Antonio Brosed Serreta (Ed.), Rafael Puchal Añé (Ed.)-Fundamentos de Física Médica, Volumen 6_...

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Fundamentos de Fsica MdicaVolumen 1 Medida de la radiacin

Volumen 2 Radiodiagnstico: bases fsicas, equipos y control de calidad

Volumen 3 Radioterapia externa I. Bases fsicas, equipos, determinacin de la dosis absorbida y programa de garanta de calidad

Volumen 4 Radioterapia externa II. Dosimetra clnica, algoritmos de clculo, sistemas de planificacin y control de calidad

Volumen 5 Braquiterapia: bases fsicas, equipos y control de calidad

Volumen 6 Medicina nuclear: bases fsicas, equipos y control de calidad

Volumen 7 Proteccion radiolgica hospitalaria

Volumen 8 Radiobiologa y principios de Oncologa

Volumen 9 Radiaciones no ionizantes I. Ultrasonidos. Bases fsicas, equipos y control de calidad

Volumen 10 Radiaciones no ionizantes II. Resonancia magntica. Bases fsicas, equipos y control de calidad

www.auladoc.com 9 788494 084928

ISBN: 978-84-940849-7-3

Fundamentos de Fsica Mdica

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Editor de la coleccin: Antonio Brosed Serreta

Editor del volumen: Rafael Puchal A

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Fundamentos de Fsica Mdica


Editor de la coleccin: Antonio Brosed Serreta

Editor del volumen: Rafael Puchal A

Edicin:

Sociedad Espaola de Fsica Mdica E-mail: [email protected] Pgina web: www.sefm.es

Reservados todos los derechos. Ninguna parte de esta publicacin podr ser reproducida, alma-cenada o trasmitida en cualquier forma ni por cualquier procedimiento electrnico, mecnico, de fotocopia, de registro o de otro tipo, sin el permiso de los editores.

Depsito legal: M-36452-2014ISBN: 978-84-940849-2-8

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ANTONIO BROSED SERRETALicenciado en Ciencias Fsicas por la Universidad de Zaragoza en 1959 y, tras dos aos trabajan-do en la ctedra del Profesor Don Justiniano Casas, ingres en la Junta de Energa Nuclear (JEN) en 1962.En Enero de 1966, fue enviado al Laboratorio de dosimetra de radiaciones io-nizantes de la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) en Svrs (Francia). Bajo la direccin del Profesor Andr Allisy trabaj y aprendi la metrologa correspondiente a la dosimetra con haces externos.

Desde 1968 hasta su jubilacin en 2007 sus actividades se han de-sarrollado en dos vertientes: la primera corresponde a la investigacin y desarrollo en metrologa de radiaciones ionizantes (RI), que compren-di el establecimiento de patrones nacionales y laboratorios de calibra-cin en el seno de la entonces JEN y en el Laboratorio de Metrologa de RI (LMRI) de la actual CIEMAT, y la segunda corresponde a labores docentes relacionadas con la metrologa de RI, dosimetra fsica en ra-dioterapia y radioproteccin y desarrolladas en diferentes mbitos.

Coautor y autor de artculos en revistas nacionales y extranjeras, de captulos de libros y de numerosas comunicaciones a Congresos, fue nombrado en 1969 miembro a ttulo personal del Comit Consultivo de Radiaciones Ionizantes (CCRI, Section I) del BIPM, labor que desarro-ll hasta su jubilacin. Ha sido presidente del Comit de Dosimetra en Radioterapia (CDR) de la Sociedad Espaola de Fsica Mdica (SEFM), desde su origen en 1979 hasta su desaparicin en 1997 y presidente de la Comisin Cientfica de la SEFM desde su creacin en 2000 hasta 2007.

Ha recibido distinciones de la SEPR (2000), de la SEFM (2001) y del BIPM (2009).

RAFAEL PUCHAL ADoctor en Ciencias Fsicas por la Universidad de Barcelona (1988) y especialista en Radiofsica Hospi-talaria (1999). Profesor asociado de la Universidad Politcnica de Catalua desde 1975 a 1980. Fsico Adjunto en el Servicio de Medicina Nuclear del Hospital Universitario de Bellvitge desde 1980 hasta su jubilacin en 2014.

Profesor, en la formacin de residentes, de radiofsica e instrumenta-cin de Medicina Nuclear (MN) desde 1983 y tutor de MN de los residentes de RFH del hospital, desde 2004. Codirector de los cursos Instrumentacin y control de calidad de MN, profesor de los cursos de SPECT cerebral orga-nizados por General Electric Health Care y coordinador y profesor del m-dulo 6 del curso Fundamentos de Fsica Mdica organizado por la SEFM y la UNIA.

Profesor invitado en ms de 100 ocasiones, autor de 32 ponencias in-vitadas en congresos nacionales, de 19 en internacionales, de 140 comu-nicaciones en congresos de MN y Fsica Mdica y autor de ms de 50 pu-blicaciones en revistas nacionales e internacionales. Es tambin autor de 1 libro y de distintos captulos en 9 libros ms. Ha sido representante espaol en la elaboracin de normas IEC/CEI en el rea de instrumentacin de MN (TC62/WG2) y ha actuado como experto de Fsica Mdica en MN, en el Organismo Internacional de Energa Atmica (OIEA).

Actualmente es coordinador del grupo de trabajo de la SEFM para la redaccin de un nuevo protocolo de control de calidad de la instrumen-tacin de MN.

PresentacinLos contenidos del presente volumen y de toda la coleccin, sur-

gen a partir de los textos del curso FUNDAMENTOS DE FSICA MDICA, organizado por la SEFM (Sociedad Espaola de Fsica Mdica) y la UNIA (Universidad Internacional de Andaluca).

Desde el ao 2004, en los meses de enero y febrero y celebrado en el magnfico recinto de la sede Antonio Machado de la UNIA, en Baeza (Jan), el curso ha pretendido ofrecer una formacin bsica que cubre en gran medida los conocimientos tericos que figuran en el programa de la especialidad de Radiofsica Hospitalaria (RFH), as como introducir a otros titulados superiores en el campo de la Fsica Mdica.

En consecuencia, estos textos van dirigidos a especialistas en forma-cin en la especialidad de RFH, (fundamentalmente los residentes de primero y segundo ao de la especialidad), as como a titulados supe-riores que quieran adquirir o mejorar sus conocimientos en el rea de la Fsica Mdica.

Los objetivos del curso tal como fue concebido son:

Cubrir gran parte del programa terico de formacin de la espe-cialidad de RFH.

Uniformizar los conocimientos tericos de base para todos los especialistas en formacin.

Armonizar el lxico y la terminologa en el mbito de la Fsica Mdica.

Por medio de esta coleccin, se pretende adems, difundir el con-tenido de nuestros cursos entre todos los profesionales de la Fsica Mdica de habla hispana que deseen acercarse a nuestros textos y te-ner a su disposicin un libro de consulta en espaol.

El curso se estructura en 9 mdulos, de duracin entre 10 y 20 horas cada uno, que son eminentemente tericos a fin de introducir a los especialistas en formacin en las diversas reas de la especialidad. A lo largo de estos aos se ha desarrollado por medio de clases magis-trales combinadas con seminarios, discusiones y trabajos en grupo. A partir de dichos mdulos docentes han surgido los diez volmenes que componen esta serie, revisados y ampliados con la participacin de los autores y del editor de la coleccin, Antonio Brosed Serreta.

Mi agradecimiento sincero a todos los profesores participantes a lo largo de estos aos, as como a los autores de los textos por su dedica-cin y esfuerzo desinteresado.

Finalmente, quiero agradecer a la Junta Directiva de la SEFM el apo-yo incondicional recibido a lo largo de todas las ediciones del curso y el haber hecho realidad ahora, la publicacin de sus contenidos. Mi agradecimiento especial, a Alejandro Garca Romero cuyo entusiasmo y dedicacin han sido claves para llevar a buen trmino la publicacin de estos libros.

Teresa Eudaldo Puell Directora del curso

Autores

Raquel Barquero SanzDoctora en C. Fsicas por la Universidad de Valladolid (UVa) y especialista en Radiofsica Hospitalaria, con el nmero uno, segn RD 220/1197. Profesora Titular de la UVa con acreditacin ANECA. Ttulo de Mster en Ingeniera Nuclear por el CIEMAT y del Curso Superior de Proteccin Radiolgica y es Presidenta de la Comisin Cientfica de la SEFM desde 2008.

Su experiencia profesional se ha desarrollado como Ingeniero nuclear en INYPSA (Centrales nucleares de Asc y Vandells), Fsico en el rea de la Radioterapia y Jefe de Seccin de Proteccin Radiolgica de SACYL.

Es Profesora asociada de Radiologa y Fsica Mdica y del Mster de Fsica en Ciencias de la Salud de la UVa. Profesora del Curso Superior de Proteccin Radiolgica del CIEMAT y del Mdulo 6 del curso Fundamentos de Fsica Mdica organizado por la SEFM y la UNIA.

De su labor cientfica, cabe sealar su Tesis sobre caracterizacin de la radiacin neutrnica en aceleradores mdicos, su participacin en 12 proyectos de inves-tigacin y la autora de 162 publicaciones, de las que 31 son internacionales des-de 2002 a 2012. Ha presentado 55 ponencias internacionales y 64 nacionales y es autora de 10 libros y/o captulos de libros. Ha participado en la elaboracin del Protocolo Nacional de CC de la Instrumentacin de MN, es miembro del Comit 73 de AENOR y Coordinadora del grupo SEFM de Dosimetra de pacientes en MN.

