RadiationProtectioninNuclearMedicineInternational核醫(yī)學(xué)國際輻射防護(hù)

1、IAEA International Atomic Energy Agency OIEA Material de Entrenamiento en Proteccin Radiolgica en Medicina Nuclear Parte 0 Introduccin a la Medicina Nuclear Diagnstico y terapia con fuentes no selladas Problema clnico Instrumentacin Radiofrmacos Medicina nuclear Radionucleido Frmaco rgano Parmetro +

2、 coloide Hgado RES (sistema retculo endotelial) Tc-99m + MAA Pulmn Perfusin (macroagregados regional de albumina) + DTPA Riones Funcin (Dietilen diamino Renal pentaacetico) Radiofrmacos Historia - radionucleido 1896 Radioactividad naturalBecquerel 1898 RadioCurie 1911Ncleo atmicoRutherford 1913 Mode

3、lo del tomoBohr 1930 CiclotrnLawrence 1932 NeutrnChadwick 1934 Radionucleido artificialJoliot-Curie 1938 Produccin e identificacin de I-131Fermi et al 1942 Reactor nuclearFermi et al 1946 Radionucleido disponible en comerciosHarwell 1962 Tc-99m en medicina nuclearHarper Henri Becquerel Frederique Jo

4、liot & Irene Curie Pioneros Ernest RutherfordMarie Curie Metodos terapeuticos actuales RadiofrmacosPara el tratamiento de Va de administracin Mxima actividad I-131 yodoTirotoxicosisOral1 GBq I-131 yodoCarcinoma de tiroideOral20 GBq 131I- MIBG MalignidadIV10 GBq P-32 fosfatoPolicitemia veraIV u oral2

5、00 MBq Sr-89 cloruroMetstasis seasIV150 MBq Y-90 coloide Condiciones artrticasintra-articular250 MBq Efusin malignaIntra-cavitario5 GBq Er-169 coloideCondiciones artrticasIntra-articular50 MBq Re-186 coloideCondiciones artrticasIntra-articular150 MBq Historia - terapia 1936Uso teraputico del Na-24 (

6、Leucemia)Hamilton et al 1936 Uso teraputico del P-32 (Leucemia y policitemia vera) Lawrence 1941Uso teraputico del iodo en hipertiroidismoHertz et al 1942 Uso teraputico del iodo para tratamiento de metstasis por cncer de tiroides 1945 Uso teraputico del Au-198 en el tratamiento de efusin maligna Mu

7、ller 1958Tratamiento de metstasis seas con P-32Maxfield 1963Radiosinovectoma mdica usando Au-198Ansell La dosis absorbida a administrar (actividad) debera estar determinada por la medida de la captacin, la vida media efectiva del radio-frmaco y el tamao de la tiroides. El radiofrmaco es administrado

8、 generalmente por va oral: Terapia con I-131 Hipertiroidismo Curado luego deHipotiroidismo 3-4 meses1 ao post 7 aos 85%98%14.8%27.9% Radiosinovectomia Terapia paliativa del dolor Inyeccin intravenosa de un radiofrmaco, por ejemplo: Sr-89 o Sm-153 Gammagrafa sea de cuerpo completo de un paciente prev

9、io a tratamiento A nt er io r P o st er io r Nmero de pacientes cada 1000 habitantes Alrededor del 3% de la medicina nuclear Terapia de frecuencia annual (Suecia 1995) Tiroides (tumores e hipertiroidismo)0.39 Policitemia vera0.034 Otros tumores0.003 Otros0.001 Total0.428 Por imgenes - Hueso, cerebro

10、, pulmones, tiroides, riones, hgado/bazo, cardiovascular, estmago/ tracto GI, tumores, abscesos . Sin imgenes (sondas) - Absorcin de la tiroides, renografa, funcin cardaca, reabsorcin de cido biliar. Estudios de laboratorio - GFR (filtrado glomerular), ERPF, volumen de glbulos rojos/supervivencia, e

