Medicina nuclear convencional



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Universidade de Coimbra

Faculdade de Medicina
Imagiologia - Medicina Nuclear
Texto de Apoio

Prof. J M Pedroso de Lima

Colaboração de Dra Paula Lapa e Dra Ana Sofia Semedo
Aula nº 1
Objectivos:


  • Conhecer as particularidades da Medicina Nuclear, suas bases físicas e metodológicas, e seu enquadramento no conjunto dos meios complementares de diagnóstico e terapêutica.

  • Conhecer sucintamente as principais técnicas e métodos com aplicação clínica na área da nefro-urologia: cintigrafia renal, renografia, cistografia isotópica, determinação de taxa de filtração glomerular (GFR) e fluxo plasmático renal efectivo (ERPF).



1. Medicina Nuclear. Suas Particularidades
A medicina nuclear caracteriza-se pela utilização de métodos complementares de diagnóstico minimamente invasivos que, para a sua execução, geralmente não requerem mais do que a simples administração endovenosa de um radiofármaco.

Utilizando tecnologia complexa, as técnicas de diagnóstico próprias da medicina nuclear são, no entanto, fáceis de executar, estão associadas a muito baixa morbilidade e, virtualmente, a nenhuma mortalidade. As doses de radiação absorvidas pelos doentes são, quase sempre, semelhantes ou inferiores às dos métodos radiológicos convencionais, contrariamente ao muitas vezes suposto.




A medicina nuclear utiliza substâncias radioactivas com objectivos diagnósticos ou, menos frequentemente e em situações especiais, terapêuticos. As substâncias radioactivas fornecem informações sobre o comportamento dos sistemas biológicos através da detecção externa das radiações emitidas (no caso das aplicações diagnósticas) ou possibilita o tratamento através da interacção das radiações com o organismo doente (no caso das aplicações terapêuticas).

Os métodos radioisotópicos baseiam-se na utilização de traçadores radioactivos, cujo comportamento fisiológico e bioquímico (para um determinado processo em estudo) é idêntico ao da substância estável. Sendo administrados em muito pequenas quantidades, não alteram os processos fisiológicos e, consequentemente, permitem um estudo funcional sem interferência na função. Foi Maisey quem escreveu que “a medicina nuclear está para a radiologia como a fisiologia está para a anatomia”.


Habitualmente, as técnicas radiológicas dependem de alterações da estrutura e morfologia para detectar a presença de patologia. Por seu lado, as imagens fornecidas pelos métodos de medicina nuclear (cintigrafias) deverão ser interpretadas como imagens funcionais (ou morfo-funcionais). Em situações de doença, as alterações funcionais precedem as alterações morfológicas. Assim sendo, as imagens funcionais poderão desempenhar um papel importante numa detecção mais precoce da doença. No entanto, deverá considerar-se a existência de várias categorias de imagens funcionais: 1) a imagem do movimento de um orgão (v.g. coração), 2) a imagem da função de excreção (v.g. rins, fígado), 3) a imagem do metabolismo. Nos dois primeiros casos, algumas técnicas radiológicas não-invasivas (ecografia, tomografia axial computorizada, ressonância magnética nuclear) poderão permitir, em certas situações, a obtenção de imagens funcionais, enquanto que as imagens funcionais do metabolismo são, sobretudo, obtidas recorrendo a técnicas de medicina nuclear.

Durante o processo de avaliação de qualquer doença colocam-se, habitualmente, três questões fundamentais: Qual o tipo de patologia? Qual a sua localização (e extensão)? Qual o grau de severidade? Enquanto que o tipo de patologia e a sua localização determinam o tipo de terapêutica a instituir, é o grau de severidade da doença que, muitas vezes, condiciona o momento de intervir. A detecção e a localização da doença, por meio de um teste de diagnóstico, ajudam a seleccionar o tratamento, enquanto que a quantificação ajuda a determinar o momento e a intensidade da sua aplicação. O enorme interesse das técnicas próprias da medicina nuclear explica-se pela possibilidade de detecção de sinais biológicos a um nível picomolar associada à especificidade de um particular ligando (caracterização tissular, avaliação precoce da extensão e severidade da doença, tratamento da doença usando ligandos específicos).

