INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS
CAMPUS DE BOTUCATU
Carla Daruich de Souza
Braquiterapia com sementes
de iodo-125: manufatura e tratamento
Botucatu – SP
2009
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
2
Carla Daruich de Souza
Braquiterapia com sementes
de iodo-125: manufatura e tratamento
Orientadora: Drª Maria Elisa Chuery Martins Rostelato
Botucatu – SP
2009
Trabalho de Conclusão de
Curso apresentado no
Instituto de Biociências,
Universidade Estadual
Paulista “Júlio de Mesquita
Filho”, Campus de Botucatu,
para obtenção do título de
Bacharel em Física Médica.
3
Souza, Carla Daruich de.
Braquiterapia com sementes de iodo-125: manufatura e tratamento /
Carla Daruich de Souza. - Botucatu [s.n], 2009.
Trabalho de conclusão (bacharelado – Física médica) –
Universidade Estadual Paulista, Instituto de Biociências de Botucatu,
2009
Orientadora: Profª Drª Maria Elisa Chuery Martins Rostelato
1. Radioterapia - Braquiterapia 2. Tumor - Tratamento 3. Física
Médica
Palavras Chave: Radioterapia; Braquiterapia; Sementes de iodo-125;
Câncer de Próstata;
4
Para Emerson, Janete, Caio (kblo),
Ana (Nena), Alfredo, Iolanda e Sebastião
5
AAGRADECIMENTOS
À Drª Maria Elisa Chuery Martins Rostelato por ter me ajudado a concretizar minha idéia.
Agradeço por ter me recebido com muito carinho e paciência.
Aos meus pais Emerson e Janete e meu irmão Caio por aturarem meus arroubos durante os
4 anos de faculdade. Agradeço pelo apoio e compreensão.
Ao Prof. Dr. João Alberto Osso pela inspiração. Agradeço pela paciência em responder
minhas perguntas.
À todos os amigos que fiz na Divisão de Tecnologia das Radiações / IPEN, Renata, João T.,
Michel, Vitor, Robson, Mara, Gabriel, Letícia, Érica, Eduardo, Samir, Anselmo, João M.,
Wladimir Lepki e, especialmente, ao Dr. Carlos Zeituni pela correção desse trabalho e
participação da banca.
À todos os amigos que fiz na Divisão de Radiofarmácia / IPEN, Jair Menegatti, Eduardo
Gerulis, Kátia, Paula, Tânia, Fabíola, Bárbara, Renata, Graciela, Patrícia, Neli e Nestor pela
amizade.
Aos amigos que fiz no Hospital A.C. Camargo: Dayanne, Bernardo, Amaral, Fábio, Lucas,
Leandro, Karina, Petrus, Cássio, Rogério, Homero, Roberto, Alessandra, Cristina, Allan e Dr.
João Vitor Salvajoli.
Aos meus amigos: Ana Paula, Marcos, Aline, Fernanda (Papa), Denise (Kimi), Viviane
(Frangote), Felipe (Bananão), Fátima, Larissinha, Carlinhos, Edson e Daniela Caldana, pelo
suporte emocional e de amizade.
À Maria Beatriz de Carvalho Ewald (Tiiiiii) pelo carinho e companheirismo.
Aos meus colegas da III Turma de Física Médica, principalmente Juliana (Azulão), Nayara
(Satulina), Ana Carolina (Prófinha), Pedro (Xú), Liliane (Muriçoca), Camila (Mangá), Danilo
(Bibolino), David (Ermito), Lícia (Trícia), Daniela (Vale), Zhu (Bibelô) e Vander (Dimerda).
Aos colegas da Associação Botucatuense, principalmente Marcão, Dila, Daniela, Almira e à
todos os amigos do spinning e da musculação.
Aos colegas da Liga do Câncer, principalmente Jumara (Bimbada), Rafael (Ziclete), Eduardo
(Testa), Aline (He-man), Elisa (Kiku) e Carlos (Assolan) por me tolerarem durante três anos.
Aos amigos do Coral da UNESP, principalmente Irandi, Bárbara (Guria) e Raíssa (Embu).
Aos professores, Prof. Dr. Paulo Mancera, Prof. Dr. Roberto Morato, Prof. Dr. Wladimir
Costa, Prof. Dr. Ney Lemke, Prof. Dr. Joel Mesa Hormaza, Prof. Dr. Ivan Guerrini, Prof. Dr.
José Ricardo Miranda, Profa. Dra. Cláudia Pelizzon e Profa. Dra. Beatriz Griva.
Ao Prof. Dr. Marco Antônio Fernandes pelas aulas que sempre me inspiraram.
Ao Prof. Dr. Marcos Rezende pelo respeito e amizade.
Ao Dr. Batista Oliveira pela supervisão de estágio.
À equipe de proteção radiológica do CTR: Stan, Laércio e Kátia.
Ao Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares da Comissão Nacional de Energia
Nuclear pela oportunidade.
6
" CCada pessoa deve trabalhar para
o seu aperfeiçoamento e, ao mesmo tempo,
participar da responsabilidade
coletiva por toda humanidade "
( Marie Curie)
7
RResumo
De acordo com o INCA – Instituto Nacional do Câncer, o Brasil terá em 2009
466.730 novos casos de câncer. Os tipos mais incidentes, (à exceção do câncer de
pele do tipo não melanoma), para o sexo masculino serão os cânceres de próstata e
de pulmão. A Braquiterapia com fontes de iodo-125 é uma importante forma de
tratamento do câncer de próstata. A técnica de implante de semente de iodo-125
utiliza cerca de 100 unidades que são importadas, inviabilizando o tratamento
público em larga escala. Por essa razão, uma equipe multidisciplinar foi criada no
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares – Centro de Tecnologia das
Radiações (IPEN –CTR / SP) para desenvolver uma fonte de iodo-125 nacional e
implantar instalação para produção local. A manufatura das sementes no Brasil
possibilitará diminuir o custo do tratamento e viabilizá-lo para mais pacientes.
Os objetivos desse traballho são observar os métodos para fabricação das
fontes de iodo-125 desenvolvidas no Brasil e apresentar um exemplo de tratamento,
acompanhado no Hospital A.C. Camargo.
O iodo-125 é adsorvido em um fio de prata que é acondicionado numa
cápsula de titânio. A selagem é feita por um processo de soldagem a plasma. A
semente passa por testes de estanqueidade para garantir que não haja vazamento.
O resultado é um produto de alta qualidade e mais barato.
A técnica de implante de sementes é um procedimento rápido e seguro. O
físico pré-planeja o caso para estipular a quantidade de sementes que serão usadas.
No momento do implante o físico replaneja o procedimento devido as mudanças de
volume nos órgãos. Isso garante a correta distribuição da dose no alvo. Além disso,
a baixa energia do iodo-125 faz com que a radiação seja absorvida apenas no
volume de interesse, poupando tecidos sadios como a uretra e o reto.
Palavras Chave: Radioterapia; Braquiterapia; Sementes de iodo-125; Câncer de
Próstata;
8
AAbstract
According to the National Institute of Cancer – INCA, 466.730 new cancer
cases will occur in Brazil in 2009. Prostate and Lung cancer in man are the most
incident types (in exception of the non-melanoma cancer). The brachytherapy with
125-iodine sources is an important method of prostate cancer treatment. The implant
with iodine-125 seeds uses aproximately 100 seeds that are imported
impossibilitating the treatment in large scale. For this reason, a multidisciplinary
group was created at the Energetic and Nuclear Research Institute – Radiation
Technology Center (IPEN –CTR / SP) to develop a national 125-iodine source and
established a facility for local production. The seeds manufacture in Brazil will
diminish the cost of treatment and prostate brachytherapy will be offered to more
patients.
This work aim is to observe and discuss the methods used in seeds
manufacture there are being developed in Brazil and to present an prostate cancer
case folloied in A.C. Camargo Hospital.
The 125-iodine is adsorbed in an silver wire, then deposited at titanium coat.
The weld is made by an process of plasm sealing. The seeds goes through several
test to guarantee that there is no leakage. The result is an high quality and cheaper
product.
The implant tecnique is an fast and save procedure. The medical physicst
preplan the case to stipulate the quantity of seeds there will be used. At the dat of the
implant the medical physicst replan the procedure due to changes of volume in the
organ. That assure the correct dose distribution in the target. Besides, the 125-iodine
low energy is absorbed at the volume of interrest saving sourronding healthy tissues
such as the rectum and the urethra.
