Medicina Nuclear - Camara Gamma

MEDICINA NUCLEAR

CAPÍTULO 4
CÁMARA GAMMA
ELECTROMEDICINA
Bioing. PEDRO PABLO ESCOBAR

Estructura de una G-cam

1. Cabeza detectora con un cristal de
INaTl, sobre el cual se apoyan los
fotomultiplicadores

2. Fotomultiplicadores.

3. Preamplificacion

4. Amplificación

5. Analizador

6. Sistema de registro y representación

Componentes de una G-cam

CRISTALES

En la cabeza detectora la mayoría de las gammacámaras disponen de un cristal de Ina(Tl)
en forma de disco, con un diámetro de 26-50 cm y un espesor habitualmente de ¼ , 3/8 o
½ pulgadas (6,32 ; 9,52 y 1,25 mm respectivamente) que otorgan un campo de imagen
circular. También existen cámaras con cristales de campo rectangular que otorgan en
consecuencia, un campo de visión rectangular.

Los cristales de ¼ pulgada de espesor tienen mejor resolución que los demás (menos dispersión),
para el 99mTc, a costa de una mayor fragilidad y limitación en la energía máxima a detectar.

Las formas del cristal pueden ser circulares o rectangulares (leve efecto de borde en las esquinas.

Campo de Visión = es el ángulo sólido del agujero medido en estereorradianes. El tamaño del ángulo determina la resolución del colimador. A menor campo de visión, mayor resolución.


COLIMADORES.
Es un dispositivo diseñado para discriminar aquellos fotones que no provienen perpendicularmente
desde la fuente al detector, siguiendo la geometría de los agujeros del dispositivo.
Para limitar el campo de visión del detector y mejorar la detección del sistema, el colimador se apoya
sobre el cristal detector. Es un elemento intercambiable que se elige de acuerdo a las necesidades
particulares de cada estudio. Normalmente están fabricados de plomo (Pb) o Tungsteno (W) y
poseen un conjunto de agujeros pasantes dispuestos según un patrón geométrico específico. Los
tabiques de plomo entre agujeros se denominan septas.


TIPO DE
HAZ ENERGÍA CARACTERÍSTICAS
COLIMADOR

Alta sensibilidad

Todo propósito
Baja
Alta Resolución
Ortogonales
PARALELOS Ultra Alta resolución

Mediana
Todo propósito
Alta

30° Slant-Hole

Haz en abanico (fan-Beam)
Con septas
CONVERGENTES Haz cónico (Cone-Beam)

Agujero estenopeico (Pinhole) Sin septas

DIVERGENTES Todo propósito

Tabla 1. Tipos de colimadores y características principales

Colimadores

De acuerdo al método de construcción se los puede clasificar en:

(a) superposición de laminillas (Foil) (b) de fundición (Cast)

Colimadores

Según la geometría de fabricación se clasifican en:

a. Alta resolución (baja sensibilidad)
b. Baja resolución (alta sensibilidad)
c. Todo propósito (resolución y sensibilidad intermedias)
d. Ultra alta resolución (muy baja sensibilidad)

Es importante recordar el compromiso funcional entre resolución espacial y sensibilidad en los colimadores.
Ambos parámetros se relacionan en forma inversamente proporcional[1].

Según la Energía se clasifican en:

- de Alta energía ( > 300 keV )
- de Mediana Energía ( 160-300 keV )
- de Baja Energía ( < 160 keV )

La longitud de las septas es directamente proporcional a la energía.
En general, los colimadores de alta y mediana energía son de Todo propósito.

Tipos de Colimadores comerciales

DIVERGENTES

Son utilizados generalmente en cámaras de campo chico para visualizar órganos
grandes como pulmones, hígado, bazo. La desventaja de estos colimadores, es que
la imagen se deforma hacia los bordes del colimador a causa de la angulación de las
septas. En el centro del colimador las septas son paralelas y hay mínima distorsión.


