8. Referências Bibliográficas......................................................................................30

2

Lista de Figuras

Figura 1: a) Foto de um Calibrador de Dose b) esquema de funcionamento de um

calibrador de dose...........................................................................................................12

Figura 2: Resultado para o teste de linearidade para o 99mTc..........................................22

Figura 3: Resultado para o teste de linearidade para o 131I.............................................22

Figura 4: Variação da radiação de fundo nos testes de linearidade para o 131I...............23

Figura 5: Resultado do teste de reprodutibilidade..........................................................28

Lista de Tabelas

Tabela 1: Exemplos de radionuclídeos produzidos por gerador.....................................10

Tabela 2: Exemplos de radiofármacos utilizados em Medicina Nuclear e suas principais

aplicações........................................................................................................................11

Tabela 3: Fontes de referência utilizadas nos testes de exatidão e precisão...................16

Tabela 4: Leituras de atividade para 57Co nos testes de exatidão e precisão..................17

Tabela 5: Leituras de atividade para 133Ba nos testes de exatidão e precisão.................18

Tabela 6: Leituras de atividade para 137Cs nos testes de exatidão e precisão.................18

Tabela 7: Leituras de atividade para 131I para o teste de precisão coletadas durante visita

ao Serviço de Medicina Nuclear do HC/FMB................................................................19

Tabela 8: Dados obtidos no teste de linearidade para 99mTc no mês de novembro de

2005................................................................................................................................20

Tabela 9: Dados obtidos no teste de linearidade para 131I no mês de julho de 2006.......21

Tabela 10: Leituras de atividade e radiação de fundo (background – BG) para 99mTc no

teste de reprodutibilidade................................................................................................23

3

1. Introdução

A constante busca por informações para obter melhores diagnósticos e

prognósticos na área médica implicaram numa enorme variedade de técnicas de

obtenção de imagens médicas. Nesse contexto, diversas instrumentações foram

desenvolvidas ou aperfeiçoadas no intuito de avaliar informações funcionais ou

anatômicas dos sistemas biológicos, tais como radiografia convencional [1],

mamografia [2], tomografia computadorizada (CT), ultra-sonografia e ressonância

magnética (RMN) [1,3,4], que priorizam imagens anatômicas. Por outro lado, técnicas

de imagem que enfocam situações fisiológicas e funcionais, como a ressonância

magnética funcional (fRMN) [3] e a medicina nuclear [1,5] .

A história da Medicina Nuclear envolve contribuições de um grande número de

cientistas e físicos. Os fundamentos teóricos da Medicina Nuclear originaram-se no

final do século XIX com a descoberta da radioatividade por Henri Becquerel (1896) e

do rádio por Maria Curie (1898). Essas descobertas foram logo após a descoberta dos

raios-X por Wilhelm Roentgen (1895).

Em 1913, George de Hevesy desenvolveu os princípios de um traçador, sendo a

primeira aplicação biológica realizada em 1923. Essa consistiu no estudo da absorção e

translocação de nitrato radioativo em plantas. O primeiro emprego de traçadores

radioativos em humanos foi feito por Blumgart e Weiss (1927) e consistiu na injeção de

uma solução aquosa de radônio intravenosamente, medindo-se posteriormente o tempo

de transição do sangue de um braço para o outro através de um detector de radiação.

Em 1930, com a invenção do ciclotron por Lawrence, tornou-se possível a

produção artificial de novos radionuclídeos; desse modo, ampliou-se o alcance dos

processos biológicos que poderiam ser estudados. Novamente, Hevesy foi o pioneiro

nos estudos práticos dos radionuclídeos em plantas e em células sangüíneas vermelhas.

No período subseqüente à Segunda Guerra Mundial, a utilização de reatores

nucleares propiciou a produção de isótopos radioativos em quantidades suficientes para

aplicações médicas, o que, aliado ao desenvolvimento tecnológico ocorrido na década

de 1950, permitiu a obtenção de imagens da distribuição de radionuclídeos no corpo

humano. Os maiores marcos que revolucionaram os sistemas de imagens em Medicina

4

Nuclear foram: em 1951, o desenvolvimento do scanner retilíneo por Benedict Cassen e

a Gama Câmara por Hal Anger, em 1958.

Na década de 60, o 123I era empregado em diagnósticos para a avaliação do

funcionamento da glândula tireóide. O uso do 99mTc em 1964, por Paul Harper,

impulsionou o desenvolvimento da medicina nuclear, pois os raios gama emitidos por

ele apresentavam propriedades importantes para a obtenção da imagem. Além disso, ele

demonstrou-se ser bem flexível em sua marcação para uma ampla variedade de

componentes que permitissem um estudo de vários órgãos do corpo humano, fazendo

com que ele seja o radionuclídeo mais utilizado em medicina nuclear.

A prática clínica da medicina nuclear envolve a administração via intra-venosa,

inalatória ou oral de componentes marcados com traçadores radioativos (radionuclídeos

emissores ou +), os quais são usados para obter informações sobre várias patologias.

Ao decair, o radionuclídeo dá origem a um raio com energia suficiente para

atravessar o corpo do paciente sem sofrer muitas interações (espalhamento ou

atenuação) até atingir o detector. O sistema de detecção mais comum é a Gama Câmara

(ou Câmara Anger), que é composta por um cristal cintilador de Iodeto de Sódio

dopado com Tálio (NaI-Tl), tubos fotomultiplicadores e um aparato computacional para

análise dos fótons e processamento das imagens.

Deste modo, a estrutura mínima de um centro de medicina nuclear envolve uma

sala quente, onde os radiofármacos são preparados, uma sala de realização de exames e,

em casos de serviços que ofereçam terapia, quartos de internação devidamente

blindados. Toda essa estrutura exige que o serviço garanta a qualidade dos

procedimentos realizados, isso é feito através de testes de controle de qualidade

periódicos, envolvidos num Programa de Garantia de Qualidade. Cada um dos

equipamentos utilizados requer testes específicos e com periodicidade própria, ou seja,

alguns desses testes podem ser: diários, semanais, trimestrais, semestrais ou anuais, por

exemplo.