Coordinadora del Advisory Group del comit ISO de PR (ISO/TC85/SC2) y miem-bro del Grupo de trabajo ISO/TC 85/SC2/WG22. Evaluadora de la revista Elsevier Applied Radiation and Isotopes, y de las revistas espaolas de Medicina Nu-clear e Imagen Molecular y Fsica Mdica.

Natividad Ferrer GarcaNatural de Madrid. Licenciada en Ciencias Fsicas por la Universidad Complutense de Madrid. Residente de Programas Especiales en el Servicio de Medicina Nuclear del hospital Ramn y Cajal de Madrid, especialista en Radiofsica Hospitalaria y en Proteccin Radiolgica para instalaciones mdicas. Jefe del Servicio de Radiofsica y Proteccin Radiolgica del Hospital Ramn y Cajal.

Miembro de la Comisin nacional del Protocolo Espaol de control de calidad en la instrumentacin de Medicina Nuclear. Ha sido Secretaria y Presidenta de la SEFM (2007-2011) y miembro del Comit de Redaccin de la Revista espaola de Fsica Mdica (2000-2005). Ha participado como docente en diferentes cursos de proteccin radiolgica y de control de calidad en medicina nuclear homologados por el CSN y organizados por el CIEMAT, SEFM y SEPR. Autora o coautora de dife-rentes publicaciones, trabajos y comunicaciones a congresos nacionales e inter-nacionales. Representante espaola en el Foro Iberoamericano de Proteccin del Paciente. Miembro de las Sociedades espaolas de Fsica Mdica, Medicina Nuclear y Proteccin Radiolgica. Tutora de Residentes de Radiofsica Hospitalaria del hos-pital, desde 2004 hasta septiembre de 2013.

Josep M. Mart ClimentDoctor en C. Fsicas (1990) y Licenciado en C.Fsicas (1985) por la Universitat Aut- noma de Barcelona. Realiz el Curso Superior de Proteccin Radiolgica en el CIEMAT en 1991 y desde este ao es especialista universitario en Proteccin Radiolgica en Instalaciones Mdicas por la Universidad Complutense de Madrid. En 1998, obtuvo el ttulo de Jefe de Servicio de Proteccin contra las Radiaciones Ionizantes otorgado por el CSN y desde 1999 es especialista en Radiofsica Hos-pitalaria.

La actividad asistencial la ha realizado en la Clnica Universidad de Navarra desde 1989. Desde 1994 es Jefe de Proteccin Radiolgica y ha sido tambin subdirector del Servicio de Medicina Nuclear. En la actualidad, es director del Servicio de Radiofsica y Proteccin Radiolgica.

Es Profesor Titular de Universidad acreditado por ANECA y Profesor Contratado Doctor en la Universidad de Navarra (UN), donde imparte clases desde 1997 en la Facultad de Medicina y tambin en el mster de Ingeniera Biomdica de la Escuela Superior de Ingenieros TECNUN de la UN. Su actividad investigadora le ha llevado a participar en 23 proyectos de investigacin en convocatorias competiti-vas pblicas y de entidades privadas, siendo director principal en dos de ellos y en 5 ensayos clnicos. Asimismo, es autor de 63 artculos en revistas, de 21 captulos de libros y autor o editor de 6 libros. Ha dirigido 3 tesis doctorales y 6 trabajos de

investigacin final de grado o mster. Ha participado en diversas misiones como experto de la OIEA, tanto como docente como de asesor.

Javier Pava SeguraLicenciado y Doctor en Ciencias Fsicas por la Universidad de Barcelona y especialis-ta en Radiofsica Hospitalaria. Consultor senior del Servicio de Medicina Nuclear del Hospital Clinic de Barcelona. Profesor Agregado interino del Dpto de Ginecologa y Obstetricia, Pediatra, Radiologa y Anatoma de la Universidad de Barcelona (UB). Radiofsico hospitalario con experiencia en Medicina Nuclear (MN) desde 1976 y res-ponsable del Programa de Garanta de Calidad del Servicio de Medicina Nuclear.

Director en 25 ediciones del curso Operadores de Instalaciones Radiactivas y en 9 ediciones del curso Instrumentacin y Control de Calidad en MN y Coordinador del mdulo de MN en cursos de Supervisores de Instalaciones Radiactivas.

Miembro del grupo de investigacin Biofsica respiratria i bioenginyeria del Institut dInvestigacions Biomdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS). Desde 2007 es investigador principal del Grupo de Imagen Biomdica de la UB en el Centro de Investigacin Biomdica en Red en Bioingeniera Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN). Desde 2011 forma parte, en este Centro, del Comit de Direccin, en calidad de Coordinador del Programa de Formacin.

Director de 13 tesis doctorales y autor de numerosos trabajos publicados en revis-tas nacionales y extranjeras y de trabajos presentados en congresos nacionales e internacionales. Investigador principal y colaborador en numerosos proyectos fi-nanciados y en contratos con empresas en el campo del procesamiento de ima-gen. Evaluador de la ANEP y miembro del Comit Editorial de la Revista Espaola de Medicina Nuclear e Imagen Molecular.

Rafael Puchal A

Xavier Setoain PeregoDoctor en Medicina y Ciruga por la Universidad de Barcelona y especialista en Medicina Nuclear. Consultor snior de Medicina Nuclear en el Hospital Clnic de Barcelona con experiencia en linfomas con Tomografa por emisin de positrones y en epilepsia con PET y SPECT cerebral. Es miembro de la Unidad de Epilepsia del Hospital Clnic y Sant Joan de Deu, unidad asistencial acreditada de referencia na-cional.

Ha publicado numerosos trabajos en revistas nacionales y extranjeras y presentado trabajos en congresos nacionales e internacionales. Autor de ponencias invitadas en mltiples cursos, jornadas y congresos. Investigador principal / Colaborador en proyectos financiados por convocatorias FIS o Maratn de TV3. Investigador del IDIBAPS en el rea 5: Oncologa i Hematologa, en el equipo: Diagnstic i terapu-tica en oncologa. Es investigador del Centro de investigacin biomdica en Red en Bioingeniera, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN).

Director de cursos de Operadores y Supervisores en instalaciones radiactivas. Colaborador docente de la Universidad de Barcelona y Profesor de seminarios y clases prcticas en la asignatura de Radiologa y Medicina Fsica y en Ingeniera Biomdica. Tutor de residentes de Medicina Nuclear y tesorero de la Sociedad Espaola de Medicina Nuclear (SEMNim).

ndice

Tema 1. Fundamentos de la Medicina nuclear 231. Introduccin a la Medicina nuclear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2. Procedimientos diagnsticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.1. Procedimientos diagnsticos sin imagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.2. Procedimientos diagnsticos con imagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

3. Procedimientos teraputicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

4. Investigacin biomdica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5. Caractersticas radiolgicas de los trazadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5.1. Radionucleidos empleados para el diagnstico. . . . . . . . . . . . . 37

5.2. Radionucleidos empleados para terapia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

5.3. Obtencin de radionucleidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

6. Instrumentacin utilizada en Medicina nuclear. . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

6.1. Activmetros. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

6.2. Detectores de muestras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

6.3. Sondas de deteccin externa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

6.4. Gammacmara. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

6.5. Tomgrafo SPECT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

6.6. Tomgrafo PET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

7. Bibliografa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Tema 2. Instalacin y funcionamiento de una unidad de Medicina nuclear . . . . . . . . . . . . 471. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2. reas funcionales y dependencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.1. Unidad de radiofarmacia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.2. Salas de exploraciones y tratamientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

2.3. Elaboracin de datos y confeccin de informes . . . . . . . . . . . . 57

2.4. rea de gestin y atencin al paciente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

2.5. Servicios generales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

3. Circuitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

3.1. Circuito de solicitud de prestacin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

3.2. Circuito de pacientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

3.3. Circuito de radiofarmacia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

3.4. Circuito de informacin diagnstica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

4. Bibliografa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

Tema 3. Garanta y control de calidad en Medicina nuclear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 671. Calidad en Medicina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

1.1. Concepto de calidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

1.2. Concepto de garanta de calidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

2. Garanta de calidad en Medicina nuclear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

2.1. Calidad en Medicina nuclear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

2.2. Programa de garanta de calidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

2.3. Seleccin del equipo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

2.4. Pruebas de aceptacin, referencia y de constancia . . . . . . . . . 75

2.5. Pruebas de buena prctica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

2.6. Protocolos de control de calidad de la instrumentacin de Medicina nuclear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

3. Anlisis del Real Decreto 1841/1997 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

3.1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

3.2. Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

3.3. Mtodo y discusin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

4. Bibliografa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Tema 4. Equipos sin imagen y sondas de deteccin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 851. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

2. Activmetros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

2.1. Tipos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

2.2. Fundamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

2.3. Prestaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

2.4. Calibracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

2.5. Control de calidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

3. Otros equipos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

3.1. Contadores gamma y beta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

3.2. Sondas de deteccin externa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

3.3. Control de calidad de sondas externas y contadores . . . . . . 104

3.4. Sondas intraoperatorias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

3.5. Pruebas de calidad de sondas intraoperatorias . . . . . . . . . . . . 110

4. Bibliografa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114

Tema 5. Gammacmaras y tomgrafos de emisin de fotones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1151. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117

2. Gammacmara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117

2.1. Componentes de una gammacmara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

2.2. Formacin de la imagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

2.3. Modos de adquisicin de imagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

2.4. Causas de degradacin de la imagen gammagrfica . . . . . . 128

3. Tomgrafo de emisin de fotones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135

3.1. Adquisicin de una secuencia de proyecciones . . . . . . . . . . . 135

3.2. Reconstruccin tomogrfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

3.3. Causas de degradacin de la imagen tomogrfica. . . . . . . . . 138

3.4. Correccin de las degradaciones de la imagen . . . . . . . . . . . . 139

4. Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141

5. Bibliografa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141

Tema 6. Tomografa por emisin de positrones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1431. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145