11、studios de absorcin (B12, hierro, grasa),volumen de sangre, intercambio de electrolitos, agua corporal, metabolismo seo. Radio-inmuno anlisis (RIA) Ciruga radio-guiada Metodos de diagnostico actuales Diagnostico de frecuencia anual (Suecia, 1998) 15 exmenes/1000 Habitantes Cuidado de la salud Nivel

12、1 PAIS1970-791980-841985-90PAIS1970-791980-841985-90 Argentina11.5Kuwait13.1 Australia3.88.98.3Luxemburgo23.5 Austria18.0Holanda11.6 Blgica36.8Nueva Zelanda5.67.37.5 Bulgaria13.0Noruega3.99.3 Canad12.6Rumania3.03.5 Rep. Checa13.618.322.9Suecia9.812.6 Dinamarca14.014.213.4Suiza44.9 Finlandia12.617.7U

13、RSS3.9 Francia9.06.9Reino Unido6.8 Alemania31.139.739.8Estados Unidos25.7 Italia6.07.3Yugoslavia6.1 Japn8.3PROMEDIO116.916 Total annual de exmenes de medicina nuclear cada 1000 hab. (UNSCEAR) Cuidado - de la salud Nivel II Pas 1970-79 1980-84 1985-90 Pas 1970-79 1980-84 1985-90 Barbados Brasil China

14、 Cuba Ecuador India 0.8 0.5 0.1 1.0 1.7 0.6 0.8 0.2 Irak Jamaica Per Tunes Turqua 2.8 1.2 2.0 0.2 1.0 2.5 Promedio 0.9 0.1 0.5 Cuidado de la salud Nivel III Pas 1970-79 1980-84 1985-90 Pas 1970-79 1980-84 1985-90 Egipto Myanmar 0.07 0.54 0.21 0.36 0.48 0.11 Sudn Tailandia 0.12 0.25 0.28 0.18 0.28 0.

15、26 Promedio 0.25 0.25 0.30 Cuidado de la salud Nivel IV Pas 1970-79 1980-84 1985-90 1970-79 1980-84 1985-90 Etiopa 0.014 0.10 Promedio 0.014 0.10 Total anual de exmenes de medicina nuclear cada 1000 hab. (UNSCEAR) Historia - diagnosticos 1927Estudios del flujo sanguneo (Bi-214)Blumgart-Weiss 1935Met

16、abolismo seo (P-32)Chiewitz, de Hevesy 1939Estudios de tiroides (I-131)Hamilton et al 1948Radio cardiografa (Na-24)Prinzmetal et al 1956Renografa (I-131)Taplin, Winter 1957Escaneo de hgado (198Au-coloide)Friedell et al 1961Escaneo seo (Sr-85)Fleming et al 1962Miocardio (Rb-86, Cs-131)Carr et al 1964

17、Escaneo de pulmnTaplin et al 1965Escaneo cerebral (99mTc-pertecnectato)Bollinger et al 1971Escaneo seo (99mTc-complejo)Subramanian et al de Hevesy G & Paneth F. La solubilidad del sulfuro de plomo y del cromato de plumo Z. Anorg Chem 82, 323, 1913. de Hevesy G. III. La absorcin y translocacin de plo

18、mo por plantas. Biochem J, 17, 439, 1923. Chiewitz O. & de Hevesy G. Indicadores de radioactividad en el estudio de metabolismo fosfrico en ratas. Nature 136, 754, 1935. George de Hevesy 1885-1966 Gran C. H. Bauer Arvid Carlsson Bertil Lindquist METABOLISMO MINERAL (1961) .los estudios seos por tcni

19、cas de istopo han logrado, ms all de la fase metodolgica, dar informacin inmediata de importancia fisiolgica y clnica. Metabolismo mineral Porcentaje Fluidos corporales Excrecin Mineral seo Tiempo tras la inyeccin de Ca-47 (das) Heces Mineral intercambiable Mineral no-intercambiable Sonda simple Esc

20、ner rectilneo Cmara gamma Estudio oseo Calibradores de actividad Contadores de muestras Sistema de sonda simple o mltiple Cmara gamma Tomgrafo Computarizado por Emisin Simple de Fotones (SPECT) Tomgrafo por Emisin de Positrones (PET) Instrumentacin en medicina nuclear Tiempo (min) 51Cr-EDTA, 300 kBq