Como a primeira parte dos relatórios da disciplina de “Laboratório de Medicina

Nuclear”, oferecida ao curso de bacharelado em Física Médica, são apresentados os

testes de controle de qualidade em calibradores de dose, nos quais estão incluídos os

seguintes testes diários de linearidade, reprodutibilidade, precisão e exatidão.

5

2. Objetivo

O objetivo deste primeiro conjunto de aulas práticas foi analisar os dados de

medidas realizadas entre 01/07/2004 e 19/01/2006 nos testes de linearidade,

reprodutibilidade, precisão e exatidão do calibrador de dose, internacionalmente

padronizados pela Agência Internacional de Energia Atômica através do TecDoc 602

“Quality control of nuclear medicine instruments 1991” [6].

3. Fundamentos Teóricos

3.1 Radionuclídeos

Um isótopo radioativo é caracterizado por possuir instabilidades nucleares que

são eliminadas via emissão de partículas (neutras ou carregadas) ou fótons para que o

átomo decaia para um núcleo estável (não-radioativo).

3.1.1 Decaimento radioativo

O decaimento radioativo é um processo espontâneo, ou seja, não há como

prever o momento exato em que um núcleo instável submete-se a uma transformação

radioativa, tornando-se um núcleo mais estável. Matematicamente, o decaimento

radioativo é descrito em termos de probabilidades e taxas de decaimento médio.

A quantidade N/t, a taxa de decaimento médio, é a atividade da amostra e

tem dimensão desintegrações por segundo (dps) ou desintegrações por minuto (dpm) e

é essencialmente uma medida da quantidade de radioatividade de uma amostra. Suas

unidades são Curie ou Bequerel. O Curie (Ci) é a mais antiga das unidades e é definida

como 3,7.1010 dps (2,22.1012 dpm), enquanto que a unidade de atividade no Sistema

Internacional (SI) é o bequerel (Bq), que equivale a uma taxa de decaimento de 1 dps.

Então:

6

1

em que é a constante de desintegração, N é o número de átomos iniciais da amostra

e t é o tempo decorrido durante o decaimento.

Com a passagem do tempo, o número N de átomos radioativos em uma amostra

decresce, diminuindo, portanto, a sua atividade. Integrando a equação acima, obtém-se

a seguinte expressão:

2

em que N(t) é o número de átomos que permanecem após um certo tempo t, N0 é o

número de átomos no tempo inicial (t=0) é o fator de decaimento do tempo t.

A atividade A é proporcional ao número de átomos N, assim o fator de decaimento

também pode ser aplicado à atividade versus tempo. Desse modo, tem-se a seguinte

equação:

3

3.1.2 Meia-vida

A meia-vida física (T1/2) de um radionuclídeo é um dos parâmetros cruciais na

escolha de determinado isótopo para uso na rotina clínica. Ele representa o tempo

necessário para que metade dos átomos radioativos numa amostra decaia para átomos

estáveis, ou seja, para que a atividade inicial diminua 50%. A meia-vida e a constante

de decaimento de um radionuclídeo estão relacionadas através da equação 4, obtida

através da equação 3:

4

3.1.3 Produção de radionuclídeos

7

O radioisótopo pode possuir duas origens: natural ou artificial, sendo que os

radionuclídeos utilizados na medicina nuclear moderna são produzidos artificialmente.

Eles são fabricados através do bombardeamento do núcleo de átomos estáveis com

partículas subnucleares (como nêutrons e prótons), produzindo reações nucleares que

convertem um núcleo estável em um isótopo radioativo. Os radionuclídeos podem ser

obtidos através de reatores, aceleradores ou geradores.

3.1.3.1 Reator Nuclear

O reator nuclear contém uma quantidade de material que sofrerá fissão,

tipicamente urânio natural (235U e 238U). O 235U sofre fissão nuclear espontânea (T1/2

7.108 anos) emitindo dois ou três nêutrons. A fissão de nêutrons, por sua vez, provocará

outros eventos de fissão, gerando uma reação em cadeia no bombardeamento nuclear

dos isótopos 235U e 238U. A principal reação é representada pela seguinte fórmula, a qual

mostra a geração do 236U*, isótopo altamente instável.

5

Os produtos da fissão sempre possuem um excesso de nêutrons e se submetem a

um decaimento radioativo por emissão -, até que um nuclídeo estável seja alcançado.

Se um dos elementos radioativos intermediários tem uma meia-vida suficientemente

longa, ele pode ser extraído de produtos de fissão e utilizado como um radionuclídeo

médico. Por exemplo:

6

A meia-vida do 99Mo é 65,9 horas, a qual é suficientemente longa para permitir

que ele seja separado quimicamente de outros fragmentos de fissão. O 99Mo

desempenha um papel importante em medicina nuclear, pois ele é o radionuclídeo pai

do 99mTc, elemento mais comumente utilizado nos procedimentos de rotina.

Quando nêutrons colidem com um alvo, alguns deles são “capturados” pelo

núcleo dos átomos-alvo; desse modo, um núcleo alvo pode ser convertido em um

produto radioativo. Tal evento é chamado de “ativação por nêutrons”. Dois tipos de

8

reações ocorrem comumente. A primeira é a reação (n,), na qual um núcleo alvo, ,

captura um nêutron e é convertido em um núcleo produto, , o qual é formado

em um estado excitado. O núcleo produto retorna ao seu estado inicial emitindo um raio

gama, sendo que o alvo e o núcleo resultante dessa reação representam diferentes

isótopos do mesmo elemento químico. A reação é representada abaixo:

7

O segundo tipo desta reação é a reação (n,p). Nesse caso, o núcleo alvo captura

um nêutron e ejeta um próton. Nesse caso, o alvo e o produto nuclear para a reação

(n,p) não representam o mesmo elemento químico. Essa reação é representada como:

8

3.1.3.2 Aceleradores de partículas

Os aceleradores são utilizados para acelerar partículas carregadas eletricamente,

como prótons, dêuterons e partículas . Quando direcionado a um material alvo, estas

partículas podem causar reações nucleares que resultam na formação de radionuclídeos

de um modo similar à ativação com nêutrons em um reator. A maior diferença é que as

partículas devem ter energias muito altas, tipicamente 10-20 MeV, para vencer as

forças coulombianas vizinhas ao núcleo. O ciclotron é o acelerador mais utilizado para

a produção de radionuclídeos importantes.

