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UNIVERSIDAD FASTA – UNIDAD DIDACTICA 5 – MEDICINA NUCLEAR 1
DESARROLLO
La medicina nuclear se diferencia fundamentalmente del resto de los métodos
de diagnóstico por imágenes por la utilización de sustancias radioactivas (SR), que
administradas y distribuidas en el cuerpo humano, emiten radiaciones desde su
interior. Las imágenes que se obtienen se denominadas por emisión ya que las
radiaciones proceden desde el interior del paciente.
Lo primero que tenemos que saber para entender las bases físicas de la
medicina nuclear es que son las:
• Radiaciones atómicas
• Sustancias radiactivas
• Desintegración radiactiva
RADIACIONES ATÓMICAS
Radiación es el término con el que en física se indican fenómenos de emisión,
propagación y absorción de energía en forma de ondas electromagnéticas o
partículas subatómicas. La radiación además de energía puede transportar cargaeléctrica y masa (partículas subatómicas).
Las radiaciones atómicas pueden clasificarse en dos grandes grupos:
! Radiaciones corpusculares.
! Radiaciones electromagnéticas.
Se denominan radiaciones corpusculares a aquellas que poseen masa en
reposo (partículas subatómicas). En este grupo se incluyen las partículas alfa, beta
negativa o negatrón, beta positiva o positrón y neutrones.
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Las radiaciones electromagnéticas son aquellas que no poseen masa en
reposo (ondas electromagnéticas). Comprende a todas las radiaciones
constituyentes del espectro electromagnético tales como la luz visible, rayos
infrarrojos, ultravioletas, rayos X y gamma.
Si la radiación transporta energía suficiente como para provocar ionización en
el medio que atraviesa, se dice que es una radiación ionizante. En caso contrario
se habla de radiación no ionizante. El carácter ionizante o no ionizante de la
radiación es independiente de su naturaleza corpuscular u electromagnética.
Son radiaciones ionizantes los rayos X, rayos !, partículas " y parte del espectro de
la radiación UV entre otros.
Por otro lado, radiaciones como los rayos UV y las ondas de radio, luz visible,
TV o de telefonía móvil, son algunos ejemplos de radiaciones no ionizantes.
En medicina nuclear para la obtención de imágenes (fines diagnósticos)
utilizamos principalmente los rayos gamma, por lo tanto son estudios ionizantes.
" A continuación lo invitamos a ingresar a la Plataforma Educativa, allí
encontrará una conferencia en Power Point del Dr. Adolfo Facello. En esta
conferencia nos explicara los principios físicos de las radicaciones.
SUSTANCIAS RADIOACTIVAS
Las SR poseen dos componentes, una molécula portadora (componente no
radioactivo) cuyas características físico-químicas hará que se distribuya
selectivamente en ciertos lugares del organismo. La segunda un elemento
radioactivo que incorporado en la molécula portadora será quien emita radiaciones.
¿Qué es un elemento radiactivo?
Para ello tenemos que entender primero que es un elemento químico y un
nucleido.
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Un elemento químico es una sustancia que no puede ser descompuesta
mediante una reacción química en otra más simple. Posee un número determinado
de protones en su núcleo haciéndolo pertenecer a una categoría UNICA expresada
en la tabla periódica de elementos según su número atómico.
Estos elementos químicos que SIEMPRE poseen el mismo número de
protones, pueden tener diferente número de neutrones, osea distinto peso atómico.
Estas diversas formas de presentación de un mismo elemento químico se llaman
nucleidos o isotopos.
Entre los nucleidos de un elemento algunos son estables y otros inestables.
Un nucleido inestable no puede estar en equilibrio y tiende a transformarse o
desintegrarse en otro nucleido, perdiendo masa y emitiendo radiaciones nucleares
de tipo alfa, beta o gama. Estos nucleidos inestables se conocen como
radionucleidos o isotopos radiactivos y son el elemento básico en el que se
fundamenta la medicina nuclear.
