Radiofármacos y Técnicas de Imagen en Medicina Nuclear: Fundamentos y Aplicaciones

Radionúclidos y sus Aplicaciones en Medicina

Radionúclidos:

Reactor: Mo99, Tc99m, I131
Ciclotrón: C11, N13, O15, F18

Braquiterapia

Tipos de Braquiterapia:

Intersticial: Colocación quirúrgica de alambres, semillas o agujas radiactivas directamente en el seno del tumor (Ir192).
Intracavitaria: Uso de fuentes radiactivas dentro de cavidades corporales (Cs 137).
Intraluminal: Aplicación en bronquios, esófago o vasos sanguíneos.
De contacto: Placas de material radiactivo en contacto con la zona tumoral.

Radioterapia Metabólica

Aplicaciones de Radionúclidos en Radioterapia Metabólica:

I 131: Hipertiroidismo y cáncer diferenciado de tiroides.
P 32: Cánceres mieloproliferativos, policitemia vera y trombocitosis esencial.
Y 90, Re 186, Er 169: Sinoviortesis radioisotópica.
SR 89, Re 186, Sm 153: Tratamiento paliativo del dolor por metástasis óseas.

Radioinmunoterapia

Utiliza anticuerpos monoclonales específicos frente a antígenos tumorales marcados con radionúclidos. La especificidad del anticuerpo transporta el radionúclido hasta el tumor, donde la emisión beta destruye las células cancerosas. La dificultad radica en obtener anticuerpos altamente específicos.

Hitos Históricos en Medicina Nuclear

1895: Descubrimiento de los rayos X por Roentgen.
1896/1898: Descubrimiento de la radiactividad natural. Becquerel descubre la emisión del uranio. Los Curie descubren la radiactividad del Polonio y el Radio.
1973: Hounsfield sienta las bases de la Tomografía Computarizada (TC).

Control de Calidad de Radiofármacos

Pruebas de Control de Calidad:

Fisicoquímicas: Apariencia física, tamaño de partículas, pH e isotonicidad.
Biológicas: Asepsia, apirogeneidad, toxicidad.
Radiactiva: Concentración.

Pureza Radionuclídica

Porcentaje de actividad total debida al radionúclido de interés. La presencia de impurezas (ej. Mo99) puede causar:

Incremento de la radiación absorbida.
Deterioro de la imagen por conteo deficiente.
Aumento de la radiación de fondo.

Se detecta midiendo la actividad con y sin funda de plomo de 6mm.

Pureza Radioquímica

Porcentaje del radionúclido presente como radiofármaco. La presencia de impurezas (ej. Tc libre e hidrolizado) puede causar:

Conteo deficiente.
Aumento de la radiación de fondo.
Artefactos por la distribución del Tc libre e hidrolizado.

Se detecta mediante cromatografía en papel de Whatman.

Química

Presencia de elementos químicos (ej. Al). Puede causar:

Aglutinamiento de hematíes.
Fijación hepática y renal de difosfonatos.
Floculación y fijación pulmonar del coloide.

Test de Schilling

Se administra una dosis de vitamina B12 marcada con Co 57. Se determina la absorción de la vitamina midiendo la actividad en la orina de 24 horas. Se debe asegurar la función renal y la recolección completa de la orina. Para evitar la acumulación en el hígado, se administra vitamina B12 no marcada por vía intramuscular para saturar el hígado. La cantidad de vitamina cuantificada en la orina es una medida de la cantidad absorbida por el intestino.

Colimadores

Tipos de Colimadores:

LEAP: Orificios paralelos, válido para la mayoría de estudios planares y tomográficos, sensibilidad mínima de 250 cps/mCi.
MEAP: Filtran hasta 300 keV.
LEHR: Orificios paralelos, SPECT cerebral, sensibilidad mínima de 125 cps/mCi.
LEHS: Agujeros paralelos, estudios de primer paso cardíaco.
Pinhole: Órganos pequeños y superficiales (tiroides, parótidas, vértebras, cabeza de fémur), alta resolución.
Otros: Fan beam (convergente en un plano perpendicular al eje transversal), Slanthole (agujeros paralelos inclinados 30º).

SPECT y PET

SPECT (Tomografía Computarizada por Emisión de Fotón Único)

Aplicaciones: cardiología, oncología, estudios de perfusión cerebral, patología ósea (lesiones en la columna vertebral).

PET (Tomografía por Emisión de Positrones)

Aplicaciones: oncología, cardiología y neurología. Cristales más utilizados: bigermanato de bismuto. Nuevas generaciones: GSO, BAF2, LSO.

Parámetros de Calidad de la Gammacámara

Uniformidad

Capacidad de producir una imagen homogénea cuando la fuente radiactiva genera una distribución homogénea de radiación. La falta de uniformidad crea zonas frías y calientes debido al mal funcionamiento de los tubos fotomultiplicadores (TFM). Las gammacámaras tienen sistemas automáticos correctores.

Resolución Espacial

Depende de la resolución intrínseca (sin colimador) y la del colimador. Mejora con el uso de más TFM y la disminución del grosor del cristal de centelleo.

Resolución Temporal

Capacidad de diferenciar dos eventos próximos en el tiempo. El tiempo muerto está condicionado por la rapidez de la fluorescencia en el cristal, el tiempo de integración del pulso y el de transformar la señal analógica en digital.

Sensibilidad

Cantidad de cuentas registradas por unidad de tiempo. Condicionada por la tasa de conteo, estado del colimador, fallo de TFM, degradación del cristal y anchura de la ventana.

Linealidad Espacial

Capacidad de producir imágenes uniformes de fuentes en forma de líneas rectas. La falta de linealidad se llama alabeo o distorsión y se produce por la transformación de la señal en el cristal o en el TFM.

Reconstrucción Tomográfica

Se aplican filtros:

Filtro rampa o de convolución: Elimina el efecto estrella, dejando pasar las altas frecuencias y reduciendo las bajas.
Filtros de suavizado (Butterworth y Hanning): Mejoran la calidad de la imagen.
Filtros de realce (Metz y Wiener): Mejoran la resolución y el contraste.

Método de Chang

Asume que cada corte transaxial puede ser representado por una elipse. Cada punto de la imagen tiene coordenadas que representan su profundidad. Conociendo la profundidad y el coeficiente de atenuación del cuerpo para los fotones del radionúclido, se calcula la atenuación sufrida por la radiación. Se basa en principios teóricos y aplica un factor de atenuación constante, por lo que no se usa en la práctica.