3.1.3.3 Geradores de radionuclídeos

Um gerador de radionuclídeo contém um nuclídeo-pai, e através de um aparato,

permite a separação e extração do radionuclídeo filho. O gerador mais importante é o

sistema 99Mo-99mTc, por causa do amplo emprego do tecnécio-99m. O tecnécio-99m

emite raios gama (140 keV), os quais são fundamentais para a formação de imagens na

Gama Câmara. A tabela abaixo ilustra alguns radionuclídeos produzidos por gerador

mais utilizados em Medicina Nuclear.

9

Tabela 1: Exemplos de radionuclídeos produzidos por gerador

Filho Decaimento T1/2 Pai T1/2

62Cu +,CE 9.7 min 62Zn 9.3h

68Ga +,CE 68 min 68Ge 275dias

82Rb +,CE 1.3 min 82Sr 25 dias

87mSr TI 2.8 h 87Y 80 h

99mTc TI 6 h 99Mo 66 h

113mIn TI 100 min 113Sn 120 dias

CE=Electron capture, TI =transição isomérica

3.2 Rádiofármacos utilizados em Medicina Nuclear

Os radionuclídeos utilizados em medicina nuclear devem cumprir alguns pré-

requisitos: possuir meia-vida física curta e meia-vida biológica suficientemente longa

para garantir o sucesso dos estudos fisiológicos e não comprometer o paciente com a

dose clínica ou radiológica do radiofármaco.

Mesmo com as restrições anteriormente mencionadas, a Medicina Nuclear é

uma ferramenta utilizada para uma ampla variedade de diagnósticos. Há

aproximadamente 100 diferentes procedimentos que envolvem imagens diagnósticas

avaliados no ano de 1996. Esses procedimentos envolvem componentes marcados

radioativamente os quais possibilitam a avaliação de funções biológicas.

Dos radioisótopos conhecidos, os que cumprem estas características e,

conseqüentemente, são mais utilizados tanto isoladamente como associados a fármacos

são: 99mTc [7], 131I, 67Ga, 201Ta e 153Sm, conforme pode-se observar na Tabela 2 que

mostra alguns dos mais comuns procedimentos clínicos.

10

Tabela 2: Exemplos de radiofármacos utilizados em Medicina Nuclear e suas principais

aplicações.

Nuclídeo Componente Tipo

imagem

Aplicação Exemplos de

uso clínico99mTc 99mTc-metileno

difosfonato

(MDP)

Planar Metabolismo ósseo Metástase

Osteomielite

99mTc Sestamibi SPECT /

planar

Perfusão miocárdica Doenças da

artéria coronária99mTc Tetrofosmin201Tl Cloreto de tálio

99mTc MAG3 planar Função renal Disfunção renal99mTc DTPA99mTc HMPAO SPECT Fluxo sanguíneo

cerebral

Disfunções

neurológicas99mTc ECD131I Iodeto de sódio Planar Função da tireóide Disfunções

tireoidianas67Ga Citrato de gálio Planar Metabolismo

tumoral

Localização

tumoral111In Linfócitos

marcados

Planar Locais de infecção Detecção de

inflamações18F Fluordeoxiglicose

(FDG)

PET Metabolismo da

glicose

Câncer,

disfunções

neurológicas e

doenças do

miocárdio13N Amônia PET Perfusão miocárdica Doenças da

artéria coronária

3.3 Calibrador de Dose

11

Um dos métodos de aferição da atividade de um radiofármaco é através de um

calibrador de dose ou curiômetro, Figura 1.a. O calibrador de dose é composto por duas

partes: uma câmara de ionização com um furo na região central (comumente

denominada poço) e um eletrômetro com um conjunto de teclas que permitem

selecionar o radioisótopo desejado para a calibração do equipamento.

a) b)

Figura 1: a) Foto de um Calibrador de Dose b) esquema de funcionamento de um

calibrador de dose.

A câmara é selada, sob pressão, e possui dois eletrodos co-axiais cilíndricos

mantidos em uma diferença de potencial fornecida por uma fonte de tensão. Quando

um fóton de raios- interage com o ar no interior da câmara ocorre ionização, dando

origem a duas cargas: uma positiva e outra negativa. Cada uma das cargas é atraída

eletricamente para o eletrodo de polaridade contrária à sua, Figura 1.b, o que gera uma

pequena corrente elétrica. No eletrômetro, a corrente de ionização é convertida em um

sinal, que é amplificado, processado e, finalmente, apresentado.

Isso é possível porque é assumido que as condições de geometria são as mesmas

e que a resposta é linear e diretamente proporcional à atividade. Todavia, a resposta de

uma câmara de ionização para radiação de diferentes radionuclídeos varia com o tipo de

radiação, a energia e a abundância das mesmas, com maior importância para a energia,

fazendo com que ajustes na amplificação do sinal seja necessária para cada

radionuclídeo, o que justifica a existência de teclas de seleção de isótopos na maioria

dos curiômetros. Além disso, um potenciômetro pode ser posicionado para ajustar

parâmetros específicos caso não haja teclas de seleção apropriada. Uma blindagem em

12

torno do poço (câmara de ionização) fornece a proteção radiológica de pessoal e

também reduz a resposta do sistema à radiação ambiental embora a radiação de fundo

(residual) permaneça. Alguns calibradores de dose têm ajustes de zero para que esta

contagem de fundo possa ser “desconsiderada” nas medidas de atividade.

