Pesquisadores desenvolvem tecnologia mais segura e econômica para testar os calibradores das doses de radiação administradas na medicina nuclear
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Pesquisadores desenvolvem tecnologia mais segura e econômica para testar os calibradores das doses de radiação administradas na medicina nuclear
Título original da pesquisa
Desenvolvimento de Sistema para Teste de Linearidade de Calibradores de Dose
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Fonte(s) Financiadora(s)
Resumo
Nesta pesquisa, foi desenvolvida tecnologia segura e econômica que consegue testar os calibradores das doses de radiação administradas na medicina nuclear.
Tipo
Projeto de pesquisa
O que é a pesquisa?
A Medicina Nuclear é uma especialidade médica que utiliza materiais radioativos com fins de diagnostico ou tratamento terapêutico de enfermidades.
Para obtenção do diagnóstico de um órgão ou tecido administra-se, em geral por injeção, oralmente ou via inalatória, uma substância química marcada (isto é, um fármaco ao qual foi agregado um radioisótopo emissor de radiação gama).
Esta substância marcada radioativamente, chamada de radiofármaco, deve apresentar afinidade com o órgão, ou com o tecido ósseo ou mole que esteja sendo investigado (isto é, deve ser de um tipo que, através dos processos metabólicos do corpo, chegue até a parte do corpo desejada).
A partir da administração destes radiofármacos, estudos fisiológicos e estruturais de órgãos e tecidos são realizados utilizando-se Cintiladores, isto é, detectores de radiação.
Mas para tanto é necessário garantir a qualidade dos radiofármacos utilizados, a fim de se obter uma imagem de boa qualidade, isto é, que apresente nitidez e visibilidade dos detalhes das estruturas anatômicas que estejam em exame.
Além disso, é também importante a correta determinação da dose de radiação à qual o paciente é submetido. Para tanto, os serviços de Medicina Nuclear dispõem de equipamentos de medida, chamados calibradores de dose (ou curiômetros).
A falta de exatidão da resposta destes equipamentos pode causar erros significativos na dose administrada ao paciente, podendo resultar em imagens de baixa qualidade, acarretando a repetição do exame e conseqüente aumento de dose.
Por sua vez, para garantir o adequado funcionamento dos calibradores de dose, são necessários testes da exatidão, precisão e linearidade da sua resposta.
A Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) e a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) normatizam a calibração dos curiômetros periodicamente e os limites de aceitação para cada teste, bem como a periodicidade de sua execução.
No teste da linearidade, procura-se avaliar a resposta do equipamento para diversos valores de dose, uma vez que alterações no circuito de alimentação do calibrador ou problemas no seletor de canais podem alterar a “janela” de leitura afetando a resposta do equipamento.
Os métodos indicados pela IAEA para qualificar e quantificar um calibrador de dose, quanto à linearidade de sua resposta, são dois:
1. Método que usa amostras de um radionuclídeo com diferentes atividades, ou
2. Método do decaimento de uma fonte radioativa.
O primeiro método baseia-se na preparação de várias soluções, com o mesmo volume mas com concentrações diferentes, e que são medidas em atividade (dose) por mililitro. Este procedimento requer muitos cuidados na preparação das soluções a fim de garantir a padronização do volume, além de exigir maior tempo de manuseio da fonte radioativa pelo técnico, expondo-o por mais tempo à radiação.
O segundo método está baseado no acompanhamento do decaimento de um radionuclídeo (isto é, do tempo que leva para que cesse a atividade radioativa do elemento estudado, tempo também chamado de meia-vida do radionuclídeo).
Para tanto, geralmente efetuam-se medidas da atividade de uma amostra de Tc-99m (tecnécio radioativo, um rádionuclídeo) ao longo de um período de 72 horas.
Este procedimento apresenta desvantagens como o longo tempo de realização e a inutilização da amostra de tecnécio, que após o término do teste não pode mais ser utilizada para exames, uma vez que a atividade radioativa terá decaído, ficando sem serventia médica.
Neste estudo, pesquisadores do Grupo de Instrumentação e Dosimetria do Departamento de Energia Nuclear da Universidade Federal de Pernambuco buscam desenvolver outra metodologia, baseada no uso de atenuadores, de modo a reduzir a intensidade da radiação que atinge o detector.