Los radionucleídos pueden ser naturales o artificiales. Los radionucleidos
naturales existen en la naturaleza. Son nucleidos de gran masa, a estos pertenecen
el 238 Uranio y 226 Radio entre otros y no son utilizados con fines diagnósticos ni
terapéuticos. Los radionucleidos utilizados en medicina son artificiales y por lo tanto
creados por el hombre. Por ej. 131 Iodo, 99m Tecnecio, 67 Galio, etc.
DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA
Desintegración radioactiva es el fenómeno de transformación espontánea de
un nucleído inestable en otro más estable. En esta transformación el radionucleido
inestable expulsa parte de su masa (pierde neutrones) y genera energía en forma deradiación de tipo alfa, beta o gama.
El nucleído que se desintegra se denomina nucleído madre y su producto
nucleído hijo.
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El tiempo empleado en la desintegración se expresa en período de
semidesintegración (Tiempo de vida 1/2). Este es el tiempo empleado en reducir
en un 50 % un nucleído por desintegración radioactiva.
Por ejemplo:
# 113 Indio = 100 minutos
# 131 Iodo = 8,03 días
# 14 Carbono = 5730 años
RESUMIENDO: Cuando se produce la desintegración de una sustancia
radiactiva se pueden generar diferente tipo de radiaciones corpusculares o
electromagnéticas y están son captadas por detectores para generar la imagen en
medicina nuclear.
Acuérdese de registrar todo en su texto paralelo. Lo que usted produce es
muy valioso para construir la memoria de este proceso.
Desintegración radiactiva: Un nucleido inestable se hace más estable perdiendo
masa y liberando radiación de tipo gama, beta o alfa. En medicina diagnostica se
utilizan radionucleidos que emiten radiación gamma.
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SISTEMAS GENERADORES – RADIOFARMACOS
Todos los radionúclidos utilizados en medicina nuclear son artificiales y se
producen en reactores nucleares o en aceleradores de partículas (ciclotrones). Se
denomina generadores a un radionucleído de T1/2 relativamente largo al que se
denomina madre. El nucleido madre es producido en centrales nucleares. Este a
partir de su creación comienza su desintegración generalmente por radiación beta.
Se lo coloca en un frasco de vidrio debidamente protegido por un recipiente de
plomo.
Así es enviado a los diferentes utilizadores, hospitales, laboratorios, etc. El
nucleido hijo que es generado posee un T1/2 mucho más corto, de solo algunas
horas. Este es generalmente inestable y se desintegra liberando rayos gamma. El
nucleido hijo es el utilizado para las aplicaciones médicas.
El nucleido hijo se extrae del recipiente donde se encuentra la madre,
haciendo circular líquido por el frasco. Este proceso se denomina elución.
" A continuación lo invitamos a ingresar a la Plataforma Educativa, allí
encontrará una conferencia en Power Point del Dr. Adolfo Facello. En esta
conferencia nos explicara los principios físicos de la interacción de la radiación
con la materia.
USO DIAGNOSTICO DE LOS RADIOFARMACOS
Los radiofármacos son similares a los medicamentos, por cuanto estos tienen
vías de administración, dosis, vías de eliminación, metabolización, etc.
Para la determinación de la dosis se utilizan tablas basadas en la masa y/o
edad del paciente, es decir, actividad del radiofármaco por kilógramo (mCi/Kg).
En los estudios de medicina nuclear con fines diagnósticos se usan
radionucleidos con periodo de semidesintegración (T1/2) corto, del orden de varias
horas para disminuir la exposición del paciente a la radiación.
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El comportamiento en el organismo no depende del elemento radiactivo sino
de las características físico – químicas del carrier o transportador. Debe conocerse el
metabolismo y la eliminación de cada fármaco.
