Paulo R. Fonseca, MSc.UNIFEB – Fundação Educacional de Barretos

FATEC – Faculdade de Tecnologia de Botucatu

UNINOVE - Universidade Nove de Julho

MEDICINA NUCLEARINSTRUMENTAÇÃO, CONTROLE DE QUALIDADE E APLICAÇÕES

José Ricardo A. Miranda, PhDUNESP – Univ. Estadual Paulista

Instituto de Biociências de Botucatu

SumárioVisão GeralEquipamentos da Medicina nuclear “CON

VENCIONAL”SPECTPET

VISAO GERAL

A idéiaEm medicina nuclear, temos interesse em

“mapear” a distribuição de um determinado marcador radioativo no interior do paciente

A idéiaEntão...

É necessário administrar um determinado isótopo radioativo ao paciente

Se esse isótopo não possui afinidade pelo tecido de interesse, é preciso “carreá-lo” fármaco

A Idéia

Principais diferenças da MNAs instrumentações em medicina nuclear (MN) se

diferenciam das demais por Fonte interna

(dentro do paciente)

Diversos tipos de fonte (isótopos radioativos)

Característica Funcional da Imagem

Baixa Resolução

Equipamento não emite radiação

Visão Geral

EQUIPAMENTOS DA MEDICINA NUCLEAR “CONVENCIONAL”Cintilografia

Evolução dos equipamentos em MN

Evolução dos equipamentos em MN

Equipamentos de MN

Sophy-DST da SMV-General Electric – Serviço de Radioisótopos -InCor/HCFMUSP

2 detectores com cristal de NaI(Tl) de 40 cm x 30 cm x 9,375 mm (3/8”)

Equipamentos de MN

ECAM da Siemens – Centro de Medicina Nuclear (CMN) -InRad/HCFMUSP

2 detectores com cristal de NaI(Tl)

Exames de MN

Exames de MN

Exames de MN

Exames de MN

“COMO FUNCIONA”?

Detector cintilador

Equipamentos de MN

ECAM da Siemens – Centro de Medicina Nuclear (CMN) -InRad/HCFMUSP

2 detectores com cristal de NaI(Tl)

“Cabeça”

ColimadorBarra

fótons primários de sentido não desejado fótons espalhados (secundários)

Tipos de Colimadores

Pin-Hole (“Buraco de agulha”)

Imagem Invertida

FOV decai fortemente

com a distância fonte-

colimador

S decai com distância

fonte-colimador.

S aumenta com hole,

mas aumenta o blur.

Colimador influencia na sensibilidade

LEITURA DO PULSO (TAMANHO E LOCALIZAÇÃO)

Câmara de Cintilação

Câmara de Cintilação

Leitura

A relação média entre

pulsos determina a

localização.

Dos vários pulsos

gerados por um raio

gama, dois são gerados

para determinar H e V

(x,y).

Leitura

Combinando todos os pulsos em um único

pulso que representa a energia média ou

intensidade da imagem - Pulse height

analyser - PHA.

Essas informações são usadas para gerar

a imagem em um monitor.

Espectrometria

Espalhamento

Exames com dupla fonte ou

dupla energia

Radiação de fundo –

Background.

Isto gera aumento da área

“imageada” e diminuição na

precisão de medidas e

diagnóstico.

Solução: PHA – Seleciona

pulsos de fonte primária.

Pulso Ideal de fonte mono energética

Fatores que influem no tamanho do pulso

Flutuações estatísticas

• FWHM – Largura total da

metade dos máximos desvio

a meia largura da banda do

espectro.

• FWHM=10/70*100=14%

fatores que influem no FWHM e qualidade da imagem. Efeito Compton

fatores que influem no FWHM e qualidade da imagem.

Raios-X

característico do

material do cristal

Iodo,

principalmente.

