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INTRODUCCION
En el presente trabajo monográfico se explica fundamentalmente
la técnica de la Gammagrafía desde sus fundamentos físicos,
químicos y tecnológicos.
En primer lugar enmarcamos a la gammagrafía dentro del contexto
general del desarrollo más reciente de la medicina nuclear últimas
décadas de siglo XX e inicios del siglo XXI así como su importancia en
el diagnostico de enfermedades por imágenes.
Dentro de las técnicas usadas en medicina nuclear como la
radiografía ,la tomografía, la resonancia magnética y la ecografía ,
resaltamos la importancia de la gammagrafía que a diferencia de las
otras técnicas de diagnostico por imagen no es invasiva, no se irradia
al paciente sino que el paciente mismo es fuente de fotones gamma
con un mínimo de tiempo de vida media( minutos) inocuo para la
salud del paciente, cabe mencionar asimismo que la gammagrafía
permite el análisis funcional o fisiológico (mas que anatómico) de
procesos metabólicos y con ello se adelanta diagnosticando la
afección en sus primeras etapas desde el análisis bioquímico.
En las bases físicas de la técnica de gammagrafía, se explica con
detalle los más importantes fundamentos físicos como: el efecto
fotoeléctrico, el efecto compton y creación de pares de partículas,
también los diferentes tipos de interacción de las radiaciones con la
materia como son: interacción alfa, beta y gamma.
Dentro de las bases químicas de la gammagrafía desarrolamos el
papel de los radioisótopos y los radiofármacos específicos para cada
enfermedad ya sea cardiovascular, hepático, renal, tiroideo y óseo
dentro de las de mayor demanda actualmente.
1
Asimismo el avance tecnológico en la fabricación de diferentes
colimadores: en paralelo, convergentes, divergentes puntiforme o en
pinhole también, los cristales de centelleo ambas son la parte
estructural más importante de las gammacámaras.
La cámara gamma fue descubierta por Anger en 1958,
actualmente es la mas utilizada en medicina nuclear y su evolución
tecnológica no cesa, se tiene desde las convencionales llamadas
planares, de doble cabezal, todo con la finalidad de mejorar el
diagnostico por imágenes y reducir el tiempo en la toma de datos.
También explicamos dos técnicas actualmente de gran
importancia en el diagnostico medico y son: la tomografía
computarizada por emisión de positrones (PET) y la tomografía por
emisión única de fotones (SPECT) ambas tienen su base también en la
gammagrafia. La PET muy usada en cardiologia y neurología, la PET
es superior a la SPECT por tener mayor resolución espacial y exacta
corrección de atenuación lo que mejora la atenuación de estructuras
profundas.
Finalmente se desarrolla y explica diferentes las aplicaciones de la
gammagrafía en cirugía y en oncología, la centellografia tiroidea,
pulmonar cardiaco etc, las diferentes imágenes así como los
inconvenientes y desventajas.
E
l grupo.
2
CAPITULO I
CONCEPTOS PREVIOS
1.1.- DIAGNOSTICO POR IMÁGENES
En la actualidad es evidente la enorme importancia que ha
adquirido el diagnostico por imágenes en la práctica diaria.
Utilizando diversas técnicas, podemos visualizar los órganos y
sus modificaciones estructurales. Las ramas del diagnostico por
3
imágenes más importantes y de mayor difusión son la radiología,
la tomografía computarizada, la gammagrafía, la ecografía y la
resonancia magnética.
Los diferentes métodos empleados para obtener una imagen
tienen en esencia las mismas etapas:
Adquisición de datos
Procesamiento de datos
Visualización y registro
La principal diferencia entre los métodos radica en la etapa de
adquisición de datos. Esta etapa está condicionada por el
principio físico que rige cada método de detección y transducción
de la señal estudiada.
Mario Parisi (2001).Temas de Biofísica. Chile.pag 155. Fecha de consulta:
05/09/12.
1.2.- FUNDAMENTOS FISICOS DE LA GAMMAGRAFIA.
1.2.1. Interacción de la radiación con la materia.
Un átomo radiactivo al desintegrarse puede emitir rayos α ,β oγ .
Cuando la radiación atraviesa un medio interactúa con los
átomos de ese medio, por diferentes mecanismos que llevan a
ceder la energía que posee, al medio que atraviesa. Los
mecanismos más comunes son:
Interacción alfa- materia
4
Interacción β-materia.
Interacción γ -materia.
Interacción alfa- materia
Cuando una partícula alfa pasa a través de una sustancia,
interactúa con los electrones orbitales de los átomos que
conforman esta ultima y pierde parte de su energía. La absorción
de energía por parte de los electrones del medio da como
resultado una ionización o en una excitación atómica.
Interacción β-materia.
Bremsstrahlung o radiación de frenamiento. Una partícula β
negativa que se aproxima al campo eléctrico de un núcleo
atómico emite una radiación
electromagnética. Esta radiación se denomina de frenado o de
Bremsstrhlung.
Aniquilación de positrones.
La aniquilación de positrones es un mecanismo de interacción
que tiene lugar entre los electrones atómicos del medio y una
radiación β+¿ que lo atraviesa. Las partículas son “aniquiladas” y
su masa se convierte en dos rayos γ de a, 511MeV (511KeV) que
viajan en direcciones opuestas.
Interacción γ-materia.