2. Bases fsicas de la PET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .148

2.1. Deteccin en coincidencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

2.2. Coincidencias aleatorias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150

2.3. Coincidencias de dispersin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

3. Tomgrafo PET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151

3.1. Materiales detectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

3.2. Configuracin del tomgrafo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154

3.3. Adquisicin en 3D y sensibilidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

3.4. Tiempo de vuelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

3.5. Adquisicin de la imagen. Sinogramas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

4. Caractersticas de funcionamiento de un tomgrafo PET . . . . . . . .159

4.1. Resolucin espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159

4.2. Sensibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

4.3. Tasa de cuentas equivalente a ruido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

4.4. Fraccin de dispersin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

5. Reconstruccin de la imagen y correcciones . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

5.1. Correccin de tiempo muerto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

5.2. Normalizacin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

5.3. Correccin de sucesos aleatorios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

5.4. Correccin de fotones dispersos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

5.5. Correccin de atenuacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

5.6. Reconstruccin de la imagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171

6. Protocolo estndar en un equipo PET/TAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173

6.1. Preparacin del paciente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

6.2. Posicionamiento del paciente en el tomgrafo . . . . . . . . . . . . 174

6.3. Realizacin de un topograma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

6.4. Realizacin del estudio TAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

6.5. Realizacin del estudio de emisin del PET . . . . . . . . . . . . . . . . 175

7. Referencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176

Tema 7. Control de calidad de los equipos de imagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1811. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .183

2. Gammacmaras planares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .185

2.1. Uniformidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

2.2. Sensibilidad extrnseca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

2.3. Resolucin espacial extrnseca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

2.4. Resolucin temporal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

2.5. Resolucin energtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

2.6. Tamao de pxel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

3. Gammacmaras tomogrficas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202

3.1. Uniformidad planar para tomografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

3.2. Centro de rotacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

3.3. Uniformidad tomogrfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

4. Tomgrafos PET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .208

4.1. Sensibilidad relativa por lnea de respuesta y calidad de la normalizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

4.2. Factor de calibracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209

4.3. Resolucin transversal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210

4.4. Tamao de pxel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

4.5. Uniformidad tomogrfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211

5. Equipos hbridos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .212

5.1. Registro intermodal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

6. Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214

7. Bibliografa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214

Tema 8. Tratamiento de datos. . . . . . . . . . . . . . 2171. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219

2. Formacin de imgenes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220

2.1. Gammagrafa planar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220

2.2. Estudios de SPECT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224

2.3. Estudios de PET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

2.4. Reconstruccin tomogrfica 2D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

2.5. Mtodos de reconstruccin tomogrfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

3. Visualizacin de imgenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .238

4. Tratamiento de imgenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .241

4.1. Introduccin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

4.2. Operaciones globales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .241

4.3. reas de inters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .251

4.4. Generacin de curvas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

5. Tratamiento de curvas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .255

5.1. Suavizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

5.2. Modelos compartimentales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

5.3. Respuesta impulsional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

5.4. Imgenes paramtricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260

6. Tratamiento de datos de laboratorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .263

7. Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .264

8. Bibliografa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .264

Tema 9. Dosimetra de pacientes en Medicina nuclear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2671. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .269

2. Dosimetra interna con radiofrmacos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .270

3. Magnitudes fsicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .271

3.1. Dosis absorbida media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271

4. Magnitudes de proteccin, dosis equivalente y dosis efectiva . . .273

4.1. Dosis equivalente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

4.2. Dosis efectiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

5. Magnitudes relevantes para efectos deterministas . . . . . . . . . . . . .275

5.1. Dosis biolgica equivalente (BED). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

5.2. Dosis uniforme equivalente (EUD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

5.3. Dosis isoefectiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

6. Dosimetra en procedimientos diagnsticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .278

6.1. Tablas de dosis estndar por unidad de actividad administrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278

6.2. Optimizacin en casos crticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

6.3. Administraciones inadecuadas y exploraciones no tipificadas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

6.4. Actividades mximas a administrar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

7. Dosimetra en terapia con radiofrmacos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .286

7.1. Terapias ms generalizadas en MN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287

8. Referencias. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .296

Tema 1: Fundamentos de la

Medicina nuclear

Xavier Setoain Perego y Javier Pava Segura

[ 25 ]

Fundamentos de la Medicina nuclearXavier Setoain Perego y Javier Pava Segura

Servicio de Medicina NuclearHospital CLNIC de Barcelona

Centro de investigacin biomdica en red en bioingeniera,biomateriales y nanomedicina. CIBER-BBN.

[email protected], [email protected]

1. Introduccin a la Medicina nuclearLa Medicina nuclear es una especialidad mdica que utiliza elementos

radiactivos, en forma de fuentes no encapsuladas, con fines diagnsticos, te-raputicos y de investigacin. El material radiactivo es utilizado in vivo. Los elementos radiactivos pueden administrarse unidos a sustancias especficas convirtindose en trazadores radiactivos, que una vez introducidos en el orga-nismo se distribuyen en l emitiendo radiacin. Si se emplea para una finalidad diagnstica, la radiacin emitida puede ser detectada desde el exterior. Si se emplea con finalidad terapetica, la radiacin emitida pretende depositar una dosis absorbida en un blanco determinado dentro del organismo.

La actividad caracterstica de la Medicina nuclear es la administracin de trazadores radiactivos o radiofrmacos a pacientes. Esa actividad es la que real-mente marca la diferencia con otras especialidades que utilizan radiaciones ionizantes. La administracin de un trazador radiactivo o radiofrmaco puede tener una finalidad diagnstica o teraputica y va a drsele un uso clnico o va a dedicarse a la investigacin biomdica.

Los mtodos diagnsticos y teraputicos que emplea la Medicina nu-clear son seguros, no agresivos y con una buena relacin coste/efectividad. El embarazo, como ocurre con otros mtodos diagnsticos y teraputicos que emplean radiaciones ionizantes, es la nica contraindicacin que tie-nen. Aproximadamente un 5-10% de la actividad clnica o asistencial de un Servicio de Medicina Nuclear se dedica a la terapia, mientras que del 90 al 95% se dedica al diagnstico.

Fundamentos de Fsica Mdica Volumen 6. Medicina nuclear: bases fsicas, equipos y control de calidad

[ 26 ]

2. Procedimientos diagnsticosEn diagnstico, los trazadores estn marcados con radistopos de cor-

to periodo de semidesintegracin que emiten fotones gamma o positrones. Se emplean a dosis bajas y suelen eliminarse rpidamente del organismo, aunque deben permanecer el tiempo suficiente para permitir la exploracin. As, la dosis de radiacin y el periodo efectivo de irradiacin son bajos y la irradiacin final que sufre el paciente es baja, por lo que el riesgo de efecto radiobiolgico estocstico derivado es muy pequeo y, en cualquier caso, inferior al riesgo de no ser diagnosticado correctamente por no realizar la exploracin.

Cuando la finalidad de la administracin de un trazador a un paciente es diagnstica, el objetivo es detectar la radiacin ionizante procedente de los tejidos donde se ha incorporado o fijado el trazador. La instrumentacin ac-tualmente empleada para detectar esa radiacin se basa en la utilizacin de cristales de centelleo slido en equipos especialmente diseados para obte-ner imgenes. La cantidad de radiacin detectada y su distribucin corporal se pueden expresar numricamente o en imgenes. Estos datos en forma de cifras, grficas, gammagrafas y tomografas, documentan la funcin de los r-ganos, en contraste con otros mtodos de diagnstico por la imagen, cuya in-formacin es bsicamente anatmica. Las exploraciones de Medicina nuclear suelen hacer un diagnstico precoz de las enfermedades, ya que los cambios funcionales o fisiopatolgicos que se detectan en los rganos explorados sue-len preceder a los cambios estructurales o anatmicos.

Segn la instrumentacin empleada y la forma de representar la deteccin de la radiacin pueden practicarse procedimientos o exploraciones sin imagen y con imagen por medio de gammagrafas y tomogammagrafas. La figura 1 repre-senta la mayor parte de los procedimientos diagnsticos de Medicina nuclear y la tabla 1 muestra los procedimientos diagnsticos por especialidades mdicas.

2.1. Procedimientos diagnsticos sin imagenEstas exploraciones se basan en la administracin oral o endovenosa de

un trazador y la posterior deteccin de la actividad, que puede realizarse de dos formas. Un grupo de procedimientos determinan la actividad presente en muestras de lquidos fisiolgicos en los que el trazador se ha distribuido. Otras pruebas detectan de forma externa la radiacin procedente del rgano en el que se ha incorporado el trazador. Para estas exploraciones de diagnstico sin imagen se emplean detectores gamma de muestras y/o sondas de deteccin externa. Ejemplos en los que el resultado se obtiene a partir de la actividad de unas muestras son el filtrado glomerular y el flujo plasmtico renal. Ejemplos

Tema 1: Fundamentos de la Medicina nuclear

[ 27 ]

Medicina nuclear

Diagnstico Terapia

Con imagen

Dinmicos

Planar

Parcial Total SPECT PET

Tomogrco

EstticosIn vitro

Volemia

FG/FPR

Ferrocintica

(G. Centinela)

Renograma

Ventrculo

Corazn

Cerebro

Tiroides RCT PET

Det. externas

Sin imagen

Figura 1. Procedimientos diagnsticos de Medicina nuclear.

en los que se utiliza la deteccin externa de la radiacin procedente de la radia-cin son la ferrocintica y la cintica eritrocitaria.

