Radiologia Brasileira - Publicação Científica Oficial do Colégio Brasileiro de Radiologia

INTRODUÇÃO

O medidor de atividade é um dos equipamentos imprescindíveis na área de medicina nuclear, sendo amplamente utilizado para medir quantidades de radioisótopos a serem administrados a pacientes em procedimentos diagnósticos ou terapêuticos. Para uma avaliação e manutenção do bom funcionamento desse equipamento, ele deve ser submetido rotineiramente a testes de desempenho, dentre os quais se destaca o teste de linearidade⁽¹⁾. Este teste visa avaliar se o instrumento mantém a capacidade de medir atividades de radioisótopos em diferentes magnitudes, uma vez que as quantidades utilizadas em procedimentos diagnósticos e terapêuticos podem diferir em ordens de grandeza.

Existem vários trabalhos na literatura indicando a importância do teste de linearidade e os procedimentos técnicos para a sua execução^(1-4). Este teste visa avaliar a resposta linear do equipamento produzida por diferentes atividades de um dado radioisótopo, desde uma fonte com atividade próxima à resolução mínima do sistema de medida (MBq) até uma fonte de alta atividade (GBq). Na prática, em geral, parte-se de uma fonte de alta atividade, que irá decrescer de acordo com o decaimento físico do radioisótopo. Embora o teste de linearidade possa ser realizado empregando-se diferentes radioisótopos, o tecnécio-99m (^99mTc) tem sido o elemento de escolha em virtude da sua meia-vida física curta (6 horas), facilidade de obtenção, baixo custo e de ser o elemento com maior representatividade nas clínicas de medicina nuclear. Por outro lado, o crescente número de clínicas dedicadas à realização de tomografias com emissores de pósitrons, utilizando principalmente o flúor-18 (¹⁸F), leva ao questionamento sobre a possibilidade de uso do ^99mTc na realização do teste de linearidade nessas clínicas, tendo em vista o custo elevado de aquisição do ¹⁸F.

O objetivo principal deste estudo é avaliar a utilização dos radioisótopos ^99mTc e ¹⁸F no teste de linearidade, por comparação dos resultados, e indicar o radioisótopo de menor custo operacional para as clínicas de medicina nuclear.


MATERIAIS E MÉTODOS

O teste de linearidade foi realizado empregando fontes de ^99mTc e ¹⁸F e utilizando o medidor de atividade modelo CRC-25R e número de série 252090 (Capintec Inc.) do Serviço de Medicina Nuclear do Instituto do Câncer do Estado de São Paulo Octavio Frias de Oliveira(Icesp). Este equipamento é baseado em uma câmara de ionização pressurizada, apresentando características próprias para ser utilizada na área de medicina nuclear. Os testes de precisão, exatidão, geometria da fonte e os controles diários foram realizados no medidor de atividade previamente ao início dos testes de linearidade, garantindo a boa qualidade do equipamento antes do início do estudo.

A atividade inicial da fonte de ^99mTc (62 GBq) foi obtida por processo de eluição de gerador de ⁹⁹Mo/^99mTc, número 350IP0039, e adquirido via procedimento de compra do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen). A fonte de ¹⁸F (atividade inicial de 12 GBq), lote 131213-0101, foi adquirida do Cíclotron do Instituto de Radiologia do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo via doação. Ambas as fontes estavam em forma física líquida, com respectivos volumes de 6,0 mL e 2,5 mL e acondicionadas em frascos de vidro.

A fonte de ^99mTc foi medida ao longo de cinco dias e a fonte de ¹⁸F ao longo de dois dias, partindo-se da atividade inicial de, respectivamente, 62 GBq e 12 GBq, o que permitiu obter 13 pontos de medida para a fonte de ^99mTc e 10 para a fonte de ¹⁸F. A atividade considerada em cada ponto de medida foi a média aritmética de cinco medidas. Tanto a atividade de ^99mTc quanto a de ¹⁸F foram medidas até que as atividades atingissem valores compatíveis com a resolução inferior do sistema de medida indicada pelo fabricante (∼ 1 MBq) e de acordo com a atividade mínima a ser utilizada no teste e indicada em diferentes recomendações^(4-7).

O método adotado para avaliar a linearidade de resposta do detector em relação à variação das atividades das fontes foi o método de decaimento, o qual consiste em medir a atividade de uma dada fonte ao longo do tempo, permitindo construir o gráfico "atividade versus tempo" e comparar os valores das atividades experimentais com os valores teóricos esperados para a fonte nos diferentes tempos de medida. Os cálculos das atividades teóricas levaram em consideração a meia-vida física do ^99mTc (6 horas) e do ¹⁸F (1,83 hora)⁽⁶⁾. Os limites aceitáveis para o desvio entre os valores teóricos e experimentais foram ± 5% e ± 10%, de acordo com as recomendações da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) e normativas da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN)^(3,4,8).

