Proteção radiológica · AAPM Task Group 108

Blindagem em medicina nuclear · PET/CT

F-18: integração do decaimento, salas de captação e aquisição, transmissão de fótons de 511 keV.

Aplicação e escopo

O AAPM TG 108 (2006) aborda PET e PET/CT, com ênfase no F-18 e nos fótons de aniquilação de 511 keV. Depois da administração, o paciente se torna uma fonte móvel: não basta calcular apenas a sala do tomógrafo. Captação, aquisição, circulação, sanitários e permanências adicionais podem irradiar o mesmo ponto protegido.

Esta calculadora implementa o formalismo para pacientes com F-18: constante de taxa de dose que já inclui a autoatenuação no paciente, decaimento físico durante a espera e durante cada permanência, e transmissão em chumbo, concreto ou ferro. Cada linha representa uma fase/localização que contribui para a mesma barreira e o mesmo ponto.

O TG 108 não é um método universal para toda a medicina nuclear. A ferramenta não aplica seus coeficientes a Tc-99m, I-131, Lu-177, terapia com radionuclídeos, fontes não administradas ou resíduos. A parcela de raios X do CT precisa de cálculo separado com curvas próprias, pelo módulo NCRP 147.

Como construir o cálculo

Mapeie a jornada do paciente. Registre salas, posições, distâncias ao ponto protegido e duração média conservadora em cada fase. Inclua os pisos e tetos quando houver ocupação acima/abaixo.
Defina a atividade administrada. A₀ está em MBq de F-18 por paciente no instante de administração; N em pacientes/semana. A conversão é $1\,\mathrm{mCi}=37\,\mathrm{MBq}$ . Se a atividade de referência já tiver sido medida no início da fase, use atraso zero; não aplique duas vezes o decaimento desde a administração.
Informe o atraso e a permanência. O atraso Δ é contado desde a administração até o início da fase, em horas. O tempo t é a duração dessa fase, também em horas. O programa calcula FU e Rt. Para captação iniciada logo após a administração, $\Delta=0$ .
Considere excreção somente quando pertinente. A fração retida $f=1$ não concede crédito biológico. O exemplo de aquisição do relatório usa 0,85 após micção. Esse valor não deve reduzir a atividade da fase de captação antes da micção. O campo não modela uma curva biocinética: é um fator aplicado ao início da fase.
Selecione a meta e o material. P é digitado em µSv/semana, T é adimensional e d em metros. O TG 108 usa 20 µSv/semana como referência para áreas não controladas em seus exemplos. Os coeficientes cadastrados vêm da tabela V e usam espessura em cm, inclusive para chumbo.
Some as contribuições e confira. Linhas distintas podem representar várias salas de captação, aquisição ou outras permanências. Não sobreponha intervalos do mesmo paciente sem uma justificativa. O programa resolve a soma transmitida, arredonda para cima e recalcula a dose no ponto.

Equações e unidades

\lambda=\frac{\ln2}{T_{1/2}},\qquad T_{1/2}=109{,}8\,\mathrm{min}=1{,}83\,\mathrm{h}

F_U=e^{-\lambda\Delta}

R_t=\frac{1-e^{-\lambda t}}{\lambda t}

D_i(0)=\frac{0{,}092\,N_i A_{0,i}f_i F_{U,i}t_i R_{t,i}}{d_i^2}

D_{\mathrm{ocupado}}(x)=T\sum_i D_i(0)B(x)\leq P

B(x)=\left[\left(1+\frac{\beta}{\alpha}\right)e^{\alpha\gamma x}-\frac{\beta}{\alpha}\right]^{-1/\gamma}

A constante 0,092 tem unidade µSv·m²/(MBq·h) e representa o paciente com F-18, já com autoatenuação corporal. Não a reduza novamente por um fator genérico de atenuação do corpo. Para atividade ainda na seringa ou no frasco é necessário outro modelo de fonte.

Rt integra o decaimento durante a permanência: não é o mesmo que o fator de decaimento no final do período. Para t pequeno, Rt tende a 1; para uma meia-vida, $R_t=\frac{0{,}5}{\ln2}$ . A ferramenta usa uma forma numérica estável para não perder precisão nos intervalos curtos.

