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Aula 1

Estatística aplicada à medicina nuclear e radioterapia

Esta aula servirá para que você aprenda não somente conceitos novos sobre medicina nuclear de forma teórica mas também os conceitos que servirão para você utilizar no seu cotidiano em um setor que utiliza a aplicação de radiações ionizantes tanto para tratamento quanto para diagnóstico.

17 minutos

introdução

Prezado aluno, esta aula servirá para que você aprenda não somente conceitos novos sobre medicina nuclear de forma teórica mas também os conceitos que servirão para você utilizar no seu cotidiano em um setor que utiliza a aplicação de radiações ionizantes tanto para tratamento quanto para diagnóstico. Para você que trabalhará com radiação ionizante, conhecer como são os processos de decaimento radioativo, a estatística por trás da teoria, o cálculo de erro e a radiação de fundo é muito importante para a sua formação. Esses conceitos estão diretamente ligados ao trabalho diário em um setor de medicina nuclear. Portanto, essa aula é muito importante para a sua formação.

Medicina nuclear e seus conceitos

A Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) recomenda que, ao fazer o uso de instrumentos nucleares na medicina, todos os equipamentos devem ser testados com uma frequência pré-determinada. Os testes de controle de qualidade variam quanto ao desempenho dos equipamentos, e os resultados devem mostrar a condição funcional do instrumento. Esse procedimento tem como principal objetivo reduzir as doses recebidas pelo paciente, logo reduzindo a possibilidade de efeitos estocásticos ou determinísticos. Lembrando que os efeitos estocásticos são aqueles em que não há um limiar de dose para que ocorra, eles são efeitos probabilísticos. Já os efeitos determinísticos são aqueles que ultrapassam o limiar de dose e, por isso, causam danos irreversíveis (morte de grande número celular, morte de órgão ou tecido, podendo levar à morte do indivíduo também).
A área da medicina nuclear (MN) é uma especialidade da medicina que faz o uso de fontes radioativas de forma não selada. Essas fontes são utilizadas tanto para diagnóstico quanto para tratamento. A medicina nuclear difere da área do radiodiagnóstico, pois a radiografia e a tomografia permitem a formação de imagens estruturais, enquanto a medicina nuclear permite um procedimento funcional, capaz de identificar de forma precoce as alterações metabólicas e celulares. A formação de imagem também difere. No radiodiagnóstico, o equipamento faz o trabalho de emitir a radiação e detectar a radiação atenuada no corpo do paciente, formando a imagem. Na medicina nuclear, o paciente ingere um radiofármaco ou marcador radioativo e pequenas quantidades de radiação gama são emitidas de seu corpo, sensibilizando os detectores do equipamento. Portanto, o paciente se torna uma “fonte radioativa”. 
Dessa forma, é uma área que necessita de muita segurança e controle para a manipulação dos exames e tratamentos. Para isso, é utilizado o auxílio de ferramentas estatísticas e computacionais. 

Fontes de erro em medicina nuclear 

Quando trabalhamos com radiação ionizante, todas as medições de uma grandeza devem ser representadas pelo valor obtido, junto à sua respectiva unidade de medida, acompanhado do seu valor de incerteza. Esse valor de incerteza é determinado com um intervalo de confiança. Desta forma, um resultado de medição sem o acompanhamento de sua incerteza não possui valor nem qualidade metrológica. 
Essa incerteza, ou erro, é causada pela precisão dos equipamentos, pela repetitividade e pela reprodutibilidade das quantificações/medições, comparada com as suas exatidões e rastreabilidade. Para cada tipo de instrumento utilizado na medição, há uma faixa apropriada ou aceitável do valor de erro da grandeza mensurada.

Metodologias estatísticas 

Como uma ferramenta estatística, temos a distribuição binomial, que é um cálculo estatístico utilizado para identificar a probabilidade de ocorrência de um determinado evento, dentro de um sistema fechado, utilizando uma sequência limitada de tentativas. De forma parecida com a distribuição binomial, a distribuição de Poisson pode ser aproximada por uma normal, desde que as condições anteriores sejam respeitadas. Ocorre em uma distribuição discreta dentro de um intervalo específico. Já a distribuição normal é uma gaussiana, que é uma probabilidade contínua e simétrica, mostrando o comportamento aleatório de um fenômeno natural.

Contagem e radiação de fundo 

Para realizar essa função, são utilizados detectores de radiação, que são instrumentos capazes de mensurar ou notificar a presença de radiação de fundo. A radiação de fundo é a radiação espalhada que não foi utilizada de forma benéfica para o tratamento ou diagnóstico do paciente.

Como são utilizadas as ferramentas de medicina nuclear

As imagens em medicina nuclear são formadas através da detecção da radiação gama, que é emitida através dos marcadores radioativos/radiofármacos ingeridos pelo paciente. Quando esses marcadores radioativos são fixados a marcadores biológicos, eles são direcionados ao órgão de interesse. 
Para essa administração do marcador radiológico no paciente, isso deve ser feito de forma extremamente calculada e segura. Portanto, para que os testes operacionais consigam garantir o controle e a qualidade da atividade do composto manipulado, utilizam um auxílio de um instrumento chamado ativímetro. Além de inúmeros testes físicos, os instrumentos passam por testes qualitativos, através dos quais os resultados são comparados com padrões com atividades conhecidas. 
No Brasil, há normas de requisitos para que a qualidade das medições dos ativímetros seja garantida. A frequência desses testes e os limites aceitáveis são embasados de acordo com as leis internacionais.

Tabela 1 | Testes de controle de qualidade no ativímetro estabelecidos pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN-NN-3.05)
Teste Frequência Fontes Limites de aceitação
Repetibilidade Diário 57Co ou 133Ba 5%
Ajuste do zero Diário - -
Radiação de fundo Diário - 20%
Alta voltagem Diário - 1%
Exatidão Semestral 57Co, 133Ba ou 137Cs 10%
Precisão Semestral 57Co, 133Ba ou 137Cs 5%
Linearidade Anual 99mTc 10
Geometria Anual -- -
Fonte: Almeida et al. (2020).

Os valores da tabela são testes realizados na cultura dos setores que utilizam a radiação ionizante, mostrando a sua periodicidade, junto aos limites/margem de erro aceitável para cada teste realizado. 
Todos esses testes e medições podem acarretar erros, pois estamos falando de radiação ionizante de forma corpuscular e onda eletromagnética. Radiação ionizante não tem cheiro, não conseguimos ver, não conseguimos sentir, apenas sofremos com os danos causados por ela. Sendo assim, precisamos de instrumentos que façam essas medições e esse monitoramento, para que consigamos nos precaver e nos defender dos danos. Porém, todos os instrumentos utilizados até hoje têm uma certa margem de erro, então utilizamos as estatísticas para conseguirmos deixar os valores o mais próximo do real possível. 
A distribuição binomial é uma ferramenta estatística que faz parte do cotidiano, pois ela busca os valores exatos. E o que isso significa? Significa que ela demonstrará qual é a probabilidade que um determinado evento ocorra de verdade. Em um gráfico de histograma, por exemplo, que é um gráfico de frequência por intensidade, frequência por ocorrência, você utiliza essa modalidade estatística para compreender os dados. No caso de radiação ionizante, o histograma é bastante utilizado, por consequência, a distribuição binomial também. 
Enquanto a distribuição binomial descreve um número de ocorrências de forma discreta, a Poisson utiliza um intervalo contínuo para mostrar as ocorrências observadas. Esse intervalo é determinado pela própria pessoa que deseja analisar. Essas métricas podem ser, área, tempo, comprimento, entre outras grandezas. Na medicina nuclear e na radioterapia, será utilizada sempre Dose versus Tempo, Exposição versus Tempo e Atividade versus Área. Será utilizada também a probabilidade de dano que uma radiação pode causar no indivíduo. 
A distribuição normal ou gaussiana é utilizada em larga escala na estatística, pois ela mensura e compara eventos correlacionados. A grande utilidade dessa ferramenta estatística está diretamente associada às curvas de frequência e às medidas físicas. Os parâmetros utilizados para a gaussiana são: média, desvio padrão e variância. Todas essas ferramentas estatísticas servem muito bem para estimar frequência, níveis de dose, tempo, amplitude, fatores que se encontram no cotidiano de um setor que utiliza a radiação ionizante.