CONVERGENTES

Raramente se utilizan los multiseptales. El más utilizado es el Pinhole,o de agujero estenopeico.
Consiste en un embudo de plomo con base en el cristal y vértice opuesto, con un orificio pequeño.
Se puede utilizar con cualquier radionucleido seleccionando el foco adecuado para esa energía.


PINHOLE O AGUJERO ESTENOPEICO

En el caso de órganos pequeños (tiroides, extremos articulares, huesos de la mano y el pié) el
colimador Pinhole convergente de un sólo agujero es el más recomendado, ya que posee muy
buena resolución, muy baja sensibilidad y magnifica la imagen.

Resolución en colimadores

BAJAS ENERGÍAS, ALTA SENSIBILIDAD (AS / HS):
Son colimadores con pocas septas y de corta longitud
(CV amplio). Esto les permite captar mayor cantidad de
información a expensas de una peor resolución. La
resolución está en relación directa con la cantidad de
septas.

BAJAS ENERGÍAS, TODO PROPÓSITO (TP / LEAP,
GAP): Son colimadores con una relación de compromiso
entre sensibilidad y resolución. Son de los más utilizados,
generalmente para ESTUDIOS DINÁMICOS y de baja
resolución.

BAJAS ENERGÍAS, ALTA RESOLUCIÓN (AR / HR):
Tienen más septas, o son más largas (CV más pequeño)
y localizan de esta manera con precisión la ubicación del
evento radioactivo. La imagen posee mayor definición
(mayor resolución), y para esto descarta gran cantidad de
eventos, aumentando el tiempo de adquisición (menor
sensibilidad) Estos son los más utilizados para
ESTUDIOS ESTÁTICOS.

BAJAS ENERGÍAS, ULTRA ALTA RESOLUCIÓN (UAR
/ UHR): El espacio entre septas se reduce aún más y/o
son más largas. Suele utilizarse cuando no se dispone de
un equipo tomográfico y/o de un Pinhole para resolver
áreas pequeñas o estructuras muy cercanas entre sí.
También son muy utilizados en SPECT.

PARALELOS OBLICUOS: Las septas son paralelas, pero anguladas. Están diseñados para un órgano específico que no está ubicado
perpendicularmente al plano de cabezal. Se emplean para adquirir imágenes SPECT de cabeza para reducir la distancia Cristal-Paciente.

Colimadores

La elección de uno u otro tipo depende de los
siguientes factores:

- del estudio a realizar
- de la energía del isótopo administrado
(colimadores de baja, media y alta energía)
- de la geometría del órgano a estudiar.

Fotomultiplicadores

FOTOMULTIPLICADORES
Se disponen según una simetría hexagonal en números de 19, 37, 61 o más, de modo de
abarcar al máximo el volumen interno del tubo detector (técnica de teselado). Constan de
un arreglo de dínodos cuya función es acelerar y multiplicar a los electrones que viajan
hacia el ánodo de manera que se intensifique la señal recogida por el detector. Son el
componente, junto con el cristal, que mayor frecuencia de reemplazo o falla posee debido
a su vida útil acotada.

G-Cam: parámetros característicos
RESOLUCIÓN DE ENERGÍAS (FWHME)

Es el parámetro que describe la posibilidad que tiene el sistema de detectar dos picos de energías
diferentes. Se determina ubicando el ancho de ventana de energía a la mitad de la altura del fotopico
(FWHM). La sigla FWHM es el acrónimo para Full Width Half Maximum, es decir, ancho a la mitad de la
altura máxima.

El área de la curva delimitada por la FWHME indica la
cantidad de energía que detecta el sistema. Idealmente sólo
debería detectar el pico de emisión del radionúclido, pero esto
no sucede en la práctica debido a la atenuación de los tejidos
y otros factores de dispersión de la radiación, cuyo efecto
hace que en lugar de un sólo pico de emisión de energía
tengamos una campana de emisión alrededor de un fotopico.

Los equipos modernos realizan la corrección de energía
desplazando los espectros de los diferentes
fotomultiplicadores, haciéndolos coincidir, logrando de esta
manera que la FWHM sea mínima y por ende, logrando que la
contribución de la radiación dispersa a la ventana energética
de medición sea menor.