La energía E asociada a una radiación electromagnética está
dada por: E=h f
5
Donde: h= constante de Planck y f= la frecuencia e laradiacion.la
radiación electromagnética viaja en el vacio a una velocidad de
300 000kms
. c=f .
Por tanto la energía de la radiación E=h . c /❑ La
probabilidad de interaccion y el modo de interaccion de un rayo
depende casi exclusivamente de su energía.
1.2.2. Fenómenos físicos
Existen tres procesos básicos, a través de los cuales una
radiación electromagnética interactúa con la materia perdiendo
energía: el efecto fotoeléctrico, el efecto Compton y la
producción de pares además también pode mos mencionar la
dispersión clásica o dispersión de Thomsom
Efecto fotoeléctrico.
Cuando un fotón de
energía inferior a los
100 kev interactúa
con un electrón
orbital de un átomo
presente en el
medio que
atraviesa, este es
eyectado con alta
velocidad,
desapareciendo el
6
fotón incidente. El hueco es ocupado por un electrón mas
externo, produciéndose la emisión de rayos x característicos. La
probabilidad de ocurrencia de este efecto depende también del
número atómico de los átomos del medio, aumentando cuando
este lo hace.
Efecto Compton.
Cuando la energía del
fotón incidente es mayor
de 100kev, hasta
alcanzar incluso algunos
Mev, el mecanismo de
interacción predominante
es el efecto Compton. En
este mecanismo un fotón
incidente de energía (E1)
interactúa con un
electrón cuya energía de enlace es muy pequeña, en relación al
fotón incidente. Como consecuencia de la colisión, el electrón es
eyectado con una energía cinética (Ec), mientras que el fotón es
desviado con energía menor (Ed) o sea con mayor longitud de
onda. A diferencia del efecto fotoeléctrico, el fotón no es
solamente absorbido sino que cede parte de su energía. La
energía se disipa en varias etapas o escalones, lo que amortigua
el fenómeno.
Formación de pares de partículas(electron -
positron) o efecto de materialización
7
Cuando la energía del fotón incidente es mayor que 1,02 Mev,
este puede ser absorbido totalmente a través del mecanismo de
formación de pares. En este caso el fotón, al pasar por la
cercanía del campo eléctrico nuclear desaparece, apareciendo
una partícula con carga positiva y una con carga negativa.
Cesar Díaz García y Francisco Javier de Haro del Moral(2004).Técnicas de
exploración en medicina nuclear .España .pág:34. Fecha de consulta:
18/09/12.
Mario Parisi (2001).Temas de Biofísica. Chile.pag 140-141. Fecha de consulta:
18/09/12.
Dispersión clásica o de thomson.
Consiste en la absorción de un
fotón por el átomo, el átomo se
excita y luego libera la energía
de la excitación en forma de un
fotón idéntico al original pero
con diferente dirección. El
resultado neto de esta
dispersión es cambiar la
dirección de los rayos x sin
modificar su energía. No hay transferencia de energía y por lo
tanto no hay ionización. La dispersión inmodificada o coherente
8
se produce para rayos x de pequeña energía (menos de 10 kev)
y su contribución a la radiografía es pequeña.
Elvar Quezada Castillo y wilder Aguilar Castro. Física médica (2011). Trujillo-Peru.pag 558.fecha de consulta 19/09/12.
1.3.- FUNDAMENTOS QUIMICOS DE LA GAMMAGRAFIA.
Los radioisótopos pueden ser utilizados para estudios dinamicos
y estaticos y constituyen un valioso auxiliar en la medicina
moderna.
Los Radioisótopos son núcleos inestables y son usados en el
diagnostico por imágenes, así tenemos:
Tc99m-DPTA (acido dietilen-traminopentaacetico marcado
con tecnecio 99) para centellografia del cerebro.
I-131 gammagrafía de la tiroides: nódulos tiroideos,
hipertiroidismo.
9
Colesterol marcado con I-131 es el radio colesterol para
gammagrafía de glándula suprarrenales.
Xe-133 centellografia pulmonar, par ventilación pulmonar.
MAA-Tc99m macroagregados de albumina marcados con
tecnecio para la perfusión pulmonar y detectar
tromboembolismo pulmonar.
Tc99 o In-113, para estudio del hígado y bazo.
Tc99m, para gammagrafía ósea.
Tl -201, para isquemias mesocardias.
DPTA-Tc 99mvisualizacion de riñones.
Mario Parisi (2001).Temas de Biofísica. Chile. Fecha de consulta: 23/09/12.
CAPITULO II
GAMMAGRAFIA
10
2.1.- DEFINICION DE LA GAMMAGRAFIA
Es una prueba de diagnóstico clínico por imagen, rutinaria en la
práctica de la medicina.
Para obtener la imagen se utiliza una pequeña cantidad de una
sustancia radioactiva denominada radiofármaco o trazador, que
se fija en un órgano o tejido del cuerpo, y un equipo detector que
se llama gammacámara.
Dependiendo de las características biodinámicas del trazador se
pueden realizar gammagrafías de prácticamente todos los
órganos del cuerpo.
Los estudios gammagráficos más comunes son de hueso,
corazón, tiroides, paratiroides, riñón, pulmón y cerebro.
Web: http:/www.nuclearsur.com/node/11.fecha de consulta: 05/09/12.
En las últimas décadas del siglo XX y comienzos del siglo XXI se
han desarrollado nuevas técnicas en el campo de la medicina
nuclear, como la tomografía por emisión de fotón único ( SPECT)
y la tomografía por emisión de positrones (PET).