O cotidiano em um setor de medicina nuclear e radioterapia 

As pessoas que trabalham em um setor de radioterapia ou medicina nuclear estão sujeitas a cometerem erros. Os erros humanos sempre ocorrerão e, quando se trata assuntos que causam danos à saúde das pessoas, devemos criar protocolos que minimizem as chances desses erros ocorrerem ou, caso ocorram, que sejam minimizados e atenuados rapidamente. Os erros humanos são passíveis de ocorrência em todas as etapas do planejamento terapêutico. Buscando a redução desse grau de incerteza, diversas organizações (nacionais e internacionais) recomendam os programas que garantam a qualidade dos serviços. No Brasil, essas exigências estão cada vez mais presentes e intensificadas no decorrer dos anos. A maioria dos serviços radioterapêuticos está se orientando neste sentido, na relação dos equipamentos, na dosimetria, na verificação dos cálculos de doses e nas medidas estatísticas, com o intuito de maximizar os benefícios, minimizando os danos. A informática veio para nos ajudar e melhorar ainda mais os protocolos de proteção. O sistema computadorizado de verificação de registro do tratamento previne erros durante as aplicações diárias, prevenindo a seleção indevida dos diferentes parâmetros do tratamento. Com esse auxílio, algumas ocorrências com doses mal administradas ou excessivas deixam de existir. 
Erros para doses são considerados com significância quando os pacientes recebem uma dose superior a 10% da dose que previamente foi calculada e planejada para desempenhar o tratamento em radioterapia ou medicina nuclear. Erros dessa grandeza podem ocorrer por vários motivos, por exemplo, utilização equivocada dos dados de entrada da máquina, falha na leitura/interpretação das instruções escritas, erros de cálculos aritméticos, uso incorreto das constantes nos cálculos, fator de decaimento da fonte radioativa, sobreposição de campos e mal funcionamento do equipamento. Todos esses fatores são os mais propensos a ocorrer em um setor de tratamento ou diagnóstico. Portanto, devemos estar em contínuo aprendizado e implementando novas tecnologias no nosso cotidiano. Essa área sempre estará em constante avanço, pois ela traz inúmeros benefícios, porém, se utilizada de forma errada, trará também inúmeros malefícios. A informática na medicina, as estimativas de propagação de erro, as análises estatísticas, os testes de controle de qualidade e o uso de equipamentos de proteção individual (EPIs) são assuntos que devem ser tratados com seriedade e jamais negligenciados. Devemos utilizar tudo o que estiver disponível para o nosso bem e a nossa proteção. Devemos lembrar que um profissional que transita entre as áreas de radiodiagnóstico, medicina nuclear e radioterapia, quando atento a todos esses tópicos, não estará apenas protegendo a integridade e a vida dos pacientes mas também a sua própria vida. 
No Brasil, os órgãos de vigilância e os protocolos abordados nos treinamentos e testes de controle de qualidade se baseiam nas normas internacionais, como a Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA). 

Vídeo Resumo

Se a área de radioterapia e medicina nuclear te encanta, assim como me encanta, esse vídeo é para você. Nesta aula, abordaremos temas importantes para a sua formação. O funcionamento dos diferentes modos estatísticos que auxiliam os profissionais em um ambiente hospitalar, a radiação de fundo e a informática na medicina são assuntos que farão com que seu cotidiano seja facilitado durante seus planejamentos e, certamente, garantirão que acidentes não ocorram.

 

Saiba mais

Se você ficou entusiasmado com o conteúdo desta aula e queira aprofundar seus conhecimentos na área de radioterapia e medicina nuclear, tenho uma ótima notícia. Há inúmeros livros e artigos científicos, inclusive on-line, que você pode usar para explorar sobre esse mundo tão inovador e de grande importância. 

Através deste link, você terá acesso a um estudo na área de radioterapia relacionado aos erros que possam ocorrer no setor. 

Caso você queira aprofundar seus conhecimentos sobre as determinações de incertezas das medições de um detector, acesse o estudo realizado pelo Congresso Brasileiro de Metrologia das Radiações Ionizantes (CBMRI)

Aula 2

Detectores de radiação e controle de qualidade

Esta aula servirá para que você aprenda não somente conceitos novos sobre medicina nuclear de forma teórica mas também os conceitos que servirão para você utilizar no seu cotidiano em um setor que utiliza a aplicação de radiações ionizantes tanto para tratamento quanto para diagnóstico.

17 minutos

introdução

Prezado aluno, esta aula servirá para que você aprenda não somente conceitos novos sobre medicina nuclear de forma teórica mas também os conceitos que servirão para você utilizar no seu cotidiano em um setor que utiliza a aplicação de radiações ionizantes tanto para tratamento quanto para diagnóstico. Para você que trabalhará com radiação ionizante, conhecer como são os processos de decaimento radioativo, como são feitas as medições e calibrações dos equipamentos e como são os detectores de radiação é de extrema importância. Esses conceitos estão diretamente ligados ao trabalho diário em um setor de medicina nuclear e radioterapia. Portanto, essa aula é muito importante para a sua formação.

Instrumentos e detecção na radioterapia e medicina nuclear

A área de medicina nuclear e radioterapia faz o uso de radiação ionizante para tratamento e diagnóstico ou tratamento, respectivamente. Na medicina nuclear, há a utilização de fontes de radiação de forma não selada, ou seja, os radiofármacos e radioisótopos são administrados sem que haja um envolto de proteção. Já na radioterapia, equipamentos antigos utilizavam, em seu interior, a fonte de radiação selada, o elemento radioativo ficava blindado e somente disparava radiação no ato da irradiação. Atualmente, esses equipamentos de teleterapia estão sendo atualizados para aceleradores lineares, que não utilizam mais a radiação de forma natural, e sim artificial. Portanto, como essas áreas utilizam a radiação ionizante em seu cotidiano, faz-se necessário o uso de instrumentos que bloqueiem a radiação, façam a leitura da radiação no ambiente e auxiliem na calibração do equipamento ou na formação da imagem. 
Um detector de radiação é um dispositivo que é colocado em um campo de radiação que pode indicar sua presença. Existem vários processos através dos quais diferentes radiações podem interagir com o meio material usado para medir ou indicar as propriedades dessas radiações. Durante esses processos, ocorrem a geração de carga elétrica, a geração de luz, a sensibilidade do filme fotográfico (criando marcas (buracos) no material), a geração de calor e as mudanças cinéticas de certos processos químicos. Usualmente, os detectores de radiação consistem em componentes ou materiais sensíveis à radiação e em um sistema que converte esses efeitos em valores relacionados a uma determinada quantidade para medir esta radiação.
A gama-câmara é um dispositivo que foi desenvolvido para a geração de imagens de forma planar, ou seja, bidimensional. Esse processo se difere da radiologia convencional, pois utiliza a emissão de raios gama, que são emitidos através de radiofármacos que foram administrados no interior do paciente. Esse equipamento produz as imagens dos órgãos do paciente, sendo formadas por zonas frias, nas quais foram emitidas poucas radiações gama, e zonas quentes, que são os locais onde foram emitidos muitos raios gama. 
Os exames realizados na área de medicina nuclear permitem que as imagens analisem a funcionalidade dos tecidos/órgãos em estudo, contrariamente aos métodos radiológicos, que priorizam a análise anatômica dos órgãos. Desta forma, na medicina nuclear, a imagem é formada pela diferença de distribuição do radiofármaco no tecido objetivo, sendo analisado por imagens bidimensionais (planares) ou tomográficas (SPECT), através da gama-câmara.
A radiação ionizante usada neste método de diagnóstico é parecida ou inferior àquela empregada nos métodos que utilizam raios X, devido à meia-vida dos elementos radioativos administrados ser relativamente baixa, durando algumas horas ou dias. Além de que o radiofármaco pode ser eliminado na urina. Desta forma, temos dois processos de eliminação do radiofármaco: o tempo de meia-vida física e o tempo de meia-vida biológica, reduzindo ainda mais o tempo do medicamento no organismo do paciente.
Na teleterapia, são utilizados três tipos de equipamentos para o tratamento do paciente: os tubos de raios X, telecobalto e acelerador linear. Nessa modalidade, temos o tratamento pela terapia de contato, que opera a uma tensão de 30 a 50 kVp; a terapia superficial, que varia de 50 a 150 kVp, com distância do paciente de 10 a 25 cm; a terapia de ortovoltagem, que utiliza tensão de 150 a 300 kVp, a uma distância de 30 a 50 cm do paciente. 

