Estudo de radionuclídeos

História da descoberta do diagnóstico por radionuclídeos

A distância entre os laboratórios de física, onde os cientistas registravam os rastros de partículas nucleares, e a prática clínica cotidiana parecia deprimentemente longa. A própria ideia de usar fenômenos da física nuclear para examinar pacientes poderia parecer, se não louca, pelo menos fabulosa. No entanto, foi essa ideia que nasceu dos experimentos do cientista húngaro D. Hevesi, que mais tarde ganhou o Prêmio Nobel. Num dia de outono de 1912, E. Rutherford mostrou-lhe uma pilha de cloreto de chumbo no porão do laboratório e disse: "Aqui, cuide desta pilha. Tente isolar o rádio D do sal de chumbo."

Após inúmeros experimentos conduzidos por D. Hevesi em conjunto com o químico austríaco A. Paneth, tornou-se claro que era impossível separar quimicamente o chumbo e o rádio D, visto que não eram elementos separados, mas sim isótopos de um único elemento: o chumbo. A única diferença entre eles é que um deles é radioativo. Ao decair, emite radiação ionizante. Isso significa que um isótopo radioativo – um radionuclídeo – pode ser usado como marcador no estudo do comportamento de seu gêmeo não radioativo.

Perspectivas fascinantes se abriram para os médicos: a introdução de radionuclídeos no corpo do paciente e o monitoramento de sua localização por meio de dispositivos radiométricos. Em um período relativamente curto, o diagnóstico por radionuclídeos tornou-se uma disciplina médica independente. No exterior, o diagnóstico por radionuclídeos, em combinação com o uso terapêutico de radionuclídeos, é chamado de medicina nuclear.

O método dos radionuclídeos é um método de estudo do estado funcional e morfológico de órgãos e sistemas utilizando radionuclídeos e indicadores marcados com eles. Esses indicadores – chamados radiofármacos (RP) – são introduzidos no corpo do paciente e, em seguida, por meio de diversos dispositivos, são determinadas a velocidade e a natureza de seu movimento, fixação e remoção dos órgãos e tecidos.

Além disso, amostras de tecido, sangue e secreções de pacientes podem ser utilizadas para radiometria. Apesar da introdução de quantidades insignificantes do indicador (centésimos e milésimos de micrograma) que não afetam o curso normal dos processos vitais, o método apresenta uma sensibilidade excepcionalmente alta.

Um radiofármaco é um composto químico aprovado para administração em humanos para fins diagnósticos e que contém um radionuclídeo em sua molécula. O radionuclídeo deve ter um espectro de radiação de determinada energia, causar exposição mínima à radiação e refletir a condição do órgão examinado.

Nesse sentido, um radiofármaco é selecionado levando-se em consideração suas propriedades farmacodinâmicas (comportamento no organismo) e físico-nucleares. A farmacodinâmica de um radiofármaco é determinada pelo composto químico com base no qual ele é sintetizado. As possibilidades de registro de uma RFP dependem do tipo de decaimento do radionuclídeo com o qual ele é marcado.

Ao escolher um radiofármaco para exame, o médico deve, antes de tudo, levar em consideração sua orientação fisiológica e farmacodinâmica. Consideremos isso usando o exemplo da introdução de um radiofármaco no sangue. Após a injeção na veia, o radiofármaco é inicialmente distribuído uniformemente no sangue e transportado para todos os órgãos e tecidos. Se o médico estiver interessado na hemodinâmica e no preenchimento sanguíneo dos órgãos, ele escolherá um indicador que circule na corrente sanguínea por um longo tempo, sem ultrapassar as paredes dos vasos sanguíneos para os tecidos circundantes (por exemplo, albumina sérica humana). Ao examinar o fígado, o médico dará preferência a um composto químico que seja seletivamente capturado por esse órgão. Algumas substâncias são capturadas do sangue pelos rins e excretadas na urina, por isso são usadas para examinar os rins e o trato urinário. Alguns radiofármacos são trópicos para o tecido ósseo, o que os torna indispensáveis no exame do sistema musculoesquelético. Ao estudar os tempos de transporte e a natureza da distribuição e eliminação do radiofármaco do corpo, o médico avalia o estado funcional e as características estruturais e topográficas desses órgãos.