Z alto Efeito

fotoelétrico

Background

Espectro composto

Um pouco mais sobre PHA

Seleção de Janela por foto pico

Observando na “imagem”

Influênciada radiaçãoespalhada

Blur

Blur – intrínseco e do colimador

Teste LSF – R=1/Blur

Blur X abertura

do colimador

Sensibilidade x Blur x Resolução

Blur x Distância da Colimador-Fonte

RADIOFARMACOS

Medicina Nuclear

Fármaco: captado por determinado órgão ou tecido biológico de interesse especial

Radionuclídeo: nuclídeo emissor de radiação eletromagnética com energia suficiente para escapar do corpo do paciente e que possa ser incorporado ao fármaco

Equipamento de aquisição de imagens

RADIOFÁRMACOS

DefiniçãoSubstâncias químicas que contêm átomos

radioativos em sua estrutura e são adequadas para administração em seres humanos, para diagnóstico ou tratamento de doenças.

São formulados em várias formas químicas e físicas de modo a liberar a radioatividade para determinados órgãos ou sistemas.

Radionuclídeo ideal

Mínima emissão de partículasFótons com energia entre 50 e 500 keVMeia-vida física > tempo necessário para

preparo da injeçãoMeia-vida efetiva > o tempo de exameForma química e reatividade adequadosEstabilidade do produto

Radionuclídeos99mTcIodo: 131I; 123IGálio: 67GaTálio: 201TlXenônio: 133Xe; 127XeÍndio: 111In; 113mInEmissores de pósitrons: 11C; 13N; 15O; 18F

Radionuclídeos99mTc

Características ideais: 140 keV; 6 h m.v.Eluído como pertecnetato de sódio (Na99mTcO4

-)

Íon primariamente heptavalente, geralmente reduzido de +7 para +4, para preparo de RF

Semelhante ao íon iodetoConcentra em: gl. salivares, tireóide, plexo

coróide, mucosa gástrica, mama em amamentação, na gravidez atravessa placenta

RadionuclídeosIodo

123I: ideal para imagemMeia-vida de 13,3 h; 28 keV e 159 keVProduzido em cíclotron: muito caro

131I: Mais adequado para terapiaMeia-vida de 8,06 dias; β 192 keV; predominante

364 keVDistribuição ~ pertecnetato; excreção renal (+) e fecalAlta reatividade química (usado para marcação)

RadionuclídeosGálio

67Ga: metal com m.v. 78 h; 93 keV, 184 keV, 296

keV e 388 keVAdministrado como citrato de gálio e liga-se à

transferrina, lactoferrina e ferritinaLocaliza-de em fígado, baço, medula óssea,

esqueleto, neoplasias, locais com infecção/inflamação

Excreção renal (24 h) e fecal

RadionuclídeosTálio

201Tl: metal com m.v. 73,1 h; raios X característicos de 68 a 80 keV

Administrado como cloreto de tálioAnálogo do potássio e distribui-se em todo

corpo, principalmente em músculos

RadionuclídeosXenônio

Gás inerte usado para estudos de ventilação pulmonar

133Xe: m.v 5,3 dias; 81 keV, β 374 keVMeia-vida biológica (nl) 30 s

RadionuclídeosÍndio

Metal, análogo do ferro e ~ gálio111In: m.v. 67 h; 173 keV e 247 keVComo quelato (DTPA), utilizado para

cisternocintilografiaUsado para marcação de leucócitos, plaquetas,

anticorpos monoclonais e peptídeos

RADIOFÁRMACOS

Acoplamento de um radionuclídeo com compostos estáveis que se localizam em órgãos ou em locais com doença:

MDP 99mTc: imagem de esqueletoDTPA 99mTc: imagem sistema urinárioDISIDA 99mTc: imagem hepato-biliarPYP 99mTc: imagem de infarto do miocárdio

RADIOFÁRMACOS

"Kits" preparados em larga escala:FármacoAgente redutor: cloreto estanosoÁcido ascórbico: antioxidante

Marcação:Adiciona-se pertecnetato "fresco" ao frasco com o

fármaco, na ausência de oxigênioEspera-se o tempo da reação (a "quente" ou a frio)