Compreendendo as funcionalidades da instrumentação no setor de tratamento e diagnóstico

Tanto na radioterapia quanto na medicina nuclear, há a utilização do auxílio de detectores de radiação ionizante para diferentes finalidades, formação da imagem, calibração dos equipamentos e monitoramento do local. Portanto, para ser considerado um detector de radiação ionizante, o dispositivo não precisa apenas notificar a presença de radiação mas também apresentar uma sequência de características. Para que um detector seja considerado um detector de radiação ionizante, ele deve apresentar:

A manutenção está incluída quando as condições de medição são estabelecidas. Os mesmos métodos, procedimentos experimentais, instrumentos, condições de operação, localização, condições ambientais e repetição em um curto período de tempo. Na definição de precisão, “valor verdadeiro” ou “valor referir-se”. Obviamente, este valor é desconhecido ou indeterminado devido à sua existência significar incerteza zero. Portanto, existe um “valor verdadeiro tradicional”, uma quantidade, que é um valor atribuído, às vezes aceito por convenção como tendo incerteza adequada para um determinado propósito e obtido por um método de medição escolher.
Não podemos medir diretamente a radiação ionizante. A detecção da existência dessa radiação é o resultado da interação da radiação com a parte sensível do detector. A parte sensível do detector é aquela que determina a presença da radiação e a quantidade de radiação presente em um meio de interesse. A interação entre a radiação e o sistema de leitura (medidor), como um eletrômetro, é o monitor de radiação. O dosímetro, conhecido como um dispositivo de monitoramento pessoal dos profissionais de radiologia, é um detector de radiação total, mostrando a quantificação que uma pessoa foi exposta à radiação ionizante em um período de tempo.
De forma geral, todos os métodos de aquisição de imagem evoluíram com o passar dos anos e, atualmente, temos a interface de equipamentos, como ressonâncias magnéticas e tomógrafos, que funde imagens de alta resolução em softwares computacionais. Sendo assim, a gama-câmara não ficou de fora, pois ela também possui imagens compatíveis aos demais equipamentos utilizados na área de medicina nuclear, possibilitando a formação de imagens híbridas. Essas imagens híbridas são capazes de juntar a capacidade de análise anatômica e funcional dos órgãos, melhorando a acurácia do exame e, por consequência, o diagnóstico. 
Na radioterapia, o instrumento de detecção mais utilizado para o controle de qualidade é a câmara de ionização, que é um tipo de dosímetro para medidas de precisão. Esse dispositivo é constituído por um volume em seu interior, preenchido com um gás isolante eletricamente e sensível à radiação. Sendo assim, quando a radiação passa por esse gás, ela o ioniza, e eletrodos dispostos na parede do equipamento são responsáveis pela leitura desses íons. 

Utilização dos instrumentos e equipamentos nos setores de tratamento e diagnóstico

Com os equipamentos existentes, a medicina conseguiu avançar e muito no tratamento e no diagnóstico. Contudo, essa área está em constante avanço e mudança, para sempre priorizar a melhoria da qualidade de imagem, utilizando uma dose cada vez mais baixa nos pacientes. A radioterapia utiliza a fonte de radiação natural, por exemplo, cobalto-60 e césio-137, de forma selada. Fontes radioativas seladas ficam blindadas em um material isolante, para que não coloquem em risco as pessoas ao redor. Portanto, a radiação é disparada e aberta somente no momento do exame. Porém, mesmo com uma fonte selada, poderia ocorrer problemas de contaminação durante o descarte do material, por exemplo, e causar problemas para a população ou o ambiente. Pensando nisso, a radioterapia se atualizou e está fazendo o uso de aceleradores lineares, que são semelhantes aos tubos de raios X, porém com uma energia extremamente alta. Nesse momento, estamos falando de radiação artificial, e não mais de radiação natural. Os equipamentos e instrumentos que a radioterapia contempla são: teleterapia com cobalto, aceleradores lineares, câmara de ionização para controle de qualidade, dosímetros individuais e detectores de radiação para levantamento radiométrico. 
Na medicina nuclear, não há o uso de radiação artificial. O tratamento é realizado com fontes não seladas, ou seja, fontes radioativas naturais, as quais emitem radiação gama e são acopladas em fármacos, formando os radiofármacos ou radioisótopos. Sendo assim, o paciente, durante o exame ou tratamento, vira uma fonte radioativa que sensibiliza os detectores do equipamento. A medicina nuclear faz o uso da Tomografia Computadorizada por Emissão de Pósitrons (PET-CT), que é um equipamento semelhante ao tomógrafo, porém esse é com emissão de pósitrons, e da Tomografia Computadorizada por Emissão de Fóton Único (SPECT), que é uma técnica de imagem em medicina nuclear que utiliza a radiação ionizante natural, com emissões de radiação gama. Também, faz o uso de detectores de radiação, como Geiger-Muller, câmara de ionização e dosímetros individuais. 
Em todos os equipamentos ou instrumentos utilizados em setores de radiologia, medicina nuclear e radioterapia, existem detectores de radiação, os quais são instrumentos que recebem a radiação, convertem em algum sinal que seja lido e mostram o que queremos analisar. Portanto, os detectores são responsáveis pela formação da imagem, pela proteção individual, pela calibração dos equipamentos, pelo controle de qualidade do setor, pelo tratamento e pelo levantamento radiométrico. 
A gama-câmara é constituída por cristais de cintilação, vários tubos fotomultiplicadores, colimadores, detectores e circuitos eletrônicos, que são responsáveis pela detecção e leitura da radiação ionizante. Esses constituintes estão no equipamento, porém podemos citar como parte desse conjunto os computadores, que ficam no workstation, onde os comandos e as análises serão criados e utilizados, além do armazenamento dos exames. Além disso, em exames que utilizam a gama-câmara, notou-se uma diminuição da radiação no paciente, preservando a mesma duração do exame e reduzindo a dose pela metade. Esses avanços tecnológicos causam melhorias na flexibilidade oferecida pelo equipamento, o que significa um diferencial extremamente importante para aumentar o conforto e a confiança dos pacientes. Cabe ressaltar também a qualidade superior da imagem nesse equipamento, quando comparado com equipamentos mais antigos.

