¿Qué es la medicina nuclear?

La medicina nuclear es una especialidad médica que utiliza radionucleidos (marcador radiofarmacéutico o radiactivo) para evaluar las funciones corporales y diagnosticar y tratar enfermedades. Las cámaras especialmente diseñadas permiten a los médicos monitorear estos radionucleidos. La tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) y la tomografía por emisión de positrones (PET) son los dos métodos de imagen más comunes en medicina nuclear.

¿Qué es el radionúclido (marcador radiofarmacéutico o radiactivo)?

Los radionúclidos están compuestos por moléculas transportadoras fuertemente unidas a un átomo radiactivo. Estas moléculas transportadoras varían mucho según el propósito del escaneo. Algunos radionucleidos usan moléculas en el cuerpo que interactúan con una proteína o azúcar específica e incluso pueden usar las propias células del paciente. Por ejemplo, cuando los médicos necesitan saber la fuente exacta de sangrado intestinal, pueden dar signos radioactivos (agregar átomos radiactivos) a una muestra de glóbulos rojos tomados del paciente. Luego reinyectan la sangre y usan una exploración SPECT para seguir el camino de la sangre en el paciente. Cualquier acumulación de radiactividad en los intestinos proporciona a los médicos información sobre dónde está el problema.

Para la mayoría de los estudios de diagnóstico en medicina nuclear, el radionúclido se administra al paciente mediante inyección intravenosa. Sin embargo, el radionúclido también se puede administrar por inhalación, inyección oral o directa en un órgano. La administración de radionúclidos dependerá del proceso de la enfermedad a investigar.

¿Qué es SPECT (tomografía computarizada por emisión de fotón único)?

Los dispositivos de imágenes SPECT proporcionan imágenes tridimensionales (tomográficas) de la distribución de moléculas de radionúclidos que se envían al cuerpo del paciente. Las imágenes tridimensionales son imágenes creadas por una gran cantidad de imágenes de proyección del cuerpo, grabadas por diferentes ángulos, procesadas por una computadora. Los lectores de imágenes SPECT tienen detectores de cámara gamma que pueden detectar emisiones de rayos gamma de radionucleidos inyectados en el paciente. Los rayos gamma son un tipo de luz que se mueve a una longitud de onda diferente a la luz visible. Las cámaras están montadas en una base giratoria que permite que los detectores se muevan en círculo alrededor de un paciente que yace inmóvil en una plataforma.

¿Qué es la PET (tomografía por emisión de positrones)?

Los escaneos PET usan radionúclidos para crear imágenes tridimensionales. La principal diferencia entre las exploraciones SPECT y PET son los radiómetros utilizados. Mientras que los escaneos SPECT miden los rayos gamma, los escaneos PET miden procesando pequeñas partículas de radionucleidos llamados positrones. Un positrón es aproximadamente la misma masa que un electrón, pero una partícula de carga inversa. Estos reaccionan con electrones en el cuerpo, y cuando estas dos partículas se unen, se destruyen entre sí. Esta destrucción produce una pequeña cantidad de energía en forma de dos fotones, que se disparan en direcciones opuestas. Los detectores en el escáner PET miden estos fotones y usan esta información para crear imágenes de órganos internos.

¿Para qué enfermedades se usa la medicina nuclear?

Hoy en día, las aplicaciones de medicina nuclear se usan ampliamente en relación con el cáncer, enfermedades de la tiroides, enfermedades cardiovasculares y enfermedades cerebrales.

El uso de la medicina nuclear en las enfermedades del cáncer.

El objetivo principal de las exploraciones PET es detectar el cáncer y rastrear su progreso, respuesta al tratamiento y detectar metástasis. El uso de glucosa depende de la intensidad de la actividad celular y tisular, por lo que aumenta mucho en la división rápida de las células cancerosas. De hecho, el grado de agresión para la mayoría de los cánceres es aproximadamente paralelo a las tasas de utilización de glucosa. En los últimos 15 años, las moléculas de glucosa marcadas radiactivas ligeramente modificadas (desoxiglucosa marcada con F-18 o FDG) han demostrado ser el mejor marcador disponible para detectar el cáncer y la diseminación metastásica en el cuerpo.

Un método de imagen combinado que produce imágenes de PET y CT (PET / CT) de las mismas regiones del cuerpo a la vez se ha convertido en la herramienta de imagen primaria para estadificar la mayoría de los cánceres en todo el mundo.