Key Words: Radiotherapy; Brachytherapy; 125-iodine souces; Prostate Cancer.
9
SSumário
Resumo ...................................................................................................................... 7
Abstract ...................................................................................................................... 8
Sumário ...................................................................................................................... 9
1. Introdução ............................................................................................................ 10
1.1 O câncer .......................................................................................................... 10
1.2 Realidade no Brasil ........................................................................................ 10
1.3 A braquiterapia ............................................................................................... 12
1.4 Fontes Usadas em Braquiterapia ................................................................. 13
1.5 A braquiterapia na próstata........................................................................... 14
1.6 O iodo-125 ...................................................................................................... 15
1.6 Tópicos Utilizados ......................................................................................... 16
1.6.1 Atividade e Meia Vida .............................................................................. 16
1.6.2 Dose Absorvida, D ............................................................................... 17
1.6.3 Curvas de Isodose ................................................................................... 17
1.6.4 Detectores de Radiação .......................................................................... 18
2. Objetivos ........................................................................................................... 20
3. Revisão Bibliográfica ....................................................................................... 21
3.1 A História da Radioatividade ......................................................................... 21
3.2 A História da Braquiterapia ........................................................................... 21
3.3 O estado da arte das sementes de iodo-125................................................ 23
3.4 A Produção de Fontes no Brasil ................................................................... 25
3.5 Hospital A.C. Camargo .................................................................................. 25
4. Metodologia e Procedimento Experimental ...................................................... 27
4.1 Manufatura ...................................................................................................... 27
4.2 O tratamento ................................................................................................... 31
5. Resultados e Discussão ................................................................................... 38
5.1 Manufatura ...................................................................................................... 38
5.2 Tratamento...................................................................................................... 39
6. Conclusão ......................................................................................................... 42
Referências Bibliográficas ..................................................................................... 43
10
11. Introdução
1.1 O câncer
A palavra câncer tem origem no latim, cujo significado é caranguejo. As
células doentes atacam e se infiltram nas células sadias como se fossem os
tentáculos de um caranguejo [01][02].
O câncer tem um período de evolução longo, podendo levar anos para evoluir
até ser descoberto. Foram identificados mais de cem tipos desta doença, sendo que
a maioria, quando detectadas em estágio inicial, tem cura [01][03].
Os tumores aparecem no organismo devido ao crescimento descontrolado
de células, em função de problemas nos genes. A causa dessa mutação pode ter
três origens: genes que corrompem a seqüência do DNA; radiações que quebram os
cromossomos e alguns vírus que introduzem nas células DNAs estranhos [01][02].
Dividindo-se rapidamente, as células que formam o câncer tendem a ser
agressivas e incontroláveis, determinando a formação de tumores ou neoplasias
malignas (acúmulo de células cancerosas). Os diferentes tipos de câncer
correspondem aos vários tipos de células do corpo. A velocidade de multiplicação
das células e a capacidade de invadir tecidos e órgãos vizinhos ou distantes
(metástases) são outras características que diferenciam os diversos tipos de câncer
entre si [03].
1.2 Realidade no Brasil
Os tumores malignos são responsáveis por alta taxa de óbitos em toda a
população mundial. No ano de 2005, de um total de 58 milhões de mortes ocorridas
no mundo, o câncer foi responsável por 7,6 milhões. Os tipos de câncer com maior
mortalidade foram: pulmão (1,3 milhão); estômago (cerca de 1 milhão); fígado (662
mil); cólon (655 mil); e, mama (502 mil) [04].
No Brasil, no ano de 1995, a freqüência de óbitos por câncer foi de 12,4%. É
um patamar intermediário entre os países desenvolvidos e os subdesenvolvidos.
Estudos demográficos apontam um aumento de idosos no Brasil para os próximos
anos. Conseqüentemente, um aumento no número de mortalidade por câncer,
exigindo, assim, uma política mais atuante na prevenção [01].
O estudo da doença no Brasil iniciou-se em 1934 com a criação da Sociedade
Brasileira de Cancerologia. Em 1953 foi fundado o Hospital Antonio Cândido de
Camargo, focado no tratamento de pessoas com câncer. Desde então vários
hopitais dedicados à oncologia surgiram em todo o país. Criaram-se os Registros
Nacionais do Câncer, que realizam estudos epidemiológicos em âmbito regional e
11
nacional, fornecendo dados cada vez mais precisos sobre a situação e a
necessidade de cada estado [01].
As estimativas para o ano de 2009, apontam que ocorrerão 466.730 novos
casos de câncer no Brasil. Os tipos mais incidentes, a exemplo do que ocorre no
resto do mundo (exceto o câncer de pele do tipo não melanoma) serão no sexo
masculino os cânceres de próstata e de pulmão e os cânceres de mama e de colo
do útero, no sexo feminino [04].
As regiões Sul e Sudeste, de uma maneira geral, apresentam as maiores
taxas, enquanto que as regiões Norte e Nordeste mostram as menores. As taxas da
região Centro-Oeste apresentam padrão intermediário. A Tabela 01 apresenta a
estimativa de Câncer do INCA- Instituto Nacional do Câncer [04].
Tabela 01: Estimativas para o ano de 2009 em homens e mulheres.
Tipo de neoplasia maligna Estimativa dos Casos Novos
Casos
Homens
Casos
Mulheres
Próstata 49.530 -
Mama Feminina - 49.400
Colo do Útero - 18.680
Traquéia, Brônquio e Pulmão 17.810 9.460
Estômago 14.080 7.720
Cólon e Reto 12.490 14.500
Cavidade Oral 10.380 3.780
Esôfago 7.900 2.650
Leucemias 5.220 4.320
Pele Melanoma 2.950 2.970
Outras Localizações 55.610 62.270
Subtotal 175.970 175.750
Pele não Melanoma 55.890 59.120
Todas as Neoplasias 231.860 234.870
Fonte: INCA [04]
Em 2008 / 2009 estima-se cerca de 49 mil casos de câncer de próstata, uma
doença que, se descoberta prematuramente, pode ser tratada com braquiterapia de
fontes de iodo-125. Em um tratamento usa-se cerca de 100 unidades de sementes.
Elas são importadas com o preço mínimo de US$ 26,00 a unidade, inviabilizando o
tratamento público em larga escala [04][05].
Uma equipe multidisciplinar foi criada no Instituto de Pesquisas Energéticas e
Nucleares – Centro de Tecnologia das Radiações (IPEN –CTR / SP) para
desenvolver uma fonte de iodo-125 nacional e implantar uma instalação para
produção local. A manufatura das sementes no Brasil possibilitará baixar o custo do
tratamento e viabilizá-lo para mais pacientes.
12
1.3 A braquiterapia
A braquiterapia, também conhecida como curieterapia ou endocurieterapia, é
a modalidade da radioterapia em que a fonte de radiação fica em contato ou dentro
do paciente. A dose é liberada continuamente, durante um curto período de tempo
(implantes temporários) ou durante todo o decaimento da fonte (implantes
permanentes) [06] [07].
Existem diversos tipos de braquiterapia realizados com fontes radioativas de
diferentes isótopos e atividades. São usadas para tratar câncer e outras doenças
como, por exemplo, pterígeo e quelóide. Estas fontes são em geral acondicionadas
em cápsulas de metal cujas dimensões variam de alguns milímetros a poucos
centímetros [07].
As fontes de braquiterapia podem ser classificadas das seguintes formas:
1. Quanto à localização da fonte
� Intracavitária: as fontes são posicionadas próximas ao alvo, dentro de
uma cavidade. O procedimento é de caráter temporário;
� Intersticial: as fontes são posicionadas dentro do alvo, em contato com
o tecido. O procedimento é de caráter temporário ou permanente;
� Superficial: as fontes são posicionadas na superfície da pele. O
procedimento é de caráter temporário;
� Intraoperatória: as fontes são posicionadas diretamente no alvo
durante a cirurgia. O procedimento é de caráter temporário [06] [07].
2. Quanto à atividade da fonte
� LDR “low dose rate” (do inglês, baixa taxa de dose): taxa de dose
entre 0,4-2Gy/h;
� MDR “medium dose rate” (do inglês, média taxa de dose): taxa de
dose entre 2-12Gy/h;
� HDR “high dose rate” (do inglês, alta taxa de dose): taxa de dose entre
>12Gy/h [06].
