Medicina Nuclear: Principios y Aplicaciones

Rama de la medicina que utiliza materiales radiactivos (radiofármacos) para diagnóstico y tratamiento.

Se basa en la detección de radiación emitida por radionúclidos dentro del cuerpo (SPECT, PET, cámara gamma).

Aplicaciones principales: cáncer, tiroides, cerebro, corazón, riñones.

Ejemplo: Lutecio-177 o Ytrio-90 para terapia dirigida.

Decaimiento Radiactivo

Transformación espontánea de un núcleo inestable en otro más estable, emitiendo radiación.

Tipos de Decaimiento

• Alfa: Emite 2 protones y 2 neutrones, disminuye la masa.
• Beta menos (β-): Un neutrón se convierte en protón y electrón.
• Beta más (β+): Un protón se convierte en neutrón y positrón.
• Gamma (γ): Emite energía sin cambio en el número atómico.
• Captura electrónica: El núcleo atrapa un electrón interno.

Radiofármacos

Medicamentos con radionúclidos usados en cantidades traza.

Tipos de Radiofármacos

• Diagnóstico: Generan imágenes funcionales (PET y SPECT).
• Terapéuticos: Destruyen células tumorales.
• Dirigidos: Se unen a receptores específicos.

Ejemplos: FDG-18F (PET), Tecnecio-99m (SPECT), Lutecio-177 (terapia).

Propiedades Ideales

Alta afinidad, estabilidad, eliminación rápida, unión estable al radionúclido.

Imagenología Nuclear: Técnicas y Detección

Cámara de Centelleo (*Gammacámara*)

Dispositivo que detecta radiación gamma y la convierte en señales eléctricas para formar imágenes.

Componentes principales: colimador, cristal centelleador NaI(Tl), tubos fotomultiplicadores, analizador de pulso, circuito XY, computadora.

Aplicaciones: tiroides, corazón, cerebro, huesos, hígado, pulmones.

Técnicas de Imagenología Nuclear

Utiliza radiofármacos para generar imágenes del funcionamiento fisiológico.

Etapas: administración, distribución, emisión, detección.

Radioisótopos Comunes

Tecnecio-99m, Yodo-131, Talio-201, Galio-67, Indio-111.

Tipos de Imagen

• Gammagrafía planar: Imágenes bidimensionales (2D).
• SPECT (Tomografía Computarizada por Emisión de Fotón Único): Imágenes tridimensionales (3D) con rayos gamma.
• PET (Tomografía por Emisión de Positrones): Positrones que generan dos fotones opuestos.

Ventajas y Limitaciones

• Ventajas: Alta sensibilidad, detección temprana, evalúa función.
• Limitaciones: Resolución baja, requiere control de calidad.

Radioterapia: Fundamentos y Dosimetría

Uso médico de radiación ionizante para destruir células cancerosas.

Tipos de Radioterapia

• Externa o teleterapia: Haz desde fuera del cuerpo (ej. acelerador lineal).
• Interna o braquiterapia: Fuente radiactiva dentro o cerca del tumor.
• Sistémica: Radioisótopos administrados por vía oral o intravenosa.

Unidades y Volúmenes Clave

• Unidades:
  • Gray (Gy): Dosis absorbida.
  • Sievert (Sv): Dosis efectiva.
• Fraccionamiento: Dosis total dividida en partes diarias de 1.8 a 2 Gy.
• Volúmenes:
  • GTV (Gross Tumor Volume): Tumor visible.
  • CTV (Clinical Target Volume): Extensión microscópica.
  • PTV (Planning Target Volume): Volumen planificado.
  • OAR (Organs At Risk): Órganos en riesgo.

Principio Fundamental

Máxima dosis al tumor, mínima al tejido sano.

Ultrasonido Médico: Principios Físicos y Aplicaciones

Técnica de imagen que utiliza ondas sonoras mayores a 20 kHz para visualizar órganos y tejidos.

Principio del Ultrasonido

Se basa en la reflexión de ecos que retornan al transductor.

