Medicina Nuclear: Tecnología SPECT y PET, Calibraciones, Radiotrazadores y Reconstrucción de Imágenes

Desintegración radiactiva

Tipos de desintegración: pérdida de la mitad de su actividad inicial (período de semidesintegración).

Radiación corpuscular

Emisiones de partículas alfa y beta.

Radiación ondulatoria

Emisión de rayos gamma (fotones).

Positrones

Emisores beta+, como el flúor-18 (beta+).

Componentes del equipo de detección

Cristales de centelleo

Emiten destellos de luz al recibir radiación gamma.

Tubo fotomultiplicador

Incrementa la señal de los cristales y la convierte en un pulso eléctrico.

Colimadores

Colimadores paralelos

Orificios perpendiculares al cristal. No alteran la proporción ni la resolución de la imagen.

Colimadores convergentes

Convergen hacia el paciente. Producen una imagen ampliada.

Colimadores divergentes

Aumentan el campo de visión (FOV).

Colimadores pinhole (estenopeico)

Solo presentan un orificio convergente. La imagen resultante está invertida y ofrece una gran resolución.

PET (Tomografía por Emisión de Positrones)

La molécula más utilizada es la fluorodesoxiglucosa (FDG), emisora beta+.

• Los positrones viajan libremente hasta chocar con un electrón.
• Tras la colisión se emiten 2 rayos gamma de 511 keV cada uno, en la misma línea de respuesta.
• Se conserva la energía.
• Se utiliza una ventana de coincidencia para registrar los eventos simultáneos.

Calibraciones de SPECT

• Uniformidad: detectar de manera regular. Frecuencia: diaria.
• Centro de rotación: comprobar que no existen desviaciones. Frecuencia: mensual.
• Sensibilidad: con fantoma, mínimo 80 %. Frecuencia: mensual.
• Resolución espacial: con fantoma, detectar diferentes emisiones. Frecuencia: mensual.
• Tamaño de píxel: la diferencia entre X e Y debe estar por debajo del 5 %.

Calibraciones de PET

• Colección de línea base: medición diaria de la fuente de emisión.
• Prueba de energía: decaimiento de energía desde el punto de emisión. Menos de 13 mm. Frecuencia: mensual.
• Ganancia de los tubos fotomultiplicadores: comprobar el correcto funcionamiento. Frecuencia: diaria.
• Validaciones anuales: realizadas por agentes externos.
• Sensibilidad: con fantomas, señal en varios planos.
• Corregistro: en híbridos, superposición correcta. Frecuencia: mensual.

Preparación del paciente

• Ayuno de 4 horas (pacientes cardíacos, digestivos y tiroideos).
• PET-FDG: glucosa en sangre de 120 mg/dl.
• Retirar la medicación si es necesario, ingresando al paciente cuando sea preciso.
• En estudios con yodo-131, administrar lugol antes y después para bloquear la captación del radiotrazador por el tiroides.
• Tiroides: pertecnetato sódico.

Tipos de adquisición

• Estáticos (2D): ubicación donde se deposita el radiotrazador.
• Dinámica (2D): múltiples secuencias de imágenes en movimiento.
• Gating (2D): sincronizada con la señal fisiológica, toma de imagen específica (corazón).
• Gated-tomografía (3D).
• Rastreo: seguimiento y rastreo del radiotrazador.

Artefactos

• Paciente: preparación errónea, movimiento, presencia de metales.
• Gammacámara: mal calibrada, fallos de software.
• Personal sanitario: preparación del radiotrazador, mala inyección, mala configuración de parámetros.
• Resolución: errores en el procesado de imágenes. Los datos no se pierden.

Procesado de imágenes

Filtros

Reducen el ruido y eliminan las señales de baja intensidad.

Suavizado espacial

Reduce los altibajos entre la señal de píxeles cercanos, logrando una transición más progresiva.

Suavizado temporal

Produce un efecto de homogeneizado entre imágenes de distintos tiempos.

Interpolación

Consiste en añadir píxeles.

ROI (Región de interés)

Algoritmos automatizados para delimitarla.

Sustracción de fondo

Incrementa el contraste entre el fondo y la imagen para resaltar la definición.

Métodos de reconstrucción

• Retroproyección simple: superposición directa de las matrices para construir una imagen 3D.
• Retroproyección filtrada: retroproyección simple con filtros previos para reducir el ruido y los artefactos.
• Iterativa: el ordenador reconstruye las imágenes siguiendo el camino inverso.

Aplicaciones clínicas según radiotrazador

Tabla 1: Gamma ósea, miocardio, linfoescintigrafía, ventilación pulmonar y suprarrenal

Tabla 2: Digestivo, hepático, corteza renal, perfusión cortical y PET