La mayor parte de las exploraciones con detecciones externas son poco frecuentes y algunas se han sustituido por otros estudios gammagrficos. Sin embargo, actualmente est en auge el empleo de la deteccin externa me-diante pequeas sondas detectoras para la localizacin preoperatoria de tejido tumoral y ganglios linfticos infiltrados. Esta tcnica se conoce como deteccin del ganglio centinela y se ha incorporado al conjunto de pruebas diagnsticas de Medicina nuclear.

2.2. Procedimientos diagnsticos con imagenLos procedimientos ms frecuentes en Medicina nuclear basan el diag-

nstico en la valoracin de imgenes, obtenidas a partir de la radiacin que emite el trazador desde el interior del paciente. Estas imgenes representan la distribucin tridimensional del trazador en el organismo, en un instante de-terminado y se denominan gammagrafas. La gammagrafa, como su nombre indica, es una imagen obtenida mediante la deteccin de radiacin gamma y


[ 28 ]

CARDIOLOGA

Ventriculografa isotpica de equilibrioTomogammagrafa (SPECT) miocrdica de perfusin

ENDROCRINOLOGA

Gammagrafa tiroideaRastreo gammagrfico con 131IGammagrafa de paratiroidesGammagrafa suprarrenalRastreo gammagrfico con MIBGGammagrafa de receptores de somatostatina

GASTROENTEROLOGA

Gammagrafa hepatoesplnicaGammagrafa de hemorragia digestivaGammagrafa de hemangiomasGammagrafa salivalCuantificacin radisotpica de sangre en hecesGammagrafa con leucocitos marcados

HEMATOLOGA

FerrocinticaGammagrafa esplnicaGammagrafa medular

NEFROUROLOGA

Filtrado glomerularFlujo plasmtico renal efectivoGammagrafa renalRenograma

NEUMOLOGA

Gammagrafa pulmonar de perfusinGammagrafa pulmonar de ventilacin

NEUROLOGA

CisternogammagrafaTomogrammagrafa (SPECT) cerebral de perfusinTomogrammagrafa (SPECT) cerebral de receptoresTomogrammagrafa (SPECT) cerebral con trazadores de afinidad tumoralTomografa (PET) con 18F-fluordeoxiglucosa

APARATO OSTEOARTICULAR

Gammagrafa seaGammagrafa sea con leucocitos marcados


[ 29 ]

consiste en la proyeccin en un plano de la distribucin del trazador, motivo por el cual frecuentemente se le denomina con el nombre de gammagrafa pla-nar. Para su obtencin se precisa un detector especial denominado cmara de Anger o gammacmara. Las gammagrafas son parciales, cuando estudian una parte del organismo (ejemplo: gammagrafa tiroidea; renal), o totales, cuan-do se obtiene imagen de todo el cuerpo (ejemplo: gammagrafa sea; rastreo gammagrfico oncolgico). Una gammagrafa es esttica cuando reproduce la imagen de un rgano en el que el trazador est retenido (ejemplo: gammagra-fa tiroidea; renal), mientras que una gammagrafa dinmica es una secuencia temporal de imgenes gammagrficas que permiten visualizar los cambios que se producen en la distribucin del trazador, pudiendo estudiar su cinti-ca (ejemplo: angiogammagrafa; renograma). La gammagrafa es un estudio funcional, ya que representa la distribucin del trazador en un rgano o tejido al que accede por mecanismos fisiolgicos o patofisiolgicos. Una hipercapta-cin o imagen caliente representa una concentracin tisular de trazador mayor de la esperada lo que representa un aumento patolgico debido a algn pro-ceso funcional. Una hipocaptacin o imagen fra representa una disminucin en la concentracin normal de trazador debida a algn defecto patolgico por algn proceso funcional determinado.

SPECT

La aparicin de la Tomografa Computarizada por Emisin de Fotn nico (SPECT), mejora la capacidad resolutiva de la gammagrafa y evita la superposi-cin de estructuras valorando mejor las estructuras profundas de los rganos. Es una representacin volumtrica gammagrfica que se presenta en cortes o imgenes tomogrficas paralelos a cualquier plano del espacio. La SPECT

APARATO VASCULAR

FlebogammagrafaLinfogammagrafa

ONCOLOGA

Rastreo gammagrfico con yoduro sdico 131IDeteccin del ganglio centinelaTomografa (PET) con 18F-fluordeoxiglucosa

ENFERMEDADES INFECCIOSAS Y AUTOINMUNES

Gammagrafa con leucocitos marcadosGammagrafa con citrato de 67Ga

Tabla 1. Principales exploraciones de Medicina nuclear.


[ 30 ]

puede practicarse con gammacmaras de uno, dos o tres cabezales detecto-res. Las de 2 y 3 cabezales permiten una adquisicin ms rpida de la SPECT y sus imgenes son de mayor calidad morfolgica. La SPECT es una variacin metodolgica de la gammagrafa. La gammagrafa se practica tras la inyeccin o administracin del trazador radiactivo emisor gamma. Si queremos mejorar la informacin, puede practicarse la SPECT inmediatamente despus, con la misma gammacmara y sin necesidad de volver a inyectar de nuevo el traza-dor. En rganos, como el cerebro o el corazn, en las que se sabe que la SPECT es muy superior, ya se practica directamente sta. Por eso, las aplicaciones ms extendidas de la SPECT son la tomogammagrafa de perfusin miocrdica para evaluacin de la enfermedad coronaria, la SPECT cerebral de perfusin em-pleada en demencias, epilepsias y otras enfermedades del sistema nervioso central y la SPECT cerebral de neurorreceptores para enfermedades cerebrales subcorticales como la enfermedad de Parkinson. En oncologa es tambin muy til y se realiza como complemento del estudio planar en las gammagrafas con 67Ga, para valorar los linfomas o en las gammagrafas con octretido-111In para estudiar los tumores neuroendocrinos enteropancreticos con receptores para la somatostatina. La SPECT tiene un tiempo de ocupacin medio en una gammacmara de doble cabezal de aproximadamente treinta minutos. La op-cin con mejores prestaciones es, actualmente, una gammacmara de doble cabezal, con cabezales orientables, ya que permite estudios gammagrficos estticos y dinmicos, rastreos gammagrficos de cuerpo entero y SPECT de cualquier sector, con posibilidad de correccin de atenuacin por escner de transmisin.

Ni la gammagrafa ni la SPECT permiten una cuantificacin absoluta de la captacin del trazador en tejidos y rganos. Debe hacerse una cuantificacin relativa, en relacin a una captacin de referencia en otro rgano o respecto a la dosis administrada corregida por el peso o por la superficie corporal.

PET

La Tomografa por Emisin de Positrones (PET), es una tcnica tomogrfi-ca cuya principal diferencia es que utiliza trazadores marcados con emisores de positrones. Los radistopos ms empleados son 11C, 13N, 15O y 18F, que permi-ten marcar cualquier sustancia sustituyendo en sus molculas algunos tomos de O, C o N por 15O, 11C o 13N, o halogenndolas con 18F. As, se pueden utilizar como trazadores para PET compuestos como 15O2, [

15O]-agua, [11C]-timidina o [18F]-fluordesoxiglucosa (FDG), es decir, sustancias qumicas anlogas a mu-chas molculas endgenas, como precursores, sustratos, enzimas, ligandos, transmisores, receptores, etc., que participan en los distintos mecanismos bio-qumicos y fisiolgicos celulares. La PET es capaz de ofrecer, en imgenes tomo-


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grficas, la distribucin regional de procesos funcionales, no medibles in vivo por ninguna otra tecnologa. Por este motivo, la PET es una de las tcnicas de imagen molecular. De esta forma, podemos visualizar en imgenes tomogrficas la distribucin regional del flujo sanguneo o el consumo regional de glucosa o la extraccin regional de oxgeno. Estos parmetros pueden ser cuantificados de forma absoluta, en micromoles/minuto/100 gramos de tejido.

Los radistopos comentados tienen un periodo de semidesintegracin muy corto (15O, 2 minutos; 13N, 10 minutos; 11C, 20,4 minutos; 18F, 110 minutos). El empleo de trazadores marcados con 15O, 13N y 11C est limitado exclusiva-mente a aquellas unidades PET con ciclotrn propio. El nico trazador PET con aplicacin clnica establecida es la deoxiglucosa marcada con 18F (18F -FDG). Esto se debe a su disponibilidad, ya que su estabilidad in vitro y el periodo de semidesintegracin del 18F (110 minutos) permiten su transporte, desde las unidades o centros con ciclotrn en donde se produce, a otras unidades o centros con tomgrafo PET. Estas condiciones no se dan, por el momento, con ningn otro trazador PET. De esta forma, la FDG es el nico trazador PET que se puede emplear sin necesidad de disponer de ciclotrn propio. Se han descrito indicaciones clnicas de la PET-FDG en neurologa (demencias, epilepsia, tras-tornos del movimiento), cardiologa (enfermedad coronaria) y en oncologa, ya que se ha demostrado que las clulas tumorales consumen mucha glucosa de forma que la 18F-FDG queda atrapada dentro de la clula tumoral, convirtin-dose en un trazador idneo para estudiar el cncer.

En oncologa se est empleando la PET con FDG en el diagnstico de benig-nidad o malignidad de un tumor primitivo detectado por otras tcnicas, guiar o indicar el lugar de toma de biopsia, establecer el diagnstico de extensin previo al planteamiento teraputico de un tumor conocido, diferenciar entre tumor residual y cambios producidos tras ciruga, quimioterapia o radioterapia, localizar una recidiva tumoral sospechada por clnica o por elevacin de mar-cadores tumorales, hacer un nuevo estudio de extensin o re-estadificacin tras el diagnstico de una recurrencia, valorar de forma precoz la respuesta a la terapia y buscar el tumor primitivo en un paciente con metstasis de origen desconocido (Tabla 2).