Vídeo Resumo

Se a área de radioterapia e medicina nuclear te encanta, assim como me encanta, esse vídeo é para você. Nesta aula, abordaremos temas importantes para a sua formação. O funcionamento dos diferentes modos de controle de qualidade, o funcionamento e a utilização dos detectores de radiação e a gama-câmara são assuntos que farão com que seu cotidiano seja facilitado durante seus planejamentos e, certamente, garantirão melhoria na sua qualidade de trabalho.

 

Saiba mais

Se você ficou entusiasmado com o conteúdo desta aula e quer aprofundar seus conhecimentos na área de radioterapia e medicina nuclear, tenho uma ótima notícia. Há inúmeros livros e artigos científicos, inclusive on-line, que você pode usar para explorar ainda mais esse mundo tão inovador e de grande importância. 

Através deste link, você terá acesso a um estudo realizado na UNESP na área hospitalar, intitulado Instrumentação em Medicina Nuclear, relacionado aos equipamentos utilizados no setor. 

Caso você queira aprofundar seus conhecimentos sobre os detectores de radiação, esse texto foi feito pela Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA). 

Aula 3

Produção de radionuclídeos e fontes utilizadas em teleterapia

Esta aula servirá para que você aprenda não somente conceitos novos sobre medicina nuclear de forma teórica mas também conceitos que servirão para você utilizar no seu cotidiano em um setor que utiliza a aplicação de radiações ionizantes tanto para tratamento quanto para diagnóstico.

17 minutos

introdução

Prezado aluno, esta aula servirá para que você aprenda não somente conceitos novos sobre medicina nuclear de forma teórica mas também conceitos que servirão para você utilizar no seu cotidiano em um setor que utiliza a aplicação de radiações ionizantes tanto para tratamento quanto para diagnóstico. Para você que trabalhará com radiação ionizante, conhecer como são produzidos os radionuclídeos e suas origens e saber diferenciá-los em naturais e artificiais e as suas aplicações é de extrema importância. Esses conceitos estão diretamente ligados ao trabalho diário em um setor de medicina nuclear e radioterapia. Portanto, essa aula é muito importante para a sua formação.

Radiação natural e radiação artificial

O conceito de radiação é energia em trânsito, sendo definida de duas formas: ondas eletromagnéticas ou partículas, que se propagam a uma certa velocidade. Elas contêm energia, carga elétrica e carga magnética, e podem ser produzidas a partir de fontes naturais, elementos radioativos encontrados na natureza ou através de equipamentos feitos pelo homem. A radioatividade tem energia variável, indo de valores pequenos a valores muito altos. As radiações eletromagnéticas mais conhecidas são: luz, micro-ondas, ondas de rádio, radar, lasers, raios X e radiação gama. As formas mais comuns de radiação de partículas, que têm massa, carga elétrica e carga magnética, são os feixes de elétrons, feixes de prótons, radiação beta e radiação alfa. 
Dependendo dos níveis de energia, a radiação é classificada como não ionizante ou ionizante. A radiação ionizante é aquela que obtém energia suficiente para ionizar os átomos do material em que esteja atravessando, dessa forma, retirando os elétrons dos orbitais atômicos. Essa radiação pode ter característica corpuscular (radiações alfa e beta) ou natureza eletromagnética (raios X e gama).
A energia de uma onda é calculada através da multiplicação da constante de Planck (), que é igual a 6,63×1034, e a frequência da onda, dada pela letra grega , como mostra a equação a seguir:

E=×υ 

Se a onda eletromagnética tiver energia suficiente para retirar elétrons de átomos e moléculas, ela é ionizante; caso contrário, não é ionizante. 
Quanto à radiação corpuscular, para que ocorra a ionização, as partículas devem se mover com velocidades altíssimas, superiores a 1% da velocidade da luz.
Fontes de radiação artificial, como o próprio nome diz, é uma radiação produzida artificialmente. Os aceleradores lineares e os reatores nucleares são ferramentas que utilizamos para que consigamos os mesmos efeitos das radiações naturais. A radiação artificial, como no caso de uma ampola de raios X, não oferece risco à população, se não estiver sendo alimentada por uma fonte de eletricidade. Podemos citar, nesse momento, os aceleradores lineares, que utilizam a mesma metodologia. O descarte desse material é mais simples do que quando utilizamos equipamentos com elemento natural selado. Como exemplo, podemos citar os equipamentos de radioterapia (teleterapia) de cobalto, que utilizavam fontes naturais de radiação. 
As fontes naturais de radiação ionizante são os raios cósmicos e os radionuclídeos da crosta terrestre, que são encontrados no solo, em rochas, em materiais de construção, na água potável e no corpo humano. Na medicina, as fontes naturais de radiação são utilizadas na medicina nuclear.
Fontes não naturais são fontes artificiais de radiação ionizante, comumente encontradas na área médica e usadas em equipamentos de raios X, tomografia computadorizada, densitometria óssea e tratamentos de câncer, como radioterapia. 
O cíclotron é um equipamento utilizado para produzir radionuclídeos através da aceleração e da colisão de partículas. Um feixe de partículas sofre a ação de um campo elétrico com uma frequência alta e constante e um campo magnético perpendicular estático. Esse equipamento teve seu desenvolvimento no ano de 1929, pelo cientista nuclear Ernest Lawrence, que fez experimentos com níveis de energia de 1 MeV.

Compreendendo os conceitos e interpretando as formas de aplicação

A radioterapia é utilizada para curar, tratar ou aliviar os sintomas originados por certos tipos de câncer. Usa-se a radiação ionizante com o intuito de retardar o crescimento das células cancerosas ou até mesmo causar a morte do tecido tumoral. Embora existam diferentes formas de tratamento em radioterapia, todas trabalham de maneira semelhante: a ionização causa danos nas células cancerosas e impede o avanço da doença, evitando, assim, a metástase. Como qualquer tratamento, traz alguns efeitos desnecessários, como perda de peso, queda de cabelo, perda de paladar, cansaço etc. 
A radioterapia pode ser atribuída ao paciente externamente ou internamente. Na radioterapia a distância (teleterapia), os aceleradores lineares produzem feixes de raios X de alta energia, focalizados cautelosamente e direcionados no centro do tumor. Os feixes são, normalmente, produzidos por elétrons que desaceleram quando colidem com um alvo metálico a uma velocidade próxima à da luz.
A radioterapia interna tem duas aplicações: braquiterapia e terapia com radioisótopos ou aceleradores lineares. A braquiterapia envolve o implante de fontes radioativas perto de tumores cancerígenos, com o intuito de minimizar os danos causados em tecidos sadios. 
A radioterapia externa é feita por meio de aceleradores lineares que geram radiação ionizante. Cada tipo de câncer tem um tipo de resposta diferente à radiação ionizante, sendo assim, em alguns momentos, é necessário utilizar diferentes formas de terapia utilizando a radiação, para obter os melhores 