Elvar Quezada Castillo y wilder Aguilar Castro. Física médica (2011). Trujillo-Peru.pag 593.fecha de consulta 25/09/12
2.2.- DESCRIPCION DE LA TECNICA DE GAMMAGRAFIA
2.2.1- Administración de un radiofármaco
11
La técnica de la gammagrafía empieza primero cuando a un
paciente se le administra un radiofármaco que es un
radionúclido o isotopo radiactivo. Se
Introducen en el organismo en forma oral, por medio de
inyecciones, o se puede inhalar como gas, prefiriéndose los
radionúclidos emisores de radiaciones gamma. En medicina,
las sustancias radiactivas se utilizan en cantidades muy
pequeñas en el orden de microgramos para no afectar la
fisiología del organismo.
En la investigación médica se usan con marcadores:
3H, 14C y 32P (emiten partículas beta)
131I, 60Co y 99mTc (emiten radiación gamma)
Una vez en el interior del organismo, el radiofármaco se fija
en un tejido, órgano o sistema determinado y puede
realizarse su seguimiento desde el exterior debido a que
emite una pequeña radiación gamma que es detectada por
unos aparatos denominados cámara gamma
(gammacámara) .Esta señal radiactiva emitida es
amplificada y transformada en una señal eléctrica que
posteriormente es analizada por un ordenador y convertida
en imágenes del órgano estudiado. La elección del
radiofármaco depende del tejido órgano o sistema orgánico
a estudiar
Elvar Quezada Castillo y wilder Aguilar Castro. Física médica (2011). Trujillo-Peru.pag 593.fecha de consulta 25/09/12
El análisis que ofrecen las gammagrafías es, sobre todo,
funcional y no tanto anatómico como es el caso de las
radiografías. Servirán pues para evaluar que el metabolismo
12
del paciente funciona correctamente adhiriendo trazadores
por ejemplo a plaquetas, glóbulos rojos u otras células de las
que se quiera comprobar su correcto funcionamiento.
También se pueden marcar moléculas como la glucosa que
permiten evaluar qué áreas del cerebro se activan
(consumen más glucosa) en determinados momentos.
http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1mara_gamma. Fecha de consulta:
18/09/12.
2.2.2- Gammacámara elementos y
funcionamiento.
El equipo utilizado para detectar la radiación emitida por el
radiotrazador es la gammacámara unida habitualmente a
equipos de procesamiento digital de imágenes.
La gammacámara no emite ningún tipo de radiación. Es posible
que la misma se suspenda sobre
la mesa de exámenes o que se
encuentre debajo de la mesa. A
menudo las gammacámaras
tienen una cabeza doble con una
cámara al lado de la otra
formando un ángulo de 90
grados. En algunos centros de
diagnóstico por imágenes, la
gammacámara se ubica por
debajo de la mesa de
exámenes y permanece fuera de la
vista. La cámara puede ser localizada dentro de un escáner
Gammacámara de cabeza doble.
13
largo, con forma de dona similar en apariencia a un escáner de
tomografía computarizada.
http://www.radiology.org/sp/info.cfm?pg=thyroiduptake#top- fecha de
Consulta: 22/09/12
La gammacámara y sus componentes
La
gammacámara (también conocida como cámara Anger por ser
este su inventor en 1958), ha sido y es el detector más
ampliamente utilizado en medicina nuclear. Permite obtener
imágenes en dos dimensiones, que representan la proyección de
la distribución de la actividad (radiofármaco) existente en
órganos o estructuras corporales.
14
Básicamente consta de un cristal de centelleo de gran superficie,
que está en contacto por su cara inferior (cara enfrentada al
paciente) con un colimador y en la cara superior un conjunto de
fotomultiplicadores acoplado ópticamente, todo este conjunto se
encuentra en el interior de un recinto cuyas paredes laterales
son de suficiente espesor para impedir que otras fuentes de
radiación no deseables afecten a su funcionamiento y al conjunto
se le designa como cabezal o cabeza de detección.
Las señales procedentes de los fotomultiplicadores se conectan a
un sistema electrónico y de allí a un sistema de visualización.
COLIMADORES.
Son elementos intercambiables plomados que reposan sobre el
cristal de NaI (Tl) cubriendo la totalidad de su cara exterior.
Contiene un conjunto de agujeros distribuidos en forma
geométrica, los tabiques plomados entre cada agujero se
conocen como septo .Su función principal es la de seleccionar y
permitir el paso de aquellos fotones que no son absorbidos por
las paredes de plomo.
La importancia de los colimadores radica en que determinan la
calidad de la imagen final obtenida en la cámara gama.
http://modulogrupo5.wordpress.com/2012/02/15/la-gamma-camara-y-sus
Componentes. Fecha de consulta: 18/09/12.
http://www.ipitimes.com/mnuclear.htm
15
El colimador será, posiblemente, la primera parte de la cámara
de gammagrafía que se encuentre el fotón tras abandonar el
cuerpo del paciente. Su propósito es definir el campo visual
geométrico del cristal y, de forma específica, definir la dirección
deseada de la trayectoria de los rayos gamma a los que se
permite alcanzar el cristal. Dado que los rayos x y los rayos
gamma del rango de energía usado en medicina nuclear no
pueden enfocarse con una lente, la única forma de determinar la
direccionalidad de los fotones es mediante colimación abortiva,
es decir, absorbiendo todos los fotones cuya trayectoria no sea la
adecuada.