3.4 Testes de controle de qualidade do calibrador de dose

3.4.1 Precisão e exatidão

Este procedimento objetiva testar a precisão e exatidão do calibrador através das

medidas de atividades das fontes padrões de referência nas mesmas condições de

geometria e seu protocolo compreende os seguintes passos para cada uma das fontes

padrão utilizadas (Tabela 3): selecionar condições operacionais apropriadas para cada

fonte, inserir a fonte no poço e aguardar a estabilização da leitura, repetir dez leituras

em intervalos regulares de tempo para cada fonte e subtrair a leitura da radiação de

fundo, corrigindo a leitura da atividade.

O teste de precisão [6], expresso matematicamente pela equação 9, representa a

“variação” das leituras em relação à sua média durante dez aquisições consecutivas:

9

em que Ai é a atividade individual da fonte e é atividade média.

A exatidão, expressa matematicamente pela equação 10, representa a variação

da leitura da atividade média em relação à atividade corrigida da fonte padrão. Essa

atividade corrigida é obtida através da lei de decaimento exponencial da atividade,

apresentada na equação 11 e leva em consideração a atividade inicial da fonte na data

de sua confecção, assumindo que o curiômetro do fabricante esteja devidamente

calibrado.

10

em que é a atividade média C é atividade corrigida.

13

11

em que C é a atividade esperada pela fonte, C0 é a atividade inicial da fonte, T é o

período decorrido, T 1/2 é a meia-vida do radioisótopo.

Os limites de tolerância destes equipamentos são estabelecidos pelo fabricante,

mas há a recomendação de que o valor da precisão não deve exceder ± 5% e o valor da

exatidão deve estar entre ± 10%.

3.4.2 Teste de precisão de contagem

Esse tipo de teste objetiva verificar a precisão de um sistema de contagem para

medidas de radiação in vitro. Para tanto, os parâmetros do sistema foram ajustados

de acordo com o determinado para teste de calibração de energia [6] e os controles para

janela e limiar de energia ajustados para o isótopo utilizado. Em seguida, foram

realizadas dez medidas com pelo menos 10000 contagens.

A análise dos dados é feita através da equação abaixo:

12

em que é a contagem individual e é a média das contagens.

Para uma coleta de dados com 10 pontos e, portanto, nove graus de liberdade, os

níveis de confiança para são 16,92 e 3,32. Valores fora desse intervalo são

explicados pela natureza aleatória do decaimento radioativo.

3.4.3 Linearidade

14

O teste de linearidade [6] verifica se a resposta do calibrador de dose está

adequada em toda faixa de atividade para a qual ele é utilizado. Para a realização desse

teste, é selecionada uma fonte de baixa meia-vida física com atividade mais próxima à

leitura máxima do calibrador e leituras seqüenciais, em intervalos regulares de tempo,

são realizadas até que a atividade desta fonte esteja próxima à radiação de fundo do

serviço.

Para a análise dos dados, apresenta-se os pontos corrigidos (subtraída a radiação

de fundo) em um gráfico tipo semi-log, sendo logaritmo da atividade versus tempo. Os

limites de aceitação ficam restritos a desvios positivos ou negativos de 10% de um

ajuste linear dos dados.

3.4.4 Reprodutibilidade

Com este teste deseja-se verificar a reprodutibilidade do desempenho diário do

calibrador através de medidas de um radionuclídeo de meia-vida longa [6]. Para a

realização deste teste é necessária uma fonte selada emissora gama de média energia

com atividade em torno de 100 mCi.

O protocolo exige que o teste seja realizado nas mesmas condições utilizadas

para o radionuclídeo mais comum no serviço, 99mTc, por exemplo. Nestas condições

deve ser medida a atividade da fonte de referência e registrar, já subtraindo a radiação

de fundo, a atividade da fonte, radiação de fundo e o dia da medida. Se mais de um

radionuclídeo for comum no serviço deve-se repetir o teste nas condições de cada um

dos radionuclídeos.

A análise é “sintetizada” num único gráfico em que são apresentadas quatro

linhas de decaimento: experimental, “teórica”, limite de tolerância superior e limite

inferior. Para tanto, a curva esperada, “teórica” é obtida através da equação 11

(determinada pela meia-vida física do radionuclídeo) em que se considera a atividade

inicial a média de 10 medidas consecutivas no primeiro dia; os limites superior e

inferior são obtidos calculando-se 5% a mais e 5% a menos da curva “teórica”,

respectivamente.

15

Ao comparar curva de decaimento (experimental) obtida com a curva esperada,

os limites de aceitabilidade dos dados são as duas linhas paralelas, acima e abaixo da

curva, com distância correspondente à precisão do instrumento (em geral 5% da

atividade esperada).

4. Materiais

O calibrador de dose que foi submetido aos procedimentos de controle de

qualidade foi Calibrador de Dose Carpintec CRC-127 do Serviço de Medicina Nuclear

do HC/FMB. Para os testes de precisão e exatidão do calibrador de dose, foram

utilizadas três fontes de referência, apresentadas na Tabela 3, suportes para a fonte e

pinça para manipulação. No caso do teste de precisão de contagem, porém, só foi

utilizada uma fonte de 131I, além dos aparatos de suporte e manipulação da fonte.

Tabela 3: Fontes de referência utilizadas nos testes de exatidão e precisão.

Radionuclídeo Energia (keV) Meia-vida Atividade (mCi) Confecção da fonte57Co 122 270,9 dias 5627,00 01/04/2001133Ba 81,356 10,7 anos 269,000 06/06/1995137Cs 662 30 anos 218,000 05/09/1995

Para o teste de linearidade, foi utilizado um radionuclídeo de meia -vida física

curta, 99mTc, em solução com atividade próxima ou maior que a atividade máxima para

a qual este instrumento é utilizado, cerca de 100 mCi. Outros materiais, como suportes

e frascos para a fonte, pinças para manipulação e papel semi-log também foram

empregados. Já para o teste de reprodutibilidade também foi utilizada uma fonte de 137Cs, cuja atividade inicial, em 01/07/2004, era de 325,48 mCi.