3. Quanto a forma de carregamento da fonte (loading)
� “hot loading” (do inglês, carregamento quente): o aplicador é carregado
antes do procedimento manualmente ou por uma máquina;
� “afterloading” (do inglês, carregamento após): o aplicador é primeiro
posicionado no alvo e depois é carregado manualmente ou por uma máquina
[06].
4. Quanto ao tipo de radiação
� Radiação γ, X : Usada em braquiterapia para o tratamento do câncer;
13
� Radiação β – betaterapia: Placas que emitem radiação beta, de baixa
penetração, usada no pós-operatório para a prevenção do pterígio e do
quelóide, evitando recidivas [07].
5. Quanto ao tipo de fonte
� Selada: A fonte selada é um material radioativo solidamente
incorporado em matéria sólida inativa ou contido em cápsula inativa
hermeticamente fechada, de tal forma que não se disperse em condições
normais de uso ou quando submetida a ensaios específicos (impacto,
percussão, flexão, térmico);
� Não selada: As fontes não seladas não possuem cápsula protetora ou
possuem partes não protegidas [08].
Vários aspectos devem ser considerados na braquiterapia. A dosimetria deve
estar dentro dos limites aceitáveis, o sistema de planejamento é extremamente
sensível ao posicionamento e a fonte deve estar devidamente calibrada [06].
Se comparada com a radioterapia externa (teleterapia), a braquiterapia possui
a vantagem da liberação de dose localizada no volume alvo, poupando tecidos
sadios. Porém, para se ter sucesso no tratamento, o alvo deve ser pequeno e bem
definido [06].
1.4 Fontes Usadas em Braquiterapia
Para que um determinado elemento possa ser usado em braquiterapia, ele
deve ter as seguintes características:
� ENERGIA: adequada ao tratamento para minimizar o efeito fotoelétrico no
osso e diminuir o espalhamento, resultando na utilização de energias
suficientemente altas. A energia deve ser apropriada para minimizar as
necessidades de proteção radiológica;
� MEIA-VIDA: deve ter valor determinado de forma a evitar grandes correções
por decaimento durante o tratamento;
� BLINDAGEM: as partículas carregadas devem ser inexistentes ou barradas;
� PRODUTO DA DESINTEGRAÇÃO: não deve ser gasoso;
� ATIVIDADE: deve ter alta atividade específica;
� FORMA: o material não deve estar na forma de pó e nem ser tóxico. Deve ser
insolúvel e moldável para os mais variáveis tipos de tratamento [05].
A Tabela 02 mostra a energia, a forma da fonte e a meia-vida de algumas
fontes usadas.
14
Tabela 02: Características de radionuclídeos utilizados em Braquiterapia
Radionuclídeo Energia (MeV) Meia-vida Forma da fonte
Pd-103 0,021 17 dias Sementes
I-125 0,028 59,6 dias Sementes
Ir-192 0,29 74 dias Fios e sementes
Cs-137 0,66 30 anos Tubos e agulhas
Ra-226 0,2 a 2,2 1622 anos Tubos e agulhas
Fonte: C.B.Saw, 2002 [09].
1.5 A braquiterapia na próstata
A próstata é uma glândula do tamanho de uma bola de golfe onde se forma e
armazena um fluído viscoso que dá mobilidade aos espermatozóides, fazendo parte
do sémen. A escolha do tipo de tratamento deve considerar o estadiamento da
doença, a idade e a saúde do paciente. A opção mais radical é a prostectomia, ou
seja, a retirada da próstata e tecidos vizinhos. A incontinência urinária e impotência
sexual são significativas nesse processo. Outra opção é a terapia com radiação
sendo ela propiciada por pequenas fontes radioativas ou por irradiadores externos.
Na braquiterapia, as fontes são injetadas diretamente na próstata com a ajuda de
uma fina agulha através da pele, entre o reto e o escroto [10]. A técnica exige, em
geral, uma única aplicação de 80 a 120 sementes por paciente. A localização da
próstata é mostrada na Figura 01.
Figura 01: Localização da próstata
[http://www.lab-lamartine.pt/2007/prostata.html]
As vantagens desse tipo de tratamento são:
o menor incidência de efeitos colaterais como impotência e
incontinência urinária comparada aos tratamentos convencionais;
o o paciente pode retornar a atividade normal dentro de um a três dias
o os implantes são pouco invasivos, classificados como não-
cirúrgico[10].
A desvantagem é que o tratamento só é indicado para pacientes com
cânceres pequenos e de crescimento lento ou como complemento de cirurgia,
teleterapia ou quimioterapia.
15
Algumas precauções devem ser tomadas após o implante:
� Durante três meses após a data do implante, o paciente deve tentar manter
uma distância mínima de cerca de 1 (um) metro de qualquer mulher grávida
ou criança.
� Não deve pegar ao colo crianças com menos de 13 anos por mais do que 5
minutos por dia, durante seis meses após a data do implante.
� Não ter relações sexuais durante o primeiro mês após o implante. Deve-se
utilizar preservativo por seis meses [40].
A técnica do Implante Transperineal de Sementes Radioativas guiado pelo
Ultra-som é, sem dúvida, a técnica mais utilizada para tratamento de tumores
localizados na próstata ou como complemento de cirurgia, teleterapia ou
quimioterapia.
As fontes radioativas utilizadas são o iodo-125 e o paládio-103 em forma de
sementes. Eles conferem algumas das principais características deste tratamento
[01][39]:
� ambos possuem baixa energia média, resultando em curta penetração da
radiação por eles emitida e, consequentemente, a necessidade de medidas
de radioproteção, como o isolamento do paciente, são diminuídas;
� a meia-vida difere os dois radioisótopos. O iodo-125 leva 4 meses para liberar
80% da dose, enquanto o paládio-103 leva um pouco mais de 1 mês. Esta
diferença sugere que o paládio-103 seria mais adequado nos tumores com
alto índice de proliferação, beneficiando-se da liberação rápida da dose e
evitando a repopulação tumoral [39].
1.6 O iodo-125
O processo de produção de radionuclídeos em reatores nucleares é baseado
na captura de nêutrons térmicos (ou seja, nêutrons com energia cinética baixa, da
ordem de 0025 eV) por átomos de um dado elemento [08]. O iodo – 125 é produzido
num reator nuclear a partir do xenônio-124. Ele decai por captura eletrônica e
conversão interna para o telúrio-125 como mostrado na Figura 02 [06][11].
Figura 02: Decaimento do iodo-125
16
Fótons de 25,2keV, 22,1keV e 35,5keV (média de 28keV), são emitidos. Em
virtude da baixa energia média de emissão, seus fótons têm pouco poder de
penetração [06][11]. Sua meia-vida é de 59,43 dias.
1.6 Tópicos Utilizados
1.6.1 Atividade e Meia Vida
Como as partículas nucleares estão em contínuo movimento, algumas
colisões podem ocorrer, transferindo energia de uma partícula para outra. Quando
as forças de atração entre essas partículas não são intensas o suficiente, algumas
delas podem escapar do núcleo, emitindo radiação e formando novas espécies
nucleares [13]. Esse processo é conhecido como decaimento radioativo.
A taxa de desintegração (também definida como atividade) é proporcional ao
número de núcleos ainda presentes (N). Segundo a lei do decaimento exponencial:
(1)
em que N� é a quantidade de elemento que decaiu num pequeno intervalo de
tempo t� . A constante � é denominada constante de decaimento e representa a
probabilidade de ocorrer o evento. É característica de cada radionuclídeo [4].
Rearranjando a equação e substituindo os elementos � por diferenciais,
obtêm-se:
dt
N
dN ���
em que N0 é o número de núcleos presentes inicialmente na amostra [11][12].
