MEDICINA NUCLEAR INTRODUÇÃO: Fundamentos da Medicina Nuclear Prof. F. Godinho e Prof. Luís Freire PROTECÇÃO CONTRA RADIAÇÕES – EFEITOS BIOLÓGICOS Prof.

Apresentação em tema: "MEDICINA NUCLEAR INTRODUÇÃO: Fundamentos da Medicina Nuclear Prof. F. Godinho e Prof. Luís Freire PROTECÇÃO CONTRA RADIAÇÕES – EFEITOS BIOLÓGICOS Prof."— Transcrição da apresentação:

1 MEDICINA NUCLEAR INTRODUÇÃO: Fundamentos da Medicina Nuclear Prof. F. Godinho e Prof. Luís Freire PROTECÇÃO CONTRA RADIAÇÕES – EFEITOS BIOLÓGICOS Prof. Luís Freire e Eng. Pedro Rosário APLICAÇÕES CLÍNICAS: PRINCÍPIOS BÁSICOS DA MEDICINA NUCLEAR CLÍNICA Drª Helena Pena MEDICINA NUCLEAR EM CARDIOLOGIA Drª Guilhermina Cantinho e Drª Arminda Veiga MEDICINA NUCLEAR EM ONCOLOGIA Drª Guilhermina Cantinho OUTRAS APLICAÇÕES DA MEDICINA NUCLEAR Drª Helena Pena

2 Medicina Nuclear Fundamentos Físicos Prof. F. Godinho

3 MESMO NÚMERO DE PROTÕESISÓTOPOS MESMO NÚMERO DE MASSAISÓBAROS MESMO NÚMERO DE NEUTRÕESISÓTONOS

4 Estabilidade Nuclear

5 Desintegração Radioactiva.

6

7 UNIDADES DE RADIOACTIVIDADE N – Actividade (des/s) curie 3,7x10 10 des/s(tradicional) bequerel1 des/s(SI)

8 Séries De Desintegração A e B - constante de desintegração de A e B N A A e N B B, a actividade respectiva.

9 Se T A >>T B ou A << B Se A >> B Desintegrações Sucessivas

10 EQUILÍBIO SECULAR

11 Actividade do 99 Mo 99m Tc

12 Desintegração Beta (  ) (  - ) (  + ) (  - )

13 Espectro de Energia ß

14 Declínio do 99m Tc

15 Desintegração Gama (  )

16 Desintegração Alfa (  )

17 EFEITO FOTOELÉCTRICO

18 EFEITO DE COMPTON

19 PRODUÇÃO DE PARES

20 Atenuação dum feixe de Radiação 

21 Coeficiente linear de atenuação

22 Objectivo da Medicina Nuclear (SPECT e PET) Representação in vivo dos processos metabólicos e funcionais

23 Utiliza moléculas marcadas para representar a distribuição da radioactividade em mapas funcionais

24 As “imagens” de Medicina Nuclear traduzem a informação funcional correspondente a cada molécula administrada – Multiparamétricas. As outras modalidades fornecem informação sobre um único parâmetro.

25 Informação fisiológica ou funcional é uma designação geral que significa metabolismo, secreção, excreção e movimento funcional. Todos estes processos podem ser visualizados em Medicina Nuclear sem qualquer interferência com o sistema biológico pois as quantidades de traçador usadas são mínimas.

26 IMAGENS ANATÓMICAS E FUNCIONAIS IMAGENS ANATÓMICAS (ou mo rfológicas) –Traduzem estructuras físicas, forma e propriedades físicas da massa dos doentes –Em geral imagens de muito alta resolução (~1mm ou menos) –R.X. conv., TAC, RMN, Ultrasons,… IMAGENS FUNCIONAIS - Representam processos bioquímicos ocorrendo no doente –Resolução em geral pobre (~3-5mm ou mais) –Técnicas radioisotópicas : SPECT, PET IMAGENS ANATÓMICAS (ou mo rfológicas) –Traduzem estructuras físicas, forma e propriedades físicas da massa dos doentes –Em geral imagens de muito alta resolução (~1mm ou menos) –R.X. conv., TAC, RMN, Ultrasons,… IMAGENS FUNCIONAIS - Representam processos bioquímicos ocorrendo no doente –Resolução em geral pobre (~3-5mm ou mais) –Técnicas radioisotópicas : SPECT, PET

27 O PET é o método mais específico e sensível de visualizar, in vivo, os percursos e as interacções moleculares nos tecidos humanos.