5. Resultados

16

5.1 Resultados para testes de precisão e exatidão.

Os resultados dos testes de precisão e exatidão realizados no dia 19/01/2006 são

apresentados na Tabela 4, para 57Co, Tabela 5, para 133Ba e na Tabela 6 para 137Cs.

Tabela 4: Leituras de atividade para 57Co nos testes de exatidão e precisão.

Leitura Atividade (mCi) BG (mCi) Leitura corrigida (mCi) Precisão (%)

1 61,400 1,120 60,280 -0,230

2 61,400 1,130 60,270 -0,247

3 61,500 1,080 60,420 0,002

4 61,800 1,040 60,760 0,564

5 61,600 1,000 60,600 0,300

6 61,400 1,060 60,340 -0,131

7 61,400 1,120 60,280 -0,230

8 61,500 1,090 60,410 -0,015

9 61,400 1,110 60,290 -0,214

10 61,600 1,060 60,540 0,200

Média 61,500 1,081 60,419

Neste dia, a atividade calculada da fonte era de 63,330mCi, passados 1754

dias da confecção da fonte, que possui meia-vida física de 270,90 dias, resultado em

uma exatidão de -4,596159377%.

Tabela 5: Leituras de atividade para 133Ba nos testes de exatidão e precisão.

Leitura Atividade (mCi) BG (mCi) Leitura corrigida (mCi) Precisão (%)

17

1 130,800 0,210 130,590 -0,031

2 130,700 0,180 130,520 -0,085

3 130,800 0,220 130,580 -0,039

4 130,900 0,230 130,670 0,030

5 131,000 0,250 130,750 0,091

6 130,900 0,250 130,650 0,015

7 130,900 0,250 130,650 0,015

8 130,800 0,230 130,570 -0,047

9 130,800 0,240 130,560 -0,054

10 131,000 0,230 130,770 0,106

Média 130,860 0,229 130,631

Neste dia, a atividade calculada da fonte era de 133,46 mCi, passados 3880 dias

da confecção da fonte, que possui meia-vida física de 3836,15 dias, resultado em uma

exatidão de -2,118569052%.

Tabela 6: Leituras de atividade para 137Cs nos testes de exatidão e precisão.

Leitura Atividade (mCi) BG (mCi) Leitura corrigida (mCi) Precisão (%)

1 169,600 0,250 169,350 0,060

2 169,300 0,200 169,100 -0,087

3 169,300 0,210 169,090 -0,093

4 169,200 0,260 168,940 -0,182

5 169,700 0,230 169,470 0,131

6 169,500 0,230 169,270 0,013

7 169,600 0,190 169,410 0,096

8 169,400 0,150 169,250 0,001

9 169,500 0,190 169,310 0,037

10 169,500 0,210 169,290 0,025

Média 169,460 0,212 169,248

18

Neste dia, a atividade calculada da fonte era de 171,52mCi, passados 3.789

dias da confecção da fonte, que possui meia-vida física de 10.950 dias, resultado em

uma exatidão de -1,324449112%.

5.2 Resultados para teste de precisão de contagem

Tabela 7: Leituras de atividade para 131I para o teste de precisão coletadas durante

visita ao Serviço de Medicina Nuclear do HC/FMB.

Leitura Contagens

1 29765 2289774,24

2 33968 7235024,04

3 32142 746150,44

4 33349 4288212,64

5 27916 11304388,84

6 33132 3436574,44

7 34261 8897095,84

8 31641 131623,84

9 28369 8463444,64

10 28239 9236736,64

Média 31278 = 56029025,6

Com base na expressão matemática fornecida em [6], o valor encontrado é

.

5.3 Resultados para teste de linearidade

19

Como dados para o teste de linearidade, foram apresentadas as tabelas e gráficos

abaixo.

Tabela 8: Dados obtidos no teste de linearidade para 99mTc no mês de novembro de

2005.

Data e hora Tempo decorrido (dias) Atividade (mCi) Ajuste (mCi)

21/11/05 7:45 0,00 200,00 200,00

21/11/05 8:45 0,04 179,00 178,18

21/11/05 9:45 0,08 160,00 158,74

21/11/05 10:45 0,13 141,00 141,42

21/11/05 11:45 0,17 125,00 125,99

21/11/05 12:55 0,22 109,00 110,11

21/11/05 13:45 0,25 101,60 100,00

21/11/05 14:55 0,30 89,00 87,391

21/11/05 15:55 0,34 79,40 77,856

21/11/05 16:40 0,37 72,80 71,395

21/11/05 17:40 0,41 65,60 63,605

22/11/05 7:45 1,00 12,70 12,500

22/11/05 8:45 1,04 11,30 11,136

22/11/05 9:45 1,08 10,10 9,9213

22/11/05 10:53 1,13 8,76 8,7037

22/11/05 11:45 1,17 7,95 7,8745

22/11/05 12:54 1,21 6,93 6,8949

22/11/05 13:52 1,25 6,21 6,1663

22/11/05 14:40 1,29 5,67 5,6220

22/11/05 15:50 1,34 4,96 4,9131

22/11/05 16:45 1,38 4,48 4,4194

22/11/05 17:40 1,41 4,03 3,9753

23/11/05 7:45 2,00 0,80 0,78125

23/11/05 8:45 2,04 0,72 0,69601

20

23/11/05 9:45 2,08 0,61 0,62008

23/11/05 10:45 2,13 0,56 0,55243

23/11/05 11:45 2,17 0,50 0,49216

23/11/05 12:45 2,21 0,45 0,43846

23/11/05 13:45 2,25 0,40 0,39062

23/11/05 14:43 2,29 0,36 0,34935

23/11/05 15:44 2,33 0,32 0,31063

23/11/05 16:47 2,38 0,28 0,27515

23/11/05 17:45 2,42 0,25 0,24607

Tabela 9: Dados obtidos no teste de linearidade para 131I no mês de julho de 2006.

