Controle de Qualidade em Equipamentos da Medicina Nuclear

Normatização e inspeção são realizadas pela CNEN. Equipamentos e controle de qualidade na medicina nuclear está em: CNEN NN 3.05– Requisitos de Radioproteção e Segurança para Serviços de Medicina Nuclear Acesso site CNEN – Normas – grupo 3 (Proteção Radiológica)

Norma CNEN – NN 3.05 EQUIPAMENTOS E MATERIAIS DE RADIOPROTEÇÃO O serviço de medicina nuclear deve estar equipado com, no mínimo, os seguintes equipamentos e materiais: a) Monitor de Taxa de Exposição ; b) Monitor de Contaminação de Superfície ; c) Medidor de Atividade (Curiômetro ); d) Equipamentos e materiais de proteção individual (luvas, aventais, pinças, etc); e) Fontes padrões de referência de Co57 e Ba133.

TESTES DOS EQUIPAMENTOS Devem constar dos sistemas de registro do Serviço de Radioproteção: Data. Nome da pessoa que realizou o teste. Critérios de aceitação dos testes. Assinados pelo Supervisor de radioproteção.

Monitores de radiação Monitores de taxa de exposição: Geiger com sonda de monitoração de área. A norma exige um monitor de área, o que implica, na prática, que o serviço tenha ao menos dois deles (quando em reparos ou calibração).

Monitores de radiação Monitores de contaminação de superfície: Geiger com sonda tipo “pancake” (contaminação de superfície) A norma exige um monitor de contaminação de superfície, o que implica, na prática, que o serviço tenha ao menos dois deles (quando em reparos ou calibração).

Teste nos monitores de radiação Teste de reprodutibilidade , mensalmente, com, no mínimo, 25% de incerteza. Os monitores de taxa de exposição e os de contaminação de superfície devem ser calibrados, bienalmente, por laboratório credenciado pela CNEN, e sempre que os instrumentos sofrerem reparos.

Medidores de atividade Também chamados de calibradores de dose, curiômetros e ativímetros. Há modelos existentes que mostram em seu display apenas valores em milicuries: seu uso rotineiro faz com que seus usuários tenham dimensão adequada das doses a serem administradas aos pacientes nesta unidade de medida, o que dificulta a disseminação prática do becquerel.

Medidores de atividade Câmaras de ionização tipo poço: o vidro ou seringa é colocada no recipiente e baixado até a altura correta, no fundo do poço (apenas uma parcela da radiação emitida pela fonte consegue escapar pela abertura do poço, o que é adequado para este tipo de instrumento). Externamente blindadas com chumbo para que a radiação de fundo da sala quente não interfira significativamente na medição e o usuário não seja exposto pela radiação da amostra que está inserida no medidor.

Medidores de atividade Problema prático: o uso de fontes não seladas faz com que o recipiente em que é introduzida a fonte tenha médio risco de contaminação. Isto, por sua vez, gera dois problemas práticos: disseminação da contaminação para vidros ou seringas ali depositados posteriormente e medição incorreta da atividade das amostras (já que o que se acaba medindo é a atividade da amostra + atividade da contaminação).

Testes nos medidores de atividade Teste de exatidão (uso de fontes seladas de Co57, Ba133 ou Cs137), semestralmente, sendo permitidos desvios percentuais de até 10%; Teste de precisão (uso de fontes seladas de Co57, Ba133 ou Cs137), semestralmente, sendo permitidos desvios percentuais de até 5%; Teste de reprodutibilidade (uso de fontes seladas de Co57 ou Ba133), anualmente, sendo permitido um desvio percentual de até 5%; Teste de linearidade (Tc99m), semestralmente, sendo permitida uma variação máxima de ± 20%.

Câmara de cintilação Detector de cristal (é comum o uso do iodeto de sódio dopado com tálio) acoplado a um arranjo de fotomultiplicadoras. Colimador adequado é posicionado na frente do detector, de acordo com o radionuclideo utilizado e tipo de exame.

Testes na câmara de cintilação Teste de uniformidade de campo , diariamente; Teste de resolução espacial (intrínseca/ sistema), semanalmente, com simuladores de barra ou ortogonais; Teste de sensibilidade , semestralmente; Teste de resolução energética , semestralmente; Teste de linearidade , semanalmente, com simuladores de barra ou ortogonais; Teste de centro de rotação, mensalmente (para câmara tomográfica).

Cintilógrafo retilíneo e testes de controle de qualidade Modelo (BEM) antigo de equipamento de diag- nóstico médico por cintilação. Calibração de energia, diariamente, com radionuclídeo de uso rotineiro; Teste de sensibilidade , semestralmente, com desvios percentuais de 10% ; Teste de resolução energética , semestralmente; Teste de resolução espacial do sistema, semestralmente.