Tanto a fonte de ^99mTc quanto a de ¹⁸F foram medidas com o equipamento pré-ajustado para medir fontes de ^99mTc ("janela" de ^99mTc) e, em seguida, para fontes ¹⁸F ("janela" de ¹⁸F), possibilitando, assim, comparar a resposta do detector para uma mesma fonte radioativa quando mensurada em diferentes janelas de radioisótopos. Também foram estimados os custos de aquisição de fontes de ^99mTc e ¹⁸F necessária para a realização do teste de linearidade.

Neste texto, alguns dados são apresentados na forma de valor médio ± 1 desvio-padrão.


RESULTADOS

Medidas sucessivas das fontes de ^99mTc e ¹⁸F demonstraram, experimentalmente, a variação de suas atividades em função do tempo como resultado do processo de decaimento radioativo. Todas as medidas experimentais e as razões entre elas são expostas na Tabela 1 e as linhas de tendência para os valores obtidos podem ser observadas nas Figuras 1, 3, 5 e 6. O valor de desvio apresentado na tabela corresponde ao desvio entre o valor de atividade experimental adquirida com o medidor de atividade e o valor estimado para a fonte, por meio de cálculos para o mesmo período de tempo.




Em função da boa precisão do equipamento, o desviopadrão apresentado em cada série de medidas foi cerca de 1% do valor médio para o conjunto de medidas.

É importante enfatizar que as atividades experimentais indicadas na tabela e figuras representam a média de uma série de cinco medidas, no entanto, o desvio-padrão das medidas (cerca de 1% do valor médio) não foi indicado, visando não poluir a análise visual dos gráficos e tabela.

As Figuras 2 e 4 representam os gráficos característicos do teste de linearidade, indicando a relação entre os valores experimentais e teóricos das atividades de ^99mTc e ¹⁸F em função do tempo, bem como os limites inferiores e superiores aceitáveis para o teste, de acordo com as recomendações da IAEA e normas da CNEN.

O desvio médio entre as atividades experimentais e teóricas para as fontes de ^99mTc e ¹⁸F foi, respectivamente, 1,10 (± 2,57)% e 1,45 (± 2,02)% e os valores máximos encontrados foram 7,47% para a fonte de ^99mTc e 6,24% para o ¹⁸F, ambos os valores localizados no limite inferior de resolução do sistema de medida (< 1 MBq). Para valores de atividades maiores que o limite inferior de resolução do sistema, os valores médios dos desvios foram 0,56 (± 1,79)% para a fonte de ^99mTc e 0,92 (± 1,19)% para o ¹⁸F, indicando uma excelente qualidade do sistema em medir diferentes quantidades de atividades de um mesmo radioisótopo.

O ajuste de uma função exponencial do tipo y = a + be^-λt e λ = 0,693/T_{1/2 físico} para os dados experimentais das fontes de ^99mTc e ¹⁸F permitiu calcular a meia-vida física para ambos os elementos, cujos valores foram, respectivamente, 5,949 (± 0,002) horas e 1,816 (± 0,007) hora, com diferença de menos de 1% dos valores indicados na literatura⁽⁶⁾.

A razão média entre as atividades indicadas pelo equipamento para a fonte de ^99mTc quando mensurada nas respectivas janelas de ^99mTc e ¹⁸F foi 3,42 (± 0,06), e para a fonte de ¹⁸F este valor foi 3,39 (± 0,05). Estas razões foram consideradas constantes ao longo de todo o período de medida (Tabela 1) e implicando na possibilidade de utilização de ambos os radioisótopos na realização do teste de linearidade independentemente da janela utilizada para medir a fonte, uma vez que o teste de linearidade visa avaliar a resposta do equipamento em medir diferentes quantidades de atividade, cuja resposta deve ser linear no intervalo compreendido entre os limites inferior e superior de atividades utilizadas diariamente pela clínica de medicina nuclear⁽⁴⁾.

Em consideração aos custos, a aquisição de um gerador de ⁹⁹Mo/^99mTc de 6,75 GBq (250 mCi) para a realização do teste de linearidade é cerca de R$ 1.300,00, enquanto uma fonte de ¹⁸FDG de 6,75 GBq (250 mCi) está em torno de R$ 3.500,00, segundo consulta realizada em 2014 ao Ipen, órgão da CNEN e principal fornecedor de radioisótopos no mercado nacional.


