Estudio de radionúclidos

Historia del descubrimiento del diagnóstico por radionúclidos

La distancia entre los laboratorios de física, donde los científicos registraban las trazas de las partículas nucleares, y la práctica clínica diaria parecía deprimentemente larga. La sola idea de utilizar fenómenos de la física nuclear para examinar a los pacientes podía parecer, si no descabellada, sí fabulosa. Sin embargo, esta fue la idea que nació de los experimentos del científico húngaro D. Hevesi, quien posteriormente ganó el Premio Nobel. Un día de otoño de 1912, E. Rutherford le mostró una pila de cloruro de plomo en el sótano del laboratorio y le dijo: «Mira, cuida esta pila. Intenta aislar el radio D de la sal de plomo».

Tras numerosos experimentos realizados por D. Hevesi junto con el químico austriaco A. Paneth, se hizo evidente la imposibilidad de separar químicamente el plomo y el radio D, ya que no eran elementos separados, sino isótopos de un mismo elemento: el plomo. Se diferencian únicamente en que uno de ellos es radiactivo. Al desintegrarse, emite radiación ionizante. Esto significa que un isótopo radiactivo (un radionúclido) puede utilizarse como marcador al estudiar el comportamiento de su gemelo no radiactivo.

Se abrieron perspectivas fascinantes para los médicos: la introducción de radionúclidos en el cuerpo del paciente y el monitoreo de su ubicación mediante dispositivos radiométricos. En un tiempo relativamente corto, el diagnóstico con radionúclidos se convirtió en una disciplina médica independiente. En el extranjero, el diagnóstico con radionúclidos, combinado con su uso terapéutico, se denomina medicina nuclear.

El método de radionúclidos es un método para estudiar el estado funcional y morfológico de órganos y sistemas mediante radionúclidos e indicadores marcados con ellos. Estos indicadores, llamados radiofármacos (PR), se introducen en el cuerpo del paciente y, mediante diversos dispositivos, se determinan la velocidad y la naturaleza de su movimiento, fijación y retirada de los órganos y tejidos.

Además, se pueden utilizar muestras de tejido, sangre y secreciones del paciente para la radiometría. A pesar de la introducción de cantidades insignificantes del indicador (centésimas y milésimas de microgramo), que no afectan el curso normal de los procesos vitales, el método posee una sensibilidad excepcionalmente alta.

Un radiofármaco es un compuesto químico aprobado para su administración en humanos con fines diagnósticos y que contiene un radionúclido en su molécula. El radionúclido debe tener un espectro de radiación de cierta energía, causar una exposición mínima a la radiación y reflejar el estado del órgano examinado.

En este sentido, un radiofármaco se selecciona teniendo en cuenta su farmacodinámica (comportamiento en el organismo) y sus propiedades físico-nucleares. La farmacodinámica de un radiofármaco está determinada por el compuesto químico a partir del cual se sintetiza. Las posibilidades de registrar una RFP dependen del tipo de desintegración del radionúclido con el que está marcado.

Al elegir un radiofármaco para su examen, el médico debe considerar, en primer lugar, su orientación fisiológica y farmacodinámica. Consideremos esto con el ejemplo de la administración de un RFP en la sangre. Tras la inyección intravenosa, el radiofármaco se distribuye uniformemente en la sangre y se transporta a todos los órganos y tejidos. Si el médico está interesado en la hemodinámica y el aporte sanguíneo de los órganos, elegirá un indicador que circule en el torrente sanguíneo durante un tiempo prolongado, sin traspasar las paredes de los vasos sanguíneos hacia los tejidos circundantes (por ejemplo, la albúmina sérica humana). Al examinar el hígado, el médico preferirá un compuesto químico que sea captado selectivamente por este órgano. Algunas sustancias son captadas de la sangre por los riñones y excretadas en la orina, por lo que se utilizan para examinar los riñones y las vías urinarias. Algunos radiofármacos son trópicos para el tejido óseo, lo que los hace indispensables para examinar el sistema musculoesquelético. Mediante el estudio de los tiempos de transporte y la naturaleza de la distribución y eliminación del radiofármaco del organismo, el médico juzga el estado funcional y las características estructurales y topográficas de estos órganos.

