O documento apresenta uma breve história da Medicina Nuclear, desde as suas origens com a descoberta da radioatividade no século XIX até os desenvolvimentos recentes. Aborda os principais marcos como o uso do iodo radioativo no diagnóstico da tireóide na década de 1930, o desenvolvimento do cintilógrafo na década de 1950 e da tomografia computadorizada na década de 1970, além da introdução do tecnécio-99m como importante radiofármaco.

1. Medicina Nuclear Aula 01 Walmor Cardoso Godoi, M.Sc. http://www.walmorgodoi.com

2. Agenda Apresentação da Disciplina Avaliações Bibliografia recomendada Introdução à Medicina Nuclear História da Medicina Nuclear

3. Apresentação da Disciplina Estudaremos o instrumentação o objetivo do exame a preparação do exame o procedimento do exame a duração do exame a aplicação do exame

4. Conteúdo Programático História da Medicina Nuclear. Instrumentação em Medicina Nuclear Princípios básicos e de formação de imagens em MN Radiofármacos Artefatos Phantoms. Qualidade da Imagem em Medicina Nuclear Radioproteção em Medicina Nuclear Medicina Nuclear em Oncologia. Medicina nuclear em cardiologia, neurologia, gastroenterologia, hematologia

5. Bibliografia Recomendada Livros: CASTRO JR, Amauri, ROSSI, Guilherme, DIMENSTEIN, Renato “Guia Prático em Medicina Nuclear – A instrumentação”, 2ª Ed., Ed Senac, São Paulo, 2004. SAPIENZA, M T, BUCHPIHGUEL, C A e HIRONAKA, F H “Medicina Nuclear em Oncologia”, ed. Atheneu, São Paulo, 2008. GÓMEZ, A B “Manual de exploraciones en Medicina Nuclear para enfermería”, HOSPITAL UNIVERSITARIO REINA SOFÍA, CÓRDOBA Sites IMEN – Instituto de Medicina Nuclear. Disponível em http://www.imen.com.br SBBMN –Sociedade Brasileira de Biologia, Medicina Nuclear e Imagem Molecular http://www.sbbmn.org.br/

6. Avaliações O aproveitamento dos alunos no decorrer da disciplina será avaliado mediante a atribuição de notas individuais oriundas de: atividades teóricas em sala (Peso 2), trabalhos (Peso 4), atividades de pesquisa (Peso 4) e prova escrita (Peso 6) A média utilizada para a composição da nota bimestral será a média ponderada de acordo com o número de avaliações e seus pesos correspondentes.

7. A média do semestre será: Média_Semestre=(Nota_1oBim +Nota_2oBim)/2 Se a Média_Semestre for maior ou igual a 70, o aluno é aprovado. Se for, maior ou igual a 50 e menor que 70, o aluno poderá realizar exame final, devendo obter nota 60 nessa prova para aprovação.

8. Os trabalhos e avaliações não devem ser entregues em folha de caderno . Utilizar folha A4 ou Papel Almaço . Quando solicitado, os trabalhos deverão ser digitados e entregues impressos. Não serão aceitos trabalhos por e-mail ou afins. Trabalhos entregues após as datas especificadas pelo professor podem ser entregues com a justificativa (modelo e orientações disponíveis no Xerox ou site do professor). Não serão fornecidos resultados ou notas por e-mail, Orkut, etc

9. Introdução à Medicina Nuclear

10. Introdução à Medicina Nuclear A MN é uma especialidade médica que emprega fontes não seladas de radionuclídeos com finalidade diagnóstica e terapêutica. Utiliza sistemas de detecção de radiação que permitem registrar a distribuição espacial e/ou temporal do radioisótopo dentro de uma pessoa

11. Introdução à Medicina Nuclear Radioisótopo -> instáveis->produzidos em Ciclotron Geralmente os radioisótopos tem as mesmas propriedades químicas do seu isótopo estável existente no organismo. Os fármacos que conduzem os radioisótopos até os orgãos e tecidos do corpo são denominados radiofármacos

12. Radionuclídeos-> isótopos artificiais Radiofármacos->compostos químicos marcados com os radioisótopos No organismo farão trocas iônicas com seus isótopos ou estruturas químicas estáveis que tenham as mesmas propriedades

13. Introdução a Medicina Nuclear ASSIM a formação da imagem de Medicina Nuclear está intimamente relacionada com os princípios físicos na detecção das radiações ionizantes emitidas por radioisótopos. As imagens são denominadas cintilográficas (cintilografia ou cintigrafia) devido ao processo de detecção.