Correção da equação de transmissão

A errata publicada em 2006 corrige o expoente da expressão B na legenda da tabela IV: o expoente é −1/γ. É essa expressão corrigida que a ferramenta utiliza. A inversão fornece $x=\frac{1}{\alpha\gamma}\ln\!\left(\frac{B^{-\gamma}+\beta/\alpha}{1+\beta/\alpha}\right)$ .

Na tabela V, α e β estão em cm⁻¹. O chumbo usa (1,543; −0,4408; 2,136), o concreto (0,1539; −0,1161; 2,0752) e o ferro (0,5704; −0,3063; 0,6326). A tabela IV apresenta a espessura do chumbo em mm, mas os ajustes da tabela V usam cm. A densidade do concreto do TG 108 é 2,35 g/cm³. O programa mantém cm no cálculo e no resultado.

Calculadora e memória de cálculo

Calcule um ponto protegido por vez. Todas as contribuições abaixo atravessam a mesma barreira homogênea. Use outra memória para outro ponto, parede ou material.

O resultado é uma estimativa do modelo informado. O projeto executivo exige avaliação do profissional habilitado, verificação dos critérios locais, das dimensões e da continuidade da blindagem e levantamento radiométrico. A ferramenta não certifica conformidade.

Situações especiais e limites

Exemplo verificável do relatório

No exemplo 2, 40 pacientes/semana recebem 555 MBq, aguardam 1 h e permanecem 0,5 h na aquisição, com fração retida 0,85 e distância de 3 m. Com os arredondamentos do texto, a contribuição é cerca de 59,7 µSv/semana; a integração com meia-vida de 109,8 min fornece aproximadamente 60,16 µSv/semana. Para $P=20$ µSv/semana e $T=1$ , B é aproximadamente 0,3324. O ajuste contínuo requer cerca de 0,8 cm de chumbo; a tabela de transmissão de concreto leva a aproximadamente 11 cm.

PET/CT e outras fontes

Atenuação pelo gantry pode variar com a posição da cama e do paciente. Este módulo não concede crédito à blindagem do scanner. Para utilizar um fator específico é necessário um modelo documentado de geometria e de tempo; ele não deve ser substituído pelo fator de micção.

A parcela CT não tem fótons de 511 keV. Faça sua avaliação com a metodologia adequada e some as doses compatíveis no mesmo ponto e sob um orçamento comum de P; não conceda a meta inteira independentemente a PET e CT. A ferramenta não soma automaticamente kerma de CT em mGy com dose equivalente PET em µSv.

O relatório também discute proximidade de câmaras de cintilação, fontes acima e abaixo das salas e postos com vários pacientes. O critério de artefatos/contagem em um detector pode ser mais restritivo que a proteção de pessoas; a calculadora avalia a meta semanal de pessoas, não o funcionamento de detectores.

Referências e rastreabilidade

Madsen MT et al. AAPM Task Group 108: PET and PET/CT Shielding Requirements. Medical Physics 33(1):4–15, 2006. DOI: 10.1118/1.2135911. Cópia PDF fornecida pelo usuário.

Tabelas IV/V: transmissão e ajustes em feixe largo, página impressa 7 (PDF 5).
Equações 1–4 e tabela VI: integração temporal e salas de captação, páginas 8–9 (PDF 6–7).
Equação 9 e exemplo 2: aquisição, páginas 9–11 (PDF 7–9).

Relatório no site oficial da AAPM ↗ · DOI do artigo ↗

Mawko G. Erratum, Medical Physics 33(9):3579, 2006. DOI: 10.1118/1.2336249. Errata oficial: sinal do expoente na tabela IV ↗.

Os PDFs fornecidos foram utilizados para conferir os métodos e as referências de páginas. As explicações são autorais; as cópias integrais não são distribuídas pelo site. Versão do módulo: 1.0.0. A memória registra entradas, coeficientes, hipóteses e data do cálculo.