Instrumentação em Medicina Nuclear

Instrumentação em
Medicina Nuclear
Prof. Osvaldo Sampaio
UCB - Medicina
Objetivo
z
Detectar a radiatividade emitida pelo
paciente de forma a permitir uma
localização espacial e temporal,
necessária para a criação da imagem.
1
Detecção da energia
Cada elemento radioativo pode liberar
energia em diferentes níveis (KeV)
z Os detectores devem ser apropriados a
energia em utilização
z
99mTc
Fotopico
z
Os detectores devem ser calibrados para
a principal ou principais radiações da
substância radioativa utilizada (fotopico)
99mTc
2
Janela de energia
Valor fixo ou regulável do equipamento que
determina a partir do fotopico qual a
variação de energia que será detectada
z Geralmente se usa variações de 10 – 20%
z Ex.: 99mTc => fotopico 140 KeV
z
Janela de 20 % => radiação de 126 – 154 KeV
z Janela de 10 % => radiação de 133 – 147 KeV
z
Detectores de Radiação
z
Câmeras de Ionização
z
São câmeras de gases entre eletrodos com
pólos positivos e negativos que ao passar
radiação origina uma pequena corrente
elétrica proporcional a radiação
3
Detectores de Radiação
z
Utilidade prática de Câmeras de Ionização
z
Calibradores de doses
z
Contadores Geiger-Müller
Detectores de Radiação
z
Utilidade prática de Câmeras de Ionização
z
Captador de tireóide
z
Gama-probe
4
Detecção de Imagem
z
Câmaras de cintilação gama ou
Gama-câmara ou
Câmara Anger
Gama-câmeras
O paciente é o emissor da radiação
z O ideal é que a radiação emitida do órgão
em estudo seja detectada
z Evitar:
z
Fótons emitidos de órgãos ou
tecidos adjacentes ao estudado
z Fótons com trajetórias irregulares
que distorcem a imagem
z Fótons provenientes de
espalhamento Compton
z
5
Emissão de fótons
z
Como selecionar os
fótons?
z
Energia do fóton
z Fotopico
do
radiofármaco
z Janela de energia
z
Colimadores
Colimadores
z
O fóton ao sair do paciente encontra
primariamente o colimador da gama-câmera
6
Colimadores
Estrutura de chumbo
que seleciona:
z
Campo de visão do estudo
z Direção de entrada dos fótons
z
z
Não discrimina fótons
difundidos ou com
variações de energia
Colimadores
z
Tipos de colimadores:
z Colimador
de furos paralelos
z Colimador de furo único (pinhole)
Colimador de furos convergentes
z Colimador de furos divergentes
z
7
Colimador de furos paralelos
z
Mais utilizado
z
Colimadores para diferentes taxas de energia
z Colimador de baixa energia
z 99mTc
z
Colimador de média energia
z 67Ga
z
=> 140 KeV
=> múltiplas energias: 93, 185, 300 e 395
Colimador de alta energia
z Iodo
131 => 364, com fótons acima
de 600 KeV
Colimador de furo único (pinhole)
Aumenta o campo de visão da região em
estudo
z Pequeno campo de detecção
z
8
Colimador de furos convergentes
z
Aumenta o campo de visão da região em
estudo
Colimador de furos divergentes
z
Permitem uma visualização de uma área
maior de estudo
9
Cristais de Iodeto de Sódio
z
O Cristal de Iodeto de Sódio ativado com
tálio tem a capacidade de absolver a
energia gama e transforma-la em luz
z
1 fóton de 99mTc (140 KeV) emite 4.200 fótons
luminosos no cristal (3eV)
Fotomultiplicadoras
Principal característica que permitiu o
desenvolvimento das gama-câmeras
z Ampliação da energia luminosa produzida
nos cristais
z A presença de maior número permite
melhor resolução e localização espacial da
imagem
z
z
De 37 a 91 fotomultiplicadoras
10
Circuito elétrico e computador
A integração do circuito elétrico com o
computador permite o registro da imagem
z Seleção da energia do fóton (janela do
fotopico utilizada)
z
Gravação da imagem
z
Matriz de gravação
z
Divisão do campo de estudo em unidades
(pixel) para detectar a quantidade de incidência
de fóton em cada pixel
z Matriz
z
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
11
Controle de qualidade
Precisa ser uma rotina em todo o serviço
z Formação de dados confiáveis
z
Exames estáticos
z
Somação da energia recebida em cada
pixel ao final de um determinado tempo de
captação da imagem ou número de
contagens
12
Exames dinâmicos
z
Formação da imagem em intervalos de
tempo pré-determinados (ex.: 1 seg, 1 min)
z
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
tomográficos
z Softwares de recomposição tridimensional
das imagens obtidas
z Radiofármaco mais utilizado: 99mTc
z
13
Tomografia computadorizada por
emissão de fóton único (SPECT)
z Fatores
de aquisição da imagem:
z SPCET
de 180º ou 360º
z Conforme
proximidade do órgão
Tomografia computadorizada por
emissão de fóton único (SPECT)
z Fatores
de aquisição da imagem:
z Determinar
o número de imagens em cada
exame (30, 60, 120)
z Ex.:
exame de 180º com 60 imagens, significa
que a cada 3 graus o equipamento realiza
uma imagem
z Determinar
tempo de aquisição de cada
imagem
Cooperação do paciente
z
Imobilidade durante a aquisição
14
Tomografia computadorizada por
emissão de fóton único (SPECT)
z
Reconstrução da imagem
Seleção da área alvo
z Filtro de seleção da radiação
z Orientação do eixo do exame
z
z Eixos
longitudinal (transaxial), sagital e coronal
Controle de qualidade - SPECT
15
Tomografia por emissão de pósitron
(PET)
z
Imagem feita pela aniquilação de
pósitrons com subseqüente emissão de
radiação gama
Tomografia por emissão de pósitron
(PET)
z
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)
16
PET – Detector de Coincidência
z
Necessidade de detecção de 2 fótons
provenientes de uma única aniquilação
z
z
Intervalo de detecção de 10 nanossegundos
Resolução de 1,5 mm
PET – Detector de Coincidência
z
Precauções:
17
PET – Utilização Clínica
z
Radiofármaco:
z
z
18-fluor-desoxiglicose
(18F-FDG)
Utilização
Oncologia
z Neurologia
z Cardiovascular
z
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