Además, los nuevos métodos de tratamiento, como la terapia dirigida con radionúclidos, se encuentran entre los desarrollos prometedores para el tratamiento del cáncer.

El uso de la medicina nuclear en enfermedades cardiovasculares.

La imagenología de la medicina nuclear en cardiología ha desempeñado un papel importante en el diagnóstico y el tratamiento de pacientes con enfermedad coronaria. La imagen de perfusión miocárdica es el enfoque más utilizado en pacientes con sospecha de enfermedad cardíaca. La imagen de perfusión del corazón es bastante precisa para detectar la presencia de enfermedad coronaria. Además, la prueba puede predecir el riesgo del paciente de diferentes enfermedades cardíacas (como un ataque cardíaco no mortal) y muerte cardíaca. Esto permite a los médicos brindar una mejor atención a los pacientes con enfermedad cardíaca avanzada al guiar las decisiones terapéuticas. Los tratamientos que se aplicarán pueden variar desde el manejo conservador de la enfermedad basado en medicamentos hasta formas más agresivas de intervención, como la cirugía para corregir el flujo sanguíneo.

Además, las nuevas técnicas de radioptracer bajo investigación ofrecen esperanza para el diagnóstico temprano de la aterosclerosis coronaria. La inflamación de los depósitos ricos en lípidos en la pared de las arterias grandes llamadas placas ateroscleróticas puede causar ataques cardíacos o muerte cardíaca. Actualmente, los biomarcadores sanguíneos como la proteína C reactiva que mide la inflamación aguda se han asociado con futuros eventos coronarios; sin embargo, no muestran dónde está la placa aterosclerótica. La capacidad de localizar placas dentro de las arterias coronarias puede ayudar a estimar qué individuos son propensos a eventos cardíacos graves. Se espera que las imágenes cardiovasculares con métodos tomográficos ayuden a identificar a los pacientes con placas ateroscleróticas antes de la angiografía coronaria convencional. Los estudios de imágenes de medicina nuclear también han demostrado que la localización realmente se puede detectar. Por ejemplo, en pacientes con riesgo de accidente cerebrovascular, se ha encontrado que la captación de FDG aumenta significativamente en las arterias carótidas enfermas que reflejan inflamación severa de lesiones ateroscleróticas con alto potencial de ruptura de la placa.

Técnicas de imagen híbrida como PET / CT, SPECT / CT y PET / MR en pacientes con enfermedad cardiovascular probablemente facilitará la evaluación de las consecuencias funcionales de los cambios estructurales asociados con la enfermedad. Por el contrario, también permitirán evaluar los procesos moleculares y celulares en unidades absolutas y asignarlos correctamente a los cambios estructurales. Estas ventajas brindan oportunidades para el monitoreo, caracterización y tratamiento de enfermedades, así como para monitorear el tratamiento en pacientes con enfermedades cardiovasculares. Los beneficios pueden incluir evaluaciones más completas de la salud y la enfermedad cardiovascular, y una mejor orientación de las intervenciones vasculares coronarias, así como una medición precisa de la gravedad de la enfermedad aterosclerótica, la efectividad de las placas ateroscleróticas y los tratamientos estabilizadores de la placa.

El uso de la medicina nuclear en enfermedades neurológicas.

Una tercera especialidad clínica, en la que las imágenes de medicina nuclear juegan un papel importante en la atención al paciente, es la neurología. Los enfoques de Radiotracer ayudan con la evaluación del tumor cerebral y la identificación temprana de la recurrencia, la planificación del tratamiento quirúrgico de los trastornos convulsivos y, lo que es más importante, la evaluación de los trastornos neurodegenerativos. Al igual que con otros tumores, FDG se utiliza en el diagnóstico y caracterización de tumores cerebrales.

Sin embargo, como se señaló anteriormente, la precisión diagnóstica con FDG se ha limitado debido al alto metabolismo de la glucosa y la alta captación de los donantes de radio en el tejido cerebral normal. Esta limitación ha llevado al desarrollo y la aplicación de materiales radioactivos como el carbono-11 metil-metionina, flúor-18-fluoro-l-fenilalanina o flúor-18-fluoro-L-timidina, que sirven como marcadores del transporte y metabolismo de aminoácidos. Estos materiales radiactivos se dirigen al tejido tumoral en el cerebro y contribuyen a la clasificación de la agresividad del tumor y, lo que es más importante, a distinguir la recurrencia tumoral de las reacciones tisulares posquirúrgicas y la formación de tejido cicatricial.