DISCUSSÃO

A corrente elétrica gerada em um medidor de atividade baseada em câmara de ionização, a qual é proporcional à atividade, está relacionada tanto à quantidade de átomos radioativos existentes em uma dada amostra quanto à energia dos fótons liberados durante o processo de desintegração. A mesma corrente elétrica por unidade de atividade (pA/MBq - picoampere por MBq) pode ser obtida por diferentes radioisótopos, o que impossibilita a identificação do radioisótopo pelo medidor de atividade durante o processo de medição. Assim, para se obter uma leitura confiável do medidor de atividade é necessário inserir fatores de correção na corrente elétrica proporcional ao radioisótopo que se deseja medir e isto é obtido automaticamente por intermédio do seletor de radioisótopos existente no equipamento. Geralmente, os fatores de correção entre um radioisótopo e outro são constantes, tendo como ponto de referência os radioisótopos utilizados pelo fabricante na calibração do equipamento, tais como os radioisótopos ⁶⁰Co e ¹³⁷Cs⁽²⁾.

Mantidas as características do sistema de medida, como boa precisão, exatidão e testes de constância diários, geralmente o teste de linearidade apresenta bons resultados e dentro dos limites aceitáveis para o teste. No presente estudo, o teste foi realizado utilizando fontes de ^99mTc e ¹⁸F e ambas demonstraram, independentemente, a excelente qualidade do equipamento em medir diferentes quantidades de atividades de radioisótopos de energias bem distintas, a saber, 141 keV (^99mTc) e 0,511 MeV (¹⁸F)⁽⁶⁾ (Figuras 2 e 4).

A razão praticamente constante entre as atividades indicadas pelo equipamento para uma mesma fonte quando medida em diferentes janelas (Tabela 1; Figuras 5 e 6) permite demonstrar que a utilização de um único radioisótopo (p. ex.: ^99mTc) poderia ser suficiente para se realizar o teste de linearidade, independentemente da utilização de ¹⁸F, exclusivo ou não, pela clínica de medicina nuclear. Conceitualmente, a resposta de um medidor de atividade é considerada linear se a razão ou desvio da resposta medida pela resposta estimada é mantida constante ao longo do tempo, o que ficou demonstrado experimentalmente neste estudo (Tabela 1)⁽⁵⁾.

Completando a informação acima, o teste de linearidade tem a função de avaliar as características de saturação da câmara de ionização, bem como a linearidade do eletrômetro ao medir corrente elétrica. Portanto, o teste de linearidade não está diretamente vinculado ao radioisótopo utilizado, mas ao montante de cargas elétricas geradas durante o processo de medição. Desta forma, o teste de linearidade poderia ser realizado com diferentes radioisótopos desde que o intervalo de corrente, proporcional ao intervalo de atividade a ser testada, esteja dentro dos limites praticados pela clínica de medicina nuclear. Esta informação é bastante importante e útil para as clínicas que operam exclusivamente com emissores de pósitron, como é o caso do ¹⁸F.

Tem sido evidenciado, no AAPM Report No. 181⁽⁵⁾, que os elementos de escolha para a realização do teste de linearidade têm sido o ^99mTc e o ¹⁸F, uma vez que o teste de rotina com todos os radioisótopos disponíveis torna-se impraticável. Também há indicação da inexistência de consenso sobre as atividades a serem empregadas no teste, situação em que algumas entidades recomendam a realização do teste com atividades dentro do intervalo em que o medidor de atividade será utilizado, e outras, como a IAEA, recomendam que o teste deveria iniciar com as máximas atividades administradas aos pacientes na rotina clínica, embora elas concordem que o mínimo de atividade a ser medida esteja próximo a valores de resolução do sistema de medida (∼ 1 MBq)⁽⁵⁾. Mas há de se considerar que nem todas as atividades medidas serão administradas a pacientes, como, por exemplo, as atividades que serão armazenadas como rejeitos radioativos líquidos e, neste caso, a medida correta da atividade tem fator impactante no tempo de armazenamento desses rejeitos.

A diferença de recursos necessários para a realização do teste de linearidade utilizando o radioisótopo ^99mTc ou o ¹⁸F é algo bastante significativo, chegando a 40% de diferença entre os valores.

Uma opção viável para redução dos custos ainda mais acentuada seria a provisão de atividades de ^99mTc pelos fornecedores de radioisótopos com finalidade única e exclusiva de realização do teste de linearidade. Neste sentido, novamente em consulta ao Ipen, uma atividade de 13,5 GBq (500 mCi) de ^99mTc poderia ser adquirida por um valor menor que o de um gerador ou até mesmo isenta de custos caso a logística se demonstre favorável, o que impactaria nos custos da realização do teste de linearidade. Também é importante enfatizar que o uso de fontes de ^99mTc em vez de ¹⁸F implica em uma redução do potencial de exposição ocupacional e ambiental, uma vez que uma fonte de ¹⁸F apresenta potencial de dose cerca de 10 vezes superior à apresentada por uma fonte de ^99mTc de igual atividade, a saber, 135,1 µGy/GBq.m².h e 14,1 µGy/GBq.m².h, respectivamente⁽⁹⁾.