Organ Pharmaceutical Dose keV T1/2 phys T1/2 bio

Brain Tc-99m pertechnetate 10–30 mCi

140 6 h 

  Tc-99m DTPA 10 mCi 140 6 h    Tc-99m glucoheptonate 10 mCi 140 6 h    Tc-99m Ceretec 20 mCi 140 6 h    I-123 Spectamine 3–6 mCi 159 13.6 h  CSF In-111 DTPA 500 μCi 173, 247 2.8 d    Tc-99m DTPA 1 mCi 140 6 h  Cardiac Tl-201 1–2 mCi 72, 135, 167 73 h    Tc-99m pyrophosphate 15 mCi 140 6 h  

 Tc-99m pertechnetate 15–25

mCi140 6 h

 

 Tc-99m–labeled RBCs 10–20

mCi140 6 h

 

  Tc-99m sestamibi 25 mCi 140 6 h  

  Tc-99m teboroxime 30 mCi 140 6 h  Liver Tc-99m sulfur colloid 3–5 mCi 140 6 h    Tc-99m DISIDA 4–5 mCi 140 6 h  Lung Xe-127 5–10

mCi172, 203, 375 36.4 d 13 s

 Xe-133 10–20

mCi81, 161 5.3 d 20 s

  Kr-81m 20 mCi 176, 188, 190 13 s    Tc-99m MAA aerosol 3 mCi 140 6 h 8 h

Kidney Tc-99m DTPA 15–20 mCi

140 6 h 

  Tc-99m DMSA 2–5 mCi 140 6 h  

 Tc-99m glucoheptonate 15–20

mCi140 6 h

 

 Tc-99m mercaptoacetyltriglycine

10 mCi 140 6 h 

  I-131 Hippuran 250 μCi 365* 8 d 18 m

  I-123 Hippuran 1 mCi 159 13.2  Thyroid Tc-99m pertechnetate 5–10

mCi140 6 h

 

 I-123 50–200

μCi159 13.2 h

 

 I-125 30–100

μCi27, 35 60 d

 

 I-131 30–100

μCi365* 8 d

 

Testes Tc-99m pertechnetate 10 mCi 140 6 h  Gastric mucosa

Tc-99m pertechnetate 50 μCi / kg

140 6 h 

Gallium Ga-67 citrate 3–5 mCi 93, 184, 296, 388

3.3 d 

WBC In-111 oxine 550 μCi 173, 247 2.8 d  

 Tc-99m Ceretec 10–20

mCi140 6 h

 

RadiopharmaceuticalCritical Organ rad/mCi

I-131 Thyroid 1,000I-125 Thyroid 900In-111 oxine WBC Spleen 26I-123 Thyroid 15In-111 DTPA Spinal

cord12

Tl-201 Kidney 1.5Ga-67 citrate Colon 1.0Tc-99m MAA Lung 0.4Tc-99m albumin microspheres Lung 0.4

Tc-99m DISIDA Large bowel

0.39

Tc-99m sulfur colloid Liver 0.33

Tc-99m pertechnetate Intestine 0.3

  Thyroid 0.15Tc-99m glucoheptonate Kidney 0.2

Tc-99m pertechnetate (+ perchlorate)

Colon 0.2

Tc-99m pyrophosphate Bladder 0.13

Tc-99m phosphate Bladder 0.13Tc-99m DTPA Bladder 0.12Tc-99m–tagged RBCs Spleen 0.11

Tc-99m albumin Blood 0.015Xe-133 Trachea  

Classificação dos radiofármacos

RADIOFÁRMACOS - PET

usado em estudos do cérebro.

estudos de perfusão cardíaca.

marcador de amônia radioativa injetada no sangue para estudar a perfusão sangüínea de um orgão

marcador FDG, usada para estudar o metabolismo dos orgãos e tecidos. de perfusão cardíaca.

