TECNOLOGÍA DE LAS IMÁGENES III

MEDICINA NUCLEAR

Lic. Amalia Pérez

LFM. Leandro Urrutia, LDI. Roberto Galli

2008

1. Bases físicas de la formación de las imágenes de Medicina Nuclear. Radiaciones electromagnéticas y materia. Decaimiento radioactivo. Estadística de Poisson.

2. Imágenes médicas. Modalidades. Radiología. Tomografía Computada. Resonancia Magnética.

3. Parámetros de calidad de las imágenes. Contraste. Resolución Espacial. 4. Medicina Nuclear. Introducción. Inicios y desarrollo de una modalidad

multidisciplinaria. Funcionamiento de un servicio de MN con fotones. Funcionamiento de un servicio de MN con positrones.

5. Detección de la radiación. Cristal detector. Interacción de la radiación con el cristal. Espectro de energías. Analizador de altura de pulsos. Fototubo. Preamplificador

y Amplificador. Tiempo Muerto. Centellógrafo

lineal.6. Cámara Gamma. Características generales. Cabezal. Colimadores. Cristal Detector.

Circuitos de posición y energía. Espectros de energía, según su interacción con el cristal. Fuentes inmersas en medios dispersivos. El caso de los estudios clínicos. Uniformidad Planar. Formas de cuantificación.

7. SPECT. Características generales. Tendencia en los diseños. Obtención de la imagen topográfica. Algoritmos matemáticos. Filtros. Criterios de optimización de los parámetros de adquisición. Programas de corrección de movimientos. Parámetros de Calidad del equipo. Centro de Rotación. Uniformidad Tomográfica.

8. Cuantificación de las imágenes. Que quiere decir “cuantificar”

una imagen. Límites de credibilidad. Tipos de cuantificación (Regiones de Interés). Cuantificación de estudios dinámicos. Estudios de perfusión renal. Cuantificación de estudios cardíacos estáticos (Mapas polares) y dinámicos. Cuantificación de estudios cerebrales

Programa (Teórico)

Las ideas de las clases correspondientes a éste primer capítulo

son dos:

1.

Repasar los conocimientos adquiridos en las materias cursadas y aprobadas previamente al estudio de Tecnología de las Imágenes (III), y cuyos temas se encuentran íntimamente ligados a la misma.

2.

Analizar y discutir la cronología e interdependencia de los descubrimientos en el terreno de la física, que se sucedieron desde fines del siglo XIX y principios del siglo XX, y que dieron base al posterior desarrollo de la Medicina Nuclear.

Aclaraciones generales: Los archivos, separados por capítulos y presentados en extensión pdf, son únicamente una referencia al desarrollo de las clases teóricas y no constituyen pos sí

mismos material único de estudio de la

materia.

Amalia Pérez

CAPÍTULO 1: Bases físicas de la formación de las imágenes de Medicina Nuclear. Radiaciones electromagnéticas y materia. Decaimiento radioactivo. Estadística de Poisson. Relación señal/ruido.

Huygens (1690) La luz se propaga como una onda mecánica a través del éter. Debe producir fenómenos de interferencia y difracción. Su velocidad de propagación disminuye con la densidad del medio. (Teoría ondulatoria de la luz)

Newton (1704) La luz está

formada por partículas (Teoría corpuscular de la luz)

Young (1801) Descubre que la luz produce fenómenos de difracción

Foucault (1855) La velocidad de la luz disminuye con la densidad del medio

Maxwell (1865) La propagación de campos eléctricos y magnéticos tiene la misma característica que la luz, incluso su velocidad. Por lo que concluye que la luz es una onda electromagnética.

De Broglie (1924) Cualquier partícula puede comportarse como una onda en determinadas situaciones

Dicho comportamiento está

caracterizado por una longitud

de onda asociada a la partícula (λ)

Esta longitud de onda está

asociada a la partícula por λ

=

h/p, donde p = m * v

Dado un cuerpo de 1 Kg. a una velocidad = 10 m/seg, según la expresión de De

Broglie

tiene una

λ= 6.6 10 -35

m.

¿ Por qué no vemos el carácter ondulatorio de la materia?

No existe en el planeta

obstáculos de tamaño tan pequeño,

por lo que no podemos

observar el fenómeno

Efecto Fotoeléctrico

Formación de pares

Efecto Compton

Interacción de la radiación con los átomos del medio

en el que se propaga

Energía del fotón dispersado = 511 /(1 – cos B + (511/ Energía del fotón incidente))

Energía del fotón dispersado para el caso de la energía de emisión gamma del 99mTc

= 511 KeV /(1 – cos B + (511 KeV/ 140 KeV))

No. Atómico del H=1, C=6, O=8, Ca=20 Rango de energía de la MN = [80 –

511 KeV]

CAPÍTULO 1: Bases físicas de la formación de las imágenes de Medicina Nuclear. Radiaciones electromagnéticas y materia.

Decaimiento radioactivo. Estadística de Poisson.

N = No exp

–λt

T1/2 [tiempo] = 0.693/ λ

Emisión gamma o Transición isomérica se produce en núcleos que estando excitados (en un estado conocido

como metaestable) emiten energía en forma de radiación electromagnética.

La formación de una imagen es un proceso estadístico, en particular en las etapas fundamentales de:

1.

La generación del flujo de fotones que se emiten desde las regiones donde está

concentrada la sustancia radioactiva.

2.

La interacción de dichos fotones con los átomos de los tejidos del cuerpo del paciente.

3.

La interacción de los fotones que inciden sobre el cristal detector.

Emisión

de la

radiación

Tejido del medio dispersor

Cristal detector

Imagen anterior de una glándula tiroides obtenida con un fármaco marcado con 99mTc mediante un sistema detector con cristal de INa(Tl)

CAPÍTULO 1: Bases físicas de la formación de las imágenes de Medicina Nuclear. Radiaciones electromagnéticas y materia.

Decaimiento radioactivo. Estadística de Poisson.

¿

Cuál es el concepto de “verdadero”

en la distribución de un radiofármaco

cuando lo

estamos estimando a través de un proceso estadístico?

¿

Qué

tan bueno es el resultado de una única adquisición?

0 5 10 15 20

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

Pro

babi

lidad

de

que

en u

n pi

xel s

e en

cuen

tre u

n va

lor N

Número de cuentas/pixel

Histograma de frecuencias de la cantidad de cuentas emitidas desde una región elemental del organismo conteniendo un radiofármaco

marcado con

99mTc a lo largo de múltiples determinaciones

σ2

= m El verdadero valor de una medida N caerá

probablemente dentro del intervalo N ±

√

N

El error estadístico es la desviación estándar/promedio = √

N /N = 1/ √

N

0 200 400 600 800 10000,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35In

certe

za e

n la

det

erm

inac

ión

Cuentas

A mayor cantidad de cuentas adquiridas, mayor credibilidad en la

imagen.

Fin capítulo I