medida da captação de iodo pela tireóide

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MEDIDA DA CAPTAÇÃO DE IODO PELA TIREÓIDE:
ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE SISTEMA GAMA-CÂMARA COM COLIMADOR “PINHOLE”
E SISTEMA 13S002
Carlos Borges da Silva1, Rossana Corbo R. de Mello2, Rudnei Karam Morales3 e Ana Maria. O. Rebelo2
1
Instituto de Engenharia Nuclear – IEN – CNEN
Via. 5, s/n, Cidade Universitária, CP: 68550, CEP: 21945-970, Rio de Janeiro – Brasil
e-mail: [email protected]
2
Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ – Departamento de Radiologia (Setor de Medicina Nuclear)
Cidade Universitária – Ilha do Fundão, Rio de Janeiro – RJ – Brasil
3
Instituto Militar de Engenharia – IME
Praça General Tibúrcio, 80, Praia Vermelha – CEP: 22290-270, Rio de Janeiro – RJ - Brasil
RESUMO
A medida da captação do radioiodo absorvido na glândula tireóide é geralmente
considerada direta e precisa, porém, têm-se observado certas discrepâncias nos resultados obtidos
quando são realizadas comparações entre medidas, utilizando-se equipamentos diferentes. Este
estudo visa encontrar a causa destas diferenças nos ensaios realizados com sonda de captação
convencional e uma câmara de cintilação. Estas discrepâncias podem estar atribuídas a diferenças
entre populações de pacientes, problemas nos próprios equipamentos ou erros associados aos
procedimentos experimentais. Neste trabalho são apresentados os resultados das medidas
comparativas de captação “in-vitro” utilizando simulador de pescoço e de captação “in-vivo” em
40 pacientes, 4 horas após a administração de 123I , efetuadas com um Sistema Gama-Câmara
Ohio Nuclear modelo Sigma 410 com colimador tipo “pinhole” e com o Sistema de Contagem
para Medicina Nuclear modelo 13S002, também conhecido como Sonda de Captação para
Tireóide, desenvolvido no Instituto de Engenharia Nuclear. O conjunto de dados demonstram que,
embora a literatura referente ao assunto relate alguns resultados não satisfatórios, tanto o Sistema
13S002 quanto o Sistema Gama-Câmara Ohio podem ser utilizados indistintamente para
aplicações de diagnóstico de tireóide com nível de confiança de 99 %.
Keywords: thyroid, radioiodine uptake, nuclear medicine, diagnostic, instrumentation.
I. INTRODUÇÃO
O diagnóstico das doenças da tireóide, utilizando a
Medicina Nuclear é feito de três formas: inicialmente é
importante a medida da incorporação do iodo pela glândula,
obtida através da utilização de sondas de captação que é
um sistema simples e convencional formado por um cristal
detector acoplado a apenas uma válvula fotomultiplicadora
e um sistema de contagem de eventos nucleares.
Posteriormente é importante a medida da distribuição do
iodo captado pela glândula. Isto é obtido através de
imagens geradas por aparelhos denominados câmaras de
cintilação. Estas são constituídas basicamente de um
detector cintilador de grande diâmetro e pequena espessura,
que está acoplado oticamente a um conjunto com várias
válvulas fotomultiplicadoras e um computador pessoal,
responsável pela apresentação e processamento das
imagens. Além disso, é possível realizar a medida sérica
dos hormônios tireoideanos por radioimunoensaio. Estes
métodos se complementam no diagnóstico das doenças da
tireóide.
A medida da captação também pode ser obtida com
a câmara de cintilação, porém é um método sofisticado que
requer uma complexidade de procedimentos, muitas vezes
não bem conhecidos pelo operador. Em virtude destas
dificuldades técnicas e por não se ter, em determinados
serviços, sondas específicas para a medida de captação do
iodo, o programa de detecção da câmara de cintilação
muitas vezes é substituído pela simples medida da taxa de
contagem da área analisada, definida pelo colimador
“Pinhole”. A medida da atividade emitida pela glândula
tireóide é também comparada com a taxa de contagem
obtida através de uma amostra padrão utilizando simulador
de pescoço, determinado nas mesmas condições.
Realizado desta forma, o procedimento, na maioria
das vezes carece de exatidão, visto que a geometria do
colimador “Pinhole” não foi planejada especificamente para
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a medida de incorporação do iodo pela glândula tireóide. O
colimador “Pinhole” foi idealizado para avaliar a
distribuição do material radioativo em órgãos de tamanho
pequeno, como é o caso da tireóide. Por outro lado, todos
os valores normais de captação utilizados como referência,
nas diversas regiões do mundo, foram obtidas com as
sondas específicas para tal finalidade e não com
equipamentos do tipo Câmara de cintilação.
