Introdução a Medicina Nuclear

Simone Brandão Médica Chefe do Serviço de Medicina Nuclear

do HC-UFPE Professora Adjunta Depto. Medicina Clínica – UFPE

Doutora Medicina - USP

DEPARTAMENTO DE MEDICINA CLÍNICA DISCIPLINA: MÉTODOS COMPLEMENTARES DE DIAGNÓSTICO

2014

simonecordis@yahoo.com.br

Pierre Curie

Niels Henrik Bohr

(1885 - 1962)

Cientista dinamarquês. Rutherford

Enrico Fermi

Roentgen

(1845-1923)

Becquerel

JJ Thomson

1896 Henri Becquerel descobre "raios” de urânio

1897 Marie Curie deu o nome de "radioactivity" para os raios de urânio

1903 Alexander Graham Bell sugeriu colocação de fontes radioativas perto de tumores

1913 Frederick Proescher publicou o 1º estudo de injeção EV de radiação no tratamento de

várias doenças

1937 Saul Hertz, Arthur Roberts and Robley Evans estudou fisiologia tiroidiana com iodo-128

1938 John Livingood and Glenn Seaborg descobriram o Iodo-131

1938 Emilio Segre and Glenn Seaborg descobriram o Tecnécio-99m

1939 Charles Pecher observou captação de strontium-89 em metástases ósseas

1941 Saul Hertz deu a um paciente a primeira dose terapêutica de Iodo-131

1947 Benedict Cassen usou radioiodo para determinar quanto um nódulo acumula de iodo,

ajudando a diferenciar nódulos benignos de malignos

1947 George Moore usou radioiodo -131 labeled diiodofluorescein para localizar com "probe"

tumores cerebrais em cirurgias

EVOLUÇÃO DA MEDICINA NUCLEAR

1948 Abbott Laboratories começou a distribuir radioisótopos

1951 The U.S. Food and Drug Administration (FDA) aprovou iodeto-131 para

uso em pacientes com patologia de Tiróide

1951 Benedict Cassen, Lawrence Curtis, Clifton Reed and Raymond Libby

construiram um cintilógrafo para se mapear a glândula Tiróide

1959 Picker X-Ray Company lançou o 1º scanner retilíneo

1970 W. Eckelman and P. Richards desenvolveram a marcação de Kit . O 1º foi

o 99mTc-DTPA.

1973 Elliot Lebowitz introduziu Tálio-201 para perfusão miocárdica

1976 John Keyes desenvolveu a 1ª gama-câmara para SPECT

1978 David Goldenberg usou anticorpos marcados para Tumores em humanos.

EVOLUÇÃO DA MEDICINA NUCLEAR

1983 William Eckelman and Richard Reba realizaram o 1º SPECT cerebral com

neuroreceptor em humanos.

1995 ADAC Laboratories lança a 1ª gama-câmara para imagens com 18F-FDG PET

(imagens por coincidência)

1996 “Legitimidade” do PET cerebral

1999 Os estudos com Linfonodo Sentinela são aprovados para o diagnóstico e o

mapeamento de cânceres.

SÉCULO XXI – EQUIPAMENTOS HÍBRIDOS- SPECT-CT, PET-CT, PET-RM

INÚMEROS TRAÇADORES – MOLÉCULAS ESPECÍFICAS

MAPEAMENTO INDIVIDUALIZADO PARA CADA TIPO DE CÂNCER E DOENÇA

EVOLUÇÃO DA MEDICINA NUCLEAR

Histórico

Físico-Químico húngaro;

1943:Prêmio Nobel pelo

desenvolvimento dos radiotraçadores;

Estudou o chumbo e fósforo no

metabolismo de plantas e ratos;

“Pai dos radiotraçadores”.

George Charles de Hevesy

1859 -1906

Hermann Blumgart

Histórico

1926: pioneiro no uso de radiotraçador no homem;

Bismuto-214:avaliou a velocidade do fluxo sanguíneo

de um braço a outro

“Pai do uso diagnóstico dos

radiotraçadores”.

Frèdrèric Joliot Curie e Irène Curie

Histórico

Descobriram a radioatividade artificial;

1934:Direcionaram um feixe de partículas alfa de uma

fonte de rádio num alvo de alumínio.

Histórico

Ernest Lawrence

Físico americano;

1939:Prêmio Nobel de física

pela invenção do Cíclotron;

1901 -1958

Histórico

1905 -1989

Emílio Segre

Físico italiano;

1936/37:descobriu o Tc99m;

Histórico

Sam Seidlin

1949:Demonstrou a erradicação de metástase de CDT

pelo Iodo-131;

“Pai da radioiodoterapia”.