Isotope Use Half-life (min)

Average Positron Energy (keV)

Typical Reaction

Yield at 10 MeV (mCi/μA EOSB)

Rubidium Rb-82  

1.23 1,409 Sr/Rb generator

—

Fluorine F-18 glucose metabolism

109 242 O-18(p, n)F-18120

Oxygen O-15 O2, H2O, CO2, CO

2.1 735 N-15(p, n)O-15

70

Nitrogen N-13perfusion of NH3

10 491 C-13(p, n)N-13

110

Carbon C-11 carbon metabolism

20.3 385 N-14(p,α)C-11 85

p = proton injected; n = neutron ejected; α = alpha particle; EOSB = end of saturated bombardment (infinitely long irradiation at which time the numbers of radionuclides produced equals the number of radionuclides that are decaying) per microampere of beam current (= number of particles per second emerging from accelerator and impinging on target material)

FDG Distribution•Intense accumulation in: brain, myocardium, intrarenal collecting system + ureter + bladder•Moderate accumulation in: liver, spleen, bone marrow, renal cortex, mediastinal blood pool

CONTROLE DE QUALIDADE DE RADIOFÁRMACOS

Controle de qualidade RF

Pureza radionuclídica (gerador)Fração da radioatividade total que está

presente em uma fonte na forma do radionuclídeo desejado (%)

MolibdênioAlumínio

Controle de qualidade RF

Pureza radioquímicaFração da radioatividade total que está presente em

uma fonte na forma química desejada (%)Eficiência de marcação

EsterilidadeApirogenicidade

GERADORES DE RF

Sistemas geradores de radionuclídeos

Radionuclídeo "pai" firmemente afixado em uma coluna trocadora de íons

Radionuclídeo "pai" deve ter meia-vida relativamente longa

Radionuclídeo "pai" decai para um radionuclídeo "filho", um elemento diferente com meia-vida menor

Radionuclídeo "filho" está fracamente ligado à coluna e pode ser removido com eluição líquida

Gerador de 99mTc

frasco de vácuo

solução salina

Sistema gerador de 99mTc

Eluição com salina 0,9%:Pertecnetato de Sódio

Sistema gerador de 99mTc

Fármacos

Radiofármacos

“Sala Quente”

“Sala Quente”

Calibrador de Dose

Calibrador de dose é uma câmara de ionização de gás na forma de poço e é utilizado para medir a atividade de radionuclídeos e radiofármacos.

Calibrador de Dose

Medir a atividade dos radiofármacos antes da administração ao paciente.

131I t1/2 = 8,03d; E = 364keV; emissor -– diagnóstico e terapia de tireóide MIBG – feocromocitoma e neuroblastomamarcadores p/ receptores cerebrais

Ciclotron

Ciclotron: um alvo é bombardeado com partículas carregadas, em geral prótons, para produzir nuclídeos com deficiência de nêutrons. A maioria dos produtos decaem emitindo partículas + ou capturando um elétron orbital 18O (p,n)18F

Ciclone-30 Ipen(30 MeV)

solução salina

coluna de grânulos de alumina

frasco de vácuo

frasco de vácuosolução

salina

g (140keV)

Estado fundamental

T1/2 = 6h

9943Tc

99m43Tc

9942Mo

b-

T1/2 = 66h

Princípios de Física Nuclear: 99mTc

Características

emite somente g de 140keVmeia vida de 6hfacilmente incorporado a compostos

utilizados pelo organismo

Gerador

CALIBRADOR DE DOSE

PARTE II – CONTROLE DE QUALIDADE

Silvana PrandoCentro de Medicina Nuclear - HCFMUSP

CONTROLE DE QUALIDADE EM MEDICINA NUCLEAR

Controle de Qualidade

Organização Mundial de Saúde (1982)

Monitorar, avaliar e manter, em níveis ótimos, todas as características de

desempenho que possam ser definidas, mensuradas e controladas.

Garantia de Qualidade

Organização Mundial de Saúde (1982)

1. Manutenção e melhoria da qualidade do serviço de MN;

2. Uso de quantidade mínima de atividade radionuclídica para assegurar a produção da informação diagnóstica desejada;

3. Uso efetivo de recursos disponíveis.

O que é Garantia de Qualidade em Medicina Nuclear?

Radiofarmacêuticos: “verificar se os radiofármacos estão dentro de determinados padrões...”

Físicos: “verificar o funcionamento adequado das câmaras, dos processamentos, da radioproteção...”

Médicos: “aquilo que os radiofarmacêuticos e físicos fazem...”

O que é Garantia de Qualidade em Medicina Nuclear?