Los valores típicos de FWHMe oscilan alrededor del 10% para
el 99mTc (valores medidos sin colimador para evitar la
dispersión de radiación en el plomo y la producción de RX en
el mismo). Por lo tanto se puede medir este isótopo con una
ventana del 15%.


RESOLUCIÓN ESPACIAL (FWHMS)
Es la menor distancia a la que hay que colocar dos fuentes radiactivas para verlas como dos
distribuciones independientes. El parámetro que caracteriza la resolución espacial en forma cuantitativa
es el ancho de la ventana a la mitad de la altura del perfil trazado sobre la imagen de una fuente
puntual (FWHMS). Este valor se relaciona con el tamaño del menor objeto detectable (B) según la
relación: FWHMS = 1,75 B.

Tiene dos componentes:

Intrínseco: llamado Ri, se
determina en un cristal no
colimado.
Extrínseco: llamado Rs, se
determina con un colimador,
siendo entonces el resultado de
la superposición de la
resolución intrínseca y la del
colimador Rc.

La FWHMS depende de la distancia fuente/colimador. Dado que
en gammagrafía planar el paciente puede colocarse cerca del
instrumento, el menor tamaño del objeto detectable, con
equipos planares, es del orden de 4 mm. No ocurre los mismo
con SPECT donde el paciente está a una distancia mayor de 15
cm, por lo que el FWHMS difícilmente sea menor que 1 cm.
Descripción de la caída de resolución espacial en función de la distancia
fuente/colimador para diferentes colimadores de agujeros paralelos.
La banda 12-17 cm corresponde a la ventana de distancias empleada durante
estudios de SPECT.


UNIFORMIDAD DE RESPUESTA (U)
Es el parámetro más importante de rendimiento de una gammacámara. Evalúa la diferencia de la
respuesta del detector en diferentes puntos del campo visual.

Existen dos formas de calcular la uniformidad de campo:

Uniformidad Integral (Ui), considera a todos los píxeles del campo visual.
Uniformidad Diferencial (Ud), calcula el promedio de las variaciones sobre 5
píxeles.

Ambas mediciones son determinantes para evaluar si el instrumento está en condiciones de
efectuar estudios clínicos precisos. Para lograr una buena uniformidad es necesario que el
instrumento cuente con un sistema de corrección de energía y linealidad, además de tener la
ventana de energía bien centrada sobre el fotopico del espectro de radiación del radionúclido.

Dado que es importante evitar la contribución de la radiación dispersa, a veces se eligen ventanas
de medición asimétricas hacia las altas energías. Este procedimiento degrada la uniformidad y por
lo tanto se recomienda volver a evaluar Ui para verificar que el valor siga siendo aceptable. De
acuerdo a las especificaciones de los fabricantes de equipos planares, debe cumplirse que Ui<=5%.


LINEALIDAD ESPACIAL

En 1980, Mühllehner y colegas informaron que se producían fallas de uniformidad por mala
correspondencia entre la posición de la señal y la ubicación real del evento radiactivo. A
estos errores cometidos en el mapeo de la procedencia de la señal se los denominó “falta
de linealidad espacial”.

Estas microdistorsiones espaciales, aunque no son detectables ni visibles empleando
fantomas de barras, son la causa más importante de pérdida de uniformidad. Por eso,
actualmente, la mayoría de las gammacámaras usan un circuito de reposicionamiento que
corrige la ubicación errónea. Esta corrección compensa las distorsiones causadas por la
compresión y expansión de las cuentas radiactivas que se producen, debajo de cada tubo
fotomultiplicador.


RESOLUCIÓN TEMPORAL

La respuesta de una gammacámara a una tasa alta de cuentas es importante para los estudios
cardíacos y algunos estudios de perfusión.

Después de recibir un evento, el detector debe volver a su estado basal, antes de poder contar
otro. Durante este tiempo muerto no puede contar. Los factores que influyen en este parámetro
son:

• el tiempo de decaimiento de la luz en el cristal.
• el tiempo de integración del pulso en el amplificador.
• el tiempo de decaimiento de la señal en el amplificador.