TIPOS DE TESTES E PERIODICIDADE NOS EQUIPAMENTOS NORMA CNEN 3.05 GEIGER Reprodutibilidade Calibração Mensal Bianual MEDIDOR DE ATIVIDADE Precisão Exatidão Linearidade Anual Semestral CÂMARA DE CINTILAÇÃO Uniformidade de campo Resolução espacial Resolução energética Sensibilidade Centro de rotação Diário Semanal

A NN 3.05 exige o cumprimento destes testes, na periodicidade indicada, mas não indica ou sugere como tais testes devam ser realizados.

Protocolos dos testes de controle de qualidade Fontes principais: Tecdoc 602 – IAEA Quality Control Atlas for Scintillation Camera Systems (câmaras de cintilação) ; Technical reports 454 - Quality Assurance for Radioactivity Measuremenr Nuclear Medicine - IAEA (medidores de atividade).

Protocolos dos testes de controle de qualidade Documentos abertos, obtidos na web, com a vantagem de oferecerem mais de um protocolo para um mesmo teste, visando atender à diversidade de equipamentos e suprimentos que podem ser encontrados em diferentes regiões/países.

Teste de uniformidade de campo câmara de cintilação

Objetivo do teste: verificar o grau de homogeneidade da densidade de contagens registradas pela câmara quando sobre seu detector incide um campo uniforme de radiação gama. Protocolo de aquisição: uma fonte puntiforme de pequena atividade é colocada a uma distância superior a 5 vezes o diâmetro do detector. Nestas condições, teremos sobre o mesmo a incidência de um campo de radiação praticamente uniforme.

Fonte pontual: uma seringa com 0,5 a 1 mCi de 99mTc. Janela de 20%. O teste deve ser realizado diariamente pelo técnico que iniciará os exames do dia ANTES que os radiofármacos sejam administrados aos pacientes. Em alguns equipamentos, a cabeça do detector é virada, apontando para uma parede localizada a uma distância igual ou maior que a distância sugerida no protocolo, onde, então, é colocada a fonte.

Aceitabilidade do teste Um programa disponível no sistema operacional do equipamento, indicará se o desempenho do mesmo está adequado. Também é possível, pela visualização da imagem formada pelo equipamento, perceber a presença de não uniformidades ou artefatos, o que implica na suspensão imediata dos exames e solicitação de reparos pela assistência técnica.

Fonte: The Journal of Nuclear Medicine

Testes de resolução espacial e linearidade da câmara de cintilação

Objetivos: Resolução espacial: mede a capacidade do sistema em distinguir duas fontes colocadas muito próximas, ou seja, qual é a menor distância entre duas fontes pontuais que permite que estas sejam vistas pelo sistema como objetos separados. Linearidade: verifica se o sistema enxerga uma fonte retilínea como uma reta, ou seja, a capacidade do sistema em não distorcer a imagem de um objeto (curvas ou ondulações).

Protocolo de aquisição dos testes: Uma vez que ambos podem ser realizados usando o simulador de barras ortogonais, é mais fácil realizá-los simultaneamente. O simulador de barras ortogonais, posicionado em frente ao detector, é irradiado por uma fonte puntiforme. O simulador é colocado em diferentes posições (por rotação), e as imagens obtidas são armazenadas no sistema para posterior análise. Janela de 20%.

Aceitabilidade: Linearidade: por inspeção visual verificar se as barras do simulador parecem retas. Resolução espacial: por inspeção visual, verificar que quadrantes são vistos com nitidez em todas as imagens coletadas. Medir a largura das menores barras que a câmara pode distinguir.

Teste de sensibilidade na câmara de cintilação

Objetivo: capacidade do sistema em converter a atividade em taxa de contagens. Medida pela razão entre a taxa de desintegração detectada pela câmara de cintilação e a atividade da amostra. Unidade: cps/MBq. Protocolo de aquisição: Uma placa de petri contendo de 1 a 2 mCi de 99mTc (diâmetro de cerca de 10 cm) é posicionada a cerca de 10 cm do colimador de baixa energia e alta resolução, em um certo tempo de aquisição.

Eficiência do cristal; Energia dos fótons; Espessura do cristal; Exemplo: Tempo de aquisição das contagens em 100 s ou 1 min. Para colimadores de alta resolução, são considerados aceitáveis valores entre 50 e 145 cps/MBq. A sensibilidade depende: Eficiência do cristal; Energia dos fótons; Espessura do cristal; Colimador utilizado.