Através da calibração dos atenuadores de radiação é possível simular um decaimento radioativo de um radionuclídeo em estudo (atenuador com atividade menos intensa corresponde ao radionuclídeo ainda não decaído ou em começo de decaimento, e a atenuação mais intensa simula a radiação no final do decaimento).
Por este método seria possível a realização do teste de linearidade do calibrador de dose em cerca de 10 minutos, permitindo a reutilização da amostra de tecnécio em novos exames diagnósticos. Além disso, essa rapidez contribui para a redução da dose ocupacional (dose de radiação que atinge o técnico encarregado do teste) uma vez que reduz-se o tempo de manuseio da fonte radioativa.
Para obtenção do diagnóstico de um órgão ou tecido administra-se, em geral por injeção, oralmente ou via inalatória, uma substância química marcada (isto é, um fármaco ao qual foi agregado um radioisótopo emissor de radiação gama).
Esta substância marcada radioativamente, chamada de radiofármaco, deve apresentar afinidade com o órgão, ou com o tecido ósseo ou mole que esteja sendo investigado (isto é, deve ser de um tipo que, através dos processos metabólicos do corpo, chegue até a parte do corpo desejada).
A partir da administração destes radiofármacos, estudos fisiológicos e estruturais de órgãos e tecidos são realizados utilizando-se Cintiladores, isto é, detectores de radiação.
Mas para tanto é necessário garantir a qualidade dos radiofármacos utilizados, a fim de se obter uma imagem de boa qualidade, isto é, que apresente nitidez e visibilidade dos detalhes das estruturas anatômicas que estejam em exame.
Além disso, é também importante a correta determinação da dose de radiação à qual o paciente é submetido. Para tanto, os serviços de Medicina Nuclear dispõem de equipamentos de medida, chamados calibradores de dose (ou curiômetros).
A falta de exatidão da resposta destes equipamentos pode causar erros significativos na dose administrada ao paciente, podendo resultar em imagens de baixa qualidade, acarretando a repetição do exame e conseqüente aumento de dose.
Por sua vez, para garantir o adequado funcionamento dos calibradores de dose, são necessários testes da exatidão, precisão e linearidade da sua resposta.
A Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) e a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) normatizam a calibração dos curiômetros periodicamente e os limites de aceitação para cada teste, bem como a periodicidade de sua execução.
No teste da linearidade, procura-se avaliar a resposta do equipamento para diversos valores de dose, uma vez que alterações no circuito de alimentação do calibrador ou problemas no seletor de canais podem alterar a “janela” de leitura afetando a resposta do equipamento.
Os métodos indicados pela IAEA para qualificar e quantificar um calibrador de dose, quanto à linearidade de sua resposta, são dois:
1. Método que usa amostras de um radionuclídeo com diferentes atividades, ou
2. Método do decaimento de uma fonte radioativa.
O primeiro método baseia-se na preparação de várias soluções, com o mesmo volume mas com concentrações diferentes, e que são medidas em atividade (dose) por mililitro. Este procedimento requer muitos cuidados na preparação das soluções a fim de garantir a padronização do volume, além de exigir maior tempo de manuseio da fonte radioativa pelo técnico, expondo-o por mais tempo à radiação.
O segundo método está baseado no acompanhamento do decaimento de um radionuclídeo (isto é, do tempo que leva para que cesse a atividade radioativa do elemento estudado, tempo também chamado de meia-vida do radionuclídeo).
Para tanto, geralmente efetuam-se medidas da atividade de uma amostra de Tc-99m (tecnécio radioativo, um rádionuclídeo) ao longo de um período de 72 horas.
Este procedimento apresenta desvantagens como o longo tempo de realização e a inutilização da amostra de tecnécio, que após o término do teste não pode mais ser utilizada para exames, uma vez que a atividade radioativa terá decaído, ficando sem serventia médica.
Neste estudo, pesquisadores do Grupo de Instrumentação e Dosimetria do Departamento de Energia Nuclear da Universidade Federal de Pernambuco buscam desenvolver outra metodologia, baseada no uso de atenuadores, de modo a reduzir a intensidade da radiação que atinge o detector.
Através da calibração dos atenuadores de radiação é possível simular um decaimento radioativo de um radionuclídeo em estudo (atenuador com atividade menos intensa corresponde ao radionuclídeo ainda não decaído ou em começo de decaimento, e a atenuação mais intensa simula a radiação no final do decaimento).