Actualmente los instrumentos pueden contar 1,4.105 cps (cuentas por segundo) en la ventana del
fotopico con 20% de pérdida debido al tiempo muerto.

Controles

CONTROLES DE CALIDAD DE LA CÁMARA GAMMA

Es indispensable y necesario para asegurar imágenes de buena calidad y mejorar el diagnóstico clínico. La
OIEA (Organización Internacional de Energía Atómica) y otros entes sugieren la realización de determinadas
pruebas y el uso de estándares. La normativa TECDOC 602/S de la OIEA explica la metodología para la
evaluación de la uniformidad, la resolución espacial, la sensibilidad y el tiempo muerto.

El voltaje de entrada a una gammacámara debe ser constante, de modo que siempre debe estar conectado.
Si las condiciones de temperatura y humedad cambian significativamente o si corta la alimentación del
instrumento, las pruebas de QC (Quality Control) deben ser repetidas.

La gammacámara es no uniforme debido a la falta de uniformidad natural del cristal, los efectos de
acoplamiento de los fotomultiplicadores y las no linealidades de los circuitos de procesamiento. Por eso,
semanalmente y para cada isótopo que se use, debe ejecutarse el software corrector de la uniformidad y
verificar si la respuesta del instrumento es homogénea. Si no está dentro de las especificaciones, deben
adquirirse nuevas matrices de corrección.

Deben controlarse periódicamente los colimadores, ya que al estar expuestos a manipulación y posibles
golpes, se deterioran con mucha frecuencia, degradando en consecuencia la uniformidad de respuesta.

Si los instrumentos funcionan correctamente, no aparecerán artefactos en la imagen que puedan ser
confundidos con lesiones del paciente. Lamentablemente, la MN es la especialidad de imágenes médicas
que mayor número de artificios presenta. La diferenciación entre artefactos y anomalías reales es de amplia
incumbencia para el médico ya que un diagnóstico mal hecho y una terapia mal guiada pueden conducir a
una intervención innecesaria y potencialmente perjudicial.

Recomendaciones

Se recomienda realizar los siguientes controles de calidad:

1. Blindaje del detector, semestral.
2. Integridad del colimador, semestral.
3. Control de posición y límites de ventana energética, cada vez que se utiliza.
4. Control de recepción del cristal detector, trimestral.
5. Control de emisión radiactiva dispersa en ambiente de trabajo, semestral.
6. Estabilidad de respuesta con una fuente puntual de período largo (por ejemplo
137Cs) a 5 cm de distancia, cada vez que se utiliza.

Equipos

Actualmente la mayoría de las gammacámaras son digitales y funcionan controladas por un
ordenador, permitiendo recoger la información procedente del detector, el almacenamiento de los
datos y su procesamiento para obtener información cuantitativa y relacional respecto de los datos del
paciente.

Las gammacámaras brindan imágenes bidimensionales (gammagrafías) que representan la
distribución de un radionúclido en un órgano o sector corporal. Estas imágenes aportan información
morfológica y, en menor grado, funcional. Cuando la fijación del radiofármaco al órgano es
relativamente estable en el momento de la exploración, las gammagrafías se denominan estáticas.
Cuando esta fijación no es estable, es preciso obtener una secuencia de imágenes, lo que se
denomina gammagrafía dinámica, y esta técnica permite estudiar los ritmos de acumulación, tránsito
y eliminación del RF, pudiendo incluso traducirlos a curvas con la consiguiente información funcional.

La principal limitación de las gammagrafías es que constituyen la representación 2D de la distribución
3D de la actividad de un RF en un órgano. Esto conlleva a la superposición de estructuras en una
imagen planar que hace que puedan pasar inadvertidas lesiones, ya sea por la profundidad o porque
tienen una captación del RF muy próxima a la de los tejidos circundantes.

Medicina Nuclear - Camara Gamma

Más contenido relacionado

La actualidad más candente (20)

Similar a Medicina Nuclear - Camara Gamma (20)

Más de Manuel Lazaro (13)

Último (20)

Medicina Nuclear - Camara Gamma