Sin embargo, no basta con considerar únicamente la farmacodinámica de un radiofármaco. Es necesario tener en cuenta las propiedades físico-nucleares del radionúclido incluido en su composición. En primer lugar, debe tener un espectro de radiación determinado. Para obtener una imagen de los órganos, solo se utilizan radionúclidos que emiten rayos γ o radiación característica de rayos X, ya que estas radiaciones pueden registrarse con detección externa. Cuantos más cuantos γ o cuantos de rayos X se formen durante la desintegración radiactiva, más eficaz será este radiofármaco en términos diagnósticos. Al mismo tiempo, el radionúclido debe emitir la menor radiación corpuscular posible: electrones que se absorben en el cuerpo del paciente y no participan en la obtención de una imagen de los órganos. Desde este punto de vista, son preferibles los radionúclidos con una transformación nuclear del tipo de transición isomérica.

Los radionucleidos con una vida media de varias decenas de días se consideran de larga duración; los de varios días, de vida media; los de varias horas, de vida corta; y los de varios minutos, de vida ultracorta. Por razones obvias, se suelen utilizar radionucleidos de vida corta. El uso de radionucleidos de vida media, y especialmente de vida larga, se asocia con una mayor exposición a la radiación; el uso de radionucleidos de vida ultracorta resulta difícil por razones técnicas.

Existen diversas maneras de obtener radionucleidos. Algunos se forman en reactores, otros en aceleradores. Sin embargo, la forma más común de obtenerlos es el método de generación, es decir, la producción de radionucleidos directamente en el laboratorio de diagnóstico de radionucleidos mediante generadores.

Un parámetro muy importante de un radionúclido es la energía de los cuantos de radiación electromagnética. Los cuantos de muy baja energía se retienen en los tejidos y, por lo tanto, no alcanzan el detector de un dispositivo radiométrico. Los cuantos de muy alta energía atraviesan parcialmente el detector, por lo que su eficiencia de registro también es baja. El rango óptimo de energía cuántica para el diagnóstico de radionúclidos se considera de 70 a 200 keV.

Un requisito importante para un radiofármaco es la mínima exposición a la radiación durante su administración. Se sabe que la actividad del radionúclido aplicado disminuye debido a dos factores: la desintegración de sus átomos (un proceso físico) y su eliminación del organismo (un proceso biológico). El tiempo de desintegración de la mitad de los átomos del radionúclido se denomina vida media física T½. El tiempo durante el cual la actividad del fármaco introducido en el organismo disminuye a la mitad debido a su eliminación se denomina vida media biológica. El tiempo durante el cual la actividad del radiofármaco introducido en el organismo disminuye a la mitad debido a la desintegración física y la eliminación se denomina vida media efectiva (Ef).

Para los estudios de diagnóstico con radionúclidos, se intenta seleccionar un radiofármaco con el T½ más corto. Esto es comprensible, ya que la carga de radiación del paciente depende de este parámetro. Sin embargo, una vida media física muy corta también presenta inconvenientes: se necesita tiempo para entregar el radiofármaco al laboratorio y realizar el estudio. La regla general es que el T½ del fármaco debe ser cercano a la duración del procedimiento diagnóstico.

Como ya se ha mencionado, actualmente los laboratorios utilizan con mayor frecuencia el método de generación para la obtención de radionúclidos, y en el 90-95 % de los casos se trata del radionúclido ^99mTc, que se utiliza para marcar la gran mayoría de los radiofármacos. Además del tecnecio radiactivo, se utilizan ¹³³ Xe, ^{67 Ga y, en muy raras ocasiones, otros radionúclidos.}

Radiofármacos más utilizados en la práctica clínica.

Solicitud de propuestas	Ámbito de aplicación
99m Tc-albúmina	Estudio del flujo sanguíneo
eritrocitos marcados con 99m 'Tc	Estudio del flujo sanguíneo
99m Tc-coloide (Technifit)	Examen del hígado
99m Tc-butil-IDA (bromesida)	Examen del sistema biliar
99m Tc-pirofosfato (technifor)	Examen esquelético
99 m Ts-MAA	Examen pulmonar
133 Él	Examen pulmonar
67 Ga-citrato	Fármaco tumorotrópico, examen cardíaco
99 m Ts-sestamibi	fármaco tumorotrópico
anticuerpos monoclonales 99m Tc	fármaco tumorotrópico
201 T1-cloruro	Investigación sobre el corazón y el cerebro, fármaco tumorotrópico
99m Tc-DMSA (Technemek)	Examen de riñón
131 T-hipuran	Examen de riñón
99 Tc-DTPA (pentatecnología)	Examen de los riñones y los vasos sanguíneos.
99m Tc-MAG-3 (technemag)	Examen de riñón
99m Tc-pertecnetato	Examen de la glándula tiroides y las glándulas salivales.
18 F-DG	Investigación sobre el cerebro y el corazón
123 I-MIBG	Examen de la glándula suprarrenal

Se han desarrollado diversos dispositivos de diagnóstico para realizar estudios de radionúclidos. Independientemente de su propósito específico, todos estos dispositivos están diseñados según un principio común: cuentan con un detector que convierte la radiación ionizante en impulsos eléctricos, una unidad de procesamiento electrónico y una unidad de presentación de datos. Muchos dispositivos de radiodiagnóstico están equipados con computadoras y microprocesadores.