Adems de estas aplicaciones clnicas descritas en oncologa, la PET con FDG est indicada en neurologa en el estudio prequirrgico del paciente con epilepsia focal y refractaria a tratamiento mdico, as como en el estudio etio-lgico de las demencias.

Pero el uso de la PET no ha hecho ms que empezar, ya que estn apa-reciendo nuevos radiofrmacos, algunos de los cuales emplean el 18F como emisor de positrones, pero otros emplean otros radionucleidos. Los ejemplos ms destacables se describen en la tabla 3. Algunos de estos radiofrmacos se


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estn ya empezando a emplear en la prctica clnica habitual de algunas enfer-medades.

Tcnicas hbridas

En todas las tcnicas descritas, la informacin que se obtiene en las imge-nes es doble: morfolgica por un lado, ya que se puede ver la distribucin del trazador inyectado, y por otro lado, una informacin funcional ya que permite obtener imgenes que corresponden al mecanismo fisiolgico o fisiopatol-gico por el que se ha introducido el trazador. Esta dualidad es la que confiere unas caractersticas propias exclusivas a la Medicina nuclear, ya que si bien la aparicin de nuevas tcnicas de diagnstico como la tomografa computari-

INDICACIONES SUFICIENTEMENTE JUSTIFICADAS

Diagnstico Caracterizacin del ndulo pulmonar solitario. Deteccin del tumor de origen desconocido evidenciado, por ejemplo, por adenopata cervical,

metstasis hepticas u seas. Caracterizacin de una masa pancretica.

Estadificacin Tumores de cabeza y cuello, incluyendo biopsia guiada asistida. Cncer de pulmn primario. Cncer de mama localmente avanzado. Cncer de esfago. Carcinoma de pncreas. Cncer colorrectal, especialmente en las recurrencias. Linfoma maligno. Melanoma maligno, con Breslow > 1,5 mm o metstasis en ndulos linfticos en el diagnstico

inicial.

Monitorizacin de la respuesta al tratamiento Linfoma maligno. Tumores de cabeza y cuello.

Deteccin en caso de sospecha razonable de recidiva Gliomas con alto grado de malignidad (III o IV). Tumores de cabeza y cuello. Cncer de tiroides (no medular): pacientes con incremento de los niveles sricos de tiroglobulina

y rastreo corporal con yodo radiactivo negativo. Cncer de pulmn primario. Cncer de mama. Carcinoma de pncreas. Cncer colorrectal. Cncer de ovario. Linfoma maligno. Melanoma maligno.

Tabla 2. Indicaciones clnicas de la PET en oncologa con cobertura pblica en Espaa en el ao 2006 (estas indicaciones estn sujetas a cambios constantes segn la evidencia clnica).


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zada (TC) y la resonancia magntica nuclear (RMN), permiten la obtencin de imgenes de gran resolucin morfolgica, no superan la capacidad de obtener informacin funcional que poseen los estudios de Medicina nuclear.

Las imgenes tomogrficas obtenidas con cualquiera de los sistemas des-critos estn alteradas por la atenuacin corporal de los fotones. Para corregir este efecto se usa la tomografia de transmisin, que se obtiene con la emisin fotnica de una fuente de 68Ge en los tomgrafos PET o de 153Gd en los tom-grafos SPECT, acoplada al sistema detector. Otra alternativa consiste en acoplar tubos de rayos X a los sistemas tomogrficos de emisin formando un sistema hbrido SPECT/CT o PET/CT. Esta ltima opcin, permite, adems de corregir el efecto de la atenuacin, obtener imgenes estructurales (TC) y fusionarlas con las imgenes funcionales de la tomografa de emisin (SPECT y PET). La fusin de estos dos tipos de imgenes es sumamente til en oncologa ya que permi-te comprobar si un depsito patolgico de trazador coincide con una masa o una adenopata aumentada de tamao detectada por la TC.

3. Procedimientos teraputicosLa finalidad de la terapia en Medicina nuclear es depositar una cantidad

suficiente de radistopo en la lesin o en el tejido a tratar, para producir una dosis absorbida que desencadene efectos radiobiolgicos directos no estocs-ticos, bsicamente vasculitis y posterior fibrosis tisular reparativa. Por tanto, en terapia, los radiofrmacos estn marcados con radistopos emisores beta (de mayor eficacia biolgica relativa que los emisores gamma) y se administran a dosis mucho ms altas que las empleadas en diagnstico. Los radiofrmacos deben concentrarse intensamente y por un periodo largo de tiempo en el teji-

Radiofrmaco Mecanismo de accin Indicacin

18F-DOPA Neurotransmisor presinptico Enfermedad de Parkison

11C-Metionina Sntesis de aminocidos Tumores cerebrales

11C o 18F-Colina Sntesis de DNA Cncer de prstata

13N-amonio Flujo sanguneo Perfusin miocrdica

68Ga-DOTATOC Anlogo de la somatostatina Tumores neuroendocrinos

18F-Na Mineralizacin del hueso Metstasis seas

18F-Misonidazol Hipoxia Respuesta teraputica

Tabla 3. Otros trazadores PET no FDG, su mecanismo de accin y aplicacin clnica.


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do a tratar, no concentrarse en el resto del organismo y eliminarse rpidamen-te. De esta forma, se consiguen altas dosis absorbidas en la lesin a irradiar y bajas dosis en el paciente. As, el riesgo de efecto radiobiolgico estocstico derivado es tolerable y, en cualquier caso, inferior al riesgo de no efectuar el tratamiento.

Para conseguir suficiente cantidad de radiofrmaco en el tejido u rgano a irradiar se pueden emplear diferentes vas que definen los distintos tipos de terapia con fuentes radiactivas no encapsuladas. La terapia intracavitaria con-siste en inyectar el radiofrmaco directamente en una cavidad patolgica. La sinoviortesis, empleada para tratar derrames articulares sinoviales recidivan-tes, es el ejemplo de esta clase de terapia. Otra forma de terapia es la intersticial, que inyecta directamente el radiofrmaco en la lesin. Esta tcnica se aplica en algunos tumores accesibles pero no resecables mediante ciruga convencional. Por ltimo, la terapia metablica, la ms utilizada, consiste en introducir un ra-diofrmaco, por va oral o endovenosa, que se concentre en el tejido a tratar de forma que lo irradie desde el interior. La forma qumica del radiofrmaco debe ser la adecuada para que se deposite especficamente en el proceso lesional. El ejemplo es el yoduro sdico-131I que se incorpora nicamente en el tejido tiroideo, por lo que se emplea como terapia del hipertiroidismo y del cncer de tiroides. La tabla 4 recoge distintos tipos de terapias con radiofrmacos.

La terapia tiene un planteamiento, en cuanto a radioproteccin, distinto al del diagnstico. El planteamiento depende del tipo de emisin, de la do-sis administrada y de la va de eliminacin, pudiendo ser necesario el ingreso hospitalario del paciente con aislamiento y recogida de excretas, hasta que la cantidad corporal de radiofrmaco retenida sea suficientemente baja.

Indicacin Radiofrmaco

Sinoviortesis Coloides de 90Y, 169Er, 186Re

Policitemia Vera Fosfato sdico-32P

Trombocitosis esencial Fosfato sdico-32P

Hipertiroidismo Yoduro sdico-131I

Cncer de tiroides Yoduro sdico-131I

Dolor seo metastsico Metastrn (cloruro-89Sr) o 153Sm

Feocromocitomas/Neuroblastomas 131I-MIBG

Linfomas 90Y-Anti CD20 (Zevalin)

Tabla 4. Terapias en Medicina nuclear.


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As pues, las dosis altas de emisores mixtos que se eliminan por orina (ejemplo: dosis administradas superiores a 1000 MBq (30 mCi) de yoduro sdi-co-131I) obligan al ingreso hospitalario del paciente, con aislamiento y recogida de excretas, hasta que la cantidad corporal de radiofrmaco retenida sea tan baja que, en el peor de los casos, la tasa de exposicin procedente del paciente nunca pudiese provocar la dosis mxima permisible en familiares y pblico en general. En los casos en que se inyectan istopos beta puros y que adems no se eliminan por la orina, como es el caso del tratamiento del dolor seo metastsico con 89Sr o del tratamiento de los linfomas con un anticuerpo mo-noclonal anti-CD20 marcado con 90Y, en ambos casos no es preciso el ingreso hospitalario. Los istopos emisores beta y gamma, como el propio 131I, no son tan aconsejables, pues la contribucin de la radiacin gamma limita la dosi-ficacin. Otros radiofrmacos emisores beta como el 153Sm, emiten radiacin gamma de energa comprendida entre los 100 y los 200 keV. Estos trazadores pueden incluso ayudar a la terapia al permitir obtener imgenes sin aumen-tar prcticamente la dosis de irradiacin del paciente o de los acompaantes.

4. Investigacin biomdicaEn investigacin biomdica, la Medicina nuclear es de gran utilidad, tanto

en la vertiente clnica como en la bsica, ya que permite disponer, in vivo y de forma incruenta, de imgenes del funcionalismo, fisiologa y bioqumica de cualquier rgano. En investigacin clnica se utiliza tanto la gammagrafa como las tcnicas de tomografa de emisin (SPECT y PET). Sin embargo, en investi-gacin bsica se utiliza adems de las anteriores, la autorradiografa.

