Os Equipamentos de SPECT/CT

São equipamentos especiais que reúnem uma câmara de cintilação em conjunto com um sistema de tomografia para aquisição de imagens planas e tomográficas. Através desses equipamentos utilizados em Medicina Nuclear, são obtidas várias imagens dos órgãos a serem estudados sem a utilização de grandes quantidades de radiação. 

Esses aparelhos realizam estudos da anatomia e fisiologia dos órgãos e sistemas, funcionamento, metabolismo e diagnóstico de patologias. Os exames realizados são conhecidos como cintilografias.

A Gama-Câmara é um equipamento dotado de cristais de iodeto de sódio e tálio "NaI-Tl", que interagem com a radiação emitida pelo paciente, produzindo um efeito fotoelétrico, que é amplificado por válvulas fotomultiplicadoras.
Os sinais produzidos após a interação são transformados em pulsos elétricos que são processados por sistemas especiais de computador e convertidos em imagens, que então, são avaliadas pelo médico.

Gama-câmara com seus componentes e o processo de formação da imagem digital.

Equipamento de SPECT/CT.

As gama-câmaras produzem imagens em duas dimensões. Estas imagens, ou cintilografias, permitem caracterizar a função de um determinado órgão ou processo metabólico, de acordo com a distribuição do radiofármaco nos tecidos. Por serem imagens bidimensionais, estas imagens são comumente chamadas de planas ou planares, pode-se obter também imagens tridimensionais.

Imagens de um exame de cintilografia de perfusão do miocárdio.

Cintilografia cerebral.

As Substâncias Cintiladoras:

São substâncias que emitem luz visível ou ultravioleta ao serem estimuladas por ionização causada pela radiação. Geralmente são substâncias sólidas, cristalinas e líquidas. Isto aumenta significativamente a interação da radiação, aumentado a eficiência da detecção. 

Cintiladores líquidos: Utilizados em laboratório, geralmente são utilizadas soluções de tolueno.

Cintiladores sólidos: Iodeto de sódio e tálio, iodeto de césio e tálio, BGO "óxido de germânio e bismuto", GSO "oxi-ortosilicato de gadolíneo", LSO "oxi-ortosilicato de lutécio".

O Processo de Detecção da Radiação:

A detecção da radiação acontece pela ação do cristal cintilador em conjunto com as válvulas fotomultiplicadoras, juntos são capazes de medir altas taxas de contagem. Estes detectores são considerados os mais eficientes na captação da radiação gama, além de possibilitar a medida das partículas alfa e beta.
Materiais cintiladores podem absorver a energia cedida pelas radiações ionizantes e convertê-la em luz.

Interação da radiação com os cristais cintiladores na gama-câmara.

Válvula fotomultiplicadora e seus componentes.

Após a interação de um fóton gama com o detector, uma cintilação é gerada e processada pelo sistema eletrônico, gerando uma saída digital que será armazenada juntamente com sua posição na memória do computador. 

As profissões de Técnico e Tecnólogo em Radiologia

A Energia Nuclear pelo Mundo

Mapas demonstrando o panorama da energia nuclear em todo o planeta:

O uso da energia nuclear tem maior concentração nos países da América do Norte, Europa e Ásia. O programa nuclear brasileiro é muito pequeno se comparado aos demais países.

Usinas Nucleares no Mundo:

O Brasil possui duas usinas nucleares em operação, "Angra 1 e Angra 2", situadas no município de Angra dos Reis - Rio de Janeiro. E terá a 3ª usina "Angra 3", que está em construção e será inaugurada em 2015.

Atualmente existe um Projeto de Lei tramitando em Brasília do senador Cristovam Buarque que pretende suspender a construção de novas usinas termonucleares em todo território nacional pelo prazo de 30 anos.

Este projeto choca-se contra os planos do governo federal, que prevêem a construção de mais 4 usinas nucleares até 2030.

Usinas de Angra 1 e Angra 2.

Angra 3 em construção.