Por este método seria possível a realização do teste de linearidade do calibrador de dose em cerca de 10 minutos, permitindo a reutilização da amostra de tecnécio em novos exames diagnósticos. Além disso, essa rapidez contribui para a redução da dose ocupacional (dose de radiação que atinge o técnico encarregado do teste) uma vez que reduz-se o tempo de manuseio da fonte radioativa.
Como é feita a pesquisa?
Foram confeccionados tubos atenuadores, utilizando-se canos de PVC com diâmetro externo de 6 centímetros, revestidos internamente com folhas de chumbo de diferentes espessuras, resultando em diferentes graus de atenuação.
Os tubos foram confeccionados de acordo com dimensões compatíveis com as dimensões dos frascos onde são manuseadas as fontes de radiação.
Um tubo de menor diâmetro que os demais suporta o frasco contendo o material radioativo, permitindo assim a reprodução da posição da amostra na câmara de ionização (equipamento que mede a dose).
Para a realização das medidas foi utilizado um calibrador de dose Capintec CRC-7 com câmara de ionização tipo poço e módulo de leitura.
Uma amostra de 6 mililitros de tecnécio, cuja medida de atividade radioativa já tinha sido determinada, foi introduzida no cilindro de suporte e este foi posicionado no interior da câmara de ionização tipo poço. Foi selecionado no módulo de leitura o canal correspondente ao radionuclídeo em estudo (99mTc) e efetuadas 5 leituras.
A média destas leituras corresponde ao valor inicial da atividade. Em seguida, sem manusear a fonte, um dos tubos atenuadores foi introduzido na câmara de ionização, recobrindo o suporte com a fonte. Foram efetuadas mais 5 leituras e o procedimento foi repetido com todos os demais tubos.
A partir dos valores médios das leituras obtidas com tubos atenuadores cada vez mais espessos, foi traçado o gráfico da atividade em função do tempo de decaimento associado a cada tubo atenuador, e foi determinado o valor da meia-vida do tecnécio. Este valor, obtido no experimento, foi comparado com o valor teórico, conhecido na literatura especializada.
Depois, utilizando-se a mesma fonte radioativa, retirada do tubo suporte, foram realizadas medidas em intervalos de tempos ao longo de 3 dias (72 horas). Inicialmente foi ajustado o botão seletor de canais para o canal correspondente ao tecnécio e foi realizada a leitura de radiação de fundo (Backing Ground, radiação presente no equipamento independentemente da presença da amostra, e que deve ser posteriormente "descontada" dos resultados obtidos). Em seguida foi introduzida a amostra e foram realizadas dez leituras da atividade.
O valor médio das leituras líquidas foi anotado bem como a data e hora da medida. Este procedimento foi repetido com intervalos de tempo de uma hora durante o período de funcionamento do laboratório.
A partir dos resultados foi traçado o gráfico da atividade em função do tempo, determinando a meia-vida do tecnécio. Estes mesmos procedimentos foram repetidos com outras 10 amostras de tecnécio com graus variados de atividade radioativa inicial, compatíveis com os valores geralmente utilizados nos centros de medicina nuclear.
Os tubos foram confeccionados de acordo com dimensões compatíveis com as dimensões dos frascos onde são manuseadas as fontes de radiação.
Um tubo de menor diâmetro que os demais suporta o frasco contendo o material radioativo, permitindo assim a reprodução da posição da amostra na câmara de ionização (equipamento que mede a dose).
Para a realização das medidas foi utilizado um calibrador de dose Capintec CRC-7 com câmara de ionização tipo poço e módulo de leitura.
Uma amostra de 6 mililitros de tecnécio, cuja medida de atividade radioativa já tinha sido determinada, foi introduzida no cilindro de suporte e este foi posicionado no interior da câmara de ionização tipo poço. Foi selecionado no módulo de leitura o canal correspondente ao radionuclídeo em estudo (99mTc) e efetuadas 5 leituras.
A média destas leituras corresponde ao valor inicial da atividade. Em seguida, sem manusear a fonte, um dos tubos atenuadores foi introduzido na câmara de ionização, recobrindo o suporte com a fonte. Foram efetuadas mais 5 leituras e o procedimento foi repetido com todos os demais tubos.