Colimar un haz es limitar el ángulo en el que se recibe la
radiación desde una fuente para obtener un haz sensiblemente
paralelo. Existen diversos colimadores:
Según la energía de los fotones filtrados:
- Colimadores de baja energía: son colimadores diseñados para
la
energía del Tc-99m (140kev) o menor.
- Colimadores de energía media : diseñados para radionúclidos
con unas emisiones gamma menores de 400kev, como el Ga-
67, su septo es más grueso que en los colimadores de baja
energía.
- Colimadores de alta energía: sus septos son más gruesos que
los de baja y media y filtran fotones de más de 400kev.
Según la disposición de sus orificios:
16
- Colimadores paralelos : presenta múltiples orificios paralelos
pero perpendiculares al cristal, estos orificios deben tener un
centro de rotación común, permite obtener una imagen real, este
colimador no modifica las proporciones de la imagen, ni genera
perdida de la resolución. Es el más utilizado.
- Colimadores divergentes: orificios divergentes, divergen hacia
afuera aumenta el campo de visión cuanto más lejos este el
objeto del colimador, el campo visual es aprox. 27cm2, a una
distancia de 10cm del colimador pero se pierde resolución
espacial proporcional a la distancia del objeto al colimador y
produce una imagen reducida del objeto.
- Colimadores convergentes : perforado por orificios que
convergen hacia afuera, reduce el campo de visión cuanto más
lejos este el objeto del colimador produce una imagen
aumentada del objeto con la perdida de resolución espacial.
- Colimadores pinhole o puntiforme : presenta un único orificio
tiene forma de cono truncado con el diámetro mayor apoyada
junto al cristal, proporciona una imagen invertida con la
perdida de resolución en los bordes si el órgano es de mayor
diámetro que el colimador, su ventaja es la de una imagen
ampliada si el órgano esta próximo al colimador de lo contrario
la imagen es reducida. Estos colimadores también se han
utilizado para aumentar estructuras pequeñas en pacientes
pediátricos, como por ejem. articulación de la cadera.
Según la sensibilidad y la resolución:
17
La sensibilidad (numero de fotones detectados por unidad de
tiempo) y la resolución son inversamente proporcionales.
- Colimadores de alta sensibilidad y baja resolución : permiten
una imagen rápida de baja calidad para estudios dinámicos, la
fuente esta en movimiento (niños, pacientes que se mueven
mucho).
- Colimadores de baja sensibilidad y alta resolución :
exploraciones de más tiempo y mejor calidad, usados en
estudios estáticos donde la distribución del radiofármaco apenas
se modifica con el tiempo, ideal para pacientes colaboradores.
EL CRISTAL DE CENTELLEO
Prácticamente todas las gammacámaras utilizan un cristal de
centelleo de INa(Tl) yoduro sódico activado con talio, absorbe los
fotones gamma procedentes del radionúclido y genera e destello
luminoso (fotones de luz visible y uv). El cristal puede ser circular
o rectangular de hasta 50cm de largo y un espesor de 6,35 o 9,5
mm. Los cristales más finos aportan mejor resolución espacial
pero menor absorción fotonica. La superficie del cristal
determina el campo de visión de la gammacámara. Si el NaI
permite la absorción de fotones γ , los átomos de talio excitados
emiten fotones luminosos de 3eV que aparecen en fracciones de
microsegundos después de la interacción. Se generan alrededor
de 20-30 fotones de luz por cada 100ev de energía concedida al
cristal. El cristal se encuentra envuelto lateralmente por un
blindaje de plomo que persigue aislarlo de la luz ambiental y
protegerlo de la humedad.
TUBOS FOTOMULTIPICADORES (TFM)
18
Los fotones alcanzan el fotocátodo, situado inmediatamente
detrás del cristal. El fotocátodo actúa transformando los fotones
incidentes en electrones (fotoelectrones) que se desligan de su
átomo y penetran en los tubos fotomultiplicadores. En los tubos
los e- se multiplican y se forma una verdadera corriente
eléctrica, el n° de tubos varía según la gammacámara (19-96)
que recuerda a un panal.
A-TFM circulares B-TFM hexagonales
Un TFM es un tubo vacio que incluye una sucesión de electrodos
de choque, llamados dinodos, entre los que se mantiene una
diferencia de potencial, cuando el fotoelectrón accede al TFM y
es acelerado contra el primer dinodo, generando una lluvia de
electrones que, a su vez son acelerados contra el siguiente
dinodo. En cada choque se arranca nuevos electrones que son
atraídos hacia el dinodo siguiente, Este proceso se repite 10-12
veces, finalmente este, la lluvia de electrones es colectada por
un electrodo fuertemente positivo llamado ánodo. De este modo
se logra multiplicar el fotoelectrón hasta un millón de veces,
obteniendo una señal eléctrica de suficiente intensidad para
poder ser amplificada y discriminada por un analizador de pulsos
eléctricos. Esta corriente es detectada por un es alímetro como
una “cuenta” por “minuto” proporcional a la actividad de la
fuente.
19
Como cada TFM recoge la información transmitida por la
pequeña superficie del cristal que tiene delante, la intensidad del
pulso erétrico que sale de un TFM es proporcional al número de
fotones absorbidos en esa zona del cristal y refleja la distribución
espacial de la radiación que choco contra aquel.