14. A emissão da radiação pode ser detectada por equipamentos denominados câmaras de cintilação. Nesta câmara existe um cristal detector que em contato com a radiação gama cintila (deslocamento de elétrons dentro do cristal). Raios gama-> Cintilação->pulsos elétricos

15. http://www.medicinanuclear-santamaria.com.br/camaracintil.html Câmara SPECT

16. Introdução à Medicina Nuclear A Medicina Nuclear possibilita aplicações médicas tão diversas como: o estudo da morfologia de um órgão a evolução de uma função fisiológica a análise de um componente biológico o tratamento de um processo patológico Fonte: Gómez

17. Introdução à Medicina Nuclear O diagnóstico por imagens na Medicina Nuclear é útil da detecção de: Tumores Aneurismas (pontos frágeis na parede dos vasos sanguíneos) Dinâmica sanguínea irregular ou inapropriada em diversos tecidos Distúbios nas células sanguíneas e funcionamento dos orgãos, como deficiências da tiróide, funções pulmonares

18. Introdução à Medicina Nuclear Os radiofármacos são produzidos em grande parte por dois institutos da CNEN –Comissão Nacional de Energia Nuclear IPEN – Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IEN – Instituto de Engenharia Nuclear

20. HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR As substâncias radioativas utilizadas em Medicina Nuclear são chamadas de traçadores porque sua passagem pelo corpo humano pode ser acompanhada externamente. Os isótopos radioativos que existem na natureza, são chamados de isótopos naturais. O urânio foi o primeiro isótopo natural descoberto (Becquerel 1896), Foto de Becquerel – Prêmio Nobel de Física de 1.903

21. HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR 1898 – Descoberta do 226 Ra por Marie e Pierre Curie. Definição do termo radioatividade 1901-Danlos e Eugene Bloch colocaram rádio sobre uma lesão de pele causada por tuberculose Foto de Marie Curie – Prêmio Nobel de Física 1903 e Prêmio Nobel de Química 1911

22. HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR 1913 – Frederick Proescher publicou o primeiro estudo sobre a injeção intravenosa de rádio para a terapia de vários tumores Desenvolvimento do conceito de isótopo (Soddy) 1923-Primeira aplicação de traçadores radioativos para exploração biológica por Hermann Blumgart

23. Hevesy et al , em 1923, utilizou pela primeira vez, um traçador natural em uma exploração biológica ( 210 Pb e 210 Bi) em animais. Hevesy recebeu o Prêmio Nobel de Química de 1943. 1927-Proposta de um detector de radiações por Geiger e Müller

24. HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR 1927- Herrmann L. Blumgart e Soma Weiss realizaram a primeira medida da velocidade sangüínea, mediante a injeção de uma solução de radônio em um braço e a subseqüente verificação, com uma câmara de Wilson, de sua chegada no outro braço. Um avanço significativo na quantificação de substâncias como os hormônios no sangue foi alcançado com a técnica de ensaios radioimunológicos, desenvolvida por Solomon A. Berson e Rosalyn S. Yalow.

25. HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR Em 1932, a invenção e a construção do cíclotron , por Ernest O. Lawrence e M. Stanley Livingstone, possibilitaram a produção de radionuclídeos artificiais, através do bombardeamento de núcleos-alvos por partículas positivas aceleradas. Entretanto, a produção de quantidades suficientes de radionuclídeos para uso médico só se iniciou com o advento dos reatores nucleares, desenvolvidos durante a segunda guerra mundial.

26. 1934 ->aplicação dos isótopos no campo do diagnóstico, quando começaram os primeiros estudos da fisiologia da glândula tireóide, mediante a utilização de isótopos artificiais do iodo. Inicialmente foi utilizado o iodo 128 (I 128 ) e logo a seguir foi usado o iodo 131 (I 131 ).

27. HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR Inicialmente, havia poucos radionuclídeos adequados para as aplicações médicas, e grande parte dos estudos clínicos enfocava a avaliação da glândula tireóide e suas disfunções, com o uso do 131 I na forma de iodeto. O principal detector usado era o contador Geiger-Müller, que indicava e media a presença do radiofármaco. Sem imagem.

28. 1939 primeiras aplicações terapêuticas do iodo 131 ( I 131 ) no tratamento das doenças tireoidianas.