Mecanismo de localización Radiofármaco Organo a explorar
Transporte activo 131I , 99mTc pertecnectato Tiroides
Transporte activo 99mTc DMSA - DTPA Riñón
Transporte activo 67Ga citrato Infección - Inflamación -
Tumor
Transporte activo 201Tl Miocardio
Fagocitosis 99mTc coloide sulfuro
113mIn coloide
Hígado - Bazo
Médula ósea (S.R.E.)
Bloqueo capilar 99mTc macroagregados pulmón - perfusión
Radiofármacos más utilizados en diagnostico y su órgano blanco.
La vía de administración más utilizada es la intravenosa, pero también se
usan la vía respiratoria, oral e intracavitaria. Los radiofármacos participan de los
mecanismos bioquímicos y fisiopatológicos de los órganos que estudia.
Esto nos permite evaluar la fisiología y el metabolismo de un órganodeterminado en situación normal o patológica, proporcionando una imagen funcional.
Centellografía ósea: Centellograma óseo obtenido
luego de las 3 hs. de la administración
endovenosa de 25 mCi de 99mTecnecio-MDP.
La concentración del RF en el hueso depende del
flujo sanguíneo y la concentración de cristales
nuevos de hidroxiapatita.Muestra múltiples lesiones poliostoticas
correspondientes con MTS
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DETECCION Y MEDICION DE RADIACIONES
La detección de la radiación gamma emitida por los radionúclidos
administrados al paciente se realiza mediante detectores constituidos con cristal de
NAI/TI.
La cámara gamma es el principal instrumento para la detección de la
radiación gamma pero en la actualidad se desarrollaron también los tomógrafos por
emisión que incluyen a la tomografía por emisión de fotón simple (SPECT) y la
tomografía por emisión de positrones (PET).
CAMARA GAMMA
La gammacámara es un aparato detector constituido por un gran cristal decentelleo de NaI /Tl de aproximadamente 40 cm de diámetro. El gran diámetro del
cristal permite explorar una gran zona en forma simultánea, pudiendo obtener un
número importante de imágenes en un breve tiempo.
Centellograma ventilación – perfusión: Para la
ventilación pulmonar se administra por vía
respiratoria 99mTc macroagregados.
También por vía endovenosa se inyecta
macroagregados de albúmina Tc99m que
muestra la perfusión pulmonar. Las imágenes
se adquieren en la cámara gamma. Estudiode V–Q normal.
Cisternografía radioisotópica: Estudio de la dinámica
y la distribución del líquido cefalorraquídeo. Se
inyecta el radiofármaco DTPA Tc99m por punción
lumbar. Se obtienen las imágenes en la cámara
gamma a la hora de la inyección, a las 4 horas y se
cita nuevamente al paciente para la adquisición de
imágenes al día siguiente.
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Con la gammacámara se obtienen imágenes bidimensionales, denominadas
gammagrafías, que representan la distribución en el organismo de la sustancia
radiactiva. Recordar que estas imágenes además de la información morfológica
aportan siempre información funcional. Se pueden hacer gammagrafías estáticas
cuando el radiofármaco se fija al órgano en estudio en forma estable y gammagrafías
dinámicas cuando el radiofármaco se acumula, transita y se elimina de un órgano.
La principal limitación de las gammagrafías es que constituyen imágenes
bidimensionales de la distribución tridimensional en un órgano y tienen baja
resolución espacial. La superposición estructuras y la baja resolución espacial hace
que puedan pasar desapercibidas algunas lesiones profundas.
TOMOGRAFIA POR EMISION DE FOTON SIMPLE (SPECT)
Los tomógrafos por emisión monofotónica están compuestos de uno o varios
detectores similares a los de la gammacámara convencional, pero estos detectores
realizan un movimiento de rotación alrededor del paciente. Durante esta rotación el
Cámara Gamma: En la primera imagen mostramos un equipo de cámara gammaen la actualidad. Adquiere imágenes bidimensionales denominan gamagrafíasque pueden ser estáticas o dinámicas. La Gamagrafía ósea es un estudioestático que determina que la captación ósea del radiofármaco. La Gamagrafíarenal es un estudio dinámico que muestra la captación, concentración yeliminación del radiofármaco.