Circuito de posicionamiento.- recoge las señales de los TFM y
permite calcular las coordenadas de posición de cada fotón en un
eje cartesiano
x-y el equipo crea una señal electrónica x-y-z, que refleja la
intensidad (coordenada z), y la localización (coordenadas x-y) del
evento.
Equipo electrónico de tratamiento de la señal y de
creación de la imagen .- Hay un analizador de pulsos eléctricos
cuyo objetivo es filtrar la radiación atenuada por efecto Compton
para mejorar la imagen. Con los pulsos recogidos se forma la
imagen en una pantalla de tubos de rayos catódicos.
Actualmente esta imagen se recoge como imagen digital:
Con la mediación de un convertidor analógico digital (CAD) y un
equipo informático. El CAD transforma la señal analógica de la
gammacámara a un formato digital, digitalizar es procesar la
imagen a valores numéricos enteros que el sistema informático
pueda manejar. Para ello se divide la imagen en pixeles. El
conjunto de pixeles forma la cuadricula o matriz de la imagen.
Cada pixel es del mismo tamaño y le corresponde el mismo tono
(color y brillo)
Cesar Díaz García y Francisco Javier de Haro del Moral(2004).Técnicas de
Exploración en medicina nuclear. España .pág:41-63. Fecha de consulta:
20
23/09/12. Digitalización de la imagen. Sobre la imagen analógica se superpone una cuadricula o matriz que
Divide la imagen inicial en unidades elementales o pixeles. A cada pixel se le asigna un tono de gris (o color
Según la escala seleccionada) en función de número de cuentas. El valor digital de cada pixel es un número
entero.
Así la imagen en el sistema informático puede copiarse o mejorar
su calidad.
Cesar Díaz García y Francisco Javier de Haro del Moral(2004).Técnicas de
Exploración en medicina nuclear .España .pág:41-63. Fecha de consulta:
23/09/12.
2.3.- TIPOS DE GAMMAGRAFIA SPECT Y PET
En las últimas décadas del sigloXX se han desarrollado nuevas
técnicas basadas en la gammagrafía y tomografía como la SPECT
y la PET.
2.3.1.- SPECT Tomografía por emisión de fotón
único.
Es una técnica que permite el estudio de imágenes por la
administración de un radiofármaco (radioisótopo)
usualmente por vía intravenosa o inhalatoria. Estas
sustancias siguen distintas rutas metabólicas y de difusión
en el organismo, de manera que son captadas
21
específicamente por diferentes órganos y tejidos, a la vez
que son capaces de emitir radiación gamma, que se
detecta mediante una gamma cámara. Se basa en la
detección del único fotón procedente de la desintegración
del radionúclido. La mayoría de sistemas de SPECT
utilizan una gran gamma cámara rotatoria suspendida,
que puede girar alrededor del paciente, lo cual permite
obtener imágenes coronales, sagitales, transversales y
oblicuas de cualquier parte del órgano. La trayectoria del
cabezal puede ser circular o elíptica lo habitual es una
órbita de 360°, si es corazón 180| porque solo ocupa un
cuadrante anterior izquierdo del tórax. La SPECT equivale
a la suma de varias gammagrafías simples o varias
proyecciones que se tratan informáticamente mediante
complejos algoritmos matemáticos y finalmente obtener
el corte tomo grafico. Las principales aplicaciones de la
SPECT están en cardiología, oncología, estudios de
perfusión cerebral y en algunos casos de patología ósea a
nivel de la columna vertebral.
22
SPECT con corte axial de un infarto extenso del territorio de la arteria cerebral media derecha. Obsérvese la ausencia de perfusión en dicho territorio
Cesar Díaz García y Francisco Javier de Haro del Moral(2004).Técnicas
de exploración en medicina nuclear .España .pág:41-63. Fecha de
Consulta: 23/09/12.
http://www.medicosecuador.com/revecuatneurol/vol13_n1- 2_2004/neuro_descripcion_specta.htm. Fecha de
consulta: 23/09/12.
2.3.2.- PET Tomografía por emisión de positrones
La PET permite anticipar el diagnostico en la etapa del
inicio bioquímico de la afección.
Se le administra al paciente un compuesto por el cual el
órgano o tejido a estudiar posee una gran afinidad. Este
compuesto esta marcado con un radionúclido emisor de
partículas beta positivas o positrones. Habiendo sido ya
captado por el tejido en estudio, que se conoce como
blanco, los positrones emitidos por el radionúclido
interaccionan de inmediato, en un radio no mayor de los
2mm,con e- orbitales de los átomos que constituyen el
tejido. Esto da por resultado la aniquilación de ambas
partículas con la emisión de dos rayos gamma que se
propagan en sentido diametralmente opuesto.
23
Esquema de
Esquema de
desintegración
La radiación
emitida es
captada por
cabezales
idénticos a los
de la cámara
gamma
colocados uno
al frente del
otro y que giran
alrededor del
paciente. La
información recibida por ambos detectores es enviada a una
computadora. La comparación del “tiempo de vuelo” de cada
radiación hasta cada detector permite calcular el punto de
emisión en la recta que los une. Usando la información
recibida desde distintos ángulos, el aparato reconstruye
geométricamente la imagen en una pantalla de televisión. En
24
realidad la evaluación es algo más compleja ya que deber
estarse de la actividad total detectada, la actividad de la
sangre, la actividad libre del tejido y la actividad del trazador
ya metabolizado en el tejido, para obtener al final la actividad
del trazador fijado específicamente.