Data Tempo decorrido

Leituras (mCi)

Ajuste (mCi)Atividade BG Corrigida

5/7/2006 - 20355 86 20269 20269

6/7/2006 1,00 20156 74 20082 18591

7/7/2006 2,00 19236 89 19147 17052

13/7/2006 8,00 10931 80 10851 10154

14/7/2006 9,00 9410 73 9337 9313,6

18/7/2006 13,00 6657 74 6583 6592,1

19/7/2006 14,00 5975 75 5900 6046,5

21

Figura 2: Resultado para o teste de linearidade para o 99mTc

Figura 3: Resultado para o teste de linearidade para o 131I

22

Figura 4: Variação da radiação de fundo nos testes de linearidade para o 131I.

5.4 Resultado para teste de reprodutibilidade

Na coleta de dados para o teste de reprodutibilidade, foram registrados os

pontos apresentados na tabela abaixo.

Tabela 10: Leituras de atividade e radiação de fundo (background – BG) para 99mTc no

teste de reprodutibilidade.

Data

Leitura

(mCi)

BG

(mCi)

Leitura

Corrigida Data

Leitura

(mCi)

BG

(mCi)

Leitura

Corrigida

01/07/04 326,00 0,52 325,48 12/01/05 320,00 2,77 317,23

02/07/04 325,00 0,05 324,95 13/01/05 320,00 2,34 317,66

05/07/04 325,00 0,00 325,00 14/01/05 322,00 1,10 320,90

06/07/04 325,00 1,40 323,60 17/01/05 320,00 1,46 318,54

23

07/07/04 324,00 0,78 323,22 18/01/05 322,00 1,08 320,92

08/07/04 327,00 0,92 326,08 19/01/05 320,00 1,19 318,81

12/07/04 325,00 0,39 324,61 03/02/05 320,00 2,50 317,50

13/07/04 325,00 1,20 323,80 04/02/05 321,00 0,23 320,77

14/07/04 326,00 1,79 324,21 09/02/05 319,00 1,11 317,89

15/07/04 325,00 1,50 323,50 10/02/05 320,00 0,85 319,15

16/07/04 325,00 1,46 323,54 11/02/05 320,00 1,32 318,68

19/07/04 324,00 0,40 323,60 14/02/05 319,00 1,11 317,89

20/07/04 326,00 1,34 324,66 15/02/05 321,00 0,75 320,25

21/07/04 326,00 1,60 324,40 16/02/05 320,00 1,06 318,94

22/07/04 326,00 1,13 324,87 17/02/05 320,00 1,60 318,40

23/07/04 327,00 0,50 326,50 18/02/05 319,00 1,47 317,53

27/07/04 325,00 0,03 324,97 21/02/05 318,00 0,82 317,18

28/07/04 326,00 0,07 325,93 22/02/05 321,00 0,56 320,44

29/07/04 325,00 0,07 324,93 23/02/05 323,00 0,33 322,67

30/07/04 326,00 0,05 325,95 24/02/05 316,00 1,18 314,82

02/08/04 327,00 0,35 326,65 25/02/05 316,00 1,09 314,91

03/08/04 326,00 0,44 325,56 28/02/05 319,00 1,12 317,88

04/08/04 327,00 1,22 325,78 01/03/05 316,00 1,10 314,90

05/08/04 323,00 1,38 321,62 02/03/05 320,00 0,40 319,60

06/08/04 324,00 0,42 323,58 03/03/05 318,00 0,65 317,35

09/08/04 324,00 0,39 323,61 04/03/05 318,00 0,99 317,01

10/08/04 322,00 0,51 321,49 07/03/05 316,00 1,02 314,98

11/08/04 324,00 0,06 323,94 08/03/05 315,00 1,37 313,63

12/08/04 325,00 0,29 324,71 09/03/05 318,00 0,73 317,27

13/08/04 321,00 0,21 320,79 10/03/05 319,00 1,19 317,81

16/08/04 322,00 0,95 321,05 11/03/05 318,00 1,36 316,64

17/08/04 322,00 0,54 321,46 14/03/05 317,00 1,28 315,72

18/08/04 322,00 0,72 321,28 15/03/05 316,00 1,87 314,13

19/08/04 322,00 0,64 321,36 16/03/05 318,00 0,18 317,82

20/08/04 324,00 0,30 323,70 17/03/05 316,00 1,83 314,17

24

23/08/04 322,00 0,45 321,55 18/03/05 315,00 2,05 312,95

24/08/04 323,00 0,12 322,88 21/03/05 317,00 1,65 315,35

25/08/04 322,00 0,54 321,46 22/03/05 318,00 1,70 316,30

26/08/04 323,00 0,15 322,85 23/03/05 317,00 1,57 315,43

27/08/04 323,00 0,37 322,63 24/03/05 313,00 1,92 311,08

30/08/04 325,00 0,72 324,28 28/03/05 314,00 0,61 313,39

02/09/04 326,00 1,50 324,50 29/03/05 322,00 0,89 321,11

03/09/04 325,00 0,94 324,06 30/03/05 322,00 1,91 320,09

08/09/04 321,00 0,37 320,63 31/03/05 318,00 2,02 315,98

09/09/04 320,00 0,62 319,38 01/04/05 319,00 1,41 317,59

10/09/04 323,00 0,39 322,61 04/04/05 315,00 2,27 312,73

13/09/04 324,00 0,01 323,99 05/04/05 317,00 1,52 315,48

14/09/04 324,00 1,45 322,55 06/04/05 317,00 0,02 316,98

15/09/04 325,00 1,72 323,28 07/04/05 314,00 0,78 313,22

16/09/04 325,00 0,66 324,34 08/04/05 316,00 2,09 313,91

17/09/04 320,00 1,40 318,60 11/04/05 317,00 0,35 316,65

20/09/04 320,00 0,13 319,87 12/04/05 319,00 0,44 318,56

21/09/04 319,00 1,16 317,84 13/04/05 320,00 0,57 319,43

22/09/04 326,00 5,85 320,15 15/04/05 319,00 1,99 317,01

