DETECCION Y MEDIDA DE LA RADIACIÓN

Se basa en los efectos que directa o indirectamente genera al atravesar  la materia. No percibimos la radiación pero si sus efectos y a través de estos podemos detectarlas y medirla.

Los detectores más utilizados se basan en los siguientes efectos:

1)      provocar la ionizacion de un gas (detectores de ionizacion gaseosa) o de un sólido que pasan a ser conductores eléctricos.

2)      Manifestar la fluorescencia de algunas sustancias.

3)      Provoca el velado de las películas radiográficas.

DETECTORES DE IONIZACION GASEOSA

En este proceso se han diseñado equipos que detectan la ionizacion que la radiación genera al atravesar un gas. Esto equipos constan de un recipiente metálico, herméticamente cerrado, con un alambre central y un gas en su interior. El alambre hace dos veces de ánodo y cilindro, de cátodo y entre ambos electrodos se aplica una gran diferencia de potencial. Al se expuesto generando una corriente eléctrica iónica proporcional  a la intensidad de la radiación.

DETECTORES DE SEMICONDUCTORES

Estos detectores se basan también en los efectos ionizantes de la radiación y pero en lugar de un gas utilizan un medio sólido (cristales de germenio intrínseco o combinado con litio.

DETECTORES DE CENTELLO

El material fluorescente que se utiliza en medicina nuclear es un cristal de yoduro de sodio activado con talio y recibe la expresiva denominación de cristal de centello. El yoduro sodico permite el efecto fotoeléctrico en el cristal y pone fin al foton incidente su energía permite la fluorescencia del talio.

Los detectores de centello aportan varias ventajas que justifican su elección en medicina nuclear. En primer lugar, son mas eficientes en la detección de la radiación x y y. la eficiencia de un detector es la relación entre el numero de emisiones radiactiva que detecta y al numero que realmente se expuso.

ACTIVIMETRO O CALIBRADOR DE DOSIS

Es un instrumento básico en cualquier servicio de medicina nuclear. Permite conocer la actividad de un trazador contenido en un vial y de este modo calcular la dosis que se desea administrar al paciente. En esencia, un activimetro  no es mas que una cámara de ionizacion en forma de pozo en su interior se introduce el material radioactivo con el fin de medir su actividad.

GAMMACAMARA O CAMARA DE ANGER

El equipo permite captar la distribución corporal del trazador lo hace detectando la radiación y que emite, y por eso se denomina gammacamara. También recibe el nombre de ANGER en honor a su diseñador, HAL OSCAR ANGER.

Componentes de la gammacamara  consta de una o varias cabezas detectoras integradas, a su vez por distintos elementos: el cristal de centello, fotocatodo, fotomultiplicadores, amplificadores  y analizadores de pulso eléctrico. Circuito de posicionamiento  y un equipo informático que procesa la información para.

CRISTAL DE CENTELLO: formado por yoduro de sodico  activado con talio, absorbe los fotones y procedentes  del radionúclidos  y genera el destello luminoso (fotones de luz visible y ultravioleta UV) al que debe su nombre.

FOTOCATODO Y TUBOS FOTOMULTIPLICADORES (TFM): Los fotones luminosos alcanzan a través de un acoplamiento óptico el fotocatodo, situado inmediatamente detrás del cristal.

CIRCUITO DE POSICIONAMIENTO: recoge las señales de los TFM y permite calcular  las coordenadas de la posición de cada foton en un eje cartesiano x-y-

EQUIPOS ELECTRONICOS DE TRATAMIENTO DE LA SEÑAL Y CREACIÓN DE LA IMAGEN: las señales electrónicas iniciales deben ser amplificadas con el objetivo de conseguir una amplitud idónea para ser analizada. La función del analizador del pulso eléctrico es establecer un filtro o ventana de detección que solo permita el acceso  a la formación de la imagen aquellas señales que correspondan que correspondan a aquellos fotones. 

ESTATICO MECANICO DE POSICIÓN: El sistema mecánico que soporta el detector se denomina gantry. Permite su colocación adecuada, incluido el movimiento de rotación del detector en los estudios tomografitos. Es una pieza básica de la gammagrama teniendo en cuenta que el detector tiene un peso aproximado de 1.000kgy el cristal que contiene es muy delicado.

CAMILLA O MESA DE EXPLORACIÓN: durante la exploración el paciente reposa en la camilla que esta confeccionada con materiales que apenas atenúan la radiación y esto permite la adquisición de proyección desde cualquier ángulo. Su reducida anchura permite un radio de giro de gammacamara igualmente pequeño disminuyendo la perdida de resolución que ocasiona la distancia entre el paciente y el receptor.

FILTROS A LA RADIACIÓN DE COMPTON: La radiación de Compton es el gran enemigo de la calidad de la imagen. Daña la resolución espacial es decir, la capacidad del sistema para definir espacialmente una estructura y distinguir dos sucesos que producen a corta distancias uno de los otros como entidades independientes. La mayor parte de la radiación y emitida por el trazador atraviesa los tejidos sin sufrir interacción alguna alcanza ortogonalmente el cristal de centello.

VENTANAS DE DETECCIÓN: El equipo de la gammagrafia incorpora un analizador de pulsos eléctricos que establece una ventanas de energía de modo que solo los valores comprendidos en esta ventanas son considerados validos y entran a formar parte de la imagen final, desechando aquellos fotones que no proceden de la fuente radiactiva, sino de interacciones Compton con la materia. La ventana se centra en el fotopico. La amplitud de la ventana es un equilibrio entre la sensibilidad de detección y resolución espacial. Ventanas anchas que incorporan mayor número de fotones por unidad de tiempo y por lo tanto permiten reducir el tiempo necesario para adquirir la imagen.