O Instituto de Engenharia Nuclear (IEN), Órgão da
Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN),
desenvolveu com tecnologia nacional, o Sistema de
Contagem para Medicina Nuclear, Modelo 13S002,
também conhecido como Sistema de Detecção para
Tireóide, o qual baseia-se na técnica de detecção
cintilométrica tradicional, realizando a detecção das
emissões gama provenientes do radioiodo incorporado pelo
órgão. Este sistema foi desenvolvido principalmente para
atender os Serviços de Medicina Nuclear, uma vez que
determina com precisão adequada o nível de radioiodo
absorvido. Uma informação precisa é importante, não só
para o diagnóstico das afecções da glândula tireóide, como
para o seu tratamento com iodo radioativo, como ocorre
nos casos de hipertireoidismo e câncer , onde o valor da
captação de iodo radioativo orienta a atividade a ser
administrada.
Onde, CA é a contagem média das amostras, CP é a
contagem média da amostra padrão e CF é contagem média
da radiação de fundo.
As medidas do percentual de captação do radioiodo
absorvido na glândula tireóide foram feitas utilizando-se
exames de rotina em 40 pacientes, não selecionados quanto
ao sexo, idade, raça, procedência, classe social e tipo de
alimentação. A cada paciente foi administrado doses de 7,4
MBq de 123I, pela manhã, sendo realizadas 5 contagens de
30 segundos, 4 horas após a administração.
O valor da captação percentual do iodo absorvido
pela tireóide (COT%) é calculado pela Eq. (2).
COT% =
(CT - CFP - CF) ⋅ 100
(2)
(CP - CF)
Onde, CT é a contagem média na região da glândula
tireóide, CFP é a contagem média da radiação de fundo do
paciente medida na região central-posterior da coxa.
Todas as fontes radioativas de 99mTc e 123I foram
distribuídas na forma líquida em frascos de vidro com
volume de 10 ml, e atividades calibradas em Calibrador de
Doses Capintec com exatidão2 de ± 1%.
III. RESULTADOS E DISCUSSÃO
II. MATERIAIS E MÉTODOS
O trabalho foi desenvolvido em 4 etapas: Estudo
detalhado das características intrínsecas dos dois sistemas;
Medidas de captação através de simulação utilizando
fantoma de pescoço, Medidas de captação com pacientes
submetidos a administração de pequenas doses do 123I ultrapuro produzido em cíclotron e adquirido no Instituto de
Engenharia Nuclear e finalmente um posterior tratamento
estatístico com a aplicação da distribuição t de “Student”
monocaudal para um nível de confiança de 99%. As fotos
dos equipamentos utilizados no trabalho são apresentadas
nas Fig. 1 e Fig. 2.
Primeiramente foram levantadas as características
de tempo morto, onde foram utilizadas fontes de 99mTc (3
MBq a 28 MBq); eficiência absoluta (161 kBq a 7,3 MBq);
e campo de visão do conjunto detector – colimador onde foi
utilizado uma fonte aproximadamente puntiforme de 131I
( 2,85 MBq). A determinação do campo de visão permitiu
estabelecer a melhor distância de trabalho entre fonte e
detector (25 cm para o Sistema 13S002 e 42,8 cm para o
Sistema Gama-Câmara), a qual foi padronizada para a
realização da medida da captação percentual “in-vitro” e
com pacientes1.
Em seguida foram realizadas medidas comparativas
do percentual de captação teórico, através de simulação “in
vitro” (amostras com 2,3% a 60% do padrão). Foram
utilizadas fontes de 99mTc, e realizadas 5 contagens de 30
segundos para cada fonte. O valor da captação percentual
observado (CO%) é calculado pela Eq. (1).
CO% =
(CA - CF) ⋅ 100
(CP - CF)
(1)
Comparando-se os resultados apresentados nas Fig.
3 e Fig. 4 de correlação entre os percentuais de captação
obtidos com os dois sistemas, pode-se verificar que os
coeficientes, (R), são muito parecidos. Porém, observa-se
que para o resultado do exame de captação realizado com
pacientes, a correlação entre os valores de captação
apresentados por ambos equipamentos piora, talvez
decorrente da pequena amostra de pacientes com
incorporação aumentada de iodo, onde se observa uma
maior dispersão dos dados.