23/09/04 320,00 0,54 319,46 18/04/05 316,00 1,37 314,63

24/09/04 320,00 0,81 319,19 19/04/05 316,00 1,23 314,77

27/09/04 320,00 0,73 319,27 20/04/05 318,00 1,08 316,92

28/09/04 319,00 1,26 317,74 25/04/05 316,00 0,21 315,79

29/09/04 321,00 1,08 319,92 26/04/05 315,00 1,96 313,04

30/09/04 317,00 0,12 316,88 27/04/05 315,00 0,53 314,47

01/10/04 318,00 0,05 317,95 28/04/05 317,00 0,82 316,18

04/10/04 320,00 0,81 319,19 29/04/05 317,00 0,16 316,84

05/10/04 317,00 1,29 315,71 02/05/05 318,00 0,43 317,57

06/10/04 320,00 0,26 319,74 03/05/05 316,00 0,79 315,21

07/10/04 319,00 0,88 318,12 04/05/05 316,00 0,29 315,71

08/10/04 320,00 0,84 319,16 05/05/05 316,00 0,67 315,33

25

13/10/04 320,00 0,55 319,45 06/05/05 316,00 0,78 315,22

14/10/04 321,00 1,52 319,48 09/05/05 313,00 0,32 312,68

15/10/04 320,00 1,69 318,31 10/05/05 316,00 0,08 315,92

18/10/04 320,00 1,45 318,55 11/05/05 316,00 0,30 315,70

19/10/04 321,00 0,58 320,42 12/05/05 316,00 1,22 314,78

20/10/04 321,00 2,49 318,51 13/05/05 319,00 1,23 317,77

21/10/04 320,00 0,42 319,58 16/05/05 315,00 0,82 314,18

22/10/04 321,00 0,26 320,74 17/05/05 316,00 1,14 314,86

25/10/04 318,00 0,32 317,68 18/05/05 320,00 5,20 314,80

26/10/04 320,00 1,84 318,16 19/05/05 314,00 1,11 312,89

27/10/04 320,00 1,97 318,03 20/05/05 316,00 1,40 314,60

28/10/04 320,00 1,59 318,41 23/05/05 314,00 2,93 311,07

29/10/04 322,00 0,70 321,30 24/05/05 311,00 1,74 309,26

03/11/04 322,00 0,37 321,63 25/05/05 312,00 4,10 307,90

04/11/04 320,00 1,48 318,52 30/05/05 309,00 4,83 304,17

05/11/04 319,00 3,05 315,95 31/05/05 311,00 0,84 310,16

08/11/04 320,00 0,77 319,23 01/06/05 310,00 0,76 309,24

09/11/04 322,00 0,75 321,25 02/06/05 307,00 0,54 306,46

10/11/04 322,00 0,47 321,53 03/06/05 315,00 2,33 312,67

11/11/04 321,00 0,37 320,63 06/06/05 312,00 1,25 310,75

12/11/04 322,00 1,30 320,70 07/06/05 315,00 1,34 313,66

16/11/04 330,00 0,24 329,76 08/06/05 316,00 1,18 314,82

17/11/04 322,00 2,10 319,90 09/06/05 317,00 1,35 315,65

18/11/04 324,00 1,63 322,37 10/06/05 316,00 1,79 314,21

19/11/04 321,00 0,88 320,12 13/06/05 317,00 1,52 315,48

23/11/04 323,00 0,98 322,02 14/06/05 316,00 1,74 314,26

24/11/04 322,00 1,02 320,98 15/06/05 316,00 1,34 314,66

25/11/04 322,00 0,56 321,44 16/06/05 313,00 2,12 310,88

26/11/04 325,00 0,60 324,40 17/06/05 318,00 1,15 316,85

29/11/04 325,00 1,11 323,89 20/06/05 313,00 1,28 311,72

30/11/04 324,00 0,95 323,05 21/06/05 311,00 1,53 309,47

26

01/12/04 325,00 0,31 324,69 22/06/05 317,00 1,30 315,70

02/12/04 325,00 0,63 324,37 23/06/05 313,00 1,52 311,48

03/12/04 322,00 0,90 321,10 24/06/05 317,00 0,22 316,78

06/12/04 317,00 2,29 314,71 27/06/05 315,00 0,81 314,19

07/12/04 322,00 2,04 319,96 28/06/05 316,00 1,89 314,11

08/12/04 320,00 1,36 318,64 29/06/05 319,00 1,83 317,17

09/12/04 320,00 1,71 318,29 30/06/05 315,00 1,61 313,39

10/12/04 319,00 0,94 318,06 01/07/05 314,00 2,19 311,81

13/12/04 322,00 1,12 320,88 04/07/05 316,00 1,85 314,15

14/12/04 321,00 20,70 300,30 05/07/05 317,00 1,77 315,23

15/12/04 322,00 0,78 321,22 06/07/05 316,00 0,57 315,43

16/12/04 324,00 1,73 322,27 07/07/05 315,00 1,52 313,48

17/12/04 322,00 2,23 319,77 08/07/05 315,00 0,20 314,80

20/12/04 321,00 0,88 320,12 11/07/05 313,00 1,09 311,91

21/12/04 322,00 2,51 319,49 12/07/05 315,00 1,51 313,49

22/12/04 321,00 1,39 319,61 13/07/05 316,00 1,71 314,29

03/01/05 320,00 1,10 318,90 14/07/05 313,00 1,62 311,38

04/01/05 321,00 2,58 318,42 15/07/05 314,00 1,71 312,29

05/01/05 325,00 5,51 319,49 18/07/05 316,00 1,28 314,72

06/01/05 319,00 2,29 316,71 19/07/05 317,00 1,40 315,60

07/01/05 320,00 1,44 318,56 20/07/05 317,00 1,29 315,71

10/01/05 318,00 2,93 315,07 21/07/05 313,00 0,30 312,70

11/01/05 324,00 3,49 320,51 22/07/05 315,00 1,71 313,29

27

Figura 5: Resultado do teste de reprodutibilidade

6. Discussão

6.1 Testes de exatidão e precisão.

Nos testes de precisão para experimentos in vivo, para as fontes de 57Co, 133Ba e 137Cs verificou-se em relação ao teste de exatidão, o calibrador de dose foi aprovado,