21、 Muestras de plasma a los 180-240 min El aclaramiento (Cl) es calculado: Cl = A / C (t )*dt p 0 A - actividad inyectada Cp - concentracin de actividad en el plasma Aclaramiento renal (muestras de plasma) Medicin de la captacin tiroidea Historia - instrumentos 1908Centelleo visual (ZnS)Crookes 1927Co

22、ntador GeigerGeiger 1944Detector de centelleo (ZnS+PM)Curran 1948Cristal de ioduro de sodioHofstadter 1950EscnerCassen 1957Cmara gammaAnger 1963TomgrafoKuhl B. Cassen Pioneros H.O. Anger Cmara gamma? Cmara gamma Las imgenes de medicina nuclear detectan propiedades funcionales (vs. anatmicas) del tej

23、ido humano Las imgenes se obtienen detectando la distribucin de los diferentes radiofrmacos dentro del cuerpo con una cmara gamma Imgenes de medicina nuclear La absorcin sea de 99mTc-MDP refleja el metabolismo seo y el flujo sanguneo, y permite un anlisis funcional de la matriz mineral sea. La capac

24、idad para obtener imgenes de alteraciones en el metabolismo seo permite detectar lesiones como: Metstasis seas Tumores seos benignos o malignos Trauma seo Un proceso de adquisicin de tres fases es necesario para detectar osteomielitis El estudio seo tambin permite el seguimiento de otras patologas s

25、eas, tales como la enfermedad de Paget Inyeccin intravenosa de 400-600 MBq 99mTc-MDP. Obtencin de imgenes 3hs despus de la inyeccin Gammagrafa sea Gammagrafia sea Normal A N T E R I O R P O S T E R I O R Patolgica A N T E R I O R P O S T E R I O R Una embolizacin proporcionalmente esparcida el lecho

26、 capilar pulmonar proporciona una imagen que refleja la perfusin sangunea del pulmn (99mTc-MAA). Esta imagen refuerza el diagnstico de embolia pulmonar. Con la inyeccin intravenosa de 100 MBq 99mTc-MAA el estudio es inmediato. Los estudios de ventilacin (99mTc-aerosoles) reflejan la ventilacin regio

27、nal y segmental. La interpretacin del estudio se realiza en conjunto con los hallazgos de perfusin, permitiendo los diagnsticos diferenciales de embolia pulmonar. Con la Inhalacin de aerosoles de100 MBq Tc-99m el estudio es inmediato. Gammagrafia pulmonar Gammagrafia pulmonar PerfusinPerfusin Ventil

28、acinVentilacin La Gammagrafa de tiroides (I-123, I-131 o 99mTc-pertecnectato) ofrece informacin estructural y funcional, a partir de la imagen de la tiroides y el clculo de la captacin, el volumen del rgano, etc. Los estudios de SPECT con pinhole ofrecen una resolucin de contraste superior a la imag

29、en planar, incrementando la deteccin y evaluacin de ndulos tiroideos. Inyeccin intravenosa de 100 MBq 99mTc-pertecnectato. La imagen se obtiene a los 15 minutos post-inyeccin. Gammagrafia de tiroides Gammagrafia de tiroides Imagen planar con pinhole Imagen SPECT con pinhole Flujo sanguineo cerebral

30、99mTc-HMPAO (hexametil propilena mino oxima) o un compuesto similar es retenido en el cerebro en proporcin al flujo sanguneo cerebral en cada regin. Se localiza predominantemente en la materia gris y no muestra redistribucin. Facilita la deteccin de demencias cerebrales como Alzheimer, localizacin d

31、e focos epilpticos, problemas cerebro-vasculares como: isquemia cerebral, trauma y muerte cerebral. Inyeccin intravenosa de 800 MBq 99mTc-HMPAO. La tomografa se obtiene despus de 30 minutos post-administracin. NormalEnfermedad de Alzheimer Flujo sanguineo cerebral Determinacin del aclaramiento renal