Total de contagens: N = 522316 contagens Tempo de aquisição: Dt = 100s Limites de aceitabilidade: de acordo com os valores estabelecidos pelo manual do fabricante, para aquele colimador. Tratamento de dados: Atividade: A = 1,91 mCi = 70,67MBq Total de contagens: N = 522316 contagens Tempo de aquisição: Dt = 100s Sensibilidade = N/(A. Dt) = 73,9 cps/MBq

Teste de resolução energética na câmara de cintilação

Objetivo do teste: Verificar a capacidade do sistema em produzir respostas idênticas para fótons com energias iguais, ou seja, selecionar precisamente os fótons de acordo com sua energia. Protocolo do teste: Utilizar uma fonte pontual de 99mTc e ajustar a gama câmara para realizar contagens, fixado um intervalo de tempo, em diferentes valores de energia e janela de 20%. Os dados serão plotados em um gráfico de contagens x energia, sendo, então determinada a medida da largura à meia altura do foto-pico (FWHM).

Algumas câmaras de cintilação fornecem a curva de contagem no intervalo de energia especificado. 99mTc emite gama a 140 keV. Em uma situação totalmente ideal (e irreal) enxergaríamos, para esta emissão, uma grande quantidade de contagens nesta energia, e nenhuma contagem nas demais. De fato, o que temos é uma curva de contagens em torno dos 140 keV.

Tratamento de dados: Em um intervalo de tempo fixo (por exemplo 10s), efetuar contagens a diferentes energias selecionadas entre 126 e 154 keV (janela de 20%). Construir a curva e determinar a largura do pico a meia altura. Este valor deverá então ser dividido pelo valor da energia de pico. Este resultado deverá estar dentro dos limites de aceitabilidade.

Limites de aceitabilidade: A medida da largura à meia altura do foto-pico, dividida pela energia do gama (140 KeV) deve ser aproximadamente igual a 10% para o radioisótopo em questão (Tc99m). Energia (keV) Contagens 119 8312 126 11486 133 26181 140 56747 147 27756 154 6253 161 3212

∆𝐸 𝐸 .100% = 13 140 .100=9,3%

Teste de centro de rotação

Um programa disponível no sistema operacional do equipamento, indicará se o desempenho do mesmo está adequado. O detector é colocado em movimento, e em uma das telas do equipamento verifica-se se imagem da fonte se desloca dentro de uma reta “referência”.

Teste de reprodutibilidade no medidor de atividades

Objetivo do teste: verificar o grau de concordância dos resultados obtidos sob mesmas condições de medição. Protocolo de aquisição: realizar medidas diárias da atividade de uma fonte radioativa calibrada e selada de meia vida longa, no(s) canal(is) de energia dos radionuclídeo(s) mais utilizado(s) no serviço, por um período curto em relação à meia vida do radioisótopo do qual é constituída a fonte, de forma que seu decaimento possa ser aproximado a uma reta.

Exemplo: fonte padrão escolhida: 133Ba; T1/2 = 10,74 anos, por um período de 100 dias, no ca-nal do Tc99m. O valor de BG obtido no momento da medição deve ser subtraído do valor de ca-da medição efetuada Estes resultados são anotados em uma tabela juntamente com a data em que foram obtidos. Nas condições acima, o gráfico A x t apresentará uma queda discreta, quase linear. O que importa não são os valores em si (não estarão corretos, uma vez que, neste exemplo, o Ba estará sendo medido no canal do Tc ou I) mas como é a dispersão destes dados.

Tratamento de dados: A partir das medições, foi construído um gráfico da atividade aparente da fonte versus a data da medição. Obtém-se a reta média para os pontos do gráfico, sendo, então traçadas duas retas paralelas à primeira, uma acima e outra abaixo da reta média, distanciadas de cinco por cento do valor da reta original.

Limites de aceitabilidade O erro percentual das medidas não deve ultrapassar cinco por cento, o que equivale dizer que os pontos não devem ultrapassar a região determinada pelas retas. Pontos situados próximos às retas, mas fora da região por elas determinadas serão consideradas aceitáveis se forem pouco numerosos e bem próximos delas, já que a própria determinação da reta média também acarreta um certo grau de imprecisão.

133Ba no canal de 99mTc DATA A(mCi) 22/04 0,21 11/05 0,20 26/05 28/06 0,18 23/04 12/05 27/05 0,19 29/06 26/04 13/05 07/06 30/06 28/04 14/05 10/06 01/07 29/04 0,22 17/05 11/06 02/07 30/04 18/05 14/06 05/07 03/05 19/05 21/06 14/07 04/05 20/05 22/06 15/07 0,17 05/05 21/05 23/06 20/07 06/05 24/05 24/06 21/07 07/05 25/05 25/06  

Testes de precisão e exatidão no medidor de atividades

Objetivos dos testes Precisão: verificar se as medidas de atividade de uma mesma fonte radioativa padrão, tomadas em sequência, sofrem uma grande dispersão. Exatidão: verificar se as medidas de atividade de uma mesma fonte radioativa padrão, tomadas em sequência, diferem significativamente do valor nominal (convencional) da mesma. Isto é, se o medidor de atividade mede a atividade da fonte corretamente, dentro do erro percentual permitido.