A maior dispersão nos dados verificado na região de
alto valor de captação, ver Fig. 4, pode estar associada ao
fato de que pacientes hipercaptantes possuem glândulas
com dimensões maiores, e portanto, o campo de visão do
detector-colimador do Sistema Gama-Câmara com
colimador “Pinhole” sem anel redutor, que é de
aproximadamente 5 cm, não responde de forma adequada,
enquanto que o tamanho do campo de visão do Sistema
13S002 que é próximo de 9 cm, abrange provavelmente
toda a dimensão da glândula tireóide.
Considerando o valor médio dos dados de captação
percentual para os pacientes com nível de incorporação de
iodo normal ou baixa de até 20%, ver Fig. 4, obteve-se uma
incerteza associada de aproximadamente 1%, para o
sistema de referência (Sistema 13S002).
A atividade de iodo que ficou incorporada na
glândula tireóide e o organismo como um todo pode sofrer
influências inerentes a cada indivíduo, como absorção do
material radioativo pelo tubo digestivo, metabolismo pela
tireóide, eliminação pelos rins ou excretos (meia-vida
biológica) e a radiação de fundo de cada paciente. Desse
modo, existe um grande número de incertezas associadas a
estas diferentes condições que certamente podem ser uma
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das causas de pequenas discrepâncias apresentadas nos
resultados de captação envolvendo pacientes.
70
Captação in-vitro(11 pontos)
Sistema Gama-Câmara (%)
60
Linear (Captação in-vitro(11 pontos))
50
40
y = 1,0417x
30
R = 0,9938
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Sistema 13S002 (%)
Figura 3. Correlação Experimental Observada entre as
medidas realizadas com os dois Sistemas, utilizando
Fantoma de pescoço e Fonte radioativa de 99mTc.
Para as condições de geometria utilizadas, ou seja,
distância entre fonte e detector, o Sistema 13S002 apresenta
as seguintes vantagens em relação ao Sistema GamaCâmara:
Maior eficiência de contagem, e portanto uma menor
atividade pode ser administrada ao paciente para a
realização do exame de captação o que implicará, para
efeito de radioproteção em uma menor dose absorvida no
paciente.
Figura 1. Sistema de Contagem para Medicina Nuclear
modelo 13S002 desenvolvido no Instituto de
Engenharia Nuclear e instalado no Serviço de
Medicina Nuclear do Hospital Universitário da
Universidade Federal do Rio de Janeiro -UFRJ, onde
pode ser visto a Sonda de Captação Convencional.
Quanto aos resultados dos ensaios “in-vitro”, na
determinação dos parâmetros intrínsecos dos equipamentos,
foi constatado que a diferença de tempo morto e de
eficiência associada a cada sistema não influiu nos
resultados dos ensaios “in-vivo”, considerando que a faixa
de atividade utilizada nos exames foi de 3,7 MBq para
crianças e 7,4 MBq, para adultos, ver Fig. 5 .
80
Captação em 40 pacientes
L inear (Captação em 40 pacientes)
70
50
(%)
Sistema Gama-Câmara
60
40
y = 1,0172x - 0,8392
30
R = 0,9899
20
10
0
0
Figura 2. Gama-Câmara da Ohio Nuclear modelo
Sigma 410 com Colimador “Pinhole” sem o Anel
Redutor inserido, instalada no Serviço de Medicina
Nuclear do Hospital Universitário da UFRJ.
10
20
30
40
50
Sistema 13S002
(%)
60
70
80
Figura 4. Diagrama de Espalhamento dos dados de
Captação percentual obtidos com 40 Pacientes
examinados pelos dois Sistemas 4 horas após a
administração do 123I.
Index
O Sistema 13S002, do ponto de vista de
procedimentos técnicos de operação, apresenta vantagem
sobre o Sistema Gama-Câmara, uma vez que o sistema de
captação já dispõe em seu modelo de um dispositivo
(régua) que permite ao operador garantir uma geometria
12000
Sistem a 1 3 S 0 0 2
Linear
10000
y = 20646,0560 x - 58,1028
6000
IV. CONCLUSÕES E SUGESTÕES
R = 0,9997
4000
2000
0
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
A tividade (M B q )
1200
Sistem a Gama-Câmara
L inear (Sistema Gama-Câmara)
1000
800
Contagem / s
Contagem / s
8000
Considerando-se que atualmente a demanda por
exames de Medicina Nuclear tem aumentado
progressivamente, os sistemas do tipo câmara de cintilação
são muito utilizados para a realização de exames
envolvendo cintilografia de órgãos. Apesar da grande
diferença tecnológica existente entre os sistemas envolvidos
neste trabalho, o Sistema 13S002 apresentou ótimo
desempenho. Analisando-se o indicador custo-benefício
que envolve a aquisição destes sistemas, é importante
ressaltar que especificamente para a realização de exames
de captação de iodo pela glândula tireóide, o Sistema
13S002 substitui adequadamente o Sistema Gama-Câmara.