Efeitos das radiações ionizantes e não ionizantes

Os efeitos da radiação ionizante são o desenvolvimento de neoplasias malignas, vermelhidão na pele (queimaduras), infertilidade, alterações menstruais, morte de tecidos e órgãos e, dependendo da gravidade, até mesmo do indivíduo.
Os fatores que influenciam na potência dos efeitos são o tipo da fonte radioativa, o tempo em que o indivíduo foi exposto, a distância da irradiação entre o indivíduo e a fonte, a falta de um equipamento de blindagem e a susceptibilidade individual. 
Os efeitos das radiações não ionizantes são câncer de pele, envelhecimento precoce e cansaço. Os fatores que podem influenciar nos danos são o tempo em que o indivíduo foi exposto, a ausência de um protetor solar e a susceptibilidade individual.
Na medicina nuclear, as fontes radioativas utilizadas são de origem natural e abertas, ou seja, são oriundas de elementos radioativos não selados. Portanto, os profissionais do setor devem ter cuidado extremo com a manipulação dos radiofármacos. Esse tipo de fonte radioativa é comumente utilizado como traçador para marcar compostos ou moléculas, ou marcar um seguimento de um sistema biológico. Ao utilizar um radioisótopo como traçador, faz-se necessária a utilização externa de um detector sensível que possa acompanhar o caminho desse composto radioativo. Os detectores que receberão essa radiação para a formação da imagem são PET-CT, SPECT-CT e gama-câmara. Cabe ressaltar que, na medicina nuclear, temos o tratamento e o diagnóstico, e na radioterapia, somente tratamento.
O cíclotron tem uma importância muito grande, e não somente na área da medicina, pois através dele podemos fazer com que a aceleração de prótons, nêutrons e elétrons bombardeie núcleos de átomos, conseguindo deixá-los com uma radioatividade útil para cada finalidade. Sendo assim, não precisamos ficar encontrando elementos na natureza e expondo-nos a possíveis acidentes. É um equipamento com eletrodos de alta voltagem, utilizado para realizar a aceleração de partículas carregadas. 

Como esses conceitos são utilizados no tratamento e no diagnóstico?

A utilização de fontes radioativas artificiais, como na radioterapia, diminui as chances de erros por manuseio, e a ocorrência de um acidente com o elemento radioativo é zero, ou seja, a radiação artificial foi uma forma de otimizar o procedimento, diminuindo possíveis danos.

Fontes artificiais de radiação

Os chamados geradores de radiação são aqueles que produzem a radiação de forma artificial:

Geradores de raios X

Geram radiação sem o uso de elementos radioativos. Equipamentos que produzem radiação sem o uso de materiais radioativos possuem como a eletricidade como fonte de alimentação, que é utilizada para acelerar partículas.

Principais fontes radioativas artificiais

Aplicação na medicina nuclear

As fontes não seladas são utilizadas como traçadores ou para marcarem compostos, são fracionadas e utilizadas em medicina nuclear.
Principais fontes que podem ser fracionadas: 

A radioterapia fazia o uso de elementos radioativos de forma selada, ou seja, o elemento radioativo ficava encapsulado. Um feixe era disparado de acordo com a abertura de uma janela do equipamento, por exemplo, o Cs-137 (Césio). Porém, com o avanço da tecnologia, o uso predominante para tratamento é com aceleradores lineares. Esses equipamentos utilizam feixes eletromagnéticos (raios X de alta energia), que são capazes de destruir ou impedir que células tumorais se multipliquem. Eles se assemelham a um equipamento de raio-X no radiodiagnóstico. O que diferencia essas modalidades é a faixa de energia empregada e a aplicação: radiodiagnóstico é para diagnóstico, e radioterapia, para tratamento. Nesse caso, você deverá conhecer que tipo de material é mais empregado para blindar esse tipo de radiação. Normalmente, nas clínicas e nos hospitais, é utilizado o colete de chumbo, acompanhado de protetor de gônadas, de tireoide e de córnea.
As aplicações de elementos radioativos (radiação natural) são utilizadas na medicina nuclear. Um técnico que trabalhará nesse setor deve conhecer e muito os tipos de decaimento radioativo, o tempo de meia-vida de uma amostra e os tipos de blindagens adequados para aquele tipo de radiação, pois é o setor que manipula radiofármacos, ou seja, que tem contato direto com o elemento radioativo. O cíclotron é uma forma de obtenção de elementos radioativos para a medicina nuclear. As fontes radioativas e a geração de radionuclídeos são produzidas dentro deste equipamento que é fornecido para centros que têm medicina nuclear.
Toda e qualquer fonte radioativa requer uma licença autorizada pelos órgãos de vigilância para que possa ser utilizada. Os três princípios da proteção radiológica são uma diretriz de conduta, para que, em um primeiro momento, seja respondido o porquê da utilização dessas fontes radioativas. Além dessas justificativas, o setor deve ter placas de aviso de perigo; portas e paredes que blindam a radiação ionizante; um supervisor de proteção radiológica no local. A fiscalização e o monitoramento das calibrações dos equipamentos precisam estar em dia, assim como o monitoramento individual dos trabalhadores. 

Vídeo Resumo

Se a área de radioterapia e medicina nuclear te encanta, assim como me encanta, esse vídeo é para você. Nesta aula, abordaremos temas importantes para a sua formação. O funcionamento das diferentes formas de obtenção da radioatividade, a diferenciação das fontes seladas e não seladas e as suas aplicações na medicina nuclear e na radioterapia são assuntos que farão com que seu cotidiano seja facilitado durante seus planejamentos e, certamente, garantirão melhoria na sua qualidade de trabalho.

 

Saiba mais

Se você ficou entusiasmado com o conteúdo desta aula e queira aprofundar seus conhecimentos na área de radioterapia e medicina nuclear, tenho uma ótima notícia. Há inúmeros livros e artigos científicos, inclusive on-line, que você pode usar para explorar ainda mais esse mundo tão inovador e de grande importância. 

Através deste link, você terá acesso a um estudo realizado no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) sobre o Cíclotron, intitulado Estudo de parâmetros relevantes na irradiação de 124Xe, visando à otimização na obtenção de 123i ultra puro no cíclotron Cyclone-30 do IPEN-CNEN/SP.

Um site muito interessante quanto aos conteúdos e às formas de abordagem dos conceitos em física radiológica é o Radioproteção na Prática. O conceito dessa aula pode ser acessado neste link

Caso você queira aprofundar seus conhecimentos sobre proteção radiológica, aconselho a ler o livro Princípios básicos de segurança e proteção radiológica, que aborda grande parte dos assuntos relacionados à física das radiações, à produção de radiação, às blindagens, à proteção radiológica, entre outros assuntos.

Aula 4

Espectrometria utilizada na medicina nuclear e radioterapia

Esta aula servirá para que você aprenda não somente conceitos novos sobre medicina nuclear de forma teórica mas também conceitos que servirão para você utilizar no seu cotidiano em um setor que utiliza a aplicação de radiações ionizantes tanto para tratamento quanto para diagnóstico.

17 minutos

introdução

Prezado aluno, esta aula servirá para que você aprenda não somente conceitos novos sobre medicina nuclear de forma teórica mas também conceitos que servirão para você utilizar no seu cotidiano em um setor que utiliza a aplicação de radiações ionizantes tanto para tratamento quanto para diagnóstico. Para você que trabalhará com radiação ionizante, é de extrema importância conhecer como são detectados os diferentes tipos de radiação e as suas origens e saber diferenciá-los e como e quando aplicá-los. Esses conceitos estão diretamente ligados ao trabalho diário em um setor de medicina nuclear e radioterapia. Portanto, essa aula é muito importante para a sua formação.