Histórico

Benedict Cassen

Inventor do cintilógrafo retilíneo (1950);

“Pai da imagem na Medicina

Nuclear”.

Histórico

1913 -1994

Marshall Brucer

Convenceu a Comissão de

Energia Atômica americana sobre

o benefício do uso de RF pelos

médicos;

Preconizou cursos de formação

médica;

1º presidente do SMN;

“Pai da estruturação da MN”.

Histórico

Hal Anger

1905 -1989

1957: câmara de cintilação;

Estudos dinâmicos e de corpo

inteiro;

“Pai da imagem dinâmica”.

O QUE É MEDICINA NUCLEAR?

Definida em 1972 pela OMS como especialidade médica que

abrange todas as aplicações do emprego de materiais

radioativos no:

DIAGNÓSTICO

TRATAMENTO

PESQUISA MÉDICA

Medicina Nuclear estuda fisiologia

dos órgãos Fins Diagnósticos

Traçadores RADIOATIVOS

99m

+

FÁRMACO

RADIOFÁRMACOS =

≠

TC e RM Estudo Anatômico MNEstudo Funcional

Detecção da Radiação

RADIOATIVIDADE: núcleo muito energético, por ter excesso de partículas ou de

carga, tende a estabilizar-se, emitindo algumas partículas.

99

T1/2=66h.

99m

T1/2=06h.

Radioisótopos

Reator Cíclotron

Gerador

SPECT PET

Detecção da Radiação

Alfa 24

Beta -10

Gama 00

Próton 1p1

Deutério 1d2

Nêutron 0n1

Pósitron +10

Radiação ionizante

Isótopos Átomos de um mesmo elemento

químico com massas diferentes

H

A ENERGIA LIBERADA POR ÁTOMOS INSTÁVEIS (RADIOATIVOS) É

DENOMINADA DE RADIAÇÃO IONIZANTE

99

T1/2=66h.

99m

T1/2=06h.

Radioisótopos

Gerador

Boa disponibilidade

nos SMN

80% dos procedimentos em MN usam RF marcados com 99mTc

½ Vida relativamente curta (ótimo tempo para preparo do RF, fazer CQ,

injetar, fazer imagens e minimizar a dose de radiação absorvida)

Fóton de 140 keV (89% de abundância) ótima energia (gamacâmaras)

RADIOFÁRMACOS

Radioisótopo e Radiofármacos

Methylene diphosphonate

“ 99mTc- MDP ” Mercaptoacetyltriglycine

“ 99mTc - MAG3 ”

• Forma livre :

• Forma marcada:

99mTcO4-

Tecnécio-99m (99mTc)

RF são essenciais para o desempenho dos procedimentos em MN

“ in vitro “ - radioimunoensaio

- Provas funcionais: Fluxo Plasm Renal Efet (Hippuran- 131I)

Ritmo de Filtração Glomerular (EDTA-51Cr)

Sobrevida de hemácias (Cromato - 51Cr)

- Diagnóstico por imagem: CINTILOGRAFIA

anátomofuncional

metabólica

- Terapia

- tireóide - 131I

- dor óssea - 153 Sm

“in vivo”

MEDICINA NUCLEAR E IMAGEM MOLECULAR

RADIOFÁRMACOS

Vias de administração:

•Venosa

•Inalatória

•Oral

•Sondagem Vesical

•Sonda Naso Gástrica

Dosimetria: (Rad/3.5mCi)

corpo total 0.7

testículos 1.8

ovário 1.6

rins 4.2

intestino 0.9

Dose - Dosimetria

Cloreto de Tálio-201

Controles químicos, físicos e biológicos.

CINTILOGRAFIA

AGENTE ORGÃO-ALVO

99mTc-Pertechnetate

Estômago

99mTc-MDP

Bexiga

99mTc-DMSA

Rins

99mTc-Sestamibi

Cólon Proximal

99mTc-DTPA Aerosol

Fígado

201Thallium

Córtex Renal 67Gallium

Cólon Distal

F-18 FDG

Vias urinárias

N-13 Ammonia

CINTILOGRAFIA

Coração Cérebro

Baço

Osso

Pulmão

Tireoide

Câmara de Cintilação 1958 Anger

99mTc-Tecnécio

gama emissor

140 KeV

6 horas

Distribuição da luz

p/ posicionamento

De luz p/ carga

Energia-luz

(NaI)