Los centelleadores o, con menos frecuencia, los contadores de gases se utilizan habitualmente como detectores. Un centelleador es una sustancia en la que se producen destellos de luz, o centelleos, bajo la acción de partículas o fotones con carga rápida. Estos centelleos son captados por tubos fotomultiplicadores (PMT), que convierten los destellos de luz en señales eléctricas. El cristal de centelleo y el PMT se colocan en una carcasa metálica protectora, un colimador, que limita el campo de visión del cristal al tamaño del órgano o la parte del cuerpo en estudio.

Normalmente, un dispositivo de radiodiagnóstico cuenta con varios colimadores reemplazables, seleccionados por el médico según los objetivos del estudio. El colimador cuenta con uno o varios orificios pequeños a través de los cuales la radiación radiactiva penetra en el detector. En principio, cuanto mayor sea el orificio del colimador, mayor será la sensibilidad del detector (es decir, su capacidad para registrar la radiación ionizante), pero al mismo tiempo, menor será su resolución (es decir, la capacidad de distinguir por separado pequeñas fuentes de radiación). Los colimadores modernos cuentan con varias docenas de orificios pequeños, cuya posición se selecciona teniendo en cuenta la visión óptima del objeto de estudio. En los dispositivos diseñados para determinar la radiactividad de muestras biológicas, se utilizan detectores de centelleo, denominados contadores de pocillos. Dentro del cristal hay un canal cilíndrico en el que se coloca un tubo de ensayo con el material en estudio. Este diseño de detector aumenta significativamente su capacidad para capturar la radiación débil de las muestras biológicas. Los centelleadores líquidos se utilizan para medir la radiactividad de fluidos biológicos que contienen radionucleidos con radiación β suave.

Todos los estudios diagnósticos con radionúclidos se dividen en dos grandes grupos: estudios en los que el radiofármaco se introduce en el cuerpo del paciente – estudios in vivo, y estudios de sangre, trozos de tejido y secreciones del paciente – estudios in vitro.

Cualquier estudio in vivo requiere la preparación psicológica del paciente. Se le debe explicar el propósito del procedimiento, su importancia para el diagnóstico y el procedimiento en sí. Es especialmente importante enfatizar la seguridad del estudio. Por lo general, no se requiere una preparación especial. Solo se debe advertir al paciente sobre su comportamiento durante el estudio. Los estudios in vivo utilizan diversos métodos de administración del radiofármaco, según los objetivos del procedimiento. La mayoría de los métodos implican la inyección del radiofármaco principalmente en una vena, y con mucha menos frecuencia en una arteria, parénquima orgánico u otros tejidos. El radiofármaco también se utiliza por vía oral y por inhalación.

Las indicaciones para el examen con radionúclidos las determina el médico tratante tras consultar con un radiólogo. Por lo general, se realiza después de otros procedimientos clínicos, de laboratorio y de radiación no invasiva, cuando se hace evidente la necesidad de obtener datos radionúclidos sobre la función y la morfología de un órgano en particular.

No existen contraindicaciones para el diagnóstico con radionúclidos, sólo existen restricciones previstas por las instrucciones del Ministerio de Salud.

Entre los métodos con radionúclidos se distinguen los siguientes: métodos de visualización de radionúclidos, radiografía, radiometría clínica y de laboratorio.

El término "visualización" deriva del inglés "visión". Denota la obtención de una imagen, en este caso mediante nucleidos radiactivos. La visualización de radionucleidos consiste en la creación de una imagen de la distribución espacial del radiofármaco en órganos y tejidos al introducirse en el cuerpo del paciente. El principal método de visualización de radionucleidos es la gammagrafía (o simplemente gammagrafía), que se realiza con un dispositivo llamado gammacámara. Una variante de la gammagrafía, realizada con una gammacámara especial (con un detector móvil), es la visualización de radionucleidos capa por capa: la tomografía por emisión de fotón único. En raras ocasiones, debido principalmente a la complejidad técnica de la obtención de radionucleidos emisores de positrones de vida ultracorta, también se realiza la tomografía por emisión de dos fotones con una gammacámara especial. En ocasiones se utiliza un método obsoleto de visualización de radionucleidos: el escaneo, que se realiza con un dispositivo llamado escáner.

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