Assegurar que TODOS os aspectos e etapas dos procedimentos clínicos,

diagnósticos ou terapêuticos, sejam realizados dentro de padrões

especificados e normas estabelecidas.

Garantia de Qualidade x Controle de Qualidade TecDoc - IAEA (1984)

Todos os esforços feitos para que resultados de um dado procedimento se aproximem o mais possível

de algum ideal, livre de todos os erros e artefatos.

Medidas específicas tomadas para assegurar que um dado aspecto de um procedimento seja

satisfatório.

Por que realizar CQ?

Para assegurar a obtenção de imagens “precisas”, verdadeiras e confiáveis para diagnóstico.

Para corrigir problemas antes que alterem as imagens clínicas, ou seja, manter o bom funcionamento do equipamento.

Por que realizar CQ?

Para determinar a freqüência e a necessidade de uma re-calibração ou de uma manutenção preventiva.

Valores de referência : * fabricante

* testes de aceitação

Etapas do CQ Testes de aceitação Testes operacionais ou de rotina Livro de registro Manutenção preventiva periódica

Medicina Nuclear

CQ

CQ

CQCQ

Preparação de Radiofármacos

Controle de qualidade do gerador e dos radiofármacos:

Atividade da amostra

Pureza radionuclídica

Pureza radioquímica

Pureza química

Pureza microbiológica

RADIOFARMACÊUTICOS

RADIOQUÍMICOS

Instrumentação e Processamento

Uniformidade Diária Imagens planas: RIs, contagens, curvas,

parâmetros, resultados, ... Imagens tomográficas: reconstrução,

correções, imagens funcionais, contagens, curvas, quantificação, apresentação volumétrica, fusão, ...

Mapa de cores / níveis de cinza, ...

FÍSICOS, BIOMÉDICOS e MÉDICOS

Testes de Aceitação

●Realizados após a instalação do equipamento; ●Verificação das condições físicas e gerais; ●Avaliação dos parâmetros de desempenho

segundo padrão (NEMA ou IEC) e protocolo escolhido (IAEA, AAPM, próprio);

●Comparação com os valores do fabricante;●Estabelecimento dos valores de referência;●Necessita phantoms especiais, aquisição com

computador, software de quantificação e análise e tempo (dias).

Testes de CQ operacionais ou de rotina

Realizados regularmente para assegurar o

bom desempenho de maneira contínua; Detecção de defeitos antes que

alterações surjam em imagens clínicas; Determinação da freqüência e da

necessidade de recalibração ou manutenção preventiva;

Acompanhamento do desgaste do equipamento

Câmara de Cintilação

Ajuste do Fotopico

0

200

400

600

800

1000

1200

0 50 100 150 200

99mTc Spectrum in Air

Cou

nts

Energy (keV)

20% Window Centralização do fotopico

Ajuste da janela de energia

Garantir que a câmara está calibrada para o isótopo utilizado

Uniformidade de Campo

Capacidade da câmara produzir uma imagem uniforme quando submetida a um fluxo uniforme de fótons, ou seja, a imagem de uma fonte plana deve apresentar uma densidade de contagem constante em toda sua extensão.

Intrínseca – sem colimador Extrínseca ou do sistema – com colimador UFOV – campo útil = 95% campo total CFOV – campo central = 75% UFOV UFOV

CFOV

Câmara de Cintilação

Intrínseca – sem colimador

Extrínseca ou do sistema – com colimador

Uniformidade de Campo

UFOVCFOV

INTRÍNSECA = executada sem colimador+ Não requer fonte plana (líquida = 99mTc ou sólida = 57Co) + Uso de fonte pontual de baixa atividade (10 a 20 MBq = 300 a 500 Ci)+ Podem ser usados outros radionucídeos- Não testa colimador- Exposição do cristal a riscos de danos durante manobras com colimador- Necessidade de distância fonte-detector ~ 4 a 5 X diâmetro - Impossível de se realizar para algumas câmaras com 2 ou mais detectores

EXTRÍNSECA = executada com colimador + Testa o sistema todo, incluindo o colimador+ Pode ser realizado com câmaras multi-detectores+ Cristal mais protegido- Requer fonte plana: líquida de 99mTc (difícil de homogeneizar) ou sólida de 57Co (cara e T1/2 = 273 dias e Tempo utilizável ~ 2 anos)- Fonte com alta atividade (370 MBq = 10 mCi) > maior exposição da equipe- Difícil realizar testes com outros radionuclídeos (preparo de outras fontes

planas)

Uniformidade de CampoMaterial:

Fonte pontual de 10 a 20 MBq (0.3 – 0.5 mCi) de 99mTc proporcionando uma taxa de contagem não superior a 30000 c/s com janela de 15% em 140keV.