32、 con 51Cr-EDTA o 99mTc-DTPA. La gammagrafa renal dinmica refleja la perfusin sangunea de los riones, la absorcin y excrecin. La adquisicin se realiza con un seriado de imgenes en el tiempo. Obtenemos un renograma cuantificado a travs de la creacin de regiones de inters (ROI) que brindan la tasa de c

33、uentas de cada una, en cada imagen. Radiofrmacos como 99mTc-MAG3, 99mTc-DTPA y 123I-Hippuran son usados para evaluar el aclaramiento y la funcin renal. La gammagrafa renal esttica permite visualizar el parnquima renal y la evaluacin funcional, utiliza el 99mTc-DMSA. Funcin renal Es ideal marcar la r

34、egin de inters de fondo (ROI de fondo) de manera tal de excluir las arterias y la regin calicial. Funcin renal (99mTc-DTPA) Renograma 99mTc- MAG3 Rin Derecho Rinn Izquierdo minutos Funcin renal (99mTc-DMSA) DerechoDerecho DerechoIzquierdo DerechoIzquierdo Eje Largo (mm) Eje corto (mm) Dist. Max. (mm

35、) Area (cm2) Conteos Rin Conteos Fondo Renal Fondo/Rion % Funcin Renal Relativa % Desviacin estndard Inyeccin en bolo intravenoso de alta actividad (400-800 MBq) de un trazador tecneciado Tc-99m, seguida por una adquisicin corta (4-20 imgenes por segundo durante 1 minuto), muestra la funcin miocrdic

36、a eliminando la desviacin por actividad de fondo. Los procedimientos de primer paso permiten: Imgenes del movimiento de la pared miocrdica Clculo de fracciones de eyeccin del VI y VD Deteccin de cortocircuitos intra-cardiacos izquierda-derecha Clculo del gasto cardaco Clculo del volumen ventricular

37、Clculo de tiempos de trnsito Estudios de primer paso Cuantificacin de cortocircuitos ROI de bolo radiactivo ROI Pulmn derecho Curva pulmn derecho Ajuste 1era Circulacin Ajuste de la 2da Circulacin tiempo Ventriculografia radioisotopica El marcaje de los glbulos rojos con Tc-99m, seguida de una adqui

38、sicin seriada de imgenes sincronizada al electrocardiograma, permite la cuantificacin del volumen de sangre a eyectar del VI y VD, a travs del registro de los cambios peridicos que se producen en la tasa de cuentas del volumen sanguneo durante el ciclo cardiaco. El anlisis del movimiento de la pared

39、 ventricular, los volmenes de sstole/distole y la fraccin de eyeccin, tienen aplicaciones para una evaluacin de la Enfermedad Coronaria (CAD), estratificacin del riesgo y monitoreo de la cardiotoxicidad en tratamientos de quimioterapia. Inyeccin intravenosa de 600-800 MBq de Tc-99m (20 minutos despu

40、s de la administracin de Pirofostato de Estao), imgenes despus de 10-15 minutos. Ventriculografia radioisotopica ecg Imagen de FaseImagen de Amplitud Fraccin de Eyeccin Local y Movimiento Regional de la Pared del VI FEVI(%) =61% Filtrado espacial y temporal, imagen normalizada DistoleSstole Curva de

41、 Cuentas/tiempo en el VI (latido cardiaco promedio) Perfusin miocardica La acumulacin de Tl-201 en el miocardio depende del flujo sanguneo y del metabolismo celular, por lo tanto, refleja la perfusin regional y la viabilidad del msculo cardaco. La evaluacin de un paciente con sospecha o confimacin d

42、e enfermedad coronaria se basa en la interpretacin de imgenes y/o anlisis cuantitativo de la reconstruccin de los cortes tomogrficos, que tambin brindan informacin sobre la perfusin regional del miocardio. El examen es realizado en condiciones de mximo esfuerzo y de reposo (despus de 4 horas al esfu

43、erzo y denominada imgenes de redistribucin). Actividad inyectada 70-100 MBq Tl-201. Se realiza estudio tomogrfico. Esfuerzo Redistribucin Perfusin miocardica coronal transversal sagital Cortes tomograficos Perfusin miocardica Esfuerzo Redistribucin Las propiedades fsicas del 99mTc-MIBI o Tetrofosmin