• Frecuencia médica: entre 2 y 12 MHz.
• Frecuencia alta = mejor detalle pero menor profundidad.
• Frecuencia baja = mayor penetración pero menos detalle.
• Velocidad del sonido depende del medio: aire 343 m/s, agua 1500 m/s, hueso 5000 m/s.

Fenómenos Acústicos Importantes

• Reflexión: Forma la imagen.
• Refracción: Cambia la dirección del haz.
• Dispersión: Aporta textura.
• Absorción: Transforma energía en calor.
• Atenuación: Pérdida total de energía con la profundidad.

Transductores Ultrasónicos

Convierten energía eléctrica en mecánica y viceversa mediante el efecto piezoeléctrico.

Los Cristales PZT generan corriente al comprimirse y vibran al aplicarles electricidad.

Campos Acústicos

• Campo cercano (Fresnel): Haz concentrado.
• Campo lejano (Fraunhofer): Haz divergente.

Tipos de Transductores

• Convexo: 2 a 5 MHz, abdominal y obstétrico.
• Lineal: 7 a 18 MHz, vascular, tiroides, músculo.
• Sectorial: 1.5 a 5 MHz, cardiología.
• Endocavitario: 5 a 10 MHz, ginecológico y prostático.

Ultrasonido Doppler

Basado en el efecto Doppler: cambio de frecuencia cuando hay movimiento entre fuente y receptor. Mide velocidad y dirección del flujo sanguíneo.

Tipos de Doppler

• Continuo: Mide altas velocidades sin profundidad exacta.
• Pulsado: Localiza flujo a cierta profundidad, puede tener aliasing.
• Color: Mapa de flujo (rojo hacia, azul alejándose).
• Power (o Angio): Mide la intensidad del flujo, útil en vasos pequeños.

Aplicaciones: cardiología, obstetricia, estudios vasculares.

Desempeño de Equipos de Ultrasonido

Factores clave: frecuencia del transductor, resolución axial y lateral, resolución temporal, atenuación, artefactos.

Estructura: lente acústica, capa coincidente, matriz piezoeléctrica, blindaje, material de respaldo, circuito flexible, cable coaxial.

Organismos de control: ACR y AIUM.

Efectos Biológicos del Ultrasonido

Potencia acústica: Energía sonora por unidad de tiempo.

Niveles de Potencia Acústica

• Baja (<0.1 W/cm²): Diagnóstico, sin riesgo.
• Media (0.1 a 1 W/cm²): Fisioterapia.
• Alta (>1 W/cm²): HIFU (Ultrasonido Focalizado de Alta Intensidad), riesgo térmico.

Factores influyentes: frecuencia, tiempo de exposición, intensidad, tipo de tejido, modo continuo o pulsado.

Efectos Térmicos y Mecánicos

• Térmicos: Calor, necrosis si supera 43 °C.
• Mecánicos: Cavitación, microburbujas.
• Moleculares: Radicales libres, estrés oxidativo.

Glosario de Conceptos Esenciales

• Radioterapia: Uso de radiación para tratar cáncer.
• Gray (Gy): Unidad de dosis absorbida.
• Sievert (Sv): Unidad de dosis efectiva.
• Braquiterapia: Fuente radiactiva dentro del tumor.
• Teleterapia: Radiación externa con acelerador lineal.
• Dosimetría: Medición de la radiación absorbida.
• OAR: Órganos en riesgo (Organs At Risk).
• Efecto Doppler: Cambio de frecuencia por movimiento.
• Efecto piezoeléctrico: Conversión de energía eléctrica en sonido (y viceversa).
• Atenuación: Pérdida de energía del haz ultrasónico.
• Impedancia acústica: Resistencia del tejido al paso del sonido.
• PET: Imagen metabólica con positrones.
• SPECT: Imagen 3D con fotones gamma.
• Radiofármaco: Compuesto con radionúclido usado para diagnóstico o terapia.
• Colimador: Pieza de plomo que dirige rayos gamma en una cámara.
• Cámara gamma: Equipo que transforma radiación en imagen funcional.