Las ventajas del PET: se busca moléculas con afinidad
especificas por ejemplo un tipo de célula normal o cancerosa,
lo que permite su localización. Los radionúclidos para
marcarlas son de vida muy corta y no dejan radiactividad
residual en el organismo (oxigeno 15 T12=2min; nitrógeno 13,
T12=10min .; carbono11, 3,T
12=20min .
La PET permite el diagnostico precoz de alteraciones
bioquímicas, asociado a su localización precisa mediante la
técnica de reconstrucción de imágenes. La utilización de un
código de colores permite la apreciación de diferencias de
niveles de actividad que corresponde a distintas magnitudes
de reacción bioquímica.
La imagen PET
superior pre
angioplastia
carotidea muestra
hipoactividad del
hemisferio cerebral
izquierdo. Después
25
de la angioplastia se observa actividad cerebral en la imagen PET inferior pos
angioplastia carotidea
Mario Parisi (2001).Temas de Biofísica. Chile.pag.164-165. Fecha de
consulta: 10/09/12
Elvar Quezada Castillo y wilder Aguilar Castro. Física médica (2011).
Trujillo-Peru.pag 594.fecha de consulta 10/09/12
CAPITULO II
APLICACIONES DE LA GAMMAGRAFIA
La gammagrafía permite ver el funcionamiento de los órganos y
detectar problemas en áreas específicas del cuerpo como la glándula
tiroides, el corazón, el hígado, riñones, huesos. Dependiendo del
órgano que se requiera estudiar se utilizan diferentes
26
radiotrazadores. Estos marcadores contienen radioisótopos que se
fijan en determinados tejidos orgánicos.
La Gammacámara detecta la radiación emitida por el radioisótopo
empleado (yodo, tecnecio, indio, galio). Las gammagrafías sirven para
comprobar si hay zonas isquémicas en el corazón (SPECT cardiaca).
También permiten demostrar la existencia de metástasis; fracturas de
huesos; infecciones; si la tiroides funciona adecuadamente; si hay
una zona del pulmón con irrigación sanguínea insuficiente por causa
de un trombo...
Los componentes radioactivos se administran por vía oral o
intravenosa, en algunos casos inhalatoria. A veces, se toma una
muestra de sangre del paciente, se mezcla con el radiotrazador y
luego se inyecta nuevamente en el flujo sanguíneo.
El examen puede hacerse de una vez o en varias etapas.
Cómo se realiza el estudio
La gammagrafía se realiza en la sala de radiología del centro médico
u hospital por parte de un técnico en radiología. El paciente deberá
desnudar la zona anatómica a estudio y, en casos necesario se le
facilitará una bata para cubrirse; al mismo tiempo deberá retirase sus
objetos personales, especialmente joyas y objetos metálicos que
pueden interferir las imágenes radiológicas.
Inicialmente se procederá a la administración del radiofármaco,
generalmente por vía intravenosa a través de una vena del brazo o de
la mano; aunque en algunos estudios podrá administrarse por
inhalación o por vía oral.
El paciente deberá esperar en una sala unos 60 minutos a que el
radiofármaco se distribuya completamente por el organismo evitando
el habla y los movimientos en la medida de lo posible...
Una vez el radiofármaco se ha distribuido por los tejidos que se
deseen estudiar, se procederá a la toma de las imágenes
gammagráficos para lo cual el paciente permanecerá tumbado
27
inmóvil sobre una camilla mientras una o dos gammacámaras se
desplazan por encima y/o debajo de la zona estudiada. En algunas
ocasiones la gammacámara se encuentra situada en el interior de un
escáner (a modo de tubo), en estos casos, será la camilla sobre la que
se encuentra el paciente la que se desplace lentamente hacia el
interior del escáner. Las imágenes obtenidas por la gammagrafía
serán enviadas a un ordenador para su definición y estudio posterior.
La duración del examen dependerá de la zona anatómica a estudiar y
de la cantidad de imágenes necesarias para completar el estudio,
generalmente suele tomar 30 minutos.
Gammagrafía Tiroidea
(centelleografiatiroidea)
La Gammagrafía tiroidea es una exploración médica que consiste
en la introducción en el paciente de isótopos radiactivos (Yodo I-131 ó
Tecnecio 99m), que son absorbidos por la glándula tiroidea,
permitiendo obtener una imagen radiológica de la glándula tiroides.
Esta imagen se recoge por la emisión de rayos gamma de este
trazador hacia una placa externa de rayos X.
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ISOTOPOS RADIOACTIVOS DEL TIROIDES
Desde siempre se ha utilizado el Yodo I-131, que es un trazador
radiactivo de fácil adquisición y almacenaje ya que tiene un periodo
de semidesintegración de 8 días. Este marcador tiene las mismas
características químicas que el yodo estable, pero tiene en su núcleo
un exceso de energía y se desprende de ella emitiendo unas
partículas radiantes, rayos beta y gamma.
La radiación beta altamente ionizante y con una penetración de solo
milímetros es la que se utilizará con fines terapéuticos en el
tratamiento el hipertiroidismo o en la terapia de ablación de restos
después de la tiroidectomía en el cáncer de tiroides.
Los rayos gamma son un tipo de radiación de alta energía y poco
ionizante, muy parecidos a los rayos X y se emiten desde las zonas de
tiroides donde se fija el Yodo radioactivo y permite obtener imágenes
radiográficas de la glándula tiroidea.