O tempo necessário para que a atividade de uma fonte se reduza a metade
da atividade inicial é conhecido como meia-vida física. Admitindo que a atividade
final é a metade da inicial:
N
t
N
���
�
� �
t
N
N
t
eNN
t
N
N
dt
N
dN
�
�
�
���
��
�
��
�
�
��� � �
0
0
0
ln
0
(2)
17
�
�
�
�
693,0
2
1ln
2
2/1
2/1
0
0
0
2/1
�
��
�
�
�
�
�
�
�
t
t
eAA
eAA
t
t
Dessa forma a atividade pode ser reescrita como [4]:
2/1
693,0
0
t
t
eAA
�
� (4)
1.6.2 Dose Absorvida, D
O conceito de Dose Absorvida, D, foi introduzido para representar a energia
média depositada pela radiação incidente em um volume elementar de matéria de
massa Δm. Para especificar melhor as variações espaciais e evitar a variação da
quantidade de energia absorvida em diferentes pontos do volume do material, a
dose absorvida é definida como uma função num ponto P, de interesse, ou seja [06]
[11] [13] [14]:
� =
��
��
[ J kg-1 ] (5)
em que dE é a energia média depositada pela radiação no ponto P de interesse,
num meio de massa dm. No Sistema Internacional de Unidades (SI), J.kg-1= 1Gy [14].
À medida que os conhecimentos sobre as radiações e suas aplicações foram
ampliados, julgou-se conveniente utilizar esse conceito de deposição de energia.
Foi, então, originalmente adotado o “rad” (radiation absorved dose) para expressar
uma unidade de “dose absorvida”, ou seja, de energia depositada por unidade de
massa. Em relação à unidade atual, o Gray (Gy), 100 rad equivalem a 1 Gy [13] [14].
1.6.3 Curvas de Isodose
Curvas de isodose são curvas que possuem a mesma porcentagem de dose
liberada no tecido que abrangem, como mostrada na Figura 03.
(3)
18
Figura 03: Curvas de isodose para braquiterapia na região de colo do útero [15]
São importantes para o físico avaliar a distribuição da dose no alvo e nos
órgãos vizinhos. Podem ser obtidas experimentalmente irradiando-se, por exemplo,
um tanque de acrílico cheio d’água, medindo-se a dose em vários pontos ao longo e
transversalmente ao eixo central do campo, em relação à dose máxima na
profundidade de equilíbrio eletrônico (dm) no eixo central do campo [14][16].
Para que essas curvas sejam traçadas pelo sistema de planejamento, a fonte
ou o feixe de radiação devem estar calibrados. Existem sistemas de dosimetria para
a medida da distribuição da dose e da análise de feixes em radioterapia: são
equipamentos desenvolvidos para medir rápida e precisamente a distribuição da
dose e transferir os dados obtidos para um sistema computadorizado de
planejamento técnico-radioterápico.
1.6.4 Detectores de Radiação
Detector de radiação é um dispositivo que é capaz de indicar e quantificar a
radiação existente num determinado meio de interesse. A integração entre um
detector e um sistema de leitura é chamado de monitor de radiação. Os tipos de
detectores envolvidos em medições no decorrer desse trabalho estão relacionados a
seguir:
Cintiladores: Um dos detectores mais utilizados é o que faz uso do mecanismo de
cintilação em materiais inorgânicos. Dentro dos materiais isolantes ou semi-
condutores, os elétrons têm disponíveis para ocupar somente algumas bandas
discretas de energia. A banda de valência representa os elétrons que estão
essencialmente ligados aos sítios da rede cristalina, enquanto que a banda de
condução representa os elétrons que têm energia suficiente para migrar livremente
através do cristal. Existe uma banda de energia intermediária, denominada banda
proibida, onde os elétrons nunca são encontrados. Quando determinadas
substâncias são introduzidas no cristal (ainda que em quantidades muito pequenas)
são criados sítios especiais na rede cristalina dentro da chamada banda proibida. Os
19
elétrons da banda de valência ao receberem energia suficiente da radiação, ocupam
os níveis de energia criados pela presença do ativador. Ao se desexcitarem e
retornarem aos níveis de valência, os elétrons emitem a energia referente à
diferença dos níveis, na forma de fótons, que se propagam pela estrutura cristalina.
A produção dos fótons é proporcional à energia da radiação e a eficiência de
detecção irá variar com o tipo de radiação e com o material utilizado como cintilador.
A medida da luz emitida por cintiladores irradiados só foi possível após a descoberta
das válvulas fotomultiplicadoras, em 1947. Essas válvulas possuem dinodos que
multiplicam os elétrons provenientes do cristal, amplificando o sinal. Os cintiladores
podem ser do tipo sólido ou líquido:
� Sólidos: Utilizados em medidas de radiação γ por cristais cintiladores do tipo
NaI(Tl), LiI(Eu), entre outros. O iodeto de sódio ativado com o tálio - NaI(Tl) -
é um dos materiais mais utilizados, pelas suas características de resposta à
radiação, pela facilidade de obtenção do cristal em peças grandes e de se
“dopar” o cristal com tálio. Além de sua capacidade de produção de luz
visível, o NaI(Tl) responde linearmente para um grande intervalo de energia
para elétrons e raios. O iodeto de sódio é um material altamente higroscópico
que deve ser encapsulado com alumínio para evitar a deterioração pela
umidade. Durante a manufatura esse detector é usado no controle de
qualidade de estanqueidade da semente que é feito em cada lote. No
hospital, são usados para as monitorações feitas após o implante;
� Líquidos: Utilizados em medidas de radiação γ ou X de baixa energia e de
partículas β através de um veículo como o Tolueno[11][17][18].Na manufatura,
são usados para controle de qualidade mensal de estanqueidade da semente.
Câmara de Ionização: A radiação incidente no volume sensível (o gás) cria pares
de íons no interior da câmara que podem ser contados em um dispositivo de medida
elétrica (eletrômetro). A quantidade de íons produzidos depende da energia e do
poder de ionização da radiação incidente. As câmaras de ionização são utilizadas
para detecção de radiação α, β e fótons [11][17][18]. São usados durante a manufatura
das fontes para medir a atividade final de cada fonte.
20
22. Objetivos
Os objetivos deste trabalho são apresentar o método para fabricação das
fontes de iodo-125 desenvolvidas no Brasil e mostrar um exemplo de tratamento.
No item manufatura, a manipulação da matéria prima, o processo de selagem
das fontes, os procedimentos de controle de qualidade e os cuidados com
radioproteção serão abordados. Esse item foi realizado em estágio de 6 meses no
CTR- Centro de Tecnologia das Radiações do IPEN – Instituto de Pesquisas
Energéticas e Nucleares.
Na etapa tratamento, um exemplo de caso de câncer de próstata será
apresentado. Serão observados os princípios físicos envolvidos e o sistema utilizado
no planejamento. Esse tópico foi realizado em estágio de duas semanas no
Departamento de Radioterapia do Hospital A. C. Camargo.
21
33. Revisão Bibliográfica
3.1 A História da Radioatividade
Em 8 de novembro de 1895, no laboratório do Instituto de Física da
Universidade Julius Maximilians de Würzburg, na Bavária, o físico Wilhelm Konrad
Röentgen, ao trabalhar com um tubo de raios catódicos, percebeu a presença de
uma luminosidade de um ponto da bancada do trabalho. Sua descoberta foi
chamada de Raios – X [01].
Em março de 1986, Antoine Becquerel descobriu que ao posicionar cristais de
urânio em cima de filmes fotográficos, a silhueta dos cristais apareciam nos filmes
após a revelação. A radioatividade havia sido descoberta [01].
Marie e Pierre Curie foram instigados a investigar a natureza dos raios
emitidos pelo urânio. Era sabido que a pechblenda era um minério que continha 60%
de urânio. Eles mediram a radioatividade emanada pela pechblenda e verificaram
que ela excedia àquela que poderia ser explicada somente pela presença de urânio.
Parecia que existiam mais dois constituintes radioativos da pechblenda. No verão de
1898, o casal Curie anunciou a descoberta do primeiro, o “polônio”, e, em 26 de
dezembro, eles provaram a existência do segundo componente, o qual propuseram
o nome de “rádio” [01].
A radioatividade emanada pelo rádio assustou os pesquisadores. Mesmo este
primeiro precipitado, impuro, era 60 vezes mais radioativo que o urânio e o elemento
final puro, aproximadamente dois milhões de vezes mais radioativo [01].
3.2 A História da Braquiterapia
Os primeiros pesquisadores da radioatividade notaram as propriedades
biológicas da radiação. Quando expunham as mãos à radiação, apareciam
dermatites que eram restituídas logo após a interrupção da exposição. Essa tríade
(exposição, dano biológico e restituição) os levou a especular se os Raios-X não
poderiam ser usados com finalidade terapêutica [01].