Foco

Cintilografia

tempo

estatística de contagens

CINTILOGRAFIA

Estudo estático Estudo dinâmico

Estudo tomográfico Fusão de imagens

CINTILOGRAFIA Quantificação

apical médio basal

médio intensidade

extensão

volumes

FEVE

espessamento

motilidade

Medicina Nuclear e Imagem Molecular

Algumas aplicações clínicas

Avaliação da

Tireóide Diagnóstico

Terapia

Seguimento

99mTcO4- / 131I

Cintilografia

Osséa

Pesquisa de sangramento digestivo

99mTc Hemácias

Refluxo gastro-esofágico

Atresia biliar

Hepato-biliar

Normal 99mTc Disida

Cintilografia cerebral

99mTc ECD / 99mTc Ceretec

Infeccção - inflamação

Leucócitos 111In Gálio-67

Tumores

Gálio-67

Cintilografia renal

Dinâmica Estática 99mTc- DTPA

99mTc- DMSA

Cintilografia Pulmonar

Cintilografia pesquisa de shunt D-E

angiografia

radioisotópica

ventriculografia radioisotópica

FEVE = 52 % FEVE=40 %

Pós - QT Pré - QT

1

9

8 7 6

5

4 3 2

Perfusão miocárdica

OctreoScan (In -111 Pentetreotide)

análogo da somatostatina

tumores neuroendócrinos

IMAGEM MOLECULAR

MIBG (I-123 ou I-131metaiodobenzilguanidina)

derivado da guanidina

gastrinoma Feocromocitoma bilateral

Terapia molecular

Insulinoma maligno

Terapia com 90 Y-octreotide

Isotopos -emissores

153 Sm

90 Y

186 Re

177 Lu

32 P

89 Sr

proteína endógena de alta afinidade pela fosfatidilserine

APOPTOSE

99mTc-GLA

D-glucaric acid

NECROSE

IMUNOCINTILOGRAFIA

In-111 prostascint (anticorpo anti antígeno de membrana PSMA neo prostata)

In-111 oncoScint (CR/OV B72.3 MoAb) cancer colorectal e de ovário

Tc-99m CEA Scan ( Anti-CEA) cancer colorectal

In-111 antimyosin

Linfonodo Sentinela

PET Tomografia por emissão de pósitrons

511Kev

13N - 10 min 15O - 2 min 18F - 110 min 11C - 20 min

Produção dos

isótopos:

Cíclotron,

vários alvos,

produz 18F, 11C, 15O, 13N e outros

emissores de +

para aplicações

avançadas.

Síntese dos traçadores:

Módulos automáticos

para a produção de 11C-CO2,

11C-CH3I, 11C-HCN, 11C-acetate, 13N-NH3,

15O-O2, 15O-CO, 15O-CO2, 15O-H2O, 18F-FDG…

Outros traçadores devem

ser sintetizados « à mão »

em laboratório quente.

PET

Diagnóstico e estadiamento primário

LNH

>12000 detetores - resol 5 a 6 mm • Avanço para o diagnóstico, estadiamento e reestadiamento do câncer

• Detecta alterações bioquímicas das doenças antes das morfológicas

PET

colon

LH

Pré-tto Pós-tto

PET - quantificação

ativid (kBq)/ volume tecidual (ml)

dose iv (kBq) / peso (g) SUV=

SUV= 4.44 mg/ml SUV= 3.26 mg/ml

PET/CT

Fusão FDG CT

LH

SNC

Alzheimer

Perfusão

MIBI 99mTc

Metabolismo

FDG 18F

Viabilidade Miocárdica

PET/CT

Cardíaco

Rb-82

Angio Tc

Metabolismo de aminoácidos (incorporação a proteínas ou RNA)

11C- L methionine: gliomas

18F -tyrosina (FMT)(FET):tumores músculo esqueléticos

18F-FDopa: melanoma, tu carcinóide, ca medular, tu SNC

PET : outros traçadores

Proliferação celular (síntese ac nucleico)

18F-fluorothymidine (FLT): avaliação resposta terapêutica

Hipóxia

18F-fluoromisonidazole(FMISO): avaliação resposta terapêutica

Receptores de somatostatina

68Ga-DOTATOC: tumores neuroendócrinos

Receptores de estrógeno

18F-FES: mama

Angiogênese

18F-galacto-RGT: avaliação de terapia antiangiogênica

Apoptose

18F- annexin V

68Ga DOTATATE: TU neurendócrinos

Tumor carcinóide

18F FLT: proliferação celular

Ca sigmóide

Planejamento radioterápico

• High Sensitivity: >4% • High-resolution: 1.6mm • PET / CT Functionality Common Bed, Software Fusion

Pre-Clinical PET: eXplore

1) Courtesy: Indiana Univ., Gary Hutchins

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OBRIGADA