El Tecnecio es un marcador nuevo que se fija de forma similar a las
células tiroides pero que no forma compuestos hormonales. Su
periodo de semidesintegración de solo 6 horas y por tanto puede
usarse en dosis más altas que el radioyodo, ofreciendo mejores
imágenes que el Yodo radioactivo. No tiene radiación beta y por ello
tiene menos riesgos para el paciente.
EQUIPOS DE OBTENCIÓN DE LAS IMÁGENES TIROIDEAS
Para recoger en forma de imagen la radiación gamma producida por
el trazador radioactivo sea Yodo o Tecnecio precisamos de un equipo
detector que nos permita recoger la misma en una placa radiográfica.
El aparato se llama gamma-cámara y que nos traducirá la radiación
gamma a una señal analógica que se registra sobre una placa
radiográfica en blanco y negro.
Mediante nuevos sistemas conversores, de analógico a digital, se
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conecta la gamma-cámara a un ordenador que nos permite obtener
registros en color, cuantificables por zonas si se requiere.
Enfermedad de Graves Basedow.
Tiroides aumentado de tamaño y de
velocidad de captación. La glándula
tiroides es un órgano ubicado en el
cuello, por debajo de la “manzana de
Adán” y por arriba del hueso
esternón. Tiene forma de mariposa
con dos lóbulos laterales unidos por
uno medio o istmo.
MÉTODO DE REALIZACIÓN
El trazador radioactivo se administra vía oral en forma de cápsulas. Si
se administra Yodo 131 la gammagrafía se realiza a las 24 horas, si se
realiza con Tecnecio la imagen gammagráfica se recoge a las 2 horas.
El aparato de recogida o gamma-cámara no causa problemas ni dolor
al paciente y se realiza toda la exploración en menos de 30 minutos.
UTILIDAD DE LA GAMMAGRAFÍA TIROIDEA
La gammagrafía se utiliza para diagnosticar:
Pacientes con masas en el cuello
Pacientes con nódulos tiroideos fríos (no recogen marcador)
Pacientes con nódulos tiroideos calientes (sí recogen marcador)
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Pacientes con hipertiroidismo, discriminando una hipertrofia
difusa de la glándula (Enfermedad de Graves), de una nodular
(Enfermedad de Plumero)
Metástasis de cáncer, si la gammagrafía es normal se descarta
un tumor tiroideo primario.
Pacientes con carcinoma de tiroides, que producen metástasis.
Contraindicaciones
Pacientes alérgicos al Yodo, y al marisco
Embarazo
Efectos Secundarios
Cáncer por la radiación. Los trazadores actuales de Yodo 131, y
Tecnecio son de
baja actividad ionizante y por ello esta complicación es muy remota
GAMMAGRAFÍA PULMONAR
CONCEPTO La gammagrafía (GG) es una técnica
utilizada en medicina basada en la
administración de una sustancia
marcada con un radioisótopo, que al
registrar con una gamma cámara las
radiaciones emitidas nos muestra una imagen del órgano que
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queramos explorar. En patología respiratoria se utilizan dos tipos de
gammagrafías:
Gammagrafía de perfusión: utiliza sustancias inyectadas por vía
intravenosa (generalmente la albúmina) marcadas con radioisótopos
como el I131 o el Tc99,
procediéndose después al registro del lecho vascular pulmonar
mediante una gammacámara
Gammagrafía de ventilación: se realiza haciendo inhalar al paciente aire
marcado con radioisótopos como en Xe131 o el G67. Inmediatamente
después, se registra mediante una gammacámara la imagen de la
distribución pulmonar del radioisótopo inhalado.
UTILIDAD DIAGNÓSTICA
La GG de perfusión nos permite estudiar la vascularización pulmonar
y, por tanto, su indicación preferente será el tromboembolismo
pulmonar y otras las enfermedades vasculares.
La GG de ventilación nos permite el estudio de la distribución de la
ventilación y, por consiguiente, estará indicada especialmente en
casos de atelectasias y otras enfermedades.
Ambos tipos de GG se suelen utilizar conjuntamente en el estudio del
tromboembolismo pulmonar, teniendo un rendimiento diagnóstico de
casi el 100%.
TIPOS DE IMÁGENES
Las imágenes características son de hipocaptación segmentaria
(figura 1). Dado que existen múltiples situaciones patológicas que
pueden dar falsos positivos se ha de ser cauteloso en su
interpretación. La utilización combinada
De ambos tipos de GG mejora ampliamente la fiabilidad diagnóstica,
mostrando imágenes de hipocaptación segmentaria (figura 2) en la
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GG de perfusión y normalidad en la de ventilación (figura 3), situación
altamente específica de tromboembolismo pulmonar.
En ciertas ocasiones, la GG puede utilizarse para el estudio de de
neuropatías con desigualdad ventilación/perfusión, procesos
inflamatorios pulmonares difusos y estudio de adenopatías
mediastínicas.
INCONVENIENTES
La GG es una técnica compleja que necesita instalaciones especiales
y es costosa. Se realiza en los servicios de Medicina Nuclear por
médicos especialistas en la materia.
Es fácilmente reproducible y no tiene riesgos para el paciente, pero
dada su complejidad su utilización está reservada para el estudio de
situaciones muy concretas, en especial en el diagnóstico del
tromboembolismo pulmonar, donde es de gran utilidad.