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equipo va obteniendo múltiples imágenes en diversas incidencias y ángulos. Es un
método que utiliza principios similares a los de T.A.C. luego de la administración de
radionucleídos.
Con esto se obtienen imágenes tridimensionales evitando el problema de
superposición de estructuras mencionado anteriormente con las gammagrafías.
Sus principales indicaciones son estudios de afecciones cardiacas y del
sistema nervioso central.
TOMOGRAFIA POR EMISION DE POSITRONES (PET)
La Tomografía por Emisión de Positrones es una técnica no invasiva de
diagnóstico por imagen capaz de medir la actividad metabólica del cuerpo humano.
Al igual que el resto de técnicas diagnósticas en Medicina Nuclear como el SPECT,
la PET se basa en detectar y analizar la distribución tridimensional que adopta en el
SPECT: Esquema de funcionamiento del SPECT donde se adquiere en varias
posiciones para luego reconstruir imágenes en “cortes” similar a la TAC. Sus
principales aplicaciones están dirigidas al sistema cardiológico y nervioso
central, permitiendo obtener imágenes tridimensionales de los mismos.
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interior del cuerpo un radiofármaco de vida media ultracorta administrado a través de
una inyección intravenosa.
Lo característico de esta técnica es el empleo de isótopos emisores de
positrones, esto es, de electrones positivos.
Los positrones salen del núcleo e interaccionan (chocan) con electrones
presentes en la corteza del átomo, produciéndose lo que se conoce como fenómeno
de aniquilación. Este fenómeno da lugar radiaciones gamma. La imagen se obtiene
gracias a que los tomógrafos son capaces de detectar los fotones gamma emitidos
por el paciente.
Según qué se desee estudiar se usan diferentes radiofármacos. Existen varios
radiofármacos emisores de positrones de utilidad médica. El más importante de ellos
es el 18-Flúor-Desoxi-Glucosa (18FDG). Permite identificar, localizar y cuantificar, a
través del SUV (Standardized Uptake Value), el consumo de glucosa de un órgano o
tejido.
Tiene mucha utilidad en la evaluación de los pacientes oncológicos. La
18FDG es captada por las células neoclásicas pero no puede ser metabolizada,
acumulándose en el interior de las mismas y generando las imágenes. Además de la
oncología, otras áreas que se benefician de este tipo de exploraciones son la
neurología y la cardiología.
Hoy en día el estudio de PET se superpone digitalmente (se fusiona) con
imágenes de tomografía computada que se realiza en el mismo momento y con el
mismo equipo. De esta forma se fusiona una imagen morfológica (TC) con una
funcional (PET).
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El principal inconveniente es la vida media muy corta de los radionucleídos,
que necesita de instrumentos generadores como ciclotrones dentro del hospital para
su producción.
" A continuación lo invitamos a ingresar a la Plataforma Educativa, allí
encontrará una conferencia en Power Point del Dr. Adolfo Facello. En esta
conferencia nos explicara con claros ejemplos las aplicaciones de las
diferentes técnicas diagnósticas en Medicina Nuclear.
Una vez que haya leído el módulo y visto atentamente las tres conferencias
responda el siguiente cuestionario.
Hemos finalizado con la Unidad. No dude en consultar las dudas a su tutor a
través de la Plataforma Educativa.
PET-CT: Estos equipos tienen la capacidad de fusionar la adquisición del PETcon la tomografía. Esto nos permite ver el metabolismo y la morfología de un
órgano y/o lesión. En el ejemplo se puede ver un pequeño foco de captación enel PET que corresponde con un nódulo pulmonar en la TC.
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