28 Radionúclios e radiações em Medicina Nuclear Fotões  únicos emitidos São emitidos dois fotões de aniquilação de 511 KeV * * Emissores ß + Emissores  *  PET MN Conv. 99m Tc, 123 I 11 C, 18 F

29 Câmara de Anger Guia de Luz Câmara Analógica Câmara Digital Década de 80 Correcção de atenuaçãoDécada de 90 Correcção com Rx

30 CÂMARA GAMA Cristal Guia de luz Tubos Foto - multiplicadores Sistema de Aquisição * * * Colimador Detecção  optimmizada para 140 keV Baixa para  511 keV 

31

32

33

34

35

36

37

38

39 Medicina Nuclear Fotão único (Colimação física) Dois fotões ( Colimação electrónica ) Aplicações da câmara gama Corpo inteiro Detecção em coincidência PlanarSPECT

40 Princípio da SPECT Sequência de projecções angulares de 180° ou 360° * * * Reconstrução da distribuição da radioactividade em planos transaxiais

41 Em Medicina Nuclear Convencional os radiofármacos utilizados não correspondem a moléculas naturais sendo marcadas com emissores  não biológicos ( 99m Tc e outros). 123 I-MIBG, 99m Tc-MIBI, 99m Tc

42 Os elementos biológicos C, O, H e N têm baixo Z e não possuem isotopos emissores de radiação . São todos emissores  puros (  + e  - ) Terão que ser marcadas com radionúclidos emissores .

43 Radionúclidos utilizados em MN (convencional) NúclidoEnergiaPeríodo 99m Tc140 KeV 6 H 123 I159 KeV 13 H 201 Tl71 KeV 73 H 67 Ga93;185 keV78 H

44 PET - Tomografia de emissão com positrões - uma técnica de imagem, para diagnóstico e investigação, que permite efectuar estudos metabólicos, bioquímicos e farmacólogicos de forma quantitativa e in vivo.

45 PET permite o estudo dinâmico de moléculas orgânicas marcadas com emissores de positrões ( 15 O, 13 N, 11 C, 18 F), ou seja, sem átomos estranhos adicionados, para fornecer informação sobre a função metabólica em que intervêm

46 A tomografia de emissão com positrões “vê” as moléculas naturais a serem biologicamente metabolizadas pelos orgãos sujeitos a investigação. Deste modo podemos dizer que as imagens do PET são como que documentos vivos.

47

48 PET: emissão do positrão e aniquilação p+p+ n Núcleo instável Protão transforma-se em neutrão com emissão de um positrão e de um neutrino e+e+ e-e-   Aniquilação do positrão São produzidos dois fotões de 0,511 MeV em sentidos opostos 1- 3 mm neutrino positrão

49 Colimação electrónica Organisação dos dados em projecções Princípio do PET Detecção de coincidência Anéis de detectores individuais * * * Detectores Detector Multiplos anéis Possiveis linhas de coincidências

50 Canal 1 Canal 2 Canal soma Colimação por detecção por coincidência numa câmara PET   Acontecimentos coincidentes

51 Núclidos Emissores de Positrões Núclido Período Produção Carbono-11 20,5 min 14 N(p,  ) 11 C Azoto-13 10,0 min 16 O(p,  13 N Oxigénio-15 2,1 min 14 N(d,n) 15 O Fluor-18 110 min 18 O(p,n) 18 F (F - ); 20 Ne(d,  ) 18 F (F 2 ) Gálio-68 68 minFilho do Ge-68 (271dias) Rubídio-82 1,27 minFilho do Sr-82 (25 dias) Os elementos “biológicos” (C,N,O,F) permitem estudos bioquímicos no vivo Períodos pequenos obrigam a que a produção de traçadores seja uma componente do PET Núclido Período Produção Carbono-11 20,5 min 14 N(p,  ) 11 C Azoto-13 10,0 min 16 O(p,  13 N Oxigénio-15 2,1 min 14 N(d,n) 15 O Fluor-18 110 min 18 O(p,n) 18 F (F - ); 20 Ne(d,  ) 18 F (F 2 ) Gálio-68 68 minFilho do Ge-68 (271dias) Rubídio-82 1,27 minFilho do Sr-82 (25 dias) Os elementos “biológicos” (C,N,O,F) permitem estudos bioquímicos no vivo Períodos pequenos obrigam a que a produção de traçadores seja uma componente do PET

52 Sistema de produção de radiofármacos: - Ciclotrão - Unidade de síntese Todos estes processos são automáticos. - Ciclotrão - Unidade de síntese Todos estes processos são automáticos.

53 Centro de PET Produção de Traçadores SIST. QUÍMICOS Produção de Radionúclidos CiCLOTRÃO Sistema de Imagem PET SCANNER

54 Ciclotrão Feixe

55 Campo Magnético Aceleração devida ao campo eléctrico

56 Extracção dos iões

57 Unidade de síntese de 18 F-FDG 18 F-2-Deoxi-2 Fluoro-d-glucose

58 PET Scanner (CTI/Siemens ECAT EXACT HR+) 1 bloco = 64 cristais + 4 fotomultiplicadores - 4 Anéis de blocos - 72 Blocos/anel - Total de 18432 cristais - Cada cristal pode ficar em coincidência com 9216 cristais ~ 85 milhões de linhas de coincidência!

59 PET SCANNER