En los trastornos convulsivos, se ha encontrado que las imágenes PET con FDG son beneficiosas para la localización de áreas potencialmente epileptogénicas del cerebro y su distribución y extensión. La identificación precisa de este tipo de tejido cerebral anormal es importante para determinar la idoneidad de los pacientes para los enfoques de tratamiento quirúrgico diseñados para eliminar los trastornos convulsivos que están mal controlados con medicamentos. Los trastornos neurodegenerativos, como las enfermedades de Alzheimer, Pick y Huntington, generalmente se asocian con una disminución del metabolismo de la glucosa en ciertas partes del cerebro. Cada uno de estos trastornos está asociado con una disminución del metabolismo en regiones cerebrales específicas que pueden distinguirse mediante FDG-PET. Los estudios seriados de imágenes cerebrales con FDG-PET también proporcionan monitoreo del índice de progresión de la enfermedad.

El deterioro cognitivo leve, que es el resultado de un trastorno clínicamente neurodegenerativo, es difícil de distinguir de las causas no neurodegenerativas o el deterioro cognitivo del envejecimiento normal. Esto ha llevado a la investigación y el desarrollo de nuevos radioligandos para apuntar a amiloide y tau en los ganglios neurofibrilares como marcadores neuropatológicos no invasivos. Los estudios clínicos respaldan la promesa de estos nuevos radiotelers (por ejemplo, compuesto B de Pittsburgh marcado con carbono 11 (PIB) o naftalenos sustituidos con 2-dialquilamino-6-acilmalononitrilo marcados con flúor-18) para separar las primeras etapas de la neurodegeneración. Estos trazadores radiactivos también parecen ser útiles para controlar la progresión de la enfermedad y los resultados de la terapia farmacológica.

Otro objetivo futuro importante será desarrollar tratamientos diagnósticos y preventivos avanzados para trastornos neurológicos como las enfermedades de Alzheimer y Parkinson. Para lograr este objetivo, se requerirá una comprensión más detallada de los cambios moleculares que ocurren en el cerebro en las primeras etapas del desarrollo de la enfermedad. Además, aumentar la disponibilidad de trazadores radiactivos para detectar cambios moleculares específicos y monitorear la respuesta al tratamiento nos permitirá lograr este objetivo. Por ejemplo, muchos donantes de radio como el flúor-18-fluoroDOPA se han desarrollado para evaluar la integridad del sistema cerebral de dopamina. Hacer que estos y otros trazadores radiactivos sean más comunes puede conducir a un diagnóstico más preciso y un diagnóstico diferencial de la enfermedad de Parkinson. Además, otros sistemas de neurotransmisores (por ejemplo, colinérgicos,

Del mismo modo, el tratamiento de trastornos psiquiátricos como la depresión, la esquizofrenia y la adicción es un problema especial. La mayoría de los tratamientos disponibles son inadecuados con grandes efectos secundarios o alta falta de respuesta. En el futuro, se puede esperar que la disponibilidad generalizada de radio-tractores altamente específicos que se pueden utilizar en la investigación básica de neurociencia en humanos ayude a mejorar los procesos biológicos de estas enfermedades y, en última instancia, a mejores tratamientos.

El uso de la medicina nuclear en otras enfermedades.

Además de las enfermedades anteriores, se utiliza eficazmente en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades como las enfermedades óseas, tiroideas, de la vesícula biliar y del intestino.

Riesgos de las aplicaciones de medicina nuclear.

La dosis total de radiación administrada a los pacientes por la mayoría de los radiofármacos utilizados en los estudios de diagnóstico de medicina nuclear no es mayor que la dosis administrada durante las radiografías de tórax o los exámenes de TC de rutina. Existen inquietudes sobre la posible inducción de cáncer, incluso a niveles bajos de exposición a la radiación de los exámenes de imágenes médicas acumulativas, pero este riesgo se considera bastante pequeño, a diferencia del beneficio esperado de un estudio de imágenes de diagnóstico médicamente necesario.

Al igual que los radiólogos, los médicos de medicina nuclear tienen mucho cuidado para mantener la exposición a la radiación de los pacientes lo más baja posible y, por lo tanto, proporcionan la cantidad mínima de material radiactivo necesario para proporcionar un examen útil de diagnóstico.