A partir dos valores médios das leituras obtidas com tubos atenuadores cada vez mais espessos, foi traçado o gráfico da atividade em função do tempo de decaimento associado a cada tubo atenuador, e foi determinado o valor da meia-vida do tecnécio. Este valor, obtido no experimento, foi comparado com o valor teórico, conhecido na literatura especializada.
Depois, utilizando-se a mesma fonte radioativa, retirada do tubo suporte, foram realizadas medidas em intervalos de tempos ao longo de 3 dias (72 horas). Inicialmente foi ajustado o botão seletor de canais para o canal correspondente ao tecnécio e foi realizada a leitura de radiação de fundo (Backing Ground, radiação presente no equipamento independentemente da presença da amostra, e que deve ser posteriormente "descontada" dos resultados obtidos). Em seguida foi introduzida a amostra e foram realizadas dez leituras da atividade.
O valor médio das leituras líquidas foi anotado bem como a data e hora da medida. Este procedimento foi repetido com intervalos de tempo de uma hora durante o período de funcionamento do laboratório.
A partir dos resultados foi traçado o gráfico da atividade em função do tempo, determinando a meia-vida do tecnécio. Estes mesmos procedimentos foram repetidos com outras 10 amostras de tecnécio com graus variados de atividade radioativa inicial, compatíveis com os valores geralmente utilizados nos centros de medicina nuclear.
Qual a importância da pesquisa?
A partir das medidas das atividades obtidas com os tubos foi possível determinar o percentual de atenuação de cada tubo e relacioná-lo com o tempo que corresponderia ao equivalente decaimento da atividade.
Para os cálculos levou-se em conta a equação do decaimento radioativo e a meia vida do tecnécio, que é de 6 horas. Os resultados mostram a concordância entre os dados teóricos e os valores das atividades obtidas utilizando-se os tubos.
Os resultados com os dados das atividades obtidos com os tubos atenuadores indicam um valor da meia vida para o tecnécio de 6 horas e 7 minutos. Já o valor obtido no estudo da curva de decaimento foi de 5 horas e 57 minutos. Estes dados mostram uma perfeita concordância entre os dois métodos.
Os resultados indicaram que os tubos atenuadores desenvolvidos podem ser utilizados para as medidas da linearidade de resposta dos calibradores de dose, com as seguintes vantagens:
1. permitem obter a informação sobre a linearidade da resposta do equipamento em um tempo da ordem de 10 minutos,
2. possibilitam a reutilização da amostra para exames, e
3. diminuem a exposição ocupacional dos técnicos.
Para os cálculos levou-se em conta a equação do decaimento radioativo e a meia vida do tecnécio, que é de 6 horas. Os resultados mostram a concordância entre os dados teóricos e os valores das atividades obtidas utilizando-se os tubos.
Os resultados com os dados das atividades obtidos com os tubos atenuadores indicam um valor da meia vida para o tecnécio de 6 horas e 7 minutos. Já o valor obtido no estudo da curva de decaimento foi de 5 horas e 57 minutos. Estes dados mostram uma perfeita concordância entre os dois métodos.
Os resultados indicaram que os tubos atenuadores desenvolvidos podem ser utilizados para as medidas da linearidade de resposta dos calibradores de dose, com as seguintes vantagens:
1. permitem obter a informação sobre a linearidade da resposta do equipamento em um tempo da ordem de 10 minutos,
2. possibilitam a reutilização da amostra para exames, e
3. diminuem a exposição ocupacional dos técnicos.
Área do Conhecimento
Ciências Exatas e da Terra
Palavras-chave – Entre 3 a 5 palavras
Portuguesa
Método
Portuguesa
Medida
Portuguesa
Radiação
ODS
ODS 3: Saúde e Bem-Estar
ODS 9: Indústria, Inovação e Infraestrutura
Referência da Pesquisa Original
KHOURY, Helen; NOGUEIRA, Fernanda; SOUZA, Marcilene Nazário de. Desenvolvimento de Sistema para Teste de Linearidade de Calibradores de Dose. 2003.
Material Complementar
Radioproteção e dosimetria, de Luiz Tauhata, Ivan Salati, Renato Di Prizio e Antonieta Di Prizio- IRD/CNEN
Requisitos de Radioproteção e Segurança para Serviços de Medicina Nuclear, Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN),1998.
Requisitos de Radioproteção e Segurança para Serviços de Medicina Nuclear, Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN),1998.
Data da publicação do texto de divulgação
September 22, 2003