Conhecendo a espectrometria

Com a crescente atuação da tecnologia, tanto no tratamento quanto no diagnóstico, houve um aumento nas certificações de segurança e na calibração dos equipamentos. Nos dias de hoje, é de extrema importância a certificação dos métodos analíticos, que visam buscar maior exatidão e precisão nas análises de seus dados. O avanço das tecnologias de detectores proporcionou uma otimização no processo de análises, fornecendo parâmetros mais confiáveis para a instrumentação nuclear. Neste ínterim, os instrumentos de detecção que estão sendo mais utilizados são o detector, o contador de cintilação NaI (Tl) e os detectores de Germânio Hiper Puro (HPGe) – este último é devido à alta resolução, a qual está associada à alta eficiência do NaI (Tl), justamente com o uso de parâmetros estatísticos. Dessa forma, conseguimos estabelecer critérios com alta confiabilidade nos procedimentos de análise.
A espectrometria de absorção atômica tem como princípio fundamental o envolvimento da medida da absorção da intensidade de uma radiação eletromagnética que seja oriunda de uma fonte radioativa primária. A Atomic Absorption Spectrometry (AAS), traduzida do inglês como espectrometria de absorção atômica, utiliza essa metodologia para determinar de forma quantitativa os elementos, sejam eles metais, semimetais ou não metais, em um composto com ampla variedade de amostras. Essas amostras podem ser de origem biológica (tecidos ou fluidos), ambientais (plantas, solo, sedimentos, águas), tecnológicos, geológicos e alimentos. 
O crescimento de procedimentos que fazem o uso da tomografia por emissão de pósitrons (PET-CT) causou uma necessidade de criação de soluções que padronizem a calibração dos sistemas de medição dos radiofármacos, por exemplo, os ativímetros, dentro dos setores de medicina nuclear, como nas radiofarmácias. Como uma alternativa para essa padronização das fontes radioativas, pensou-se na utilização da espectrometria gama, que é amplamente utilizada para radionuclídeos que têm tempo de meia-vida relativamente baixo. O intuito deste trabalho foi colocar em prática a metodologia de padronização das soluções de Fósforo (F-18) por espectrometria gama. 
Radionuclídeos com curto tempo de meia-vida, como C-11, N-13, F-18, Ga-68 e Rg-82, estão sendo utilizados na área de medicina nuclear de forma crescente ao longo dos anos, devido ao aumento da disponibilidade deles, que são emissores de pósitrons, e paralelamente ao avanço da tomografia por emissão de pósitrons (PET-CT). Portanto, torna-se necessário que os equipamentos utilizados para as mensurações das atividades dos radionuclídeos (ativímetros) sejam calibrados com acurácia, exatidão e alta eficiência, garantindo a confiabilidade destas medições.
A espectrometria gama é um método analítico que é capaz de fornecer as informações de forma quantitativa e qualitativa, através da análise dos espectros de radionuclídeos que emitem radiação eletromagnética tipo gama. Como se trata de uma metodologia confiável em seus resultados, permite a calibração de amostras de referência, independentemente de possíveis níveis de impurezas que possam existir naquela amostra. Cabe ressaltar que há a possibilidade de ser utilizada diversas vezes em várias geometrias de quantificação. Sendo assim, essa metodologia é padrão ouro na medicina nuclear atualmente, para padronizar radionuclídeos com tempo de meia-vida curta. 

Benefícios trazidos pela espectrometria

A definição de espectro – a radiação eletromagnética, por exemplo – consiste em todas as frequências que fazem parte daquele conjunto de radiações, que variam de ondas com baixa frequência, como ondas de rádio, até ondas com altas frequências, como as radiações gama. 
Espectros ideais são aqueles em que a radiação proveniente é de forma monoenergética e com alta energia, pois, dessa forma, a leitura do equipamento se torna mais precisa, confiável e exata. Como a radiação de elementos naturais é proveniente de compostos ou elementos que estão na natureza, os espectros reais são polienergéticos, dessa forma, o equipamento precisa conter, em seu interior, dispositivos capazes de fazer a correção ou a multiplicação do sinal, para que toda radiação incidente seja convertida e lida. Os detectores de radiação, embora sempre sejam construídos com materiais com sensibilidade alta à radiação, necessitam de um outro dispositivo, chamado fotomultiplicador. Quando uma partícula de baixa energia atinge o material, muitas vezes, se não houvesse esse dispositivo, ele não seria lido, pois não teria capacidade suficiente para sensibilizar o material. A tecnologia sempre busca fazer com que um detector tenha 100% de eficiência. O que isso significa? Significa que todo sinal recebido no material sensível deve ser convertido e lido em sua totalidade, mas sabemos que todo material tem perdas, e não conseguimos garantir 100% de eficiência. Logo, precisamos de equipamentos que façam as devidas correções e conversões, para que o espectro real seja analisado e registrado com a maior eficiência possível. 

Funcionamento do detector de iodeto de sódio dopado com tálio - NaI (Tl)

Esse detector de radiação utiliza um efeito conhecido como cintilação, a qual acontece no cristal NaI (Tl), utilizado na dosimetria da radiação. 
Um contador de cintilação, como o próprio nome diz, faz a contagem de flash de luz que é produzido no material (normalmente, transparente), quando uma partícula passa através dele. Essa partícula pode ser um elétron, uma partícula alfa, um íon ou até mesmo um fóton de alta energia. Essa cintilação acontece na parte do equipamento chamada cintilador, que podemos dizer que é a parte mais importante do equipamento. De modo geral, o detector de cintilação consiste em:

De modo bem básico, a operação desse equipamento consiste na interação da radiação incidente com o equipamento de cintilação, o qual, através dessa interação, produz uma série de flashes de intensidade variável. Essa intensidade variável se dá devido à energia da radiação incidente ser variável, portanto a intensidade do flash é proporcional à energia da partícula incidente, por isso, esses equipamentos são muito utilizados para espectrometria da radiação gama. Por causa da alta energia da onda eletromagnética, esse equipamento consegue manter um alto grau de confiabilidade, exatidão e precisão em seus resultados mensurados. 
O detector de radiação é um dispositivo que, quando colocado em um meio que há a presença de radiação ionizante, é capaz de informar a sua presença. Contudo, esse não é o único fator determinante para que um dispositivo seja classificado como detector de radiação. Para isso, o detector deve ter: repetitividade, reprodutibilidade, estabilidade, exatidão, precisão, sensibilidade e eficiência.

Aplicação da espectrometria em diversos equipamentos de medição da radiação ionizante

Detectores de radiação ionizante devem preencher aqueles requisitos citados no bloco anterior. Contudo, como dito nesta aula, a eficiência de um dispositivo de detecção de radiação nunca é 100%, logo precisamos sempre utilizar ferramentas que sejam mais precisas para aquele tipo de necessidade. Antes de utilizar um detector de radiação, para que você consiga garantir a maior segurança de eficiência possível, você deve se perguntar antes:

Para o intervalo de interesse, a espectrometria se faz presente, pois, para medições em que a atividade do radionuclídeo é extremamente baixa, na maioria das vezes, é necessário acumular o espectro durante um período de várias horas ou até mesmo vários dias, mesmo utilizando uma geometria de fonte apropriada. 
A gama-câmara, citada em aulas anteriores desta unidade, faz o uso de detectores NaI (Tl), devido à funcionalidade do equipamento ser com a aplicação de fontes emissoras de radiação gama. 
Detectores de germânio, como o GE(Li), são extremamente utilizados na medicina nuclear devido ao alto poder de resolução na espectrometria gama. Contudo, cabe ressaltar que esse tipo de detector tem dificuldades operacionais e, por isso, com o avanço da tecnologia, é substituído. É exigido que ele seja mantido em refrigeração à temperatura de nitrogênio líquido, ou seja, 770 K, independentemente se está em funcionamento ou não, devido à migração do lítio do material, para evitar que o equipamento seja descalibrado. Sendo assim, a sua característica operacional se torna um fator limitante. Diante disso, atualmente, ele está sendo substituído pelos detectores de germânio de alta pureza (HPGe), que apenas necessitam de refrigeração no momento de operação e, quando não utilizados, podem ficar em temperatura ambiente por longos períodos, sem causar danos ao material. Esse tipo de detector é construído com geometria cilíndrica ou coaxial, o que permite a obtenção de volumes maiores e necessários para a espectrometria gama. 
Na radioterapia, devido ao avanço tecnológico e, hoje, serem utilizados aceleradores lineares para o tratamento de câncer, não se faz necessário o uso de equipamentos detectores com espectrometria. A radiação utilizada nesse equipamento é de origem artificial e com ajuste de energia no feixe de saída. Um tipo de detector que faz a leitura de radiação X é o detector de silício-lítio, que não é recomendável para uso em espectrometria gama, em função do baixo número atômico do silício (Z=14), quando comparado com o germânio. Portanto, torna-se conveniente para a espectrometria de raios-X, que são de baixa energia, para a detecção de elétrons. 
O detector utilizado na radioterapia é a câmara de ionização, que tem um principio de quantificação diferente. 