No entanto, não basta considerar apenas a farmacodinâmica de um radiofármaco. É necessário levar em consideração as propriedades físico-nucleares do radionuclídeo incluído em sua composição. Em primeiro lugar, ele deve ter um determinado espectro de radiação. Para obter uma imagem de órgãos, são utilizados apenas radionuclídeos que emitem raios gama ou radiação característica de raios X, uma vez que essas radiações podem ser registradas com detecção externa. Quanto mais quanta gama ou quanta de raios X forem formados durante o decaimento radioativo, mais eficaz será esse radiofármaco em termos de diagnóstico. Ao mesmo tempo, o radionuclídeo deve emitir o mínimo possível de radiação corpuscular – elétrons que são absorvidos pelo corpo do paciente e não participam da obtenção de uma imagem de órgãos. Desse ponto de vista, radionuclídeos com uma transformação nuclear do tipo transição isomérica são preferíveis.

Radionuclídeos com meia-vida de várias dezenas de dias são considerados de longa duração, alguns dias de meia-vida, algumas horas de meia-vida e alguns minutos de meia-vida ultracurta. Por razões óbvias, tendem a usar radionuclídeos de curta duração. O uso de radionuclídeos de média duração e, especialmente, de longa duração está associado a uma maior exposição à radiação; o uso de radionuclídeos de ultracurta duração é difícil por razões técnicas.

Existem várias maneiras de obter radionuclídeos. Alguns são formados em reatores, outros em aceleradores. No entanto, a maneira mais comum de obtê-los é pelo método do gerador, ou seja, a produção de radionuclídeos diretamente no laboratório de diagnóstico de radionuclídeos, utilizando geradores.

Um parâmetro muito importante de um radionuclídeo é a energia dos quanta de radiação eletromagnética. Quanta de energia muito baixa é retido nos tecidos e, portanto, não atinge o detector de um dispositivo radiométrico. Quanta de energia muito alta passa parcialmente pelo detector, portanto, sua eficiência de registro também é baixa. A faixa ideal de energia quântica no diagnóstico de radionuclídeos é considerada entre 70 e 200 keV.

Um requisito importante para um radiofármaco é a exposição mínima à radiação durante sua administração. Sabe-se que a atividade do radionuclídeo aplicado diminui devido a dois fatores: o decaimento de seus átomos, ou seja, um processo físico, e sua eliminação do corpo, um processo biológico. O tempo de decaimento de metade dos átomos do radionuclídeo é chamado de meia-vida física T 1/2. O tempo durante o qual a atividade do fármaco introduzido no corpo diminui pela metade devido à sua eliminação é chamado de meia-vida biológica. O tempo durante o qual a atividade do radiofármaco introduzido no corpo diminui pela metade devido ao decaimento físico e à eliminação é chamado de meia-vida efetiva (Ef).

Para estudos de diagnóstico com radionuclídeos, eles tentam escolher um radiofármaco com o menor T 1/2. Isso é compreensível, pois a carga de radiação no paciente depende desse parâmetro. No entanto, uma meia-vida física muito curta também é inconveniente: é necessário tempo para entregar o radiofármaco ao laboratório e conduzir o estudo. A regra geral é: o Tdar do fármaco deve ser próximo à duração do procedimento diagnóstico.

Como já observado, atualmente os laboratórios utilizam com mais frequência o método do gerador para obtenção de radionuclídeos, sendo que em 90-95% dos casos este é o radionuclídeo ^99m Tc, utilizado para marcar a grande maioria dos radiofármacos. Além do tecnécio radioativo, são utilizados ¹³³ Xe, ⁶⁷ Ga e, muito raramente, outros radionuclídeos.

Radiofármacos mais frequentemente utilizados na prática clínica.

Solicitação de proposta	Âmbito de aplicação
99m Tc-albumina	Estudo do fluxo sanguíneo
Eritrócitos marcados com 99m 'Tc	Estudo do fluxo sanguíneo
99m Tc-colóide (technifit)	Exame de fígado
99m Tc-butil-IDA (bromesídeo)	Exame do sistema biliar
99m Tc-pirofosfato (technifor)	Exame esquelético
99m Ts-MAA	Exame pulmonar
133 Ele	Exame pulmonar
67 Ga-citrato	Medicamento tumorotrópico, exame cardíaco
99m Ts-sestamibi	Medicamento tumorotrópico
Anticorpos monoclonais 99m Tc	Medicamento tumorotrópico
201 T1-cloreto	Pesquisa sobre coração, cérebro e medicamento tumorotrópico
99m Tc-DMSA (técnico)	Exame renal
131 T-hippurano	Exame renal
99 Tc-DTPA (pentatech)	Exame dos rins e vasos sanguíneos
99m Tc-MAG-3 (technemag)	Exame renal
99m Tc-pertecnetato	Exame da glândula tireoide e das glândulas salivares
18 F-DG	Pesquisa sobre o cérebro e o coração
123 I-MIBG	Exame da glândula adrenal

Diversos dispositivos de diagnóstico foram desenvolvidos para realizar estudos com radionuclídeos. Independentemente de sua finalidade específica, todos esses dispositivos são projetados de acordo com um único princípio: possuem um detector que converte radiação ionizante em impulsos elétricos, uma unidade de processamento eletrônico e uma unidade de apresentação de dados. Muitos dispositivos de radiodiagnóstico são equipados com computadores e microprocessadores.