Presumia-se que os novos raios tinham propriedades terapêuticas
semelhantes aos da luz solar, à qual eram atribuídas propriedades bactericidas. Em
1896, descreve-se o emprego da radioterapia para tratamento de tuberculose [01].
A combinação de Raios-X e de rádio foi aplicada, a seguir, no tratamento de
diversas lesões de cabeça e pescoço, tumores de rinofaringe, carcinoma de
estômago, tumores de pele e em diversos processos inflamatórios [01].
Em 1901, Pierre Curie espalhou rádio impuro em seu braço por 10 horas. A
pele se tornou vermelha como se fora queimada. Desenvolveram-se crostas e uma
22
úlcera. A pele demorou 52 dias para se reconstituir, deixando uma cicatriz. Em
seguida, emprestou a um médico seu amigo, Dr. Danlos, uma pequena quantidade
de rádio, que foi usada para preparar aplicadores de superfície no tratamento de
lesões de pele. Este foi o início clínico da braquiterapia [01].
Os braquiterapeutas pioneiros limitavam-se a inserir grandes tubos de Rádio,
dentro do tumor, por um certo período, e retirá-los posteriormente. O primeiro
sucesso da braquiterapia foi relatado em 1903, em St. Petersburg, por Goldberg e
London, que trataram dois pacientes com carcinoma basocelular da região facial. A
partir de 1904, descrevem-se as primeiras aplicações de rádio para tratamento das
neoplasias do colo do útero [01].
Em 1914, Stevenson e Joly desenvolveram a técnica do uso de sulfato de
Rádio puro, construindo, portanto, as primeiras agulhas de rádio feitas de aço e
platina [01].
Nos anos 30, foi desenvolvido um sistema didático de braquiterapia, com
base na nova unidade radiação - o Röentgen (R) - como as regras e as tabelas de
distribuição de fontes intersticiais de Rádio e diferentes atividades lineares [01].
De 1950 a 1960, durante a nova era atômica, foi possível a obtenção de
novos radioisótopos e foram desenvolvidos novos métodos de “afterloading”
(carregamento) para proteger os médicos e todo o pessoal envolvido na
braquiterapia [01].
As primeiras sementes de iodo-125 foram desenvolvidas em 1967, com a
patente de Lawrence, sob o título “Therapeutic metal seed containing within a
radioactive isotope disposed on a carrier and method of manufacture” [19]. Em poucos
anos a tecnologia foi vendida para a 3M Corporation e depois para a Amersham
International que permaneceu como única fornecedora de sementes radioativas para
implantes permanentes até 1987 [20]. A segunda patente obtida, foi a de Kubiatowicz
(de título “Radioactive iodine seed” [21]), em que são descritos quatro exemplos de
deposição de iodo-125 em prata para confecção da semente. Este modelo de
semente é utilizado até hoje (Modelo 6711 da GE- Healthcare)[20].
Em 1972 o grupo de Whitmore do "Memorial Sloan-Kettering Cancer Center",
nos Estados Unidos realizou estudos com as sementes de iodo-125. A equipe
obteve resultados favoráveis na redução da incontinência urinária e na impotência.
Entretanto, evidenciaram que o método não permitia uma distribuição uniforme da
dose de radiação na próstata [22].
A partir de 1983, novos avanços como o auxílio do ultrasom transretal e a
tomografia computadorizada, impulsionaram o desenvolvimento da braquiterapia. Foi
desenvolvido o implante permanente de sementes de iodo-125 para tratamento de
câncer da próstata. O tratamento o ficou mais seguro e preciso [22].
Em 1983, o Dr. Hans Holm da Universidade de Copenhagen foi o primeiro
médico no mundo a obter sucesso com um implante transperineal com sementes de
iodo-125 para tratar câncer da prostata. Dr. Radge, em 1985, aplicou a técnica do
Dr. Holm em Seattle [05].
23
3.3 O estado da arte das sementes de iodo-125
A literatura sobre as técnicas utilizadas na confecção destas sementes é
escassa, na forma de patentes ou faz parte de catálogos comerciais com descrições
sumárias, visando à proteção do segredo industrial.
A seguir, os principais fabricantes, algumas patentes e as respectivas
técnicas de produção das sementes radioativas.
� UroMed Corporation – Symmetra I-125. Cápsula de titânio selada a laser,
contendo no seu interior fio de ouro radio-opaco, e uma camada de cerâmica
com iodo-125 [23].
� Best Medical International. A parte externa é composta por um revestimento
duplamente encapsulado de titânio, sem especificação do tipo de soldagem.
O interior acomoda um marcador de tungstênio e o iodo-125 adsorvido em um
substrato não especificado [24].
� SourceTech Medical – BrachySource. A cápsula é de titânio selada a laser. A
parte interna tem um fio de ouro como marcador, uma camada de alumínio e
um “coating” de cobre. Não especifica onde está o iodo-125 [25].
� Amersham-GE OncoSeed. Núcleo de prata radio-opaco, onde o iodo-125 está
adsorvido e a cápsula externa é de titânio, com selagem a laser [26].
� Mentor IoGold. Cápsula de titânio selada a laser, contendo iodo-125
adsorvido em quatro esferas de resina. O corpo da cápsula contém duas
esferas de ouro inativo que servem como marcadores, para identificar e
localizar a fonte [27].
Na Figura 04 são mostrados os diagramas esquemáticos das sementes, para
braquiterapia, disponíveis no mercado.
a – Amersham 6711 Oncoseed
b – Syncor Pharmaseed
c – UroMed Symmetra
d – SourceTech Medical 125Implant
e - Med-Tec I-Plant
f – International Brachytherapy, Inc. InterSource125
g – Best Medical Model 2301
h – Amersham 6702
I – Uro-Cor ProstaSeed
j – Imagyn IsoSTAR
k – Mentor”s IoGold
l – DraxImage BrachySeed
24
Figura 04: Sementes de iodo-125 encontradas no mercado [05].
25
3.4 A Produção de Fontes no Brasil
A classe médica, representada por médicos e físicos da área de radioterapia
de diversos hospitais, repassou ao IPEN a necessidade de produção das fontes no
Brasil. A estimativa de demanda das sementes de iodo-125 é de 8.000
sementes/mês. A maioria dos fabricantes de sementes estão na Bélgica, Inglaterra e
Estados Unidos. Cada processo de manufatura é único e protegido por patentes. A
reprodução do método se torna inviável devido aos altos royalties que devem ser
pagos.
Por essa razão, a pesquisadora Maria Elisa Martins Chuery Rostelato
desenvolveu no ano de 2005 sua tese de doutorado “Estudo e Desenvolvimento de
uma Nova Metodologia para Confecção de Sementes de iodo-125 para Aplicação
em Braquiterapia” [05]. O projeto tinha como objetivo realizar um extenso
levantamento bibliográfico que viabilizasse o desenvolvimento de um protótipo para
a produção local. Por se tratar de nova tecnologia o país está livre do pagamento de
“royalties”. O domínio tecnológico permitirá que as sementes produzidas localmente
tenham menor custo. Possibilita maior acesso à terapia com o implante permanente
de sementes apresentando sensíveis vantagens em relação aos métodos
tradicionais. O trabalho contemplou diversas questões que foram abordadas por
outros pesquisadores da equipe em diversas publicações.
O processo de soldagem da semente foi estudado pelo tecnólogo Anselmo
Feher. No ano de 2006, foi publicada sua tese de mestrado “Desenvolvimento de
Procedimento Utilizando Processo de Soldagem Plasma para Confecção de
Sementes de 125I” [28]. O mesmo pesquisador está desenvolvendo outro método de
sondagem utilizando laser de estado sólido.
A dosimetria da semente foi estudada pelo engenheiro Carlos Alberto Zeituni.
Em 2008, foi publicada sua tese de doutorado “Dosimetria de Fontes de Iodo-125
Aplicadas em Braquiterapia” [29]. Esse trabalho desenvolveu uma metodologia para
os procedimentos de dosimetria, que devem ser realizados pelo menos uma vez ao
ano.
O controle de qualidade e a automação da solda estão sendo desenvolvidas
nas teses de mestrado dos tecnólogos João Moura e Samir Somessari,
respectivamente.