Vídeo Resumo

Se a área de radioterapia e medicina nuclear te encanta, assim como me encanta, esse vídeo é para você. Nesta aula, abordaremos temas importantes para a sua formação. Conhecer como funcionam as diferentes formas de detecção da radioatividade e saber o que é espectro e espectrometria e como essas ferramentas são utilizadas na área hospitalar são assuntos que farão com que seu cotidiano seja facilitado durante seus planejamentos e, certamente, garantirão melhoria na sua qualidade de trabalho.

 

Saiba mais

Se você ficou entusiasmado com o conteúdo desta aula e queira aprofundar seus conhecimentos na área de radioterapia e medicina nuclear, tenho uma ótima notícia. Há inúmeros livros e artigos científicos, inclusive on-line, que você pode usar para explorar ainda mais esse mundo tão inovador e de grande importância. 

Através deste link, você terá acesso a um estudo publicado na Scielo, intitulado Preparações radiofarmacêuticas e suas aplicações. O estudo fala sobre a produção de radionuclídeos para tratamento e diagnóstico, bem como noções de radioatividade e os métodos de obtenção de imagens. 

Um estudo muito interessante publicado na Scielo, intitulado Redução de incertezas em radioterapia utilizando simulação Monte Carlo: análise espectral aplicada à correção de dose absorvida, fala sobre o conteúdo da aula, pois traz a determinação por um método estatístico (Monte Carlo) que busca prever todas as possibilidades de ocorrência, com espectros de feixes em cobaltoterapia.

Aula 5

Revisão da unidade

14 minutos

Conhecendo o funcionamento da medicina nuclear e radioterapia

A área médica avançou significativamente nas últimas décadas devido à tecnologia, principalmente, nas áreas de diagnóstico e tratamento, com a aquisição de novos equipamentos inseridos no cotidiano hospitalar. Como é sabido, a radiação ionizante utilizada nas áreas hospitalares, mesmo sendo utilizada de forma responsável e com o intuito de trazer sempre o máximo de benefícios aos pacientes, causa danos aos seres vivos. Com isso, houve a necessidade de inúmeros dispositivos que mensuram, quantificam, bloqueiam e notificam a presença de radiação, formação de imagem e tratamento. Como a radiação não é notada pelos sentidos humanos (visão, audição, tato e olfato), necessitamos desses equipamentos para nos auxiliar cotidianamente. Paralelamente a isso, temos radiação ionizante oriunda de diversas fontes, ondas eletromagnéticas (radiação X e gama) e partículas (alfa, beta, elétrons, pósitrons). Logo, para cada fonte radioativa, devemos escolher equipamentos que sejam mais precisos para aquela finalidade. Com isso, os equipamentos contam com o auxílio de cálculos estatísticos, fatores de correção, fatores de calibração e características de leitura intrínsecas de cada equipamento (cintilação, contador, ionização). 
Na radioterapia, o equipamento utilizado atualmente é o acelerador linear, que é uma fonte de radiação artificial. Essa área é destinada apenas para tratamento, e não diagnóstico. Logo, os equipamentos de detecção são utilizados para calibração do equipamento, por exemplo: fantom (instrumento simulador de atenuação do corpo humano) e câmara de ionização. Já na medicina nuclear, a área contempla tanto o diagnóstico quanto o tratamento. No diagnóstico, temos equipamentos, como Tomografia Computadorizada por Emissão de Pósitrons (PET-CT), Tomografia por Emissão de Pósitrons com Emissão Única (SPECT-CT) e gama câmara. Esses equipamentos contam com detectores de radiação, com a finalidade de formação da imagem. Nessa área, é utilizada a radiação ionizante natural, ou seja, elementos radioativos são manipulados em radiofármacos e inseridos no paciente, para que o equipamento detecte essa radiação (radiação gama) e forme a imagem a partir do somatório de intensidades de cada pósitron que atingiu o detector. Como nesse setor há a manipulação de radiofármacos, há a utilização de outros tipos de detectores que servem para calibração dos equipamentos e para fazer o monitoramento local, do ambiente, para que não ocorra nenhum acidente de exposição desnecessária para as pessoas que transitam por ali. Exemplos de detectores utilizados em medicina nuclear são: iodeto de sódio dopado de tálio (NaI(Tl)) e detector de germânio hiper puro HPGe. Os radiofármacos utilizados nesta área são oriundos de geradores de radionuclídeos, que nada mais são do que um local, onde é colocado o elemento radioativo (pai) que, devido ao decaimento radioativo, gera elementos radioativos (filhos), e esses filhos, quando têm um tempo de meia-vida baixa, são utilizados nos exames. Por exemplo, N-13, Ga-68, Tc-99m, I-131 e Rg-82. 

Revisão da unidade

Se a área de radioterapia e medicina nuclear te encanta, assim como me encanta, esse vídeo é para você. Nesta aula, abordaremos temas importantes para a sua formação. Conhecer como funcionam as diferentes formas de detecção da radioatividade e saber o que é espectro e a espectrometria, bem como a estatística e como essas ferramentas são utilizadas na área hospitalar, são assuntos que farão com que seu cotidiano seja facilitado durante seus planejamentos e, certamente, garantirão melhoria na sua qualidade de trabalho.

 

ESTUDO DE CASO

Imagine que você seja um estudante com o objetivo de trabalhar em um hospital de grande porte, que tenha a área de medicina nuclear bem definida e com equipamentos de última geração.
Ao terminar seu curso, você mandou seu currículo para um hospital de referência, e você foi selecionado para trabalhar no centro de medicina nuclear, assim, você iniciou seu trabalho nesta instituição.
Ocorreram dois eventos no setor que você trabalha: 
Evento 1: logo no início de sua carreira, por volta de quatro meses de trabalho, ocorre um acidente com um radionuclídeo no setor de medicina nuclear. Um físico médico havia utilizado o gerador de radionuclídeo e, com isso, preparado alguns radiofármacos com tecnécio 99 meta estável para ser administrado a um paciente que iniciaria seus tratamentos no setor. Durante o transporte desse radiofármaco nos corredores do hospital, a enfermeira responsável, por um descuido, deixou-o cair e, dessa forma, espalhou o elemento no chão do setor, causando, naquele local, um problema de contaminação com elemento radioativo. De imediato, a engenharia clínica, ou núcleo de radioproteção do hospital, foi acionada para que tomasse ciência do que havia ocorrido e iniciasse o processo de proteção radiológica, com isolamento da área e descontaminação. Contudo, antes de irem para o setor em que ocorreu o acidente, seus superiores te chamaram para ajudar neste processo, pois havia um pessoal ocupado com outras tarefas, enquanto outros não estavam naquele momento no hospital. Você é uma pessoa recém-formada na área de radiologia, com os estudos afiados e recentemente contratado em um hospital referenciado, onde você sonhava em trabalhar. Como se portaria nesse caso? 
Evento 2: agora, imagine que você iniciou seus trabalhos no mesmo hospital e no mesmo centro de medicina nuclear. Uma paciente chegou para fazer seus exames de imagem e você está acompanhando o profissional responsável por fazer a manipulação dos radiofármacos. Como você é recém-contratado, está passando por diversos testes e, antes de começar a fazer a manipulação do radiofármaco, o profissional resolve te fazer o seguinte questionamento: “A paciente veio fazer um exame na gama-câmara e eu preciso, agora, manipular um radiofármaco que seja compatível com o tipo de exame. Que tipo de elemento radioativo/fonte radioativa você utilizaria no caso dessa paciente?”. 
De acordo com os seus conhecimentos em medicina nuclear, contaminação, descontaminação, radioatividade dos elementos químicos, fontes radioativas, instrumentação médica e dispositivos que detectam a radiação, o que você faria para solucionar esses problemas?