CONTRAINDICACIONES
Está contraindicada en la hipertensión pulmonar primitiva y, en
general, en todos los cuadros graves de hipertensión arterial
pulmonar.
Gammagrafía de glóbulos blancos (gammagrafía de leucocitos)
Definición
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Es un examen imagenológico en el que se utiliza una sustancia
radiactiva (llamada marcador) para buscar áreas de infección o
inflamación en el cuerpo.
Forma en que se realiza el examen
La sangre se toma de una de las venas. Los glóbulos blancos se
separan del resto de la muestra de sangre y se mezclan con una
pequeña cantidad de material radiactivo (radioisótopo), llamado
indio-111. Los glóbulos con el material radiactivo se consideran
"marcados".
Aproximadamente de 2 a 3 horas después, estos glóbulos blancos
marcados se devuelven al organismo a través de una inyección en
una vena. Estos glóbulos marcados se reúnen en áreas de inflamación
o infección.
Se toma una gammagrafía del cuerpo aproximadamente de 6 a 24
horas después. Usted se acuesta sobre una mesa. El escáner, que se
parece a un equipo de rayos X, detecta la radiación emitida por los
glóbulos blancos radiactivos y una computadora convierte esta
radiación detectada en imágenes, que pueden observarse en una
pantalla o registrarse en una película.
La gammagrafía tarda de 1 a 2 horas. Por lo regular, el escáner se
encuentra en un hospital, pero con frecuencia el examen se puede
realizar de forma ambulatoria.
Una vez terminado el examen, no se necesita período de
recuperación ni precauciones especiales y usted generalmente puede
reanudar su dieta, actividad y medicamentos normales
Preparación para el examen
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Por lo regular, no hay necesidad de ayunar, hacer dietas especiales ni
tomar medicamentos preliminares. Usted usará una bata de hospital
o se le puede permitir usar prendas de vestir sueltas que no tengan
broches metálicos. Debe quitarse las joyas, prótesis dentales u
objetos metálicos antes del procedimiento. Además, tiene que firmar
una autorización.
En algunos casos, el médico solicitará la suspensión de antibióticos
antes del examen
Razones por las que se realiza el examen
La mayoría de las veces, la gammagrafía de glóbulos blancos se
realiza cuando el médico sospecha de una infección oculta. Es
particularmente útil cuando se sospecha de una infección o
inflamación dentro del abdomen.
Este examen se puede recomendar cuando se sospecha de
pielonefritis, un absceso, osteomielitis o una fiebre inexplicable, sobre
todo después de una cirugía
Valores normales
Un resultado normal significa que no hay acumulaciones de glóbulos
blancos marcados (excepto por una cierta cantidad en el hígado y el
bazo, donde normalmente se acumulan dichos glóbulos).
Significado de los resultados anormales
Los resultados anormales generalmente sugieren la presencia de una
inflamación o infección activa, como un absceso hepático o
un absceso abdominal
Riesgos
Existe una muy leve exposición a radiación por el radioisótopo. El
bazo normalmente recibe la mayor dosis de radiación porque los
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glóbulos blancos por lo regular se acumulan allí. La radiación de estos
materiales es muy leve y los materiales se descomponen (pierden su
radiactividad) en muy corto tiempo. Prácticamente toda radiactividad
desaparece al cabo de uno o dos días. No existen casos
documentados de lesión por exposición a radioisótopos. El escáner
sólo detecta la radiación, no la emite.
Sin embargo, como hay una leve exposición a radiación, la mayoría
de las gammagrafías, incluyendo la de glóbulos blancos, no son
recomendables para mujeres embarazadas o que estén
amamantando.
Las venas y las arterias varían de tamaño de un paciente otro y de un
lado del cuerpo a otro, razón por la cual obtener una muestra de
sangre de algunas personas puede resultar más difícil que de otras.
Otros riesgos asociados con la extracción de sangre son leves, pero
pueden ser:
Sangrado excesivo
Desmayo o sensación de mareo
Hematoma (acumulación de sangre debajo de la piel)
Infección (un riesgo leve cada vez que se presenta ruptura de la
piel)
En casos extremadamente raros, una persona puede experimentar
una reacción alérgica al radioisótopo. Esto puede incluir
una anafilaxia, si la persona es muy sensible a la sustancia.
http://www.ipitimes.com/mnuclear.htm
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CONCLUSIONES
En la gammagrafía la física esta presente en el efecto
fotoeléctrico y este se evidencia en el fotocátodo detrás del
cristal dentro de la cámara gamma. Siendo el efecto
fotoeléctrico un proceso inverso a la producción de los rayos x.
La cámara gamma plana convencional casi ha sido reemplazada
por las gammacámara PET y SPECT, ya que estas han
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evolucionado rápidamente contribuyendo con el conocimiento a
nivel bioquímico de la enfermedad.
La gammagrafía y la SPECT aportan imágenes de fisiología de
un órgano por eso no sustituye a otras técnicas de diagnostico
de imágenes (radiografía, tomografía, ecografía, resonancia
magnética) sino que las complementan aportando información
diferente a las otras técnicas.
Es importante la gammagrafía PET porque permite anticipar el
diagnostico en la etapa del inicio bioquímico de la enfermedad.
En gammagrafía es importante las dosis del radionúclido que
tomara el paciente para lo cual hay que tomar en cuenta la
naturaleza, el tipo de radiación emitida y el tiempo medio de
vida del radioisótopo.
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