La autorradiografa es una tcnica ex vivo, que permite obtener una ima-gen de la distribucin del trazador en un tejido que ha sido extrado de un organismo vivo en el que se haba introducido el trazador. Esta tcnica es ha-bitual en experimentacin animal y requiere el sacrificio del animal estudiado para obtener secciones de los tejidos u rganos a estudiar con un microtomo. Las imgenes autorradiogrficas se obtienen poniendo en contacto los cortes con material fotosensible.

La PET es una herramienta idnea para efectuar investigacin biomdica en humanos y animales, ya que cuantifica, in vivo y de forma muy exacta, dis-tintos procesos de la fisiologa celular. Para hacer investigacin experimental in vivo en animales se han diseado tomgrafos de pequeo tamao y gran resolucin morfolgica.

La PET permite estudiar la biologa molecular in vivo. Puede, como ejem-plo, medir muchas de las caractersticas biolgicas de los tumores, como con-sumo de glucosa, consumo de aminocidos, sntesis de DNA, hipoxia, pH, re-


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ceptores hormonales, transferencia y expresin genticas, efecto de la quimio-terapia, etc. Es de gran utilidad en el diseo y desarrollo de nuevos frmacos, pudiendo participar desde las fases I y II, de experimentacin animal, hasta las fases III y IV, ya en humanos.

Para hacer investigacin completa con PET (experimental y clnica; en ani-males y en humanos) la instalacin de Medicina nuclear debe disponer de un ciclotrn, y sistemas tomogrficos PET tanto para humanos como para anima-les pequeos.

5. Caractersticas radiolgicas de los trazadoresTanto los procedimientos diagnsticos como los teraputicos aprovechan

la afinidad de ciertas sustancias para incorporarse al rgano o zona a estudiar o tratar. En ambos casos, estas sustancias deben comportarse de forma que el trazador no incorporado se elimine lo ms rpidamente posible. Las caracters-ticas qumicas del trazador van a determinar, tras su administracin in vivo, en qu mecanismos fisiolgicos o fisiopatolgicos celulares o tisulares se introdu-ce o participa y cul va a ser su cintica corporal, es decir, su distribucin por rganos y su eliminacin. En la dosis absorbida que recibir el paciente, inter-viene tanto el perodo de semidesintegracin del elemento radiactivo, periodo fsico, (Tf ), como el tiempo en que la sustancia permanece dentro del organis-mo, periodo biolgico, (Tb). La combinacin de ambos efectos se mide mediante el denominado periodo efectivo (Te) que se define como:

1Te=

1Tf+

1Tb

Radiofrmaco. En el Real Decreto 479 de 1993 que regula los Medicamentos Radiofrmacos de uso humano, queda definido como cualquier producto que cuando est preparado para su uso con finalidad teraputica o diagnstica con-tenga uno o ms radionucleidos.

El radiofrmaco esta compuesto por dos fracciones:

a) el radionucleido: fraccin que emite la radiacin que es detectada por el instrumental especfico (gammacmara, PET),

b) el frmaco: fraccin qumica, orgnica o inorgnica, que determina la biodistribucin del radiofrmaco hasta el rgano diana.

En cuanto a la composicin de los trazadores, existen diversos tipos. Los ms sencillos consisten en utilizar un elemento radiactivo en forma pura o en forma qumica sencilla. As el 133Xe se utiliza en forma gaseosa para estudiar la


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ventilacin pulmonar, o el 67Ga, en forma de citrato de galio, para la inflama-cin, la infeccin o para el estudio de algunos tumores.

Otros trazadores estn constituidos por sustancias marcadas con algn elemento radiactivo. En este caso, hay una etapa de marcaje en el que algn tomo de la sustancia se sustituye por otro radiactivo. En cuanto a la sustancia, puede tratarse de un frmaco que se comporte de alguna forma que permita el estudio de un rgano o su funcin. As el 99mTc-MAG3 permite estudiar la capacidad de filtracin renal, ya que este compuesto es eliminado por el ri-n. Otra posibilidad es que la sustancia sea un compuesto biolgico, as la 2-desoxy-2-fluoro-D-glucosa (FDG) marcada con 18F permite localizar tumores en los que exista un mayor metabolismo glicoltico, y por tanto existir una ma-yor concentracin de trazador. En todos estos casos en que deba realizarse un marcaje, es necesario que el producto obtenido sea estable, una vez inyectado al paciente.

Tambin es posible utilizar clulas sanguneas como trazador. Para ello, debe extraerse una muestra de clulas del paciente para realizar el marcaje y reinyectarlas despus. En este caso, la etapa de marcaje, es ms delicada pues-to que las clulas deben alterarse mnimamente si se pretende que al reinyec-tarlas se comporten como las dems clulas del paciente. As, los leucocitos marcados con 99mTc-HMPAO permiten la deteccin y localizacin de focos de infeccin.

5.1. Radionucleidos empleados para el diagnsticoLos radionucleidos empleados en las pruebas diagnsticas deben tener

unas caractersticas fsicas tales que produzcan la mnima dosis de radiacin en el paciente, sin detrimento de la calidad del diagnstico. Por este motivo deben tener, preferentemente, un perodo de semidesintegracin corto, emi-sin de fotones de baja energa y, a ser posible, no emitir otro tipo de radiacin.

En la tabla 5 pueden verse distintos radionucleidos empleados en las prue-bas diagnsticas convencionales que son emisores de radiacin gamma, indi-cndose el tipo de proceso radiactivo que tiene lugar, la energa de los fotones emitidos, su abundancia y el perodo de semidesintegracin.

Estos elementos no son muy indicados para marcar sustancias biolgicas, constituidas fundamentalmente por C, H, O y N. Sin embargo, los emisores de positrones son radionucleidos ms adecuados para marcar estas sustancias. La tabla 6 muestra los radionucleidos utilizados en la tomografa de emisin de positrones (PET). En ella encontramos, la energa mxima de emisin, el perio-do de semidesintegracin, el elemento descendiente, as como la forma qumi-ca utilizada. Puede verse la notable diferencia entre el valor de estos periodos


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Elemento Transformacin E (keV) % Emax (keV) % T

99mTc 140 100 6,049 h

67Ga

93 184 300 393

73,7 21,7 15,8 4,6

3,26 d

111In 171 245 99,9100 2,81 d

123I 159 99,2 13,2 h

131I , 80 284 364 637

6,7 6,5 83,5 7,1

606 89,9 8,02 d

201Tl 135 167 12 29,6 3,08 d

133Xe , 81 99,9 346 99,2 5,2 d

51Cr 320 9,8 27,7 d

59Fe , 10991291 56,1 43,6

273 465

45,652,8 44,5 d

125I 25,5 100 59,9 d

57Co 122 136 87,6 12,2 271,8 d

58Co , 811 99,5 1497 84 70,8 d

Tabla 5. Radionucleidos utilizados por su emisin gamma.

de semidesintegracin y los correspondientes a los radionucleidos emisores de radiacin gamma.

Elemento Emax + (keV) T (min) Descendiente

11C 960 20,4 11B

13N 1190 9,96 13C

15O 1720 2,07 15N

18F 640 109,7 18O

Tabla 6. Emisores de positrones utilizados en PET.


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Entre los elementos utilizados en PET destaca el 18F que tiene un periodo de semidesintegracin de 110 minutos, suficientemente amplio para permitir su transporte, desde las unidades o centros en donde se produce hasta las unida-des o centros en donde se utiliza. Esto hace que unido a la FDG constituya el trazador PET ms empleado en clnica.

5.2. Radionucleidos empleados para terapiaLos radionucleidos empleados para terapia tienen unas caractersticas ra-

diolgicas muy distintas a los usados para el diagnstico, ya que en este caso el inters es el de suministrar una elevada dosis absorbida de forma local, evitan-do al mximo la irradiacin de los tejidos circundantes. Por este motivo, sern emisores de radiacin beta y su perodo de semidesintegracin puede ser ms largo. En este caso, la eleccin se har en funcin de que el material inyectado sea el ms especfico para su fijacin en el lugar adecuado, eliminndose el res-to lo antes posible, o bien que no sea capaz de abandonar el compartimento de inters en el que se haya introducido.

En la tabla 7 pueden verse distintos radionucleidos empleados en terapia, indicando el tipo de proceso radiactivo que tiene lugar, la energa de la radia-cin y el perodo de semidesintegracin.

Radiacin beta Radiacin gamma

Elemento Transformacin Emax (keV) Abundancia (%) E (keV) Abundancia (%) T

131I , 606 (100%) 364 (83%) 8,03 d

32P 1710 (100%) 14,28 d

89Sr 1492 (100%) 50,6 d

90Y 2283 (100%) 64,1 h

186Re , 9391077 (21%) (72%) 137 (21%) 90,6 h

169Er 343 352 (42%) (58%) 9,4 d

153Sm , 640 710 810

(30%) (50%) (20%)

103 (28%) 46,3 h

Tabla 7. Radionucleidos utilizados para terapia.


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5.3. Obtencin de radionucleidosAunque muchos radionucleidos tienen un origen natural, la mayora de los

utilizados en medicina nuclear se producen artificialmente, ya sea en un reactor nuclear o bien en un acelerador de partculas. Las principales vas de obtencin de radistopos son dos, la primera es como consecuencia de la fisin, que tiene lugar en un reactor, la otra es mediante la induccin de reacciones nucleares.

El reactor nuclear

Cuando un ncleo de 235U, que es el istopo fisible del uranio natural, inte-racciona con neutrones lentos (de baja energa) se divide en dos nuevos to-mos de tamao similar. Este proceso denominado fisin, tiene lugar con gran desprendimiento de energa y la emisin de varios neutrones de alta energa. Mediante la moderacin de estos neutrones, se pueden producir nuevas fisio-nes, dando lugar a lo que se denomina una reaccin en cadena. Dependiendo de la geometra y de la composicin de los materiales presentes, especialmen-te de la abundancia isotpica de 235U, se producirn un mayor o menor nmero de nuevas fisiones.