Mapa das atividades de enriquecimento de urânio no mundo:

Os países em cor vermelha fazem parte do grupo sob suspeita do uso de energia nuclear para produção de armamentos. Os países são: Irã, Índia e Coréia do Norte.

Mapa dos países que possuem usinas nucleares, orgivas atômicas e fábricas de enriquecimento de urânio:

Clique na imagem para melhor visualização.

A energia nuclear é aplicada para a produção de energia elétrica, na medicina, na propulsão de submarinos e armamentos nucleares. A construção de orgivas nucleares é o que mais preocupa, a maior concentração de usinas atômicas se encontram nos EUA, Europa Ocidental e no Japão. 

Protestos Contra a Energia Nuclear pelo Mundo:


A energia nuclear passou a ser alvo de protestos devido aos acidentes de Chernobyl em 1986 na Ucrânia, Goiânia em 1987 e Fukushima em 2011 no Japão.

Campanha do Greenpeace contra a energia nuclear.

Ativista protestando.

Manifesto contra a construção da usina nuclear Angra 3.

Aplicações da Energia Nuclear na Medicina

Interações Alfa e Beta com a Matéria

A Radiação Alfa

O decaimento alfa é característico de átomos de núcleos pesados. É um tipo de radiação corpuscular  que se propaga na forma de partículas com carga positiva, partículas semelhantes a um núcleo de Hélio com 2 prótons e 2 nêutrons. 

Interação Alfa:

- Trajetória retilínea;

- Baixo alcance;

- Alto poder de ionização.

A Radiação Beta

O decaimento beta ocorre através do excesso de prótons ou nêutrons no núcleo atômico, os feixes beta se  propagam como partículas na forma de elétrons com cargas negativa ou positiva (nas formas beta negativa e beta positiva). 

Interação Beta:

- Trajetória do feixe é tortuosa (aleatória);

- Médio alcance;

- Baixo poder de ionização.

Comparando-as com a radiação gama:

Interação gama:

- Trajetória retilínea; 

- Alta capacidade de alcance;

- Alto poder de ionização.

Experimento de Ernest Rutherford (1898):

             

Rutherford observou que os feixes de radiação que emanavam do material radioativo sofriam ação dos campos elétricos (positivo e negativo) das placas. Logo deduziu que os feixes se propagavam em forma de partículas eletricamente carregadas.

Barreiras e alcance das radiações.

A Braquiterapia Ocular

Interação das Radiações Eletromagnéticas com a Matéria

Os principais fenômenos de interação das radiações eletromagnéticas (raios X e gama) com a matéria são:

- Efeito fotoelétrico;

- Efeito Compton ou espalhamento Compton;

- Produção de Pares

A probabilidade de interação depende da energia do fóton incidente, da densidade do meio, da espessura do meio e do número atômico do meio.

O Efeito Fotoelétrico

Esse fenômeno ocorre quando um fóton interage com um elétron orbital transferindo para ele toda sua energia. Parte da energia é utilizada para ejetar o elétron (ionização) e o restante é carregado pelo elétron em forma de energia cinética. Nessa interação o fóton desaparece e o átomo é ionizado, os espaços das camadas internas são preenchidos pelos elétrons das camadas externas, ocorrendo assim, radiação característica.
Este efeito físico é característico em elétrons da camada mais interna (camada K) nos átomos e os raios X característicos produzidos são considerados uma radiação secundária (espalhada).

O Efeito Compton

Na interação Compton, os raios X transferem para os átomos alvo parte de sua energia, o fóton colide com o elétron mas não causa sua ejeção, apenas faz com que o elétron vibre dentro de seu orbital. Nessa interação, o fóton continua a se propagar depois de interagir com o meio, desviado de sua trajetória e sofrendo espalhamento (radiação secundária).

A Produção de Pares

Uma das formas predominantes de absorção da radiação eletromagnética é a produção de par elétron-pósitron. Este fenômeno ocorre quando fótons de alta energia (superior a 1,022 MeV) passam perto de núcleos com número atômico elevado, interagindo com o forte campo elétrico nuclear.

Fenômeno da produção de pares.

Fóton gama produzindo par elétron-pósitron.