Durante a década de 80 começou a desenvolver-se e a generalizar-se o uso do computador em medicina nuclear. Desde então, e devido em grande parte à sua crescente utilização, a importância da especialidade não tem parado de aumentar. Hoje em dia, é um instrumento de trabalho insubstituível em diversas áreas do conhecimento médico. A possibilidade de tratamento informático dos dados recolhidos em câmara gama, através dos potentes computadores que actualmente lhe estão acoplados, permite aumentar substancialmente a capacidade informativa das imagens cintigráficas e facilita, por exemplo, a quantificação de diversos parâmetros funcionais. As imagens cintigráficas deixaram assim de ser, simplesmente, imagens funcionais para se transformarem, muitas vezes, em imagens funcionais quantificadas. À cintigrafia quantificada vem associada, portanto, uma mais-valia, que se traduz na obtenção de uma informação adicional, numérica, relacionada com um determinado processo fisiológico. O benefício da quantificação não implica, geralmente, qualquer custo adicional, como seja um acréscimo no tempo de exame ou uma maior exposição à radiação. A exploração desta mais-valia tem contribuído, de modo significativo, para a valorização de muitas das actuais aplicações clínicas da medicina nuclear. São, entre outros, os casos da ventriculografia de radionúclidos com cálculo da fracção de ejecção ventricular, da cintigrafia renal com determinação das taxas de filtração glomerular ou de fluxo plasmático renal efectivo e da quantificação em SPECT (tomografia por emissão fotónica simples) e PET (tomografia por emissão de positrões) cerebrais.

A câmara gama com possibilidades de imagem planar e tomográfica é, actualmente, o equipamento mais usado em medicina nuclear. Uma câmara gama é basicamente constituída por um sistema de deteção de raios gama (v.g. um cristal de iodeto de sódio, activado com tálio), apropriadamente colimado, bem como por outros dispositivos que efectuam o tratamento dos impulsos eléctricos obtidos na sequência da interacção daquelas radiações com o cristal detector. Para além da possibilidade tomográfica, as modernas câmaras gama equipadas com um ou mais detectores, dispôem também de poderosos sistemas informáticos que facilitam a manipulação matemática das informações recolhidas.

Modernos sistemas de câmara gama-computador permitem a detecção, registo, análise e quantificação das alterações que se verificam na distribuição e troca de constituintes da matéria viva (ou seus análogos) em orgãos ou regiões de interesse. A obtenção de imagens seriadas (aquisição em modo dinâmico) possibilita a visualização dos movimentos de um traçador radioactivo, sejam eles de natureza passiva (v.g. caudal sanguíneo, difusão) ou activa (v.g. secreção, excreção). O maior atributo da medicina nuclear é a sua capacidade para estudar processos fisiológicos de modo não invasivo. A localização e a dinâmica das substâncias radioactivas administradas em organismos vivos estão relacionadas com determinadas funções biológicas o que permite a obtenção de imagens com informação simultaneamente anatómica e funcional. Os principais objectivos a atingir com os estudos funcionais radioisotópicos são a detecção e a quantificação do comportamento, como função do tempo, assumido por traçadores radioactivos administrados a seres vivos. O tempo será assim, provavelmente, a variável mais característica e importante da medicina nuclear.

O Iodo-131 foi um dos primeiros isótopos radioactivos a ser utilizado com fins médicos mas apresenta algumas desvantagens físicas para a execução de técnicas de diagnóstico: emissão mista  e , energia elevada (364 Kev) e um tempo de semi-desintegração relativamente longo (cerca de 8 dias). No entanto, além de outras aplicações, a sua contribuição em terapêutica metabólica (v.g. tratamento de metástases de carcinomas bem diferenciados da tiroide) continua a ser importantíssima. A introdução do Tecnécio-99m no início dos anos 60 a par com o desenvolvimento de novos equipamentos de detecção (câmaras gama) veio dar um enorme impulso à Medicina nuclear. O 99mTc apresenta propriedades físicas adequadas à detecção por câmara gama (emissão  com energia de 140 Kev) e tem um tempo relativamente curto de semi-desintegração (T1/2 de 6 horas), provocando uma baixa exposição radioactiva do doente. Além disso tem a possibilidade de se ligar quimicamente, com facilidade, a uma grande variedade de compostos (formando radiofármacos) ou a elementos celulares, possibilitando o estudo de múltiplos orgãos, tecidos, funções e patologias. O 99mTc é o radionúclido mais frequentemente utilizado em medicina nuclear. Exemplos de outros radioisótopos também frequentemente usados na medicina nuclear de diagnóstico são o Gálio-67, Índio-111, Iodo-123 e o Tálio-201.