Enquanto o grupo prepara o laboratório, as sementes são importadas da GE
Heathcare e distribuídas pelo IPEN. No ano de 2008, foram compradas
aproximadamente 33.413 sementes e distribuídas por 19 clínicas no Brasil.
3.5 Hospital A.C. Camargo
O Hospital A.C. Camargo foi fundado em 1936 pelo Prof. Dr. Antonio Cândido
de Camargo, da Faculdade de Medicina da USP. Buscava combater os tumores
malignos através de assistência médica hospitalar, difusão de informação, preparo
26
de educadores voluntários e leigos e aperfeiçoamento de médicos e técnicos na
área de Oncologia [30].
Hoje, o Hospital é um dos mais importantes do país. A radioterapia atende
cerca de 300 pacientes por mês entre SUS- Sistema Único de Saúde, convênios e
particulares. O hospital possui:
� quatro aceleradores lineares Varian (modelos IX, 2100C, 600X e 6EX);
� radioterapia superficial (Stabillipan - Siemmens);
� braquiterapia de Alta taxa de dose (GammaMed - Sementes de irídio-192) ;
� braquiterapia de Baixa Taxa de Dose (Rapid – Strand / Loose 125-I
Amersham-GE);
� simulador digital Varian;
� Tomógrafo Philips 16 canais Multislice;
� Radiocirurgia e Radioterapia Intraoperatória Brain-Lab;
� Softwares de planejamento: BrachyVision, Variseed e Eclipse.
A equipe é multidiciplinar e composta por físicos médicos, radioterapeutas,
enfermeiros, técnicos de radiologia médica e tecnólogos- dosimetristas.
27
44. Metodologia e Procedimento
Experimental
4.1 Manufatura
O iodo-125 é acondicionado no interior de pequenas sementes constituídas
de uma cápsula de titânio de 0,8mm de diâmetro externo, 0,05mm de espessura de
parede e 4,5mm de comprimento. A figura 05 mostra o desenho esquemático da
semente brasileira [05].
Figura 05: Desenho Esquemático da Semente de iodo-125 [05].
A primeira parte do processo, é a adsorção (adesão de moléculas do fluido a
uma superfície sólida) do iodo na prata. Um tratamento superficial é feito da seguinte
maneira: o fio de prata é cortado em pequenos núcleos que são cozidos em um
forno. Depois eles ficam imersos em solução com um composto de sódio por um
determinado tempo. O iodo-125 adsorve nos núcleos de prata quando imersos em
solução de iodeto de sódio. Um dispenser é usado para liberar a quantidade correta
da solução de iodo radioativo nos nucleos de prata (Figura 06).
Figura 06: Dispenser.
28
O revestimento de titânio e o fio de prata são adquiridos cortados em peças
de 3mm por 0,5 mm diametro. O corte não pode ser ovalado. Caso contrário, o iodo-
125 pode ser retirado do fio de prata. O corte correto é mostrado na Figura 07.
FIGURA 07: Corte do tubo de titânio em perspectiva.
Primeiramente, o tubo é selado por um dos lados. Um sistema de transporte
leva o núcleo de prata até o tubo de titânio. O depósito é feito e a outra extremidade
do fio é selada. O titânio é usado extensivamente para implantes odontológicos e
médicos por ser biocompatível com o corpo humano. Ele é completamente inerte e
imune à corrosão por todos líquidos e tecidos do corpo [28].
A soldagem, segunda parte do processo, é feita por um arco em plasma. A
definição de soldagem da American Welding Society - AWS é: "Soldagem é o
processo de união de materiais usado para obter coalescência localizada de metais
e não-metais, produzida por aquecimento até uma temperatura adequada, com ou
sem a utilização de pressão e / ou material de adição" [31].
Plasma é um gás que aquecido a uma temperatura extremamente elevada se
torna ionizado e passa a conduzir eletricidade. A técnica de soldagem a plasma
utiliza como fonte de calor um arco elétrico mantido entre um eletrodo não
consumível de tungstênio e a peça a soldar (Figura 08). A proteção da região de
soldagem é feita por um fluxo de gás inerte.
Figura 08: Solda Plasma [32].
As vantagens do processo plasma são:
� arco totalmente estável permitindo o uso de correntes a partir de 0,1 A;
� concentração de energia em uma zona mínima;
29
� penetração controlada através do ajuste de corrente;
� mínima deformação da peça a ser soldada, por ser concentrada a energia
térmica;
� a forma cilíndrica do arco evita efeitos negativos que ocorrem durante a
soldagem (oscilação de altura entre a tocha e a peça a ser soldada);
� facilidade de operação podendo-se distanciar de 10 - 15 mm de altura a peça;
� possibilidade de trabalhar com adição de material [32].
A terçeira parte do processo é controle de qualidade. Ensaios de
estanqueidade em fontes seladas com detectores são realizados segundo norma
internacional ISO-9978 (the International Organization for Standardization), Radiation
protection - Sealed radioactive sources – Leakage test methods de 15 de fevereiro
de 1992 [22].
No anexo A da referida norma é apresentada uma tabela com
recomendações para escolher o método mais conveniente para o controle de cada
tipo de fonte (Tab. 03).
Tabela 03: Seleção dos métodos de testes de vazamento relacionados com a
tecnologia de manufatura. Destaque para o item A3 [22].
Tipo de fonte
Testes para produção de
fontes Testes para classificação de fontes
Preferido 2ª opção preferido 2ª opção
A Fontes seladas contendo
material radioativo
Imersão
(5.1)
Vazamento
(5.3)
Imersão
(5.1)
Vazamento
(5.3)
A1
Janela única e fina, por
exemplo detectores de fumaça
A2
Fontes de referencia de baixa
atividade, por exemplo,
encapsuladas em plástico
A3
Fontes encapsuladas uma
ou duas vezes (excluindo
trítio e rádio) para medição,
radiografia e braquiterapia
Imersão (5.1)
Hélio (6.1) Bolhas (6.2) Imersão (5.1)
Hélio (6.1) Bolhas (6.2)
A4
Fontes encapsuladas uma ou
duas vezes de rádio e outras
fontes gasosas
Emanação
gasosa (5.2) Imersão (5.1) Emanação gasosa
(5.2)
Imersão
(5.1)
A5
Fontes encapsuladas duas
vezes para teleterapia e fontes
de alta atividade de irradiação
Hélio (6.1) Vazamento
(5.3.2)
Imersão (5.1)
Hélio (6.1) Bolhas (6.2)
B Fontes simuladas seladas
dos tipos A3, A4 e A5 Imersão (5.1)
Hélio (6.1) Bolhas (6.2)
C Fontes seladas tipo
“Dummy” Hélio (6.1) Bolhas (6.2)
Obs: Os números entre parênteses indicam os itens da norma.
30
O ensaio que utiliza o gás hélio necessita que o volume interno livre da fonte
selada seja igual ou maior que 0,1 cm3. As sementes de iodo-125 apresentam
volume interno livre de apenas 0,0014 cm3, por este motivo o ensaio não foi
utilizado. Foram realizados os cinco métodos de ensaio de estanqueidade por
imersão recomendados pela norma: ensaio com líquido cintilador; ensaio com água
em temperatura ambiente (20°C); ensaio com água em temperatura de 50°C; ensaio
com água em temperatura de 70°C e ensaio com água fervente [22].
Os ensaios incluem as seguintes etapas:
� Limpeza criteriosa da superfície externa da fonte (imediatamente após a
soldagem);
� Realização do teste;
� Retirada da fonte;
� Medida da atividade do líquido de imersão.
Como líquido de imersão, a norma sugere a utilização de água destilada. As
fontes são consideradas isentas de vazamento se o valor da atividade medida no
líquido remanescente estiver abaixo de 185 Bq (5nCi) [22].
O teste escolhido foi o de imersão com água à 20°C, com o auxílio de uma
lavadora por ultrassom. O método é realizado com tubos contendo as sementes
preenchidos com 2 ml de água destilada e tampados com rolha de borracha. Esses
tubos permanecerão em imersão a temperatura ambiente (20ºC ± 5ºC) por 24 horas.
No início desse período foi aplicado ultrasom por 10 minutos. As sementes foram
então removidas e a atividade do líquido foi medida.
Ficou estabelecido que, durante a produção, a medida da atividade do líquido
será realizada de duas maneiras:
� Controle feito mensalmente para um lote (30 sementes): atividade medida
com um cintilador líquido;
� Controle feito para todos os lotes: medido com uma câmara tipo poço com um
cristal cintilador de iodeto de sódio para cada semente.