Cintiladores ou, menos comumente, contadores de gás são geralmente usados como detectores. Um cintilador é uma substância na qual flashes de luz, ou cintilações, ocorrem sob a ação de partículas ou fótons com carga rápida. Essas cintilações são capturadas por tubos fotomultiplicadores (PMTs), que convertem os flashes de luz em sinais elétricos. O cristal de cintilação e o PMT são colocados em um invólucro metálico protetor, um colimador, que limita o "campo de visão" do cristal ao tamanho do órgão ou parte do corpo em estudo.

Normalmente, um dispositivo de radiodiagnóstico possui vários colimadores substituíveis, que são selecionados pelo médico de acordo com os objetivos do estudo. O colimador possui um ou vários orifícios pequenos através dos quais a radiação radioativa penetra no detector. Em princípio, quanto maior o orifício no colimador, maior a sensibilidade do detector, ou seja, sua capacidade de registrar radiação ionizante, mas, ao mesmo tempo, menor a sua resolução, ou seja, a capacidade de distinguir separadamente pequenas fontes de radiação. Os colimadores modernos possuem várias dezenas de pequenos orifícios, cuja posição é selecionada levando em consideração a "visão" ideal do objeto de estudo! Em dispositivos projetados para determinar a radioatividade de amostras biológicas, detectores de cintilação são usados na forma dos chamados contadores de poços. Dentro do cristal há um canal cilíndrico no qual é colocado um tubo de ensaio com o material em estudo. Esse projeto de detector aumenta significativamente sua capacidade de capturar radiação fraca de amostras biológicas. Cintiladores líquidos são usados para medir a radioatividade de fluidos biológicos contendo radionuclídeos com radiação β suave.

Todos os estudos de diagnóstico com radionuclídeos são divididos em dois grandes grupos: estudos nos quais o radiofármaco é introduzido no corpo do paciente – estudos in vivo, e estudos do sangue, pedaços de tecido e secreções do paciente – estudos in vitro.

Qualquer estudo in vivo requer preparação psicológica do paciente. A finalidade do procedimento, sua importância para o diagnóstico e o procedimento devem ser explicados a ele. É especialmente importante enfatizar a segurança do estudo. Como regra, não há necessidade de preparação especial. O paciente deve apenas ser avisado sobre seu comportamento durante o estudo. Os estudos in vivo utilizam vários métodos de administração do radiofármaco, dependendo dos objetivos do procedimento. A maioria dos métodos envolve a injeção do radiofármaco principalmente em uma veia, com muito menos frequência em uma artéria, parênquima de órgão ou outros tecidos. O radiofármaco também é usado por via oral e por inalação (inalação).

As indicações para o exame com radionuclídeos são determinadas pelo médico assistente após consulta com um radiologista. Via de regra, é realizado após outros procedimentos clínicos, laboratoriais e de radiação não invasiva, quando se torna evidente a necessidade de dados com radionuclídeos sobre a função e a morfologia de um órgão específico.

Não há contraindicações para o diagnóstico com radionuclídeos, há apenas restrições previstas nas instruções do Ministério da Saúde.

Entre os métodos radionuclídeos, destacam-se: métodos de visualização de radionuclídeos, radiografia, radiometria clínica e laboratorial.

O termo "visualização" deriva da palavra inglesa "vision" (visão). Denota a obtenção de uma imagem, neste caso utilizando nuclídeos radioativos. A visualização de radionuclídeos consiste na criação de uma imagem da distribuição espacial do radiofármaco em órgãos e tecidos quando este é introduzido no corpo do paciente. O principal método de visualização de radionuclídeos é a cintilografia gama (ou simplesmente cintilografia), realizada em um dispositivo denominado gamacâmara. Uma variante da cintilografia realizada em uma gamacâmara especial (com um detector móvel) é a visualização de radionuclídeos camada por camada – tomografia por emissão de fóton único. Raramente, principalmente devido à complexidade técnica da obtenção de radionuclídeos emissores de pósitrons de vida ultracurta, a tomografia por emissão de dois fótons também é realizada em uma gamacâmara especial. Às vezes, utiliza-se um método obsoleto de visualização de radionuclídeos – a varredura; ela é realizada em um dispositivo denominado scanner.

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