O presente estudo demonstrou a possibilidade de otimização do teste de linearidade em medidor de atividade, chamando a atenção de pesquisadores e agentes reguladores para uma avaliação criteriosa das informações apresentadas, uma vez que a disseminação dessas informações pode se traduzir em redução de custos nos setores públicos e particulares de saúde, sem perder o foco da contínua evolução da qualidade dos serviços prestados à sociedade.


CONCLUSÃO

As características físicas do medidor de atividade utilizado no presente estudo permitem indicar que os resultados obtidos no teste de linearidade com ^99mTc sejam validados para o uso de ¹⁸F. Esta extrapolação de resultados, presumivelmente extensível a outros equipamentos de configuração similar e em condições de uso satisfatórias, aliada ao elevado potencial de exposição e custos de aquisição do ¹⁸F, sugerem que o ^99mTc seja empregado na realização do teste de linearidade para clínicas que utilizam o ¹⁸F, sem prejuízo para o procedimento e garantia da qualidade de um serviço de medicina nuclear.


REFERÊNCIAS

1. Zanzonico P. Routine quality control of clinical nuclear medicine instrumentation: a brief review. J Nucl Med. 2008;49:1114-31.

2. Prekeges J. Gas-filled detectors. In: Prekeges J, editor. Nuclear medicine instrumentation. Burlington, MA: Jones & Bartlett Learning; 2011. p. 3-16.

3. International Atomic Energy Agency. Quality control of nuclear medicine instruments 1991. IAEA-TECDOC-206. Vienna: International Atomic Energy Agency; 1991.

4. International Atomic Energy Agency. Quality assurance for radioactivity measurement in nuclear medicine. Technical Reports Series No. 454. Vienna: International Atomic Energy Agency; 2006.

5. American Association of Physicists in Medicine. The selection, use, calibration, and quality assurance of radionuclide calibrators used in nuclear medicine. AAPM Report No. 181. College Park, MD: American Association of Physicists in Medicine; 2012.

6. Gadd R, Baker M, Nijram KS, et al. Protocol for establishing and maintaining the calibration of medical radionuclide calibrators and their quality control. Measurement Good Practice Guide No. 93. Middlesex, UK: National Physical Laboratory; 2006.

7. Sokole EB, Płaschínska A, Britten A, et al. Routine quality control recommendations for nuclear medicine instrumentation. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2010;37:662-71.

8. Brasil. Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação. Comissão Nacional de Energia Nuclear. Requisitos de segurança e proteção radiológica para serviços de medicina nuclear. CNEN NN 3.05. Comissão Nacional de Energia Nuclear; 2013.

9. Ninkovic M, Raicevic JJ, Adrovic F. Air kerma rate constants for gamma emitters used most often in practice. Radiat Prot Dosimetry. 2005;115:247-50.










1. Doutor, Físico Chefe do Serviço de Medicina Nuclear do Instituto do Câncer do Estado de São Paulo Octavio Frias de Oliveira (Icesp), São Paulo, SP, Brasil
2. Livre-docente, Professor do Departamento de Radiologia e Oncologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP), São Paulo, SP, Brasil
3. Doutor, Médico Assistente do Serviço de Medicina Nuclear do Instituto do Câncer do Estado de São Paulo Octavio Frias de Oliveira (Icesp), São Paulo, SP, Brasil
4. Físico do Serviço de Medicina Nuclear do Instituto do Câncer do Estado de São Paulo Octavio Frias de Oliveira (Icesp), São Paulo, SP, Brasil
5. Mestre, Tecnologista da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), Rio de Janeiro, RJ, Brasil
6. Doutora, Tecnologista da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), Rio de Janeiro, RJ, Brasil
7. Doutor, Chefe de Departamento da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), Rio de Janeiro, RJ, Brasil
8. Livre-docente, Professor Titular do Departamento de Radiologia e Oncologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP), São Paulo, SP, Brasil

Endereço para correspondência:
Dr. José Willegaignon
Avenida Doutor Arnaldo, 251, 4º Subsolo (Medicina Nuclear), Cerqueira César
São Paulo, SP, Brasil, 01246-000
E-mail: willegaignon@hotmail.com

Recebido para publicação em 12/3/2014.
Aceito, após revisão, em 28/7/2014.

Trabalho realizado no Serviço de Medicina Nuclear do Instituto do Câncer do Estado de São Paulo Octavio Frias de Oliveira (Icesp), São Paulo, SP, Brasil.