Procedimento:

- Remover o colimador e alinhar os detectores e a fonte

- Checar o fotopico

- Matriz de 1024 x 1024

- Aquisição de 20 milhões de contagens (diário)

- Aquisição de 200 milhões de contagens (mensal)

Quantificação da Uniformidade

100

MinMax

MinMaxIntegral deUniformida

100**

**

MinMax

MinMaxlDiferencia deUniformida

4%

3%

Onde: Max* e Min* são valores máximo e mínimo em 5 pixels contíguos em linha ou coluna

UFOVCFOV

Uniformidade ECAM - Detector 1 - Agosto 2002

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

29/jul 5/ago 12/ago 19/ago 26/ago 2/set

Un

ifo

rmid

ade

UFOV Integral

UFOV Diferencial

CFOV Integral

CFOV Diferencial

Artefatos na Uniformidade:

Fonte Plana de 99mTc - Flood Phantom

Possíveis fontes de artefatos:

Bolhas de ar Não homogeneização da solução Abaulamento do phantom devido ao preenchimento com volume maior Pontos mais ativos devido ao aparecimento de fungo ou alga Manchas ativas devido à aderência de colóides ou quelatos à alga presente na água

Cuidados:

Uso de água destilada ou com cloro Troca semanal da água Limpeza interna do phantom (cuidado no uso de solventes) Uso de pertecnetato

Artefatos na Uniformidade:

Fonte Sólida de 57Co

Fonte nova de 57Co: contaminação por fótons de alta energia (56Co, 57Co, 58Co, 60Co)

Esperar de ~ 6 meses, a partir da data de fabricação da fonte plana, para decaimento de 56Co e 58Co.

Colocar a uma certa distância para obtenção da imagem de uniformidade.

Fonte velha de 57Co: fótons de 1,22MeV de 60Co

Artefatos na Uniformidade:

Fonte Pontual de 99mTc

Distância fonte-detector < 4 X diâmetros do detector : imagem mais ativa no centro (“abaulamento”).

Câmaras multi-detectores: se fonte-cabeça for pequena, necessidade de correção do “abaulamento” por software

Artefatos na Uniformidade

Defeito em Fotomultiplicadora

Artefatos na Uniformidade

Perda do acoplamento entre as fotomultiplicadoras e o cristal

Contaminação do Colimador

Verificação da uniformidade de rotina

Uniformidade de Campo: Diferentes Isótopos

99mTc com janela de energia de 15% em 140 keV

201Tl com duas janelas de energia: 15% em 72 keV e 20% em 167 keV

67Ga com três janelas de energia: 20% em 93 keV, 15% em 184 keV e 15% em 300 keV

131I com uma janela de energia 20% em 364 keV

Obrigatório: calibração e verificação dos mapas para cada um dos radionuclídeos usados no serviço

Uniformidade de Campo: Diferentes Isótopos

201Tl

Aparecimento de: tubos-fotomultiplicadores, manchas

67Ga 18F

Artefatos na Uniformidade: Janela de Energia Deslocada

Deslocamento da janela para alta energia e para baixa energia permite verificar: Ajuste ou mal funcionamento dos tubos foto-multiplicadores Hidratação do cristal Problemas de hardware: ADC, memória, calibração energética Problemas nos mapas de correção Danos no cristal

Hidratação e Quebra do Cristal

Defeito em Fotomultiplicadora

Projeções de um estudo SPECT da perfusão do miocárdio

Variação de Temperatura

Temperatura ambiente acima de 27ºC

Ideal: 20ºC – 22ºC

Linearidade

Capacidade da câmara em determinar, com exatidão, a posição da interação do fóton dentro do cristal, ou seja, uma fonte linear reta deve ser reproduzida como uma linha reta na imagem.