Protocolos de aquisição Realizar dez medidas consecutivas da atividade de uma fonte radioativa calibrada, mantendo todas as demais condições fixas. Como é mais prático realizar os testes de precisão e exatidão com o mesmo conjunto de dados, devemos usar as fontes seladas padrão nos canais de energia do instrumento adequados às energias de suas emissões gama principais.

Por exemplo: A emissão principal do 57Co é gama de 122keV, compatível com o canal do 99mTc. Já a emissão do 137Cs é gama de 662 keV, compatível com o canal do 131I.

Tratamento de dados: Precisão: a precisão (P) é definida como o erro percentual de cada medição em relação à sua média. P = 𝐴 𝑖 − 𝐴 𝐴 .100% Limites de aceitabilidade: A norma CNEN NN 3.05 considera aceitáveis valores de precisão de até 5%. Valores de precisão maiores que este patamar implica o envio do equipamento para manutenção.

Tratamento de dados: Exatidão: a exatidão (E) é definida como o erro percentual de cada medição em relação ao seu valor convencional (valor calculado da atividade da fonte no dia da aquisição dos dados, ou seja, corrigindo seu valor pelo decaimento esperado até a data do teste). E = 𝐴 𝑐𝑎𝑙𝑐 − 𝐴 𝑖 𝐴 𝑐𝑎𝑙𝑐 . 100% Limites de aceitabilidade: A norma CNEN NN 3.05 considera aceitáveis valores de exatidão de até 10%. Valores de exatidão maiores que este patamar implica o envio do equipamento para manutenção.

Exemplo: Fonte padrão utilizada: 57Co – RH 57003 Atividade inicial e data de calibração: 186 MBq em 01/11/2006 (5,027 mCi). T1/2 = 271,7 dias. Atividade na data do teste: 8,7 MBq (0,235 mCi) .

𝑨 𝒊 (mCi) 𝑨 𝒊 − 𝑨 P 𝑨 𝒄𝒂𝒍𝒄 − 𝑨 𝒊 E 0,23 −0,011 −4,56% 0,005 2,13% 0,24 𝑨 𝒄𝒂𝒍𝒄 − 𝑨 𝒊 E 0,23 −0,011 −4,56% 0,005 2,13% 0,24 −0,001 −0,41% −0,005 −2,13% 0,25 9.10-3 3,73% −0,015 −6,38% Média: 0,241  

Teste de linearidade no medidor de atividade

Objetivo do teste: verificar se o medidor de atividade consegue medir adequadamente tanto atividades baixas como altas, apresentando uma resposta linear às diferentes faixas de leitura. Protocolo de aquisição: tomar medidas de atividade de uma amostra de tecnécio 99m com atividade no valor em que usualmente é utilizada nos exames em intervalos de cerca de duas em duas horas, até que se passe algumas meias-vidas do radionuclídeo.

Por exemplo: Tomar uma amostra de cerca de 30mCi (1,11GBq), valor mais representativo para os tipos de exames realizados na instalação. Realizar medições em intervalos de duas em duas horas, descontando-se o valor de BG, até que sua atividade apresente valor pequeno, o que ocorrerá entre 4 a 5 meias vidas (para o tecnécio com a atividade inicial acima).

Tratamento de dados: Construção do gráfico (lnA)xt em papel milimetrado. Ajustar a reta nos pontos de menor atividade e verificar se há discrepância com os pontos de maior atividade (segundo TEC- DOC 602 – IAEA).

Limites de aceitabilidade: é permitida uma variação máxima de 20%, de acordo com a norma CNEN-3.05, entre a atividade calculada (teórica) e a medida (descontado o BG). Os pontos devem estar próximos da reta média (resposta linear do instrumento às diferentes medidas).

DATA HORÁRIO Ai (mCi) ln (Ai) Acalc (mCi) ln (Acalc) Erro (%) (Acalc - Ai).100/ Acalc 27/01 12:20 15,16 2,72 15,16*   14:00 12,38 2,52 12,51 2,53 - 1,04 16:00 9,74 2,28 9,94 2,30 - 2,01 18:00 8,30 2,12 7,88 2,06 + 5,33 28/01 7:00 1,71 0,54 1,56 0,44 + 8,77 9:00 1,32 0,27 1,24 0,22 + 6,45 11:00 0,93 - 0,07 0,98 - 0,02 + 5,10 13:00 0,82 - 0,20 0,78 - 0,25 + 5,13 *atividade calculada inicial é considerada a própria atividade inicial medida