44、 facilitan la evaluacin de la perfusin y funcin miocrdicas, pues permiten la realizacin de un estudio de perfusin tomogrfico gatillado iniciado con una adquisicin de primer paso. La evaluacin de un paciente con sospecha o confirmacin de Enfermedad Coronaria (CAD), est basada en el anlisis cuantitati

45、vo y en la perfusin regional de la pared miocrdica que irrigan las arterias coronarias, dibujadas sobre la imagen reconstruida a partir de un conjunto de cortes tomogrficos. Actividad inyectada 800-1000 MBq. Adquisicin tomogrfica gatillada (Gated-SPECT). Perfusin miocardica Estudio de perfusin miocr

46、dica gatillado Estudio: MIBI Esfuerzo SPECT-gatillado Matriz: 64*64 Imgenes/ciclo: 8 Mn/voxel: 3.75 Conteos: 648 Volumen Sistlico : 19 ml Volumen Distlico: 71 ml Volumen Eyectado: 52ml FEVI(%): 73% Curva Volumen(ml)/ intervalo (latido cardiaco promedio ) Perfusi n(%) FEVI regional (%) Movimiento (mm

47、)Espesor Spect gatillado IAEA International Atomic Energy Agency OIEA Material de Entrenamiento en Proteccin Radiolgica en Medicina Nuclear PET Tomografia por Emisin de Positrones 511 keV 511 keV positrn Aniquilamiento Radionucleidos RadionucleidoVida media Energa partcula (media) C-1120.4 min0.39 M

48、eV N-1310 min0.50 MeV O-152.2 min0.72 MeV F-18110 min0.25 MeV Cu-629.2 min1.3 MeV Ga-6868.3 min0.83 MeV Rb-821.25 min1.5 MeV Michel Ter-Pogossian prepara un radiofrmaco para examinar a Henry Wagner Jr. con uno de los primeros Escaners PET (1975). Pioneros Tomgrafo por emisin de positrones (PET) Cmar

49、a gamma GAMMA con sistema de coincidencia para deteccin de emisores positrnicos Stanley Livingstone y Ernest Lawrence con su ciclotrn de 8 MeV (1935) Ciclotron Terminal de computadoraCiclotrnBiosintetizador Ciclotrones en hospitales 18F-FDG Flujo sanguneoMetabolismo FDG en cardiologia FDG en oncolog

50、ia Efermedad de AlzheimerNormal FDG en neurologia Nuevos radiofrmacos basados en emisores de positrones Radiofrmacos de gran especificidad Programas de aplicaciones ms avanzados que mejoran tanto la sensibilidad como la especificidad de la evaluacin El futuro - Mtodos de diagnstico Multimodalidad de

51、 imagen PET CT PET/CT Mejoras en el funcionamiento de la Cmara Gamma Mejoras en la deteccin de emisores de positrones Mtodos ms sofisticados para la reconstruccin y correccin de exmenes tomogrficos Sistemas de reporte/informacin electrnicos ms avanzados El futuro - Instrumentacin No! La Medicina Nuc

52、lear es una herramienta eficiente para el diagnstico y tratamiento, y est justificada desde un punto de vista mdico. Medicina nuclear medicina no clara? Por imgenes - Hueso, cerebro, pulmones, tiroides, riones, hgado/bazo, cardiovascular, estmago/ tracto GI, tumores, abscesos . Sin imgenes (sondas)

53、- Absorcin de la tiroides, renografa, funcin cardaca, reabsorcin de cido biliar. Estudios de laboratorio - GFR (filtrado glomerular), ERPF, volumen de glbulos rojos/supervivencia, estudios de absorcin (B12, hierro, grasa),volumen de sangre, intercambio de electrolitos, agua corporal, metabolismo seo. Radio-inmuno anlisis (RIA) Ciruga radio-guiada Metodos de diagnostico actuales Tiempo (min) 51Cr-EDTA, 300 kBq Muestras de plasma a