29. Pouco tempo depois o I-131 foi usado como método de investigação em hematologia, servindo para medir o volume sangüíneo total, volume plasmático e volume corpuscular e para determinar a sobrevida dos glóbulos vermelhos

30. HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR 1946 –Primeiro reator nuclear produtor de radionuclídeos 1951 - Benedict Cassen ao inventar e construir o mapeador linear deu início à era de diagnóstico por imagens radionuclídicas. Em 1952, o termo “Medicina Nuclear” substituiu a denominação de “Medicina Atômica”, que fora o primeiro nome da especialidade.

31. HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR 1949 foi fundado, na Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, o primeiro Laboratório de Isótopos da América Latina 1954, uma Clínica de Medicina Nuclear no Serviço de Radioterapia do Hospital das Clínicas foi montada, onde começaram as primeiras aplicações de iodo radioativo nas glândulas tireóides.

32. 1957, Hal Anger desenvolveu a câmara de cintilação. Um sistema de formação de imagens que não exigia que o detector fosse movimentado e que apresentava maior resolução geométrica, além da possibilidade de se obter projeções diferentes de uma mesma distribuição de radiofármaco. As informações adquiridas pela câmara de cintilação eram transformadas em imagens e exibidas por um tubo de raios catódicos, de modo que podiam ser registradas em filmes ou chapas fotográficas. As modernas câmaras usadas hoje são derivadas da câmara Anger.

33. O grande poder diagnóstico da medicina nuclear se firmou quando Paul Harper e sua equipe introduziram o radionuclídeo 99m Tc como marcador. O radionuclídeo 99m Tc possui meia vida de 6 horas, energia 140 keV, é continuamente produzido pela desintegração do 99 Mo, e sua extração periódica possibilita um fornecimento constante na forma de gerador nos próprios centros de medicina nuclear. Outra característica muito importante é a facilidade com que o 99m Tc consegue marcar um número muito grande de fármacos, o que o torna aplicável em estudos de quase todos os órgãos e sistemas do corpo humano.

34. HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR Anos 60 - Com o desenvolvimento dos computadores foi possível adquirir, armazenar e processar as imagens obtidas com as câmaras de cintilação para, por exemplo, extrair parâmetros fisiológicos, corrigir distorções associadas ao processo de formação de imagens, assim como evidenciar estruturas de interesse.

35. HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR Anos 70 - Novos avanços em computação e, principalmente, no desenvolvimento e na implementação de métodos de reconstrução permitiram a realização do SPECT ( Single Photon Emission Computed Tomography ), que foi feito por David E. Kuhl e sua equipe na Universidade da Pensilvânia; PET ( Pósitron Emission Tomography ), por Gordon L. Brownell e colaboradores no Hospital Geral de Massachusetts e por Michael E. Phelps e colegas na Universidade da Califórnia em Los Angeles.

36. HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR David Chesler ao propos reconstruir cortes tomográficos de emissão e transmissão pelo método da retroprojeção, em 1971. Desde a sua introdução em aplicações clínicas, as técnicas de tomografia por emissão, SPECT e PET, vêm suprindo a comunidade médica com informações biológicas distribuídas no espaço e no tempo. Entretanto, devido à meia vida física extremamente curta dos emissores de pósitron viáveis e ao alto custo de implantação e execução, só nos anos 1990 a tecnologia PET se fixou definitivamente, mesmo nos países desenvolvidos Grande parte das clínicas nucleares->uso do 18 F associado à glicose (fluordeoxiglicose-FDG), marcado inicialmente com 14 C por Louis Sokoloff e equipe e, posteriormente, com 18 F por Tatuo Ido e colaboradores.

37. A medicina nucelar é aceita nos EUA como especialidade médica 1973-Strauss introduziu o teste de exercício com stress para avaliação miocardial

38. HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR A recente combinação da PET com a tomografia computadorizada (CT), o sistema combinado PET/CT (figura), por David W. Townsend e equipe, na Universidade de Pittsburgh, acoplando um tomógrafo por emissão de pósitrons a um outro multicortes por emissão de raios X, permite a extração máxima dos benefícios que essas modalidades podem oferecer, em conjunto, aos médicos e seus pacientes.

39. HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR

40. HISTÓRIA DA MEDICINA NUCLEAR Na história resumida da Medicina Nuclear três cronologias de eventos devem ser examinadas, uma referente ao desenvolvimento dos equipamentos , outra, à geração de isótopos utilizáveis em diagnóstico e terapia e, a terceira, que diz respeito às investigações laboratoriais com traçadore s.