Ejemplos de Medicina Nuclear

Escáner PET

Una aplicación interesante de la medicina nuclear, es el uso de la aniquilación de positrones, en la tomografía por emisión de positrones o PET. Ciertos radioisótopos decaen por emisión de positrones, y tales radioisótopos se pueden usar como trazadores. Si se inyecta en el cuerpo, pueden ser seguidos fácilmente, porque la emisión de los pares de aniquilación de los rayos gamma coincidentes a 180º, permite localizar su fuente a lo largo de una línea. La recolección de datos sobre emisiones a varios ángulos, permite la ubicación precisa de cualquier concentración del radioisótopo. Mediante el uso de un anillo de detectores (llamado tomógrafo), se puede construir una imagen de una sección del cuerpo.

Cuando un núcleo emite un positrón, casi instantáneamente encuentra un electrón, y el par se aniquila, convirtiendo toda la energía de las masas de las dos partículas, en dos rayos gamma. Los dos fotones de rayos gamma poseen momento, y la conservación del momento requiere que viajen en direcciones opuestas. Una detección simultánea de fotones de rayos gamma en dos detectores, coloca la fuente sobre una línea entre aquellos detectores.

Para un lugar determinado, se puede sumar la señal de todos los pares de detectores, que se corresponden con la línea que pasa a través de ese lugar. Todas las direcciones son igualmente probables para un lugar determinado, por lo que se puede normalizar la señal, como una medida de la concentración del radioisótopo en esa ubicación.

La tomografía PET está aumentando su uso para todas las partes del cuerpo, pero han sido de valor particular la formación de imágenes del cerebro. La obtención de un radioisótopo para la medición en el cerebro es un desafío, porque la barrera de protección sangre-cerebro, hace que sea difícil conseguir que la mayoría de las sustancias penetre en el cerebro. Un emisor de positrones que se puede insertar en una molécula de glucosa es el isótopo fluor ¹⁸F. No sólo la glucosa pasa la barrera sangre-cerebro y entra en el cerebro fácilmente, sino que la concentración de la glucosa identificada como radiactiva, es una medida del nivel de actividad metabólica en esa ubicación en el cerebro.

El escáner PET se convierte pues, en una herramienta fundamental para la investigación, ya que puede proporcionar un mapa del nivel de actividad metabólica en el cerebro. Se ha utilizado para mapear los diferentes patrones de actividad cerebral para diversas actividades, por ejemplo escuchar música versus hacer un problema de matemáticas. Puede mapear las áreas de hiperactividad asociadas con la actividad convulsiva. Se pueden identificar los patrones de actividad asociados con ciertos trastornos cerebrales.

Otra ventaja importante de la exploración PET, está en el diagnóstico y tratamiento del cáncer. Un área de actividad anormalmente alta, puede ser sospechosa de ser un tumor maligno de rápido crecimiento. Si el cáncer es tratado con radiación o quimioterapia, el escáner PET es de nuevo valioso porque es la única forma práctica de determinar si la ubicación de un tumor está ahora metabolicamente inactivo como resultado de la terapia, o está todavía consumiendo glucosa como indicación del mantenimiento de la actividad y el fracaso de la terapia.