En un reactor nuclear se produce la fisin del 235U de forma automanteni-da, controlando la proporcin de neutrones frenados. En este proceso se ob-tienen como productos de fisin una serie de radionucleidos que, muchos de ellos, tras ser separados y purificados, pueden ser utilizados en aplicaciones mdicas. Entre ellos se encuentran el 131I, el 133Xe y el 99Mo.

Otra posibilidad es la de utilizar los neutrones que se producen en el reac-tor para inducir reacciones de activacin neutrnica del tipo (n,). Con los neu-trones trmicos procedentes del reactor se bombardean materiales altamente purificados, denominados blancos. De esta forma se obtienen, entre otros, el 153Sm, el 186Re y el 99Mo, este ltimo de menor actividad especfica que el obte-nido como producto de fisin.

Aceleradores de partculas. El ciclotrn

Para conseguir reacciones nucleares utilizando partculas cargadas ( p, d o a), se necesita un acelerador capaz de comunicarles la energa suficiente para que se produzca la reaccin. Para obtener el radionucleido se precisa un blanco adecuado que es bombardeado durante un tiempo que depende del flujo de partculas disponible, de la cantidad de blanco, de la seccin eficaz de activa-cin y del perodo de semidesintegracin del producto. De esta forma se obtie-nen elementos tales como el 111In, el 67Ga, 123I y el 201Tl.


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El ciclotrn es un tipo de acelerador de pequeo tamao cuyo uso se ha visto incrementado a raz de la aparicin de los tomgrafos de positrones (PET). Dichas tcnicas utilizan radionucleidos de vida media tan corta que es preciso disponer del equipo de produccin de radionucleidos en el mismo centro sani-tario que los va a utilizar. Los elementos que pueden obtenerse en un ciclotrn de uso mdico son el 18F, 11C, 13N y 15O.

El generador

Un generador es un dispositivo que nos permite obtener radionucleidos de corto perodo de semidesintegracin, que son producto de la desintegra-cin de otros con mayor perodo. El elemento descendiente o hijo se va produ-ciendo continuamente, en el interior del generador, por desintegracin de otro elemento denominado padre. El generador facilita la separacin fisico-qumica del elemento hijo, que es el que se quiere utilizar, del elemento padre que per-manece en su interior.

El generador ms utilizado es el de 99Mo-99mTc. Consta de una columna de vidrio o plstico llena de un material (resinas de intercambio inico, almina u xido de circonio) en el que se encuentra adsorbido el molibdeno. En el pro-ceso de separacin, denominado elucin, se hace pasar una solucin salina fi-siolgica a travs de la columna que libera el 99mTc, en forma de pertecnetato sdico, recogindolo en el vial de elucin. Una vez hecha la elucin, la activi-dad de 99mTc va aumentando hasta transcurridas 23 horas, pasado este tiempo se llega a un equilibrio en el que la actividad va decayendo al mismo ritmo que la del 99Mo. La columna se encuentra en conexin con el lugar en donde se colocan los viales con la solucin salina y el de elucin y est rodeada de una proteccin de plomo para minimizar la radiacin en el exterior. En la figura 2 puede verse el esquema de un generador.

Figura 2. Esquema de un generador isotpico.


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6. Instrumentacin utilizada en Medicina nuclearEl primer equipo que se necesita para realizar cualquier exploracin en

Medicina nuclear es el activmetro, necesario para realizar la preparacin del trazador y para medir la actividad a inyectar.

Los procedimientos diagnsticos sin imagen precisarn detectores de muestras para determinar su actividad o sondas externas para determinar la captacin en diferentes rganos o tejidos. Los procedimientos que se basan en la obtencin de imgenes de la distribucin del trazador precisan de una gammacmara, un tomgrafo de emisin de fotones (SPECT, del ingls Single Photon Emission Computerized Tomography) o un tomgrafo de emisin de positrones (PET, de Positron Emission Tomography) cuando el trazador es un emisor de positrones.

6.1. ActivmetrosSon equipos utilizados para medir la actividad de una muestra contenida

generalmente en una jeringa o en un vial en la etapa de preparacin de la dosis de radiofrmaco que debe ser administrada para realizar cualquier exploracin. En general, se trata de cmaras de ionizacin en las que el gas est presurizado para aumentar su eficiencia. Estos sistemas estn calibrados para los diferentes radionucleidos utilizados.

Al colocar una fuente, y una vez seleccionado el radionucleido, el activ-metro suministra la lectura directamente en unidades de actividad, ya sea kBq, MBq, GBq, o bien nCi, mCi o Ci. Los activmetros suelen ser equipos muy esta-bles, si bien, por su importancia, son equipos que deben controlarse con fre-cuencia.

6.2. Detectores de muestrasSe utilizan para detectar la radiactividad procedente de muestras. stas

suelen ser muestras biolgicas procedentes de pruebas in vivo. Suelen ser de-tectores de centelleo slido de NaI (Tl), con un cristal de 2 o 3 pulgadas, con un alojamiento para colocar la muestra de forma que dada la geometra, tengan la mxima eficiencia.

En ocasiones, es necesario medir la actividad de una cantidad importan-te de material. Para ello existen construcciones especiales de estos detectores para medir grandes volmenes utilizando unos recipientes especiales. De esta forma el material se encuentra rodeando al detector. El conjunto est fuerte-mente blindado para asegurar que la radiacin de fondo sea la mnima posible.


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Tambin existen en el mercado detectores automticos para mltiples muestras, con capacidad hasta de 300 muestras. Poseen un mecanismo auto-mtico para la introduccin de cada una de las muestras en el detector. Son de gran utilidad cuando se maneja un nmero importante de muestras. Debe te-nerse en cuenta que, en determinadas pruebas, puede resultar necesario me-dir mltiples extracciones, correspondientes a distintos tiempos, para estudiar el ritmo de eliminacin de alguna sustancia, as como la actividad en sangre o en plasma. El ahorro de tiempo puede ser considerable, sobre todo si el tiempo de recuento es alto.

6.3. Sondas de deteccin externaAlgunos procedimientos, poco frecuentes, se realizan utilizando elemen-

tos radiactivos emisores de fotones con una energa de emisin no adecua-da para ser detectados con una gammacmara. En estos casos, se utilizan de-tectores de centelleo externos para su deteccin, con una colimacin que les permite detectar nicamente la radiacin que procede de una zona limitada. Para efectuar las medidas se hace un recuento de los fotones detectados con la sonda, una vez seleccionada la ventana de medida para la energa de emi-sin.

Un caso particular de sondas externas, que estn siendo cada vez ms uti-lizadas, son las sondas de deteccin intraoperatoria. Se utilizan cuando es ne-cesario efectuar un rastreo durante una intervencin quirrgica en la que se va a hacer la reseccin de un tumor y debe asegurarse que no queda ningn resto. Previamente se habr suministrado un trazador que se habr fijado en el tumor. Durante la intervencin se rastrear el lecho quirrgico para compro-bar que no queda ningn resto de masa tumoral sin extraer. Para ello la son-da externa debe ser de pequeo tamao, porttil y muy manejable. Adems debe disponer de una buena colimacin para localizar el objeto captante con la mxima precisin. La sonda, tambin debe tener una eficiencia como para que sea posible detectar pequeos restos de tumor de baja actividad.

En la actualidad, son muy utilizadas para la deteccin y localizacin del ganglio centinela, primera estacin de drenaje linftico de una determinada lesin tumoral. La importancia de su deteccin radica en que el estudio de este ganglio puede evitar una intervencin con mayores secuelas para el pa-ciente.

Estas sondas suelen ser de centelleo (NaI (Tl), CsI (Na), CsI (Tl)) o de semi-conductor (CdTe, CdZnTe, HgI2); las primeras tienen mayor eficiencia pero las otras presentan una mayor resolucin energtica evitando mejor la radiacin dispersa.


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6.4. GammacmaraComo se ha indicado, la gammacmara o cmara de Anger es el equipo de

deteccin in vivo ms utilizado en Medicina nuclear; permite la obtencin de imgenes morfolgicas y funcionales a partir de la deteccin de la radiacin procedente del trazador del interior del paciente. Este dispositivo fue ideado por Anger en 1957 y se basa en un detector de centelleo slido que proporcio-na informacin bidimensional, de forma que permite obtener la distribucin del trazador en la zona detectada por medio de una imagen denominada gam-magrafa.

6.5. Tomgrafo SPECTEl tomgrafo para SPECT es una modificacin de una gammacmara que

dispone de uno o ms cabezales detectores giratorios que permiten la adqui-sicin de proyecciones desde diversos ngulos alrededor de un eje central. A partir de las proyecciones, mediante el uso de algoritmos de reconstruccin, se puede realizar la reconstruccin de los datos y obtener la distribucin tri-dimensional del trazador en el organismo, pudiendo visualizar cortes en cual-quier orientacin.

6.6. Tomgrafo PETEs un sistema tomogrfico especfico para obtener imgenes cuando se

utilizan trazadores que incluyen emisores de positrones. Los positrones emiti-dos por el radistopo interaccionan con los electrones de los tomos que com-ponen las molculas tisulares. La colisin positrn-electrn supone el aniqui-lamiento de las masas de estas partculas y la aparicin de un par de fotones, de 511 keV de energa, de direccin casi coincidente y sentido contrario. Estos fotones interaccionan con dos detectores opuestos del tomgrafo. La detec-cin coincidente de numerosos pares de estos fotones permite realizar la re-construccin de la distribucin volumtrica del trazador en los tejidos en los que se haya incorporado.