A medida da atividade final será realizada com uma câmara tipo poço de
ionização. A câmara é composta por duas partes: uma câmara de ionização com um
furo na região central (comumente denominada poço) e um eletrômetro com um
conjunto de teclas que permitem selecionar o radioisótopo desejado para a
calibração do equipamento.
A Tabela 04 traz informações com os materiais usados no processo de
manufatura.
31
Tabela 04: Materiais usados na manufatura de fontes.
Material Processo Usado Marca Modelo
Dispenser Liberar a quantidade certa
de solução radioativa
Dispenser
Varispenser plus
Eppendorf
de 2,0 a10,0
mL
Tubo de Titânio Revestimento da semente Accelent Grau 2
Tubo de Prata Local de deposição do
iodo-125
Cenabrás Corte de 3mm
Iodo-125 Isótopo Radioativo Nordion ---
Sistema de
transporte
Transportará o fio de prata
adsorvido para ser
acondicionado no interior
do revestimento de titânio
Em projeto
Solda Plasma Selagem da semente Secheron Soudure Plasmafix 50E
Ultrassom Ensaio de Estanqueidade Lavadora por
ultrassom LIMP
SONIC
LS-8DA-2/X
Cintiladora Medida da atividade
do líquido
Packard/Camberra Tri-Carb
1600 TR
Líquido Cintilador Medida da atividade
do líquido
Insta Gel ---
Curiômetro
(de NaI)
Medida da atividade
do líquido
Capintec CRC 15W
Curiômetro
(de ionização)
Medida da atividade
total da semente
Capintec CRC 15R
4.2 O tratamento
Parte 1: Diagnóstico e Estadiamento
O paciente chega ao hospital normalmente com problemas de incontinência e
impotência. O médico transcreve o pedido de exames como: Raios-X, toque retal e
hormônios. O hormônio mais importante para se diagnosticar o câncer de próstata é
o PSA - antígeno prostático específico.
O valor do PSA é correlacionado com a quantidade de tecido prostático, isto
é, quanto maior a próstata, maior é o PSA. A célula cancerosa produz mais PSA do
que uma célula prostática normal. Para o antígeno prostático específico (PSA)
aceitam-se como valores normais até 4 ng/ml, porém podem existir tumores com
PSA abaixo deste valor. Quando o PSA estiver acima de 10 ng/ml há indicação
formal para biópsia. Para valores entre 4ng/ml a 10 ng/ml deve-se também levar em
consideração a velocidade do PSA e a relação PSA livre/total [33].
Diagnosticado o câncer, o estadiamento do tumor é feito pelo oncologista e o
patologista da seguinte maneira:
� Escore de Gleason (também conhecido como escala ou pontuação de
Gleason) é uma pontuação dada ao câncer de próstata baseada em sua
32
aparência microscópica. Para determinar o escore de Gleason, uma peça de
tecido prostático deve ser obtida por meio de biópsia. O patologista examina a
amostra da biópsia e fornece um escore baseado em dois padrões. O
primeiro chamado de grau primário, representa a maior parte do tumor (deve
ser maior que 50% do padrão total observado). O segundo está relacionado
com a minoria do tumor (deve ser menos que 50%, mas no mínimo 5% do
padrão total do câncer observado). Estes escores são então somados para se
obter o escore final de Gleason. Os critérios estão associados com as
seguintes características:
o Grau 1 - A próstata cancerosa se parece muito com o tecido normal. As
glândulas são pequenas, bem-formadas e muito próximas.
o Grau 2 - O tecido ainda possui glândulas bem formadas, mas elas são
maiores e possuem mais tecido entre cada uma.
o Grau 3 - O tecido ainda possui glândulas reconhecíveis, mas as células
são mais escuras. Em uma magnificação maior, algumas destas
células deixaram as glândulas e estão começando a invadir o tecido
circundante.
o Grau 4 - O tecido possui poucas glândulas reconhecíveis. Muitas
células estão invadindo o tecido circundante.
o Grau 5 - O tecido não possui glândulas reconhecíveis. [34]
� TNM - Tumor/linfoNodos/Metástases: A distinção mais importante feita pelo
estadiamento é se o câncer está ou não ainda confinado à próstata. No
sistema TNM, os cânceres T1 e T2 são encontrados somente na próstata, ao
passo que os T3 e T4 já se espalharam conforme apresentado na Tabela 05.
Tabela 05: Estadiamento do tumor pelo método TNM.
Próstata
T1
T1a
T1b
T1c
Não palpável ou visível
≤5%
>5%
Biópsia por agulha
T2
T2a
T2b
T2c
Tumor confinado à prostata
≤ metade de um lobo
> metade de um lobo
Ambos os lobos
T3
T3a
T3b
Através da cápsula prostática
Extracapsular
Vesícula(s) seminal(ais)
T4 Fixo ou invade estruturas adjacentes: colo vesical,
esfincter externo, reto, músculos elevadores do ânus,
parede pélvica
N1
M1a
M1b
M1c
Linfonodo(s) regional (ais)
Linfonodo(s) não regional (ais)
Osso(s)
Outras(s) Locaização(ões)
Fonte: INCA [35]
33
A braquiterapia intersticial permanente com sementes radioativas está
indicada isoladamente aos pacientes com bom prognóstico (Estadiamento T1-T2a,
PSA < 10ng/ml, Gleason < 7) [5].
Parte 2: Pré-planejamento
O paciente é posicionado em posição de litotomia (paciente deitado em
decúbito dorsal com com flexão de 90° de quadril e joelho, expondo o períneo). Com
uma probe transretal de ultrassom, o médico faz imagens em corte da região da
próstata.
No computador o médico delineia o PTV- Planing Target Volume (do inglês,
Volume de Planejamento Alvo) sempre maior do que a próstata para considerar
possíveis movimentos. Também demarca os órgãos que devem ser poupados, como
a bexiga, a uretra, o reto e a sífise púbica. O físico então pré-planeja utilizando o
programa da Varian VARISEED. Normalmente é utilizado cerca de 45mCi e dose de
140Gy. Utiliza-se a técnica periférica de posicionamento das sementes. O número
de sementes usadas é estipulado.
Parte 3: Preparamento
Enquanto a produção no Brasil não tem inicio, o IPEN distribui as fontes
importadas da GE-Heathcare. Após o recebimento das fontes, o técnico inspeciona
as embalagens e as separa por pedido. As embalagens são descaracterizadas e
etiquetas em português da CNEN são fixadas na embalagem. Quando os
documentos estão impressos e separados, um técnico da radioproteção inspeciona
a embalagem com um detector. O IPEN fornece os documentos necessários ao
transportador e este assina uma nota de retirada.
No Hospital A.C. Camargo o tratamento é realizado com sementes em forma
de corda (RAPID Strand TM). Esse modelo (7000) é constituído de um fio com 11
espaçadores e 10 sementes do modelo 6711. As sementes estão espaçadas a uma
distância fixa uma das outras. As cordas são esterilizados por óxido de etileno [36]. O
esquema é apresentado na Figura 09.
Figura 09: RAPID Strand [36]
34
O RAPID Strand foi concebido para encaixar numa agulha de calibre 18 de
parede fina (diâmetro de 1mm). O fio de prata dentro da cápsula funciona como
marcador de Raios-X auxiliando a contagem de sementes pelo físico após o
implante. O titânio, usado nas cápsulas da semente, oferece resistência à corrosão
em condições normais. No entanto, deve-se evitar o contato da semente com
soluções ácidas ou básicas. As cordas são condicionadas dentro de um suporte de
Inox (que barra 99% da radiação). Se necessário, a corda pode ser cortado nas
ranhuras com um bisturi. A Figura 10 mostra a embalagem e o corte [36].
Parte 4: Planejamento “Real time”
O planejamento é feito no dia no implante guiado pelo ultrassom transretal. O
aplicador funciona como uma matriz para auxiliar o médico na colocação das
agulhas. Normalmente são usadas 30 agulhas e aproximadamente 120 sementes
são implantadas.
O médico segue o protocolo de ultrassom transretal já programado na
máquina de ultrassom ADARA-SONOLINE. É utilizado modo B e 6MHz de
freqüência. Esse procedimento garante alta eficiência de posicionamento.