Desse modo este sistema mais sofisticado ficaria totalmente
disponível para a realização dos exames de cintilografia.
600
y = 34,8494x + 4,9176
R = 0,9995
400
200
0
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
Atividade (MBq)
Figura 5. Influência do Tempo Morto na Linearidade
entre a Atividade e a Taxa de Contagem para o Sistema
13S002 (figura superior) e o Sistema Gama-Câmara
(figura inferior), utilizando Fontes de 99mTc (3,7 MBq),
posicionadas a distâncias de 25 cm e 42,8 cm do
Detector, respectivamente.
pré-estabelecida e constante durante os exames com
pacientes.
O Sistema 13S002 foi projetado para realização de
medidas de captação de tireóide, com geometria (distância
fonte-detector) padronizada, enquanto que o Sistema GamaCâmara Ohio não possui essa padronização, o que pode
contribuir para o aumento da incerteza do tipo B.
Analisando-se os dados obtidos, conclui-se que tanto o
Sistema Gama-Câmara com colimador “Pinhole” quanto o
Sistema para Medicina Nuclear 13S002 apresentaram
resultados estatisticamente equivalentes com nível de
confiança de 99%. Desse modo, podem perfeitamente de
forma complementar, serem utilizados com eficiência em
qualquer centro de medicina nuclear existente no país, em
conformidade com os protocolos de exames estabelecidos
para a realização da medida da captação de iodo pela
tireóide. Esta afirmação é válida desde que seja observada a
geometria correta entre o paciente e a janela do detector.
Considerando-se que a incerteza associada a medida
da captação percentual realizada em pacientes com nível de
incorporação de iodo normal ou baixa3 é de 4,8%, e a
incerteza obtida para este trabalho foi de 1%, conclui-se
que a incerteza total envolvendo equipamentos e pacientes
é de 4,9%.
O estudo realizado com pacientes não passou pelo
julgamento da comissão de ética do Hospital Universitário
Clementino Fraga Filho - HUCFF, já que o trabalho foi
executado segundo os protocolos de exames préestabelecidos pelo Serviço de medicina nuclear do hospital.
Foram realizadas medidas em 40 pacientes não
selecionados quanto a sexo, idade, raça, procedência, classe
social, todos encaminhados ao Serviço de medicina nuclear
do HUCFF para exames de cintilografia e captação de iodo,
conforme solicitação do médico assistente do paciente.
REFERÊNCIAS
[1]SILVA,Carlos B, Instituto de Engenharia Nuclear –
IEN/CNEN. Medida da captação de iodo pela
tireóide: Análise comparativa entre Sistema GamaCâmara com colimador “pinhole” e Sistema 13S002.
Tese de mestrado, IME, Rio de Janeiro: 2001.
[2]CNEN-NE-3.05, Comissão Nacional de Energia Nuclear
- CNEN. Requisitos de radioproteção e segurança
para serviços de medicina nuclear. BRASIL: 1996.
Index
[3]CORBO, Rossana M. 123I contribuição na avaliação
pré-radioterapia. 1995. Tese (Doutorado em Medicina
Nuclear). - UFRJ, Faculdade de medicina, 1995.
ABSTRACT
The thyroid uptake measurements are common in medical
uses and are considered a direct and precise form of
diagnostic, however, different results have been observed as
measurements of thyroid uptake are taken using distinct
equipment. This study attempts to find the cause of the
differences between a thyroid uptake probe and a gamma
camera. These discrepancies can be associated to the
different patients samples,
equipment’s problems or
operator procedures errors. This work presents the results
of comparative uptake measurements performed in a neck
phantom and a 4-hour thyroid uptake study in 40 patients,
using a Gamma Camera Ohio Nuclear model Sigma 410
with a pinhole collimator and Nuclear Medicine System
model 13S002, developed by Instituto de Engenharia
Nuclear. The results observed show that in spite of non
satisfactory results commented in literature, both the
System 13S002 and System Gamma Camera Ohio can be
used in uptake thyroid diagnostic with statistical confidence
degree of 99 %.