O recente interesse despertado pelas aplicações clínicas da Tomografia por Emissão de Positrões (PET) fez renascer a utilização do Fluor-18 (um emissor de positrões já em tempos usado em cintigrafia óssea), agora mais utilizado em situações oncológicas sob a forma de 18F-Fluordeoxiglicose.

2. Aplicações
As aplicações clínicas da medicina nuclear são inúmeras. Estão disponíveis técnicas com indicação no estudo de praticamente todos os orgãos, aparelhos e sistemas do corpo humano. Na impossibilidade de desenvolver neste capítulo todas essas aplicações abordam-se, sucintamente, algumas das áreas de utilização consideradas como tendo mais impacto na prática médica contemporânea.
2.1. Medicina nuclear em nefro-urologia
A Medicina nuclear dispõe de diversas técnicas com aplicação em nefro-urologia. Algumas das mais importantes são:
2.1.1. Cintigrafia renal com 99mTc-DMSA
O 99mTc-DMSA (ácido dimercaptosuccínico) é o agente de escolha para o estudo cintigráfico do parênquima renal. Este radiofármaco apresenta uma ligação às proteínas plasmáticas de aproximadamente 90% e é preferencialmente captado pelas células tubulares proximais do rim, através de um mecanismo ainda não totalmente conhecido mas que parece envolver em simultâneo filtração, reabsorção e secreção. Aproximadamente 40 a 50% da actividade administrada fica retida no córtex renal, de forma estável e por um período de tempo prolongado, 15% é retida pelo fígado e uma pequena fracção (7%) é eliminada através da urina.

A elevada captação do radiofármaco a nível cortical e a rápida eliminação renal contribuem para uma reduzida actividade de fundo. Tais características permitem adquirir imagens estáticas do parênquima renal com boa resolução e, por conseguinte, detectar, com elevada sensibilidade, alterações do parênquima renal, facultando informações acerca da distribuição regional da massa tubular e da função cortical do rim. Permite ainda o cálculo da função renal diferencial, de modo mais rigoroso do que com os agentes utilizados nos estudos dinâmicos.



Este estudo cintigráfico tem demonstrado grande utilidade na população pediátrica com o intuito de identificar e avaliar sequelas cicatriciais e focos de pielonefrite aguda, atendendo a que tem revelado uma sensibilidade mais elevada que a fornecida pelos outros métodos imagiológicos, nomeadamente urografia intravenosa e ecografia, mesmo com power-Doppler.

São outras indicações para a realização deste exame a avaliação da função diferencial nos casos de rim ectópico, o esclarecimento de lesões ocupantes de espaço e de malformações congénitas (de que são exemplo o rim em ferradura e a hipoplasia renal), bem como a suspeita de agenesia renal e traumatismos renais.



2.1.2. Cintigrafia renal com 99mTc-MAG3
O 99mTc-MAG3 (mercaptoacetiltriglicina), tal como o 131I-Hipurano, é eliminado principalmente por secreção tubular (agente tubular renal).

Apresenta um adequado volume de distribuição, uma vez que praticamente não se difunde para o espaço extracelular, e uma clarificação sanguínea rápida (300 ml/ minuto) devido à elevada eficiência de extracção por secreção tubular (60 a 75%). Tais factos permitem obter imagens com uma boa relação alvo/ fundo bem como uma rápida eliminação renal.

Este radiofármaco permite a aquisição de estudos dinâmicos com obtenção de imagens sequenciais durante um tempo variável de 20 a 60 minutos. Os seus mecanismos de captação e eliminação possibilitam a avaliação das várias fases da função renal, designadamente da perfusão, da função de secreção tubular, do trânsito corticomedular e da integridade do sistema colector. Faculta, simultaneamente, uma informação morfológica. Permite também a obtenção de curvas de actividade/tempo, com determinação do T máximo, do T ½ de eliminação e o cálculo da função diferencial.

A partir da sua clarificação ou taxa de extracção tubular, o 99mTc-MAG3 permite avaliar indirectamente o fluxo plasmático renal efectivo (E.R.P.F.).

Apresenta um contributo importante na avaliação da insuficiência renal, no diagnóstico e seguimento de doentes com nefropatias obstrutiva e de refluxo e nos transplantes renais, permitindo avaliar a sua viabilidade, determinar a causa do compromisso da drenagem e pesquisar a existência de fuga urinária. A cintigrafia renal com 99mTc-MAG3 é bastante útil em nefro-urologia pediátrica, sendo frequentemente solicitada com a finalidade de facultar uma avaliação morfo-funcional renal, particularmente no diagnóstico e seguimento da nefropatia obstrutiva, a qual é muitas vezes congénita e de diagnóstico pré-natal.



2.1.3. Cintigrafia renal com 99mTc-DTPA
O 99mTc-DTPA (ácido dietileno triamina penta-acético) é essencialmente eliminado por filtração glomerular (90%), com secreção tubular mínima (5%). Apresenta uma clarificação plasmática rápida, ligeiramente inferior à da inulina (90 ml/minuto), sendo recuperada na urina 95 % da actividade administrada 24 horas antes.

A captação fraccional em relação à actividade administrada, entre o 2º e o 3º minutos, é aproximadamente de 5 a 7% em cada unidade renal. Permite a avaliação da filtração glomerular nas patologias que desde o início ou no decorrer da sua evolução envolvem os glomérulos (glomerulopatias).
2.1.4. Renografia diurética
O estudo da obstrução das vias urinárias conduziu à modificação da cintigrafia renal convencional, com a introdução da administração e.v. de um diurético. A cintigrafia renal com prova diurética é amplamente aceite como um método útil na investigação das vias urinárias dilatadas, possibilitando o diagnóstico diferencial entre obstrução e estase funcional, mais frequentemente a nível da junção pielouretérica ou da junção ureterovesical. Esta diferenciação é possível através da utilização de um diurético, a furosemida. Este diurético da ansa produz um aumento do fluxo de urina, que conduz a um pronto arrastamento da actividade num sistema dilatado (efeito de reservatório). Nos casos de obstrução, o aumento do débito urinário não é suficiente para vencer o obstáculo, resultando na retenção prolongada do radiofármaco a montante do ponto de obstrução.

Para a obtenção de resultados fiáveis, a função renal necessita estar suficientemente preservada de modo a produzir uma diurese significativa. A resposta ao diurético está dependente não só da função renal, como da quantidade e tipo de diurético administrado, da via de administração e do estado de hidratação do doente.

A informação facultada pela cintigrafia com prova diurética é de capital importância para a decisão terapêutica. Este método é realizado frequentemente em nefro-urologia pediátrica e desempenha um papel bastante

importante, uma vez que a conduta perante as duas entidades clínicas é divergente: probabilidade de intervenção cirúrgica ou seguimento na obstrução, e apenas vigilância na estase funcional.

Um parâmetro utilizado para diferenciar obstrução de estase funcional a nível pielo-ureteral é o T ½ de eliminação, considerado como o tempo necessário para clarificar metade da actividade presente no rim. Este parâmetro é determinado a partir da análise quantitativa das curvas obtidas, sendo considerado normal um T ½ até aos 10 minutos, e como bastante sugestivo de obstrução quando superior a 20 minutos. Considera-se como resultado indeterminado ou duvidoso um T ½ entre os 10 e os 20 minutos, embora alguns autores considerem um T ½ de 10 a 15 minutos como provavelmente normal.

A avaliação do parênquima funcionante é também um outro aspecto importante a ter em conta atendendo a que a patologia obstrutiva tem consequências a esse nível. Perante a suspeita de obstrução deverão ser excluídas eventuais causas de falsos positivos, designadamente: desidratação; hidronefrose major, que deverá ser previamente excluída por ecografia; deficiente vacuidade vesical, responsável pela transmissão da pressão a montante, cuja resolução se pode alcançar com algaliação; alterações tubulares, de que é exemplo a síndrome de Fanconi e que apresenta uma resposta deficiente ao diurético; imaturidade renal, sendo desaconselhada a sua realização durante o primeiro mês de vida.

2.1.5. Cintigrafia renal com inibidores da enzima de conversão (IECA)
A hipertensão renovascular (HRV) afecta aproximadamente 0,5%-3% de uma população hipertensa não seleccionada, valor este que ascende aos 15% a 45% num subgrupo de doentes seleccionados com hipertensão refractária.

Esta entidade clínica tem como causa a estenose da artéria renal, unilateral ou bilateral, devida à presença de placas ateroscleróticas ou a fibrodisplasia muscular, sendo responsável pela activação do sistema renina-angiotensina-aldosterona.

A cintigrafia renal com prova de captopril, um inibidor da enzima de conversão capaz de interferir no mecanismo fisiopatológico da HRV, permite identificar os doentes hipertensos com estenose significativa da artéria renal responsável pela sua hipertensão. Permite também determinar quais os doentes hipertensos que não apresentam HRV, evitando a realização de estudos invasivos. Possibilita ainda a avaliação do sucesso da terapêutica anti-hipertensiva e da terapêutica cirúrgica ou de revascularização.

Os critérios utilizados para o diagnóstico da HRV estão dependentes do radiofármaco utilizado. Utilizando um agente glomerular, como o 99mTc-DTPA, assiste-se a uma diminuição da filtração glomerular, com consequente diminuição da captação inicial do radiofármaco pelo parênquima renal. Uma descida da função renal diferencial igual ou superior a 10% após administração do IECA, em relação ao estudo basal, é considerada alta probabilidade para HRV. Utilizando um agente tubular, como o 99mTc-MAG3, considera-se como critério a progressiva retenção parenquimatosa unilateral, consequente a um trânsito córtico-medular lento após IECA, e que se traduz por um aumento do pico máximo (T máx.) ³ 2 minutos ou 40% relativamente ao estudo basal. Nos casos de estenose unilateral é frequente ocorrer, no rim contralateral, um aumento compensatório da taxa de filtração glomerular e da função excretora, através de um mecanismo de feed-back. Assim, a administração de captopril origina também um agravamento da assimetria funcional entre ambos os rins.


2.1.6. Cistografia isotópica
A cistografia isotópica é um método utilizado para o diagnóstico de refluxo vesico-ureteral (RVU) e tem sido amplamente aceite como técnica de escolha na avaliação e seguimento de crianças com infecção do tracto urinário.

Atendendo a que 50% dos doentes com infecções urinárias apresentam RVU e que infecções do tracto urinário não diagnosticadas ou tratadas inadequadamente podem conduzir a hipertensão e insuficiência renal crónica, o diagnóstico precoce destas duas situações e suas complicações reveste-se de particular importância. Por estas razões, a cistografia isotópica faz parte do protocolo de avaliação, juntamente com a cintigrafia renal com 99mTc-DMSA, no estudo de infecções urinárias.




Esta técnica apresenta vantagens relativamente à cistografia radiológica, uma vez que se associa a uma menor dose de radiação absorvida (20 a 50 vezes inferior), com valores de sensibilidade para detecção de refluxo vesico-ureteral geralmente superiores (detecção de quantidades de refluxo da ordem dos 1,25 ml). No entanto, apresenta a desvantagem de não permitir o detalhe anatómico da técnica radiológica.

São utilizados dois procedimentos de cistografia isotópica que apresentam diferenças metodológicas: a cistografia isotópica directa e a cistografia isotópica indirecta.

A cistografia isotópica directa permite identificar a presença de RVU durante as fases de preenchimento vesical e micção, após prévia algaliação, bem como quantificar o resíduo pós-miccional. Esta avaliação é muito importante na caracterização do RVU, uma vez que este é facilitado pelo aumento de pressão vesical (plenitude e micção). A existência de refluxo vesico-ureteral é caracterizada pela visualização de actividade nos ureteres.

A cistografia isotópica indirecta também permite o diagnóstico de refluxo vesico-ureteral, sendo realizada como parte integrante da cintigrafia renal com 99mTc-DTPA ou 99m Tc-MAG3. Tem como vantagens não necessitar cateterização vesical e manter inalterados os mecanismos fisiológicos da micção. Permite avaliar a presença de refluxo vesico-ureteral e a função vesical assim como o efeito da micção na drenagem das vias urinárias superiores. Possibilita ainda a diferenciação entre o verdadeiro resíduo pós-miccional e um falso resíduo por enchimento secundário. Apresenta contudo algumas desvantagens, designadamente a impossibilidade de estudar a fase de preenchimento vesical, sendo os valores de sensibilidade na detecção de RVU inferiores aos registados na cistografia directa, e exige colaboração por parte dos pacientes, impossibilitando a sua realização em crianças pequenas.



2.1.7. Determinação da Taxa de Filtração Glomerular (G.F.R.)
A taxa de filtração glomerular (G.F.R.) é definida como o volume de plasma completamente clarificado de determinada substância a cada minuto pelos glomérulos renais.

A determinação da G.F.R. é importante na avaliação da função renal ao permitir a detecção precoce da diminuição da função glomerular, sofrendo variações mesmo antes da elevação dos valores séricos de creatinina.

Embora a G.F.R. não possa ser medida directamente, pode ser calculada a partir do decréscimo da actividade plasmática, após administração e.v., de um radiofármaco.

O radiofármaco de escolha para o estudo da G.F.R. é o 51Cr-EDTA, cuja depuração é efectuada somente por filtração glomerular, pelo que a sua clarificação é muito próxima da da inulina. Tem, no entanto, a desvantagem de não permitir a obtenção de imagens.

Outro radiofármaco que pode ser utilizado é o 99mTc-DTPA (Pentatate II altamente purificado), cuja clarificação se encontra bem correlacionada com a da inulina, com a vantagem de possibilitar a aquisição simultânea de imagens cintigráficas.

Poderá ainda obter-se uma estimativa aproximada da G.F.R. a partir da clarificação do 99mTc-MAG3 ou da captação fraccional deste em câmara gama, desde que se exclua a presença de uma eventual alteração da fracção de filtração.


2.1.8. Avaliação do Fluxo Plasmático Renal Efectivo (E.R.P.F.)
Um importante parâmetro de avaliação da função renal é o fluxo plasmático renal. O ácido para-amino-hipúrico (PAH) é o agente que permite a sua avaliação mais aproximada, devido à sua elevada fracção de extracção renal. O 131I-Hipurano foi amplamente utilizado para este efeito, uma vez que se trata de um radiofármaco com uma farmacocinética próxima da do PAH, embora com uma taxa de extracção inferior, pelo que faculta não o fluxo plasmático verdadeiro mas o fluxo plasmático renal efectivo (E.R.P.F.).

Mais recentemente, com a introdução de um novo agente tubular, o 99mTc-MAG3 (com características semelhantes ao 131I-Hipurano), tornou-se possível a utilização de um agente marcado com 99mTc para estimar o E.R.P.F., facto só possível através do recurso a factores de correcção. Este cálculo é menos preciso que o obtido com 131I-Hipurano, sendo estimado a partir da clarificação do 99mTc-MAG3, com base no conhecimento da relação entre a taxa de extracção deste e da do 131I-Hipurano.


Referências:


  1. Imagiologia Básica – Texto e Atlas. João Martins Pisco. LIDEL Setembro 2003




  1. Medicina Nuclear (2 ed.) James H. Thrall e Harvey Ziessman. Guanabara Koogan. 2001




  1. www.nucmedlinks.com








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