Verificada com phantoms: quadrante de barras, furos ortogonais, fontes lineares...

LinearidadeMaterial:

Fonte plana de aproximadamente 200 MBq (5 mCi) de 99mTc ou flood de 57Co com atividade similar

Procedimento:

- Colocar o phantom de barras ou ortogonal sobre o colimador

- Alinhar em relação aos eixos X e Y

- Posicionar o flood sobre o phantom

- Checar o fotopico

- Matriz de 512 x 512

- 5 milhões de contagens em cada aquisição

- Realizar o controle para todos os quadrantes

Linearidade

Linearidade

Resolução EspacialDefinição:

Capacidade do sistema em distinguir duas fontes muito próximas, ou seja, a menor distância entre 2 fontes pontuais que as

permita serem vistas em separado.

Medida pela largura à meia altura da função de resposta a uma fonte pontual.

INTRÍNSECA = executada sem colimador

EXTRÍNSECA ou do SISTEMA = executada com colimador

Rsist = [ Ri2 + Rcol

2 ]1/2

Resolução Espacial

2. Phantom de Barras em Quadrantes:

Determinação da Resolução:

1. Largura à meia altura do perfil de uma fonte linear: FWHM

Resolução FWHM ~ 1,75 x menor barra visualizada4mm, 3mm, 2,5mm e 2mm

Resolução Energética

Definição:

Capacidade do sistema em produzir respostas idênticas para fótons com energias iguais, ou seja, selecionar precisamente os fótons de acordo com sua energia.

- Medida pela largura à meia altura (FWHM) do fotopico e expressa em percentagem da E

0

200

400

600

800

1000

1200

0 50 100 150 200

99mTc Spectrum in Air

Cou

nts

Energy (keV)

20% Window

Resolução Energética

E

E

FWHM

Melhora com energia do fóton (melhor rendimento de luz no cristal)Resolução energética para 99mTc: FWHM ~ 10%

Boa Resolução energética Diminui a contribuição do espalhamento

FWHM(%) = x 100

SensibilidadeDefinição:

Capacidade do sistema em converter a atividade em taxa de contagens, ou seja, número de eventos detectados por

unidade de atividade:

Contagens / min / MBq

ou Contagens / min / Ci

Em outras palavras: Mede a resposta da câmara a uma fonte com atividade conhecida

Sensibilidade

Sensibilidade Depende:Eficiência do cristalDiminui com energia dos fótonsAumenta com espessura do cristalDepende do colimador

Protocolo de Aquisição:Fonte de 99mTc (disco de 10cm): 37~74 MBq (1~2 mCi)Distância Fonte – Colimador = 10cmt = 100s.

Procedimento: - Calcular a sensibilidade para cada colimador em contagens/segundo por Bq

Taxa Máxima de Contagem

Definição:

Capacidade da câmara em detectar um grande número de fótons por segundo, mantendo a proporcionalidade entre o número de fótons emitidos e o número de fótons detectados.

Caracterizada pela taxa máxima de contagem ou a taxa de contagem correspondente a uma perda de 20% em relação à taxa esperada.

Taxa Máxima de Contagem

Determinação da Taxa Máxima:Aproximar lentamente uma fontepontual (~4mCi) do detector até atingir a máxima contagem, fixara fonte nesta posição e adquirir por 100 s.

