Tras el parón vacacional, vuelvo a escribir y como dije intercalaré post largos con cortos y entretenidos, hoy toca uno largo:
Introducción:
La tomografía por emisión de positrones (PET) y la tomografía por la emisión de un único fotón (SPECT) son técnicas de imagen médica pertenecientes a la medicina nuclear, las cuales permiten la adquisición de imágenes del sujeto (paciente o animal) en vivo, siendo por tanto técnicas no invasivas. Esto los convierte en una de las tecnologías médicas actuales de mayor relevancia. Prueba de ello son las aplicaciones en distintas disciplinas como son la oncología, neurología o cardiología, las cuales emplean esta técnica a diario.
Entre las técnicas médicas de imagen existentes, podríamos clasificar éstas en dos tipos: las técnicas de imagen proyectada y las técnicas de imagen tomografiada. El primer tipo comprende aquellas imágenes bidimensionales, mientras que en el segundo la imagen adquirida es tridimensional. La PET y la SPECT, pertenecen a la segunda clase. Por tanto, estas técnicas permiten la reconstrucción tridimensional, y además, muestran información funcional del organismo tomografiado.
En cuanto a la adquisición de la imagen, ésta se obtiene mediante la inyección de radiotrazadores al paciente u organismo a estudiar. Un radiotrazador no es más que una sustancia que contiene un radioisótopo de periodo de desintegración pequeño, tal que al introducirse en el organismo, no se ve afectado ni el organismo ni la sustancia radiactiva. Estos radiotrazadores son radionucleidos emisores de radiación β+ en el caso de la PET y rayos X individuales sin correlación angular en el caso de la SPECT. Los radiotrazadores se introducen en el sujeto por vía intravenosa y se distribuyen por el organismo mediante el sistema circulatorio. De este modo el paciente emitirá radiación, la cual será detectada y registrada. El tratamiento posterior de esta información permite obtener una imagen funcional, es decir, tanto la distribución espacial como la evolución temporal del radiofármaco. Los radiofármacos empleados no son radioisótopos puros, sino en realidad compuestos con el radiofármaco. Para el caso del la PET podemos clasificar los principales radiofármacos en 4 grupos atendiendo al radioisótopo empleado, que son, F, O, N y C. Cada uno de ellos posee un tiempo de vida media y lo que llamamos distancia máxima, la cual representa el radio de error en la posición del radioisotopo.
En lo que respecta a la obtención de los radioisótopos, ésta se realiza en ciclotrones al bombardear con partículas blancos nucleares concretos. Es por ello, por lo que junto a cada radiofarmacia se sitúa un ciclotrón. Dado que el presente trabajo es de física, dejaremos aquí el tema de los radiofármacos y seguiremos con el tema principal del trabajo. No obstante parece importante haberlos mencionado para no dejar así cabos sueltos.
Si bien se habló de radiofármacos, todavía no se sabe nada acerca del proceso de medida. Expliquemos en primer lugar la radiación para el tomógrafo PET. Supóngase entonces un núcleo inestable, el cual estará dentro del radiofármaco. Entonces éste decaerá a otra forma más estable, emitiendo un positrón y un neutrino. Es la emisión del positrón la que interesa, pues recorrerá una determinada distancia antes de colisionar con un electrón y aniquilarse produciéndose entonces dos fotones que, por conservación del momento, tendrán sentidos opuestos
Desintegración electrón-positrón y creación de un par de fotones
Los detectores del tomógrafo registran estos dos fotones. Se detectarán muchos fotones, pero no todos ellos son válidos para el registro. Hay que tener en cuenta dos hechos importantes en la aniquilación: la creación de los fotones es simultánea y ambos tienen velocidades opuestas. Por tanto, el proceso de medida se hará por coincidencias dentro de una ventana de tiempos de error. En efecto, un tomógrafo suele tener forma circular o cilíndrica, situándose el paciente en el eje. De este modo dos puntos diametralmente opuestos deben registrar dos fotones, simultáneamente dentro de un intervalo de error. En caso contrario, los fotones detectados no procederán de ninguna aniquilación y por tanto, serán desechados del proceso de medida.
Si el tomógrafo empleado es tipo SPECT, entonces el radio fármaco ya no será el mismo y la única diferencia respecto a lo anterior será el decaimiento de los radionucleidos, que en vez de emitir radiación β+, emitirán rayos-X simples. Y por tanto, el registro será el correspondiente al de un único fotón.
De esta forma el tomógrafo registra un patrón de intensidades, el cual permite una reconstrucción de la distribución espacial del radiofármaco. Si realizamos el proceso de medida durante un cierto tiempo, se podrá además registrar la evolución temporal del organismo medido.
El próximo día el fundamento físico. Un saludo.
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