7. Bibliografa [1] CARRI I., ESTORCH M., BERN LL. (1992). Editores. Estudios isotpicos

en medicina. Springer-Verlag Ibrica. Barcelona.

[2] CARRI I., GONZLEZ P. (2003). Editores. Medicina nuclear. Aplicaciones clnicas. Masson. Barcelona.


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[3] ELL P.J., GAMBIR S.S. (2004). Editores. Nuclear Medicine in clinical diag- nosis and treatment. Elsevier Churchil & Livingstone.

[4] THRALL J.H., ZIESSMAN H.A. (2001). Editores. Nuclear Medicine. The re-quisites. Mosby. St. Louis.

Tema 2: Instalacin y funcionamiento de una unidad de Medicina nuclear

Rafael Puchal A

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Instalacin y funcionamiento de una unidad de Medicina nuclear

Rafael Puchal AMedicina Nuclear

Hospital Universitari de [email protected]

1. Introduccin La Medicina nuclear es una disciplina mdica de diagnstico y de terapia

metablica basada en la utilizacin de radistopos. Segn el tipo de explora-cin o tratamiento se emplearn distintos radistopos y/o distintos trazadores, incluidas clulas sanguneas de los propios pacientes.

En una unidad de Medicina nuclear se pueden distinguir cuatro reas fun-cionales bien diferenciadas: una primera, en la que se gestionan los radiofr-macos (recepcin, preparacin, residuos, etc.), la segunda, donde se utilizan los radiofrmacos (exploracin, determinacin de laboratorio o tratamiento), la tercera, donde se elaboran los datos obtenidos en el rea anterior y la cuarta que engloba la parte administrativa y de atencin al usuario (paciente) adems de los elementos comunes a los servicios mdicos convencionales.

Las reas funcionales no siempre se corresponden con reas fsicamente distintas, basta que se cumplan las normativas legales de sanidad y de protec-cin radiolgica para que puedan ocupar las mismas dependencias.

La relacin funcional entre las reas citadas se establece mediante circuitos de informacin, pacientes o radiofrmacos.

2. reas funcionales y dependencias

2.1. Unidad de radiofarmaciaLa obtencin de los radiofrmacos puede hacerse actualmente de dos ma-

neras. Una, que puede decirse que es la forma tradicional, consiste en obte-


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ner los radiofrmacos en una unidad de radiofarmacia de la propia instalacin. En este caso y dado que los radionucleidos han de ser de corto perodo de semidesintegracin, se ha de disponer de un suministro externo tanto de ge-neradores de 99mTc como de otros radionucleidos ms especficos (67Ga, 111In, 131I, etc.), adems de disponer de los correspondientes compuestos llamados kits fros (DTPA, MDP, HMPAO, MAG3, etc.) que se marcarn con los radisto-pos correspondientes. La alternativa a este proceder consiste en obtener los radiofrmacos ya preparados (ready to use), generalmente en forma de mo-nodosis, concertando los servicios de una unidad de radiofarmacia externa. No obstante, dado que en este caso deben encargarse las dosis individuales con cierta antelacin, normalmente siempre se dispone tambin de un generador de 99mTc para posibles exploraciones urgentes imprevistas (Figura 1A).

Dentro de esta unidad debe tambin incluirse el marcaje celular ya que de hecho se elabora un trazador marcando las propias clulas del paciente (leuco-citos, hemates, plaquetas).

En las unidades PET que carecen de un laboratorio de produccin propio (ciclotrn, celdas de marcaje, etc.) el radiotrazador (18F-FDG) se recibe en enva-ses plomados adaptados al transporte. Por extraccin del vial se obtienen las dosis que se administran directamente al paciente (Figura 1B).

2.1.1. Dependencias asociadas

Cmara caliente. Dependencia en la que se almacenan y preparan los ra-diofrmacos. stos se manipulan detrs de blindajes de plomo (A) para evitar al mximo la irradiacin del operador. La normativa vigente regula la calidad y presin de aire de su interior (Figura 2). El ajuste de la actividad que ha de tener

AB

Figura 1. A: generadores de 99mTc. B: envases empleados en la distribucin de radiofrmacos para PET.


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B

A

Figura 2. Cmara caliente. A: castillos de plomo. B: activmetro.

A

B

A

Figura 3. Sala de marcaje celular. A: cmaras de flujo laminar. B: exclusa.

cada dosis obliga a disponer de un activmetro (B) en el mismo lugar donde se preparan.

Sala de marcaje celular. Dependencia en la que se efecta el marcaje ce-lular. Las condiciones de esterilidad ambiental impuestas por la manipulacin de clulas que se reinyectarn, exige trabajar con cmaras de flujo laminar que garanticen la ausencia de elementos patgenos (Figura 3).


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Residuos. Los residuos radiactivos slidos se deben almacenar durante un cierto tiempo antes de su retirada o eliminacin como residuo biolgico o convencional. Para su recogida se emplean contenedores blindados especiales (Figura 4). Las agujas por presentar adems riesgo biolgico (por pinchazo) se separan de las jeringas y se tratan aparte.

Los residuos lquidos se vierten en pozos plomados que se vacan de forma controlada teniendo en cuenta el perodo de semidesintegracin de los radio-nucleidos (Figura 5).

Figura 4. Papelera plomada utilizada para guardar las jeringas (sin aguja).

Figura 5. Pozo de residuos lquidos con el equipo para su vertido controlado.


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A

B

C

Figura 6. Sala de administracin de dosis.

2.2. Salas de exploraciones y tratamientosLas exploraciones diagnsticas que se llevan a cabo en una unidad de

Medicina nuclear pueden ser de 2 tipos: la primera, que es comn a todas las unidades, es la obtencin de imgenes de la distribucin del radiofrmaco obtenidas de distintas formas segn lo que se trate de averiguar y que con-figuran la base a partir de la cual el mdico obtiene un diagnstico. En esta categora (exploraciones morfo-funcionales), se incluyen todos los estudios gammagrficos (exploraciones seas, renales, cardacas, cerebrales, etc.).

La segunda, consiste en la utilizacin de tcnicas analticas para la determi-nacin de la concentracin de determinados compuestos mediante toma de muestras, una vez administrado el radiofrmaco correspondiente (filtrado glo-merular, flujo plasmtico renal, prdidas proteicas digestivas, etc.) al paciente. A este tipo de tcnicas se les denomina in vivo-vitro. Aunque no es especfico de la Medicina nuclear, en algunos centros se ha practicado el radio-inmuno-anlisis (RIA) por emplear radionucleidos en las determinaciones puramente analticas (in vitro). En este caso, no se administra ningn radiotrazador al pa-ciente, slo se emplean los radionucleidos en el laboratorio.

Los tratamientos metablicos, por ejemplo de neoplasia de tiroides, re-quieren aislar el paciente del pblico por motivos de proteccin radiolgica y


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de control mdico. Esto hace que para que se puedan practicar se deba dispo-ner de habitaciones adecuadas. Estas dependencias no siempre estn situadas en la unidad de Medicina nuclear debido a los servicios de proteccin radiol-gica, enfermera y hostelera que precisan.

2.2.1. Dependencias asociadas

Administracin de dosis. Sala, normalmente colindante con la cmara ca-liente, en la que se administran los radiofrmacos a los pacientes en la mayora de exploraciones (Figura 6). Obsrvese la existencia de un torno (A) de inter-comunicacin con la cmara caliente para el paso de las dosis, una papelera plomada (B) para jeringas y un depsito plomado (C) para las agujas hipodr-micas.

Salas de exploraciones. Dependencias en las que estn instaladas las gammacmaras (Figura 7) u otros detectores como pueden ser los tomgra-fos PET.

A

B

C

Figura 7. Sala de exploracin con una gammacmara de 2 cabezales. (A): carro para colimadores. (B): cabezal detector. Esta cmara est dotada de un equipo

de rayos X para correccin de la atenuacin (C).


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Pruebas de esfuerzo de cardiologa. Opcionalmente, es una sala en la que se llevan a cabo las pruebas de esfuerzo y la administracin de radiofrma-cos en las pruebas de perfusin miocrdica. Se puede emplear, tanto una pista rodante (Figura 8) como una bicicleta esttica.

Laboratorio caliente. Sala en la que se manipulan las muestras extradas de los pacientes para su anlisis. En l tambin se realizan pruebas de control de calidad del marcaje de radiofrmacos (Figura 9).

Figura 8. Pista para la prueba de esfuerzo cardaco y puesto de control y monitorizacin del ECG (Electrocardiograma).

A

Figura 9. Laboratorio caliente para manipulacin de muestras y control de calidad. (A: radiocromatgrafo).


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Sala de contadores de muestras. Dependencia, que puede estar en el mismo laboratorio caliente, en la que se mide la actividad de las muestras pre-viamente manipuladas en el laboratorio caliente (Figura 10).

Habitaciones plomadas para tratamientos. Habitaciones en las que los pacientes sometidos a tratamiento metablico son internados durante uno o varios das para su control clnico y por motivos de proteccin radiolgica. Constan de un dormitorio y sala de estar con mampara de proteccin para el personal de enfermera junto con un aseo especialmente diseado para reco-ger, contener y procesar residuos biolgicos radiactivos (Figura 11).

A

B

Figura 10. Sala de contadores de tubos (A) y de grandes volmenes (B).

B

A

Figura 11. Aseo radioprotegido (A) y mampara (B) empleados en habitaciones radioprotegidas.

Tema 2: Instalacin y funcionamien

Antonio Brosed Serreta (Ed.), Rafael Puchal Añé (Ed.)-Fundamentos de Física Médica, Volumen 6_...

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