considerando-se que em nenhuma das medidas excedeu o limite de +5% recomendado

pelo TecDoc 602 [6]

Quanto à exatidão para experimentos in vivo, usando as mesmas três fontes, o

calibrador de dose também está aprovado, cabe realçar que mesmo no maior desvio (-

4,596159377%) encontrado para a fonte de 57Co o resultado foi muito inferior ao limite

de +10% recomendado. A dimensão desse desvio se deve provavelmente à idade da

fonte, relativamente “velha”, ou seja, o tempo de uso dessa fonte corresponde a

aproximadamente 8 vezes o tempo de sua meia-vida.

28

6.2 Teste de precisão de contagem

Já nos testes de precisão de contagem para experimentos in vitro, o grupo não

encontrou um resultado satisfatório nem conseguiu encontrar explicações para o valor

obtido nesse teste, embora considerando que a forma como foram apresentados os

dados não foi adequada para proceder com a análise. O Grupo acredita que mais

esclarecimentos a respeito deste teste devam ser feitos para correta manipulação dos

dados.

6.3 Teste de linearidade

Para os testes de linearidade apresentados na Tabela 8, foi construído um

gráfico tipo semi-log (Figura 2) em que são apresentadas as atividades medidas para o 99mTc, o ajuste e os limites de tolerância. Nota-se que o ajuste coincidiu com os dados

medidos e que nenhum ponto foi encontrado fora dos patamares de aceitação,

implicando na aprovação do equipamento nesse teste.

Todavia, nos dados apresentados na Tabela 9 e exibidos na Figura 3, nota-se

uma discrepância nos valores com maior contagem, sendo que alguns deles estão fora

dos limites de aceitação (+10%)para o isótopo utilizado.

O consenso do grupo é de que o isótopo utilizado nesse experimento foi o 131I,

uma vez que quando foi calculado o coeficiente da reta ajustada para obter a meia-vida

do isótopo, o valor encontrado estava próximo da meia-vida do 131I e a curva de

decaimento calculada, assumindo-se que estes dados eram de 131I, estavam bastante

próximas.

A discrepância, ou falha de linearidade, na parte superior do gráfico podem

indicar saturação do instrumento, quando o número de fótons incidentes na câmara de

ionização é muito maior que a capacidade de contagem do equipamento.

Nos dois casos não foram observadas alterações para atividades muito baixas

que em aparelhos que não possuem o ajuste do zero pode indicar problemas na

calibração automática do zero.

29

6.4 Teste de reprodutibilidade

No teste de reprodutibilidade, os dados utilizados (Tabela 10) foram

apresentados na Figura 5, em que nota-se a dispersão dos dados (em preto) fica restrita

à região de aceitabilidade sugerida [6], a qual foi calculada 5% acima e abaixo do

decaimento “teórico” da fonte de 137Cs (em verde). O ponto que aparece abaixo da linha

vermelha (limite inferior) ocorre quando a leitura de atividade é corrigida por subtração

da radiação de fundo, uma vez que o valor da radiação de fundo medida neste caso é

muito maior que os outros valores encontrados (veja-se linha em destaque na tabela).

É possível que essa discrepância tenha ocorrido por falhas no ajuste de zero do

equipamento ou por contaminação do recipiente que envolve a fonte no interior da

câmara de ionização. É importante notar que o fato não se repetiu no restante do

período avaliado, indicando que não se deve reprovar o equipamento de calibração de

dose com base somente nesse dado.

7. Conclusão

Com base nos resultados apresentados neste relatório, o grupo concluiu que o

equipamento “Calibrador de Dose Carpintec CRC-127” foi aprovado nos testes de

Precisão, Exatidão, Linearidade e Reprodutibilidade, estando apto para uso na rotina

clínica do Serviço avaliado.

8. Referências Bibliográficas

[1] SPRAWLS, P.; Physical Principles of Medical Imaging, Ed. Madison:

Medical Physics Publishing, 1995.

[2] Introduction to Mammography, disponível em: http://www.e-

radiography.net/technique/mammography/mammography_intro.htm , acessado em 4 de

maio de 2006.

30

[3] HORNAK,J.P.; The Basics of MRI, disponível em:

http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/, Acessado em: 02 abr. 2005.

[4] HOBBIE, R.K., Intermediate physics for medicine and biology, 3.ª ed, AIP

Press, 2001.

[5] CHERRY, S.R.; SORENSON, J.A.; PHELPS, M.E.; Physics in Nuclear

Medicine, 3ª ed. , 523p., 2003, Saunders.

[6] AGÊNCIA INTERNACIOANAL DE ENERGIA ATÔMICA; TecDoc-602:

Quality control of nuclear medicine instruments, 1991.

[7] COSTA, A. M.; CALDAS, L.V.E. Intercomparison and calibration of dose

calibrators used in nuclear medicine facilities. Radiol Bras, v.36, n.5, p.293-297.

2003.

[8] CRC 15-R Dose Calibrator; disponível em:

www.atnuke.com/nuclear/therapy/dosecal.htm , acessado em 20/09/2006.

31