Curva de Perda de Contagem

0

100k

200k

300k

400k

500k

600k

0 200k 400k 600k 800k 1000kTa

xa d

e C

onta

gem

Obti

da

Tempo Morto= 2µs

Resposta Linear

Não-paralizável

Paralizável

Taxa de Contagem Real

Centro de Rotação

Definição: O Centro de Rotação (eixo em torno do qual o gantry gira) deve coincidir com o centro da matriz reconstruída

Efeitos causados pelo desalinhamneto do COR: Perda de resolução, estruturas anulares Distorções geométricas, principalmente em 180º Distorções na imagem, principalmente para sistemas com mais de um detector

Centro de Rotação

0 pixel 1 pixel0,25 pixel 1,5 pixel0,50 pixel 2 pixel

CM

ER

Angulação dos septos

Verificação da angulação dos furos do colimadorFonte pontual a 5 m do colimador: Imagem com simetria radial angulação correta Imagem alongada ou truncada ou assimétrica problemas na angulação dos furos ou septos

Teste de Performance do SPECT

64 x 64

128 x 128

Definição:Avaliar resolução e uniformidadepara aquisições tomográficas utilizando as condições clínicas

Phantom de Jaszczak

Teste de Performance do SPECT

Defeitos de não uniformidade

16 pixels3 pixels

Iniciais (década de 60)

Atuais (~2002)

Resolução Energética (140keV) 20% ~ 10%

Res. Espacial Intrínseca 13 mm < 4 mm

Linearidade Geométrica > 1 mm ~ 0,1 mm

Uniformidade ~ 20% ~ 3 %

Taxa Máx de Contagem 50 kct /s 300 kct / s

Taxa de Contagem com 20% de perda < 20 kct /s ~ 200 kct /s

Evolução das Câmaras de Cintilação

Siemens - ecamDuetSiemens - ECAT EXACT

BGO em bloco

GE – Advance NXiGE – Advance NXi Mobile

Sistemas PET

Tomógrafos combinados PET e CT

Siemens-CTI Biograph

GE Discovery LS

Philips/ADAC Gemini

Controle de Qualidade Controle: fiscalização exercida sobre a

atividade de pessoas, departamentos ou sobre produtos, para que tais atividade não se desviem das normas pré-estabelecidas.

Qualidade: numa escala de valores, a qualidade permite avaliar e, conseqüentemente, aprovar, aceitar ou recusar qualquer coisa.

Dicionário Aurélio

Influências no Controle de Qualidade da Gama-Câmara

Condições da sala da Gama-Câmara: umidade temperatura limpeza (poeira,...)

Treinamento de Pessoal Controle de Qualidade do Calibrador de

Dose Protocolos de Controle bem definidos

Controle de Qualidade dos Equipamentos :

Gama – Câmara Calibrador de dose Medidores de Radiação Ambiental Medidores de Radiação de Superfície

Qualidade dos Exames - A

Radiofármacos: estocagem antes e após marcação cuidados e estabilidade da marcação Gerador de Mo99-Tc99m

Na realização dos exames: aplicação dos Radiofármacos acompanhamento durante o exame parâmetros de aquisição e

processamento Na apresentação:

multiformato/impressora

Qualidade dos Exames - B

Controle de Qualidade Básico para o sistema SPECT :

– Uniformidade intrínseca e extrinseca– linearidade– COR – resolução espacial– resolução energética– sensibilidade– uniformidade tomográficaATENÇÃO :Processamento das imagens de CQ

Uniformidade x Temperatura

UNIFORMIDADE

Flood de ÁguaFonte

“Puntiforme”

Resolução Energética

Resolução Espacial

QB

LGB-HED 1998

Variação no COR ( 2 Pixeis)

Simulador

Tomográfico

SIMULADOR TOMOGRÁFICO

AgradecimentosProfª Silvana

Prando

Referências Bibliográficas Muehllehner, G.; Karp, J.S; POSITRON EMISSION TOMOGRAPHY;

Physics in Medicine and Biology, v. 51, p.117-137, 2006;

http:\\www.medcyclopaedia.com, acessado em 25 de agosto de 2006

http:\\www.gehealthcare.co.jp, acessado em 28 de agosto de 2006 “Physics in Nuclear Medicine” 2nd ed. - Sorenson, JA & Phelps,

ME “Nuclear Medicine Tecnology and Techniques”, 3rd ed. - Bernier,

Cristian & Langan NEMA - NU-1-1994 IAEA-TEC-DOC 602 – 1991 Atlas de Controle de Qualidade em Medicina Nuclear AIEA:

http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/ Pub1141_web.pdf Daniel Coiro da Silva, “Controle de qualidade em medicina nuclear”