COLIMADORES EN MEDICINA NUCLEAR: colimar un haz es limitar el ángulo que recibe la radiaron desde la fuente para obtener  un haz sensiblemente paralelo. El colimador es un disco de plomo con múltiples perforaciones. Los tabiques entre las perforaciones se denominan septos. Colocados  justo delante del cristal  de centello absorbe la radiación dispersa, que es retenida por sus septos, permitiendo que la emisión mas ortogonal alcance el cristal a través de sus perforaciones.

EXISTEN VARIOS TIPOS DE COLIMADORES:

SEGÚN LA ENERGÍA DE FOTONES DE LOS FOTONES FILTRADOS: los colimadores pueden ser de alta energía (filtran fotones de mas de 300 kev), media energía (filtran fotones de entre 200 y 300 kev) y de baja energía (únicamente filtrante fotones menos de 200 kev).

SEGUN SU SENSIBILIDAD Y RESOLUCION: Ambos factores, sensibilidad y resolución, guardan una relación de proporcionalidad inversa. Cuando más extensa es la superficie del cristal expuesta a la radiación, mayor es el número de fotones detectados por unidad de tiempo (sensibilidad o eficiencia del contaje).

Ø  LOS COLIMADORES DE ALTA SENSIBILIDAD / BAJA RESOLUCIÓN: permiten una rápida adquisición de imagen sacrificando su calidad. Pueden estar indicados en estudios dinámicos, en lo que la fuente radiactiva esta en movimiento y en pacientes que no pueden mantenerse quietos.

Ø  LOS COLIMADORES DE ALTA RESOLUCIÓN/ BAJA SENSIBILIDAD: determinan exploraciones que ocupan más tiempos, pero la imagen final es de mejor calidad. En estudios estáticos, en los que la distribución del radiofarmaco apenas se modifica en el tiempo.

Ø  LOS COLIMADORES DE SENSIBILIDAD Y RESOLUCION MEDIOS: son los más utilizados en la práctica.

SEGÚN LA DISPOSICIÓN DE SUS ORIFICIOS: los colimadores por sus diseños pueden ser de perforaciones paralelas, perforaciones divergentes, convergentes y pinhole.

Ø  EL COLIMADOR DE ORIFICIOS PARALELOS: presentan múltiples perforaciones con estas disposiciones. Todos los agujeros deben tener un centro de rotación (cor) común.

Ø  EL COLIMADOR DIVERGENTE: Esta perforado por orificios que divergen hacia fuera. Aumenta el campo de visión, tanto más cuanto más lejos este el objeto del colimador.

Ø  COLIMADOR CONVERGENTE: esta perforado por orificios que convergen hacia fuera reduce el (fov) tanto mas cuento lejos este el objeto del colimador.

Ø  COLIMADOR PINHOLE: (estenopeico) tiene forma de cono truncado con el diámetro mayor o base apoyada junto al cristal. A diferencia de los anteriores, tiene por tanto un único orificio que proporciona una imagen invertida.

Los colimadores más utilizados se resumen a uno pocos:

Ø  COLIMADOR DE TODO PROPÓSITO O LEAP: colimador de todo orificio paralelos, filtros de baja energía y resolución/ sensibilidad medias. Es el más utilizados, validos para la mayoría de los estudios planares y tomografico.

Ø  COLIMADOR DE MEDIA ENERGIA O MEAP: similar al anterior con septos de mayor grosor capaces de filtrar radiaciones de hasta 300 kev.

Ø  COLIMADOR DE ALTA RESOLUCION O LEHR: son de orificios paralelos, filtros de baja energía y alta resolución, adecuados para aquellas situaciones en que es precisa aumentar la resolución.

Ø  COLIMADOR DE ALTA O ULTRA- ALTA SENSIBILIDAD O LEHS: Colimador de agujeros paralelos, filtros de baja energía y alta sensibilidad, adecuados para aquellas situaciones en las que la capacidad de detectar muchas cuentas en poco tiempo.

Ø  COLIMADOR CONICO O PINHOLE: sus indicaciones se limitan a órganos pequeños  y superficiales (tiroides, parotidas, vertebras, cabeza, fémur, etc.) es un colimador con alta resolución y por tanta sensibilidad.

Ø  OTROS COLIMADORES: existen otros colimadores para usos muy específicos como el colimador fan beam colimador convergentes en un plano perpendicular al eje transversal que forma un haz de abanico y el colimador slanthole de agujeros paralelos pero inclinados en un ángulo de 30 grados.

TIPOS DE GAMMACAMARAS

GAMMACAMARAS SIMPLES: esta formado por una cámara anger colocada sobre un estativo que únicamente permite movimiento de traslación vertical y de giro a derecha e izquierda permite realizar estudios planares, bidimensionales, localizados.

GAMMACAMARA DE CUERPO ENTERO: se realiza porque la gammacamara va montada sobre un sistema que permite un movimiento de traslación horizontal de los dos cabezales o de la camilla de exploración.

CAMARAS TOMOGRAFICAS: los estudios planares representan una imagen bidimensional de una realidad tridimensional cada pixel de la imagen contiene la suma de la actividad total de la profundidad, es decir el eje z en las clásicas coordenadas cartesianas x/y/z que representan los tres ejes del espacio.