Reflita

Se você ficou entusiasmado com o conteúdo desta aula e quer aprofundar seus conhecimentos na área de radioterapia e medicina nuclear, tenho uma ótima notícia. Há inúmeros livros e artigos científicos, inclusive on-line, que você pode usar para explorar ainda mais esse mundo tão inovador e de grande importância.
Através deste link, você terá acesso a um estudo publicado na Scielo, intitulado Teste de proficiência para medições de radioatividade na medicina nuclear:
 
Um estudo muito interessante publicado na Scielo, intitulado Verificação do fator de calibração e indicador da qualidade do feixe de aceleradores lineares, fala sobre o conteúdo desta unidade, pois mostra fatores de calibração e indicadores de controle de qualidade nos feixes de radiação em aceleradores lineares.

Resolução do Estudo de Caso

Resposta para o Evento 1:
Antes de qualquer coisa, se você foi solicitado para trabalhar nesse “acidente radioativo”, você deve ter em mente que o hospital está colocando em suas mãos uma confiança muito grande, pois se trata de um acidente de alta gravidade e coloca muitas pessoas em risco, tanto com os efeitos estocásticos quanto com os efeitos determinísticos da radiação, dependendo de sua atividade e do tempo de meia-vida do elemento radioativo. Antes de qualquer coisa, deve-se ter em mente o tipo de fonte radioativa com a qual você está trabalhando. O tecnécio 99m (metaestável) é um emissor de radiação gama, que é uma fonte radioativa natural, de características eletromagnéticas, com alto poder de penetrabilidade e capaz de causar inúmeros danos biológicos. Tendo esse conhecimento da fonte, deve-se saber a atividade dela. Como você fará isso? Através de um dispositivo de detecção da radiação. Logo, temos que lembrar dos fatores que influenciam na escolha do detector de radiação. Neste caso, você precisa de um detector que quantifique fontes radioativas emissoras de radiação gama (podendo ser um detector a gás, detectores de cintilador, detectores semicondutores ou Geiger-Muller); em seguida, deve pensar que a resposta desse detector deve ser de forma rápida, precisa e de fácil manuseio operacional. Após a escolha do detector para mensurar e quantificar a radiação ionizante, devemos conhecer o tempo de meia-vida do composto que contaminou o solo do setor. O tempo de meia-vida do tecnécio 99m é de apenas seis horas. Logo, deve ser feito o isolamento do ambiente, para que não se coloque em risco as pessoas que transitam pelo setor, e fazer a descontaminação local. Essas são as providências a serem tomadas em um setor, quando há um problema ou acidente radioativo.
 
Resposta para o Evento 2:
Nesse momento, você deve ter em mente que as fontes radioativas utilizadas em medicina nuclear são do tipo natural, ou seja, não são produzidas artificialmente, como aceleradores nucleares (radioterapia) ou equipamentos de radiologia. Considerando isso, você deve se lembrar que as fontes naturais de radiação podem ser corpusculares (alfa, beta, elétrons) ou eletromagnéticas (radiação gama). No equipamento gama-câmara, a radiação detectada pelo equipamento é a radiação gama. Portanto, nesta pergunta do responsável, você deve responder apenas elementos radioativos que emitem radiação gama, pois é através do contato da radiação gama com os detectores do equipamento que a imagem será formada.

 

Resumo Visual

referências

08 minutos

Aula 1

ALMEIDA, M.O; SOUSA, C. H. S; PEIXOTO, J.G.P. Determinação das Incertezas das Medições de um Detector Capacitado Portátil. Congresso Brasileiro de Metrologia das Radiações Ionizantes (CBMRI-2020).  Disponível em: https://cbmri.org.br/site/wp-content/uploads/2020/11/CBMRI-21-1.pdf. Acesso em: 06 mar. 2023. 
BUSHONG, S. C. Ciência Radiológica para Tecnólogos: curso de física, biologia e proteção. Houston, Texas: Professor of Radiology Center, 2008. 1580p. 
KUAHARA, L. T. Desenvolvimento de uma metodologia de calibração "in situ " de medidores de atividade. 2017. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear – Aplicações) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. 
OKUNO, E.; YOSHIMURA, E. Física das Radiações. São Paulo, SP: Oficina e Textos, 2010. 296p. 
SOUSA, C. H. S. de. Estimativa das Incertezas Associadas aos Testes de Desempenho de Calibradores de Doses. Rio de Janeiro, RJ: IRD, 2013. 
TAUHATA, L. et alRadioproteção e Dosimetria: fundamentos. Rio de Janeiro, RJ: IRD/CNEN, 2014. 
IAEA, International Atomic Energy Agency. Quality Control Of Nuclear Medicine Instruments, IAEA-TECDOC-317. Austria, November 1984. Disponível em: https://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/te_317_prn.pdf. Acesso em: 07 mar. 2023.

Aula 2

BUSHONG, S. C. Ciência Radiológica para Tecnólogos: curso de física, biologia e proteção. Houston, Texas: Professor of Radiology Center, 2008. 1580p. 
KUAHARA, L. T. Desenvolvimento de uma metodologia de calibração "in situ " de medidores de atividade. 2017. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear – Aplicações) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. 
MORAES, A. F. Manual de Medicina Nuclear. São Paulo, SP: Atheneu, 2007. 
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Aula 3

BUSHONG, S. C. Ciência Radiológica para Tecnólogos: curso de física, biologia e proteção. Houston, Texas: Professor of Radiology Center, 2008. 1580p. 
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Aula 4

BUSHONG, S. C. Ciência Radiológica para Tecnólogos: curso de física, biologia e proteção. Houston, Texas: Professor of Radiology Center, 2008. 1580p.
KNOLL, G. F. Radiation detection and measurement. 4. ed. Hoboken, NJ: Wiley, 2010.
KUAHARA, L. T. Desenvolvimento de uma metodologia de calibração "in situ " de medidores de atividade. 2017. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear – Aplicações) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017.
LEDERER, C. M.; SHIRLEY, V. S.; BROWNE, E. Table of isotopes. 7. ed. New York: Wiley, 1978.
OKUNO, E.; YOSHIMURA, E. Física das Radiações. São Paulo, SP: Oficina e Textos, 2010. 296p.
TAUHATA, L. et alRadioproteção e Dosimetria: fundamentos. Rio de Janeiro, RJ: IRD/CNEN, 2014.

Aula 5

BUSHONG, S. C. Ciência Radiológica para Tecnólogos: curso de física, biologia e proteção. Houston, Texas: Professor of Radiology Center, 2008. 1580p.
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Imagem de capa: Storyset e ShutterStock.