TECNOLOGÍA DE LAS IMÁGENES III MEDICINA NUCLEAR Lic. Amalia Pérez. LFM. Leandro Urrutia, LDI. Roberto Galli 2008

Transcripción

1 TECNOLOGÍA DE LAS IMÁGENES III MEDICINA NUCLEAR Lic. Amalia Pérez LFM. Leandro Urrutia, LDI. Roberto Galli 2008

2 Programa (Teórico) 1. Bases físicas de la formación de las imágenes de Medicina Nuclear. Radiaciones electromagnéticas y materia. Decaimiento radioactivo. Estadística de Poisson. 2. Imágenes médicas. Modalidades. Radiología. Tomografía Computada. Resonancia Magnética. 3. Parámetros de calidad de las imágenes. Contraste. Resolución Espacial. 4. Medicina Nuclear. Introducción. Inicios y desarrollo de una modalidad multidisciplinaria. Funcionamiento de un servicio de MN con fotones. Funcionamiento de un servicio de MN con positrones. 5. Detección de la radiación. Cristal detector. Interacción de la radiación con el cristal. Espectro de energías. Analizador de altura de pulsos. Fototubo. Preamplificador y Amplificador. Tiempo Muerto. Centellógrafo lineal. 6. Cámara Gamma. Características generales. Cabezal. Colimadores. Cristal Detector. Circuitos de posición y energía. Espectros de energía, según su interacción con el cristal. Fuentes inmersas en medios dispersivos. El caso de los estudios clínicos. Uniformidad Planar. Formas de cuantificación. 7. SPECT. Características generales. Tendencia en los diseños. Obtención de la imagen topográfica. Algoritmos matemáticos. Filtros. Criterios de optimización de los parámetros de adquisición. Programas de corrección de movimientos. Parámetros de Calidad del equipo. Centro de Rotación. Uniformidad Tomográfica. 8. Cuantificación de las imágenes. Que quiere decir cuantificar una imagen. Límites de credibilidad. Tipos de cuantificación (Regiones de Interés). Cuantificación de estudios dinámicos. Estudios de perfusión renal. Cuantificación de estudios cardíacos estáticos (Mapas polares) y dinámicos. Cuantificación de estudios cerebrales

3 Aclaraciones generales: Los archivos, separados por capítulos y presentados en extensión pdf, son únicamente una referencia al desarrollo de las clases teóricas y no constituyen pos sí mismos material único de estudio de la materia. Amalia Pérez Las ideas de las clases correspondientes a éste primer capítulo son dos: 1. Repasar los conocimientos adquiridos en las materias cursadas y aprobadas previamente al estudio de Tecnología de las Imágenes (III), y cuyos temas se encuentran íntimamente ligados a la misma. 2. Analizar y discutir la cronología e interdependencia de los descubrimientos en el terreno de la física, que se sucedieron desde fines del siglo XIX y principios del siglo XX, y que dieron base al posterior desarrollo de la Medicina Nuclear.

4 CAPÍTULO 1: Bases físicas de la formación de las imágenes de Medicina Nuclear. Radiaciones electromagnéticas y materia. Decaimiento radioactivo. Estadística de Poisson. Relación señal/ruido.

5 Huygens (1690) La luz se propaga como una onda mecánica a través del éter. Debe producir fenómenos de interferencia y difracción. Su velocidad de propagación disminuye con la densidad del medio. (Teoría ondulatoria de la luz) Newton (1704) La luz está formada por partículas (Teoría corpuscular de la luz) Young (1801) Descubre que la luz produce fenómenos de difracción Foucault (1855) La velocidad de la luz disminuye con la densidad del medio Maxwell (1865) La propagación de campos eléctricos y magnéticos tiene la misma característica que la luz, incluso su velocidad. Por lo que concluye que la luz es una onda electromagnética.

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7 De Broglie (1924) Cualquier partícula puede comportarse como una onda en determinadas situaciones Dicho comportamiento está caracterizado por una longitud de onda asociada a la partícula (λ) Esta longitud de onda está asociada a la partícula por λ = h/p, donde p = m * v Por qué no vemos el carácter ondulatorio de la materia? Dado un cuerpo de 1 Kg. a una velocidad = 10 m/seg, según la expresión de De Broglie tiene una λ= m. No existe en el planeta obstáculos de tamaño tan pequeño, por lo que no podemos observar el fenómeno

8 Interacción de la radiación con los átomos del medio en el que se propaga Efecto Fotoeléctrico Efecto Compton Formación de pares

9 Energía del fotón dispersado = 511 /(1 cos B + (511/ Energía del fotón incidente)) Energía del fotón dispersado para el caso de la energía de emisión gamma del 99m Tc = 511 KeV /(1 cos B + (511 KeV/ 140 KeV))

10 No. Atómico del H=1, C=6, O=8, Ca=20 Rango de energía de la MN = [ KeV]

11 CAPÍTULO 1: Bases físicas de la formación de las imágenes de Medicina Nuclear. Radiaciones electromagnéticas y materia. Decaimiento radioactivo. Estadística de Poisson. N = No exp λt T1/2 [tiempo] = 0.693/ λ

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13 Emisión gamma o Transición isomérica se produce en núcleos que estando excitados (en un estado conocido como metaestable) emiten energía en forma de radiación electromagnética.

14 CAPÍTULO 1: Bases físicas de la formación de las imágenes de Medicina Nuclear. Radiaciones electromagnéticas y materia. Decaimiento radioactivo. Estadística de Poisson. La formación de una imagen es un proceso estadístico, en particular en las etapas fundamentales de: 1. La generación del flujo de fotones que se emiten desde las regiones donde está concentrada la sustancia radioactiva. 2. La interacción de dichos fotones con los átomos de los tejidos del cuerpo del paciente. 3. La interacción de los fotones que inciden sobre el cristal detector. Emisión de la radiación Tejido del medio dispersor Cristal detector Imagen anterior de una glándula tiroides obtenida con un fármaco marcado con 99m Tc mediante un sistema detector con cristal de INa(Tl)

15 Cuál es el concepto de verdadero en la distribución de un radiofármaco cuando lo estamos estimando a través de un proceso estadístico? Qué tan bueno es el resultado de una única adquisición?

16 Histograma de frecuencias de la cantidad de cuentas emitidas desde una región elemental del organismo conteniendo un radiofármaco marcado con 99m Tc a lo largo de múltiples determinaciones 0,14 Probabilidad de que en un pixel se encuentre un valor N 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0, Número de cuentas/pixel

17 σ 2 = m El verdadero valor de una medida N caerá probablemente dentro del intervalo N ± N El error estadístico es la desviación estándar/promedio = N /N = 1/ N

18 0,35 0,30 Incerteza en la determinación 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0, Cuentas A mayor cantidad de cuentas adquiridas, mayor credibilidad en la imagen.

19 Fin capítulo I