O físico calcula a posição das sementes respeitando os constraints ou
limitantes de dose para a região do reto e bexiga. Um exemplo é apresentado na
Figura 11.
Figura 10: a) Abertura do embalado esterilizado; b) Corte da corda [36]
35
Figura 11: Exemplo de caso planejado pelo físico [37]
O programa calcula a dose através de algoritmos baseados no Dosimetry of
interstitial brachytherapy sources: recomendations of the AAPM Radiation
Therapy Committee Task Group No. 43 [38].
Técnica de Implante
Após o paciente ser posicionado novamente em litotomia, o aplicador (Figura
33 b) é inserido no paciente (Figura 32 a). A probe do ultrassom é posicionada. O
médico aprova o planejamento do físico, e dá início a inseção das agulhas. Cada
agulha (Figura 33 a) com o respectivo número de sementes é encaixada no furo
correto do aplicador (Figura 32 b) com o auxílio do ultrassom (Figura 32 c).. Abaixo
estão figuras que mostram o método e os aparatos usados.
a) b)
c)
Figura 12: Exemplo de tratamento a) aparato com a probe acoplada; b) médico
inserindo as agulhas; c) corte de ultrassom usado como guia.[39]
36
Figura 13: Exemplo de a) agulha e b) aplicador [40].
Parte 5: Dosimetria Pós- implante
Após o implante, o físico mede com um detector de iodeto de sódio da marca
LIDIUM qual a radiação emitida a 1 metro do paciente e confere se a sala e os
instrumentos foram contaminados. As características do detector utilizado estão na
Tabela 06.
Tabela 06: Características do detector
Características
Cristal com 2.5 cm de diâmetro e
1cm de espessura.
Faixa de medida: 5 a 100 KeV
Eficiência: 38%
Sensitividade: 675 cpm/μR/h
Modelo tipo 3 – Setado para 125-I
Medida em: μR/h
a)
b)
37
Parte 6: Pós-Planejamento
O pós-planejamento é feito através de dois métodos: com a radiografia
(Figura 14 a) antero-posterior e látero-lateral do paciente e com um exame de
tomografia (Figura 14 b). Depois de o médico ter delineado as estruturas, o físico
confere o posicionamento e a quantidade de sementes.
a) b)
Figura 14: a) radiografia de controle; b) tomografia de controle[39]
Controle
Um mês depois do implante é realizada outra tomografia da zona com cortes
separados de 5 mm. A energia usada deve ser próxima dos 120 kV. As sementes
são novamente contadas. A a Figura 15 mostra a imagem de recontrução
tomográfica.
Figura 15: Recontrução tomográfica.
38
55. Resultados e Discussão
5.1 Manufatura
O método de produção da semente desenvolvido no Brasil nas instalações do
IPEN é inovador. A atividade da semente, a estanqueidade, a qualidade da solda
(Figura 16 b) e a eficiência da adsorção do iodo na prata estão dentro dos padrões
internacionais. O protótipo da semente é apresentado na figura 36 a.
a) b)
Figura 16: a) Protótipo da semente brasileira; b) qualidade da solda.
Espera-se que o preço da semente diminua substancialmente possibilitando a
democratização do acesso ao tratamento.
O laboratório está em construção. Falta o processo de automação do sistema,
implantação do controle de qualidade de selagem da semente, estudos de selagem
com laser, plano de radioproteção e a implementação dos sistemas de segurança. O
prazo para término é final de 2009. Em 2010 terá início a produção experimental
para avaliar-se o ritmo e o sistema de produção. Deverão ser determinados os
parâmetros dosimétricos da semente.
O mais provável é que a produção se dará em sistema de reserva, ou seja,
certa quantidade de certa atividade será produzida semanalmente e essa produção
ficará armazenada e será distribuída de acordo com a necessidade do cliente. Todo
o método de transporte deverá ser estruturado para se adequar ao fluxo de saída de
material radioativo.
Antes da produção comercial, a ANVISA – Agência nacional de Vigilância
Sanitária e a CNEN – Comissão Nacional de Energia Nuclear devem validar os
métodos empregados e certificar a produção.
39
5.2 Tratamento
A Tabela 07 apresenta os dados do tratamento acompanhado. Na próstata
são analizados os volumes chave, por exemplo, V150≤ 50% (chamado de volume-
dose-porcentagem 150) significa que 50% da próstata recebe aproximadamente
150% da dose prescrita de 140Gy. As doses limite do reto e da uretra também são
avaliados. A Figura 17 é um exemplo da isodose tratamento.
Figura 17: Explicação do programa de planejamento
40
Tabela 07: Exemplo de Caso
Dados Pré-Planejamento Planejamento
Real Time Pós-Planejamento
Data 23/04 05/05 13/05
Total de
Sementes
101
(110 compradas)
110 110
Agulhas 25 33 33
PRÓSTATA
Vtotal 39,85 42,9 57,9
V200≈ 20% 14,47 (36%) ---- 11,1 (19,2%)
V150≈ 50% ---- ---- 28,9 (50%)
V100 ≥ 97% 39 (97,9%) 42,37 (98,67%) 87,11%
D90 ≥ 140Gy 172,5 (119,8%) 178,2 (123,7%) 137 (95,6%)
RETO
Vtotal 11,13 6,37 18,4
D30 ≤ 100Gy 87,26 (60,6%) 83,9 (58,3%) 59,7 (41%)
D20 ≤ 150Gy 100,9 (70%) 81,2 (63,35%) 75,6 (52,6%)
D10 ≤ 200Gy 109,6 (76%) 108,05 (75,04%) 101,4 (70,4%)
URETRA
Vtotal ---- ---- 2,2
V150≤ 10% 0,49 0,86 0,02 (0,79%)
Na tabela acima tem-se:
� No pré-planejamento estipulou-se usar 101 sementes. Porém no dia do
implante, todas as 110 compradas foram usadas. Isso ocorre porque os
volumes dos órgãos envolvidos variam de um dia para outro fazendo com que
a distribuição da dose também varie. É protocolo do hospital fazer o
planejamento “real time”.
� Os índices volume-dose-porcentagem estão dentro do aceitável. No final a
dose em 90% da próstata acabou ficando menor do que 140Gy (diferença de
4,4%). Devido a dificuldade em distribuir a dose na próstata, essa variação é
aceitável (perde-se um pouco na dose total para proteger os tecidos
circunvizinhos).
� Os limites de dose do reto e uretra foram respeitados.
41
Os resultados da dosimetria de controle é apresentado na tabela 08:
Tabela 08: Dosimetria de controle
Medidas Resultado
1m do paciente 2000 cpm
3μR/h
Probe após da higienização 4 μR/h
Agulhas após da
higienização
4 μR/h
Cama 0,5 μR/h
BG do hospital 1 μR/h
Os valores medidos estão dentro do aceitável (investigação acima de
50 μR/h). O paciente recebeu alta após duas horas o procedimento.
42
66. Conclusão
Das opções terapêuticas existentes para o carcinoma da próstata localizado,
o implante permanente de sementes radioativas é uma modalidade eficaz e pouco
agressiva. A radiação do iodo-125 é de baixa energia o que garante que a maior
parte da dose seja liberada na próstata. Por essa razão, o tratamento diminui os
efeitos colaterais.
A produção das sementes de iodo-125 no Brasil possibitará o tratamento em
larga escala. Prevê-se a inauguração do laboratório para o segundo semestre de
2010.
No hospital, o físico analisa os dados do paciente e estipula quantas
sementes comprar. No dia do implante, o físico estabelece com o médico qual a
quantidade e a posição que as agulhas ocuparão na próstata. Por segurança e para
garantir a radioproteção, o paciente é monitorado a um metro de distância.
Terminado o procedimento o físico médico confere os limites de dose e a posição
das sementes.
Durante o período em que foram feitas as observações para este trabalho
ficou ressaltada a importância da presença do físico médico nas equipes
multidisciplinares, tanto na produção das sementes como nos cuidados com
radioproteção e no tratamento dos pacientes.
43
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CAPA
FOLHA DE ROSTO
FICHA CATALOGRÁFICA
AGRADECIMENTOS
EPÍGRAFE
RESUMO
ABSTRACT
SUMÁRIO
1. INTORDUÇÃO
2. OBJETIVOS
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
4. METODOLOGIA E PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
6. CONCLUSÃO
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS