Tomografia computadorizada por emissão de fóton único

A tomografia computadorizada por emissão de fóton único ^{(português brasileiro)} ou tomografia computorizada por emissão de fotão único ^{(português europeu)}, mais conhecida pelo acrônimo SPECT (em inglês: Single photon emission computed tomography) é uma técnica tomográfica de imagem médica da medicina nuclear que utiliza a radiação ionizante de raios gama. É muito semelhante à imagem "planar" da medicina nuclear convencional pelo facto que usa uma câmara gama. Contudo, ela é capaz de fornecer verdadeiro dado biotopológico em 3D. Esta informação é tipicamente apresentada como cortes transversais do paciente, mas a potente elaboração da imagem computadorizada pode facilmente ser reformatada em cortes sagitais ou manipulada quando necessário. No exame, é injetado no paciente o radiofármaco – medicamento que contém radionuclídeos, cuja utilização também pode ser terapêutica. Esse medicamento fará com que, contrário ao exame de raios-x, o paciente emita a radiação necessária para a aquisição da imagem. A câmara gama gira ao redor do paciente e gera imagens a partir de vários ângulos diferentes.

Captação da imagem

Conceitos gerais

O radiofármaco é injetado no paciente, interage com os tecidos do corpo, e então a radiação é emitida. Ela é captada pelos detectores da máquina e transformada em sinais elétricos. O computador traduz esses sinais em forma de uma imagem bidimensional, que é mostrada num monitor.

Sistema de detecção

O SPECT usa a câmara gama para adquirir as imagens. Os componentes do sistema de detecção da câmara são:

• Colimador: Os raios gama não estão unicamente se dirigindo em direção à máquina. Por isso, o colimador é usado para permitir que apenas aqueles raios, que viajem numa certa direção, atinjam o detector. Existem três principais tipos de furos de colimador: de furos paralelos, de furos divergentes e o de furos convergentes.

• Cristal: É o receptor da radiação. A radiação, depois de colimada, atinge o cristal e interage com ele. Essa interação pode ser dada de quatro maneiras:

A. Evento válido: O raio gama é emitido paralelamente aos buracos do colimador, atravessa um deles e interage fotoeletricamente com o cristal, depositando toda a sua energia em apenas um local. Essa interação seria a ideal, pois todo fóton incidente seria convertido totalmente em energia elétrica.

B. Detecção de espalhamento: O raio gama é emitido paralelamente aos buracos do colimador, atravessa um deles e interage por espalhamento Compton com o cristal. O raio espalhado pode interagir uma segunda vez com o detector. Para a imagem, essa segunda interação é maléfica, pois pode causar perda da nitidez.

C. Espalhamento do objeto: O raio não é emitido na direção dos buracos do colimador, mas é espalhado pelo corpo e passa pelos buracos do colimador, sendo detectado. O raio perde energia durante o espalhamento e produzirá um sinal menor no detector.

D. Penetração septal: O raio gama é emitido em direção do colimador, mas não paralelamente a ele. Por conta da atenuação incompleta, causada pelas paredes finas do colimador, há certa chance do raio atingir o cristal e interagir com ele.

• Fotomultiplicadores: Multiplicam o sinal produzido pela luz incidente – mais ou menos 100 milhões de vezes – possibilitando um único fóton ser detectado quando a luz incidente é fraca. Amplificam o sinal e transformam em energia elétrica para ser processado pelo computador.

Formação da imagem

O sinal ampliado pelos fotomultiplicadores é enviado a um circuito de posicionamento. Quando a energia chega a esse circuito, ele envia a informação ao computador da posição dela nos eixos X e Y. O valor da energia no posicionamento (X e Y) indicará a tonalidade do pixel para a formação final da imagem.

Os programas de reconstrução de imagem têm corretor de linearidade e uniformidade. Esses programas tentam evitar o borramento e o aparecimento de artefatos.

Imagem

Para capturar a imagem de SPECT a gama câmara é rotacionada em volta do paciente. São capturadas múltiplas imagens bidimensionais (2D) do corpo do paciente. A radiação é captada em pontos definidos durante a rotação, normalmente a cada 3–6 graus. Na maioria dos casos é dada uma rotação com a gama câmara de 360 graus para conseguir a otimização na reconstrução. O tempo de captação, em cada ponto, é variável, mas é normalmente de 15 a 20 segundos, o que dá um tempo total de exame entre 15 e 20 minutos.

Mas as máquinas mais modernas têm mais de uma cabeça (parte da máquina que contém todo o sistema de detecção). Quanto mais cabeças a máquina tiver, uma maior área ela captará a radiação simultaneamente, o que resultará num menor tempo total de exame.

As imagens podem ser preto e branco ou coloridas, dependendo do exame. As imagens coloridas são mais comuns em exames que mostram o cérebro e o coração. A resolução pode ser de 64 x 64 ou 128 x 128 pixels, cada pixel representando uma parte de 3-6 milímetros do corpo do paciente. A resolução da imagem depende:

• Da energia: Se a energia for muito baixa, há uma maior probabilidade de acontecer os outros eventos de detecção que não o ideal (Detecção de Espalhamento, Espalhamento do Objeto e Penetração Septal).

• Da espessura do cristal: O cristal não pode ser muito grosso. Tem que ter uma espessura ideal, pois se não há uma maior probabilidade de acontecer, principalmente o evento de Detecção de Espalhamento.

• Da eficiência de coleta: Se a coleta não for muito eficiente, haverá prejuízo para a imagem. Conseqüentemente, o médico que analisará o exame poderá não ver um câncer, por exemplo, que o paciente possa ter, mas, devido a baixa eficiência de coleta, a imagem não ficou a melhor possível.

• Da distância: A distância está ligada diretamente à eficiência de coleta. Quanto menor a distância, maior a eficiência de coleta. É por isso que, no momento do exame, as cabeças da máquina são aproximadas do paciente.

• Do tipo de buraco do colimador: Cada tipo de buraco tem o seu campo de captação. O colimador de furos paralelos capta radiação de uma área exatamente do tamanho da sua. O colimador de furos convergentes capta radiação de uma área menor do que a dele; ele tem uma forma de funil. E o colimador divergente capta radiação de uma área maior do que a dele; ele tem a forma de um leque.

Aplicações na Medicina

O SPECT é um exame largamente usado na medicina, pois esse possibilita a visualização da funcionalidade de todos os sistemas do corpo. O procedimento padrão é simples: aplicar o radiofármaco no paciente, aguardar alguns minutos e realizar o exame. A seguir, explana-se sobre alguns desses exames.

Perfusão de miocárdio

Para a realização desse exame, o paciente deve ter feito jejum de quatro horas. O radiofármaco deve ter administração intravenosa e com o paciente em pé, se possível. O exame é feito em duas partes: o exame sob esforço e o exame em repouso.

O sob esforço é realizado primeiro, pois a maioria dos problemas são detectados nesse exame, muitas vezes sem a necessidade do outro. O paciente é submetido ao esforço físico em uma esteira ergométrica. A atividade do fármaco, nesse caso, deve ser de 20 a 30mCi de 99mTc. E o exame deve ser realizado 15min após a aplicação da radiação em posição supina (com as costas na mesa) com o braço esquerdo levantado e os eletrodos devem ser removidos da área de captação da máquina.

O em repouso, a atividade deve ser de 8 a 10mCi. Algumas vezes o paciente pode precisar de uma reinjeção; a dose pode não estar adequada para a realização do exame e o paciente precisará de mais radiação. O exame deve ser realizado 30min após a aplicação do radiofármaco com o paciente estando, novamente, na posição supina.

O exame de esforço tem indicações e contra-indicações. Em resumo, algumas delas apresentam-se abaixo:

• Indicações: diagnóstico de síndrome da dor torácica, avaliação de doença arterial coronariana conhecida, localização e extensão da isquemia, avaliação do efeito da terapia medicamentosa, avaliação após angioplastia coronariana transluminal ou cirurgia de enxerto arterial coronariano, avaliação e prognóstico após infarto do miocárdio, avaliação da reserva miocárdica, avaliação pré-operatória de cirurgias de grande porte não-cardíacas, guia para terapia de reabilitação triagem de paciente de alto risco.

• Contra-Indicações: infarto agudo do miocárdio, angina instável, arritmia cardíaca severa – com risco de morte, miocardite, valvulite, pericardite, estenose aórtica crítica, edema pulmonar / insuficiência cardíaca congestiva, embolia pulmonar, hipertensão arterial severa, doença não-cardíaca severa intercorrente, pacientes não cooperativos, incapacidade para dar consentimento.

Esse exame é de fundamental importância, pois o exercício físico aumenta a carga cardíaca. Esse aumento gera um aumento de consumo de oxigênio. O que fariam as coronárias normais se dilatarem e o fluxo crescer. Porém, vasos com um estreitamento anormal não se dilatam e a reserva de fluxo é limitada. Assim, a isquemia é induzida.

As imagens do exame seguem um padrão de diagnóstico de acordo com a tabela abaixo:

	Padrões diagnósticos
Pós-esforço imediato	Repouso tardio ou reinjeção	Diagnóstico
Normal	Normal	Normal
Defeito(s)	Normal	Isquemia transitória
Defeito(s)	Defeito(fixo)	Infarto prévio com fibrose
Defeito(s)	Alguma normalização com áreas de defeito persistente	Infarto prévio com fibrose
Normal	Defeito	Redistribuição reversa

Termos Usados Comumente Para Descrever o Estado do Miocárdio

Termo	Definição e aspecto cintilográfico
Isquemia Miocárdica	Uma diminuição do fluxo de sangue para o miocárdio (músculo responsável pela contração do coração) abaixo das necessidades metabólicas geralmente devido à circulação inadequada resultante de doença arterial coronariana; miocárdio isquêmico aparece na cintilografia de perfusão do miocárdio como área de maior intensidade da imagem.
Infarto do Miocárdio	Necrose (morte) do tecido miocárdico, frequentemente como resultado de obstrução coronariana; aparece nas imagens de perfusão e nos estudos de metabolismo como área de menor intensidade da imagem.
Infarto Transmural	Necrose que envolve todas as camadas desde o endocárdio até epicárdio; cintilografia de perfusão miocárdica com alta sensibilidade para detectar esta lesão.
Infarto Subendocárdico	Necrose envolvendo apenas o músculo adjacente ao endocárdio; cintilografia de perfusão miocárdica com baixa sensibilidade para detectar esta lesão.
Fibrose Miocárdica	Resultado tardio do infarto; área de maior intensidade da cintilografia.
Miocárdio Hibernante	Miocárdio viável, mas cronicamente isquêmico, com baixo controle da contração; reversível com a restauração do fluxo sanguíneo; área de maior intensidade da cintilografia.
Miocárdio Atordoado	Miocárdio com disfunção da contração após isquemia, mesmo após a restauração da perfusão; geralmente melhora com o tempo; imagem de aspecto normal ou levemente diminuída.

Cintilografia Óssea

A principal vantagem da cintilografia óssea é a alta sensibilidade em detectar doença precoce de vários tipos e a capacidade de poder avaliar rapidamente todo o esqueleto a um baixo custo.

De uma forma mais ampla, a captação da imagem óssea do SPECT representa a atividade osteoblástica e o fluxo sanguíneo. Qualquer condição médica que altere algum desses fatores, sendo essa alteração positiva ou negativa, pode dar origem a uma cintilografia óssea anormal. Esta é a sua maior limitação: a não-especificidade. Qualquer alteração na formação óssea resultará em localização anormal da radiação.

Para a realização desse exame, é pedido ao paciente que beba bastante água horas antes da realização. Essa hidratação é recomendada para que minutos antes da realização do exame o paciente urine bastante a fim de esvaziar a bexiga ao máximo, pois esse é um órgão que atrai bastante radiofármaco. E isso poderia indicar uma doença que o paciente não tenha realmente.

A pessoa a realizar esse exame deverá retirar os objetos de metal, como moedas, jóias, chaves medalhas. Desse modo, evita que a radiação fique impregnada nesses materiais. A administração do radiofármaco é intravenosa. Para um adulto padrão a dose é de 20mCi (740MBq) de 99mTc, mas é necessário o ajuste da dose para paciente pediátrico. O exame deve ser iniciado de 2 a 4 horas após a aplicação da dose.

Cintilografia de Ventilação e de Perfusão

A embolia pulmonar é uma doença freqüente e fatal. Uma das aplicações da cintilografia pulmonar é na avaliação de pacientes com suspeita dessa doença. Atualmente a abordagem para o diagnóstico de embolia pulmonar requer uma boa avaliação clínica, a realização de cintilografia de ventilação e de perfusão e uma indicação seletiva para angiografia.

Para o exame de cintilografia de ventilação, o paciente não precisa ser preparado. Isso é, ele pode chegar ao serviço de medicina nuclear e receber a o radiofármaco. Essa administração é dada com o paciente sentado, por inalação de 133Xe, de 10 a 20mCI (370 a 740MBq). Na realização do exame o paciente é orientado para expirar profundamente e inspirar profundamente e prender a respiração o máximo possível. Nesse momento há a captação da imagem. Outras duas imagens são feitas com o paciente respirando normalmente.

Por outro lado, no exame de cintilografia de perfusão alguns cuidados devem ser tomados. Se a paciente estiver grávida, a dose deve ser ajustada. Ou se a pessoa tiver hiper tensão pulmonar ou pneumectomia, o número de partículas radioativas deve ser ajustado. Nesse exame a dose, 4mCi (148MBq) de 99mTc, deve ser administrada intravenosa durante vários ciclos respiratórios, com o paciente deitado na posição supina.

Caso as cintilografia de ventilação e de perfusão mostrarem concordância nas imagens, ambas as cintilografias são anormais na mesma área e o defeito tem o mesmo tamanho. Caso elas discordem, isso indica uma perfusão anormal numa área de ventilação anormal ou um defeito de perfusão muito maior que o defeito de ventilação.

Condições associadas a Ventilação/Perfusão

Discordantes	Concordantes
Embolia pulmonar aguda	Doença pulmonar obstrutiva crônica
Embolia pulmonar crônica	Bronquite ou bronquiectasia
Outras causas de embolia	Bolhas ou vesículas
Carcinoma broncogênico	Insuficiência cárdica congestiva
Adenopatia mediastinal ou hiliar com obstrução de uma artéria ou veia	Edema pulmonar
Hipoplasia ou aplasia da artéria pulmonar	Derrame pleural
Síndrome de Swyer-James (alguns casos)	Asma
Pós-radioterapia	Trauma pulmonar, hematoma
Vasculite	Dano inalatório
	Tampão mucoso
	Carcinoma broncogênico (outros tumores)

Perfusão Cerebral

A cintilografia cerebral foi muito importante na prática da medicina nuclear. Durante muito tempo, antes da invenção da tomografia computadorizada (TC). Antigamente, a cintilografia cerebral convencional era a única forma de adquirir uma imagem do cérebro, e representava grande aplicação na medicina nuclear. Atualmente, a ressonância magnética (RM) e a tomografia computadorizada apresentam papeis fundamentais por mostrarem melhores imagens anatômicas do sistema nervoso central. O papel da medicina nuclear hoje é de obter uma imagem funcional do cérebro.

A imagem do cérebro requer uma adesão estrita ao protocolo padrão de realização do exame. Essa padronização é importante para uma perfeita análise do exame, caso contrário poderão surgir diferenças funcionais – que não se aplicam a verdade – entre metabolismo e perfusão. Um exemplo é a ativação do centro visual occipital parassagital vai depender se o paciente estiver de olhos abertos ou não.

Para esse exame, não há necessidade de haver uma preparação prévia do paciente. O radiofármaco deve ser injetado sempre nas mesmas condições de luminosidade, ambiente, ruído de fundo, posição do paciente. Deve ser anotado, também, o seu tempo de validade.

A cintilografia de perfusão cerebral deve ser feita uma máquina de SPECT com três cabeças. O paciente deve ser posicionado de maneira que o cérebro esteja dentro do campo de visão dos três detectores. Estando esses o mais próximo o possível do paciente. O exame deve ser iniciado 15 minutos ou mais após a aplicação do radiofármaco.

Eficácia da Imagem SPECT nas Aplicações Clinicas no Cérebro

Aplicação	Estado Atual
Acidente Vascular Cerebral (AVC)
•Detecção de isquemia aguda	Estabelecido
•Determinação do subtipo de AVC	Promissor
•Vasoespasmo após hemorragia	Promissor
•Prognóstico de recuperação após AVC	Investigação
•Monitoração de tratamento	Investigação
•Diagnóstico de ataque de isquemia transitória	Investigação
•Prognóstico de ataque de isquemia transitória	Investigação
Neoplasias
•Graduação de gliomas	Investigação
•Diferenciação entre necrose por radiação de recidiva tumoral	Investigação
Encefalopatia por Vírus HIV	Investigação
Traumatismo Craniano	Investigação
Epilepsia
•Localização do foco epiléptico	Promissor
•Diagnóstico diferencial do íctus	Investigação
•Detecção interical do subtipo de convulsão	Investigação
•Estudo de receptores	Investigação
•Monitoração de terapia	Duvidoso
Mal de Alzheimer	Estabelecido
Coréia de Huntington	Investigação
Estado Vegetativo Persistente	Investigação
Morte Cerebral	Promissor

Avanço da Ciência

Na medicina nuclear, o SPECT foi e continuará sendo importante. A prova disso é o avanço da tecnologia. Com esse avanço, já se pode ter uma máquina hibrida com o SPECT-CmT. Essa tecnologia visa acabar com o sofrimento de muitas mulheres que precisam ter seus seios comprimidos para poder ser realizado a mamografia. O híbrido será a junção do SPECT, que mostrará a parte funcional da mama, com a Tomografia computadorizada, que mostrará a parte anatômica. Desse modo, o médico poderá identificar melhor quanto ao que aparece no exame.

Ver também

• Lista de medicinas nucleares