El tecnecio-99m ( 99m Tc) es un isómero nuclear metaestable de tecnecio-99 (en sí mismo un isótopo de tecnecio ), simbolizado como 99m Tc, que se utiliza en decenas de millones de procedimientos de diagnóstico médico anualmente, lo que lo convierte en el radioisótopo médico más utilizado. en el mundo.
General | |
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Símbolo | 99m Tc |
Nombres | tecnecio-99m, Tc-99m |
Protones | 43 |
Neutrones | 56 |
Datos de nucleidos | |
Media vida | 6.0067 horas [1] |
Isótopos parentales | 99 Mo (65.976 h) |
Productos de descomposición | 99 Tc |
Masa de isótopos | 98.9063 u |
Girar | 1 / 2− |
Exceso de energia | −87327,195 keV |
Energía de unión | 8613.603 keV |
Modos de decaimiento | |
Modo de decaimiento | Energía de desintegración ( MeV ) |
Emisión γ de transición isomérica 87,87% | 98,6%: 0,1405 MeV 1,4%: 0,1426 |
Isótopos de tecnecio Tabla completa de nucleidos |
El tecnecio-99m se utiliza como marcador radiactivo y puede detectarse en el cuerpo mediante equipos médicos ( cámaras gamma ). Se adapta bien al papel, ya que emite rayos gamma fácilmente detectables con una energía fotónica de 140 keV (estos fotones de 8.8 pm tienen aproximadamente la misma longitud de onda que los emitidos por equipos de diagnóstico de rayos X convencionales) y su vida media para la emisión gamma. es de 6.0058 horas (lo que significa que el 93,7% se desintegra a 99 Tc en 24 horas). La vida media física relativamente "corta" del isótopo y su vida media biológica de 1 día (en términos de actividad humana y metabolismo) permite procedimientos de exploración que recopilan datos rápidamente pero mantienen baja la exposición total a la radiación del paciente. Las mismas características hacen que el isótopo no sea adecuado para uso terapéutico.
El tecnecio-99m se descubrió como producto del bombardeo ciclotrón de molibdeno . Este procedimiento produjo molibdeno-99 , un radionúclido con una vida media más larga (2,75 días), que se desintegra a 99m Tc. Este tiempo de descomposición más prolongado permite enviar 99 Mo a instalaciones médicas, donde se extrae 99m Tc de la muestra a medida que se produce. A su vez, el 99 Mo generalmente se crea comercialmente mediante la fisión de uranio altamente enriquecido en un pequeño número de reactores nucleares de investigación y ensayo de materiales en varios países.
Historia
Descubrimiento
En 1938, Emilio Segrè y Glenn T. Seaborg aislaron por primera vez el isótopo metaestable de tecnecio-99m, después de bombardear molibdeno natural con 8 MeV deuterones en el de 37 pulgadas (940 mm) ciclotrón de Ernest Orlando Lawrence 's laboratorio de la radiación . [2] En 1970 Seaborg explicó que: [3]
descubrimos un isótopo de gran interés científico, porque decayó por medio de una transición isomérica con emisión de un espectro lineal de electrones provenientes de una transición de rayos gamma casi completamente convertida internamente. [en realidad, sólo el 12% de las desintegraciones son por conversión interna] (...) Esta era una forma de desintegración radiactiva que nunca antes se había observado. Segrè y yo pudimos demostrar que este isótopo radiactivo del elemento con el número atómico 43 decayó con una vida media de 6.6 h [luego actualizado a 6.0 h] y que era el hijo de un 67-h [luego actualizado a 66 h] radiactividad parental de molibdeno. Más tarde se demostró que esta cadena de descomposición tenía el número de masa 99, y (...) la actividad de 6.6 h adquirió la designación 'tecnecio-99m.
Más tarde, en 1940, Emilio Segrè y Chien-Shiung Wu publicaron los resultados experimentales de un análisis de los productos de fisión del uranio-235, incluido el molibdeno-99, y detectaron la presencia de un isómero del elemento 43 con una vida media de 6 horas, posteriormente etiquetado como tecnecio-99m. [4] [5]
Aplicaciones médicas tempranas en los Estados Unidos
El 99m Tc siguió siendo una curiosidad científica hasta la década de 1950, cuando Powell Richards se dio cuenta del potencial del tecnecio-99m como radiotrazador médico y promovió su uso entre la comunidad médica. Mientras Richards estaba a cargo de la producción de radioisótopos en la División de Laboratorio Caliente del Laboratorio Nacional de Brookhaven , Walter Tucker y Margaret Greene trabajaban en cómo mejorar la pureza del proceso de separación del producto secundario eluido de corta duración , el yodo 132 de su padre, telurio-132 (con una vida media de 3,2 días), producido en el reactor de investigación de grafito Brookhaven. [6] Detectaron un rastro de contaminante que resultó ser 99m Tc, que provenía de 99 Mo y seguía al telurio en la química del proceso de separación de otros productos de fisión. Basándose en las similitudes entre la química del par de padres e hijas telurio-yodo, Tucker y Greene desarrollaron el primer generador de tecnecio-99m en 1958. [7] [8] No fue hasta 1960 que Richards se convirtió en el primero en sugerir la idea. de usar tecnecio como marcador médico. [9] [10] [11] [12]
La primera publicación estadounidense en informar sobre la exploración médica de 99m Tc apareció en agosto de 1963. [13] [14] Sorensen y Archambault demostraron que 99 Mo libre de portador inyectado por vía intravenosa se concentraba selectiva y eficientemente en el hígado, convirtiéndose en un generador interno de 99m Tc . Después de la acumulación de 99m Tc, pudieron visualizar el hígado utilizando la emisión de rayos gamma de 140 keV.
Expansión mundial
La producción y el uso médico de 99m Tc se expandieron rápidamente en todo el mundo en la década de 1960, beneficiándose del desarrollo y las mejoras continuas de las cámaras gamma .
- Américas
Entre 1963 y 1966, numerosos estudios científicos demostraron el uso de 99m Tc como radiotrazador o herramienta de diagnóstico. [15] [16] [17] [18] Como consecuencia, la demanda de 99m Tc creció exponencialmente y en 1966, el Laboratorio Nacional Brookhaven no pudo hacer frente a la demanda. La producción y distribución de generadores de 99m Tc se transfirió a empresas privadas. El "generador TechneKow-CS" , el primer generador comercial de 99m Tc, fue producido por Nuclear Consultants, Inc. (St. Louis, Missouri) y Union Carbide Nuclear Corporation (Tuxedo, Nueva York). [19] [20] De 1967 a 1984, se produjo 99 Mo para Mallinckrodt Nuclear Company en el Reactor de Investigación de la Universidad de Missouri (MURR).
Union Carbide desarrolló activamente un proceso para producir y separar isótopos útiles como 99 Mo de productos de fisión mixtos que resultaron de la irradiación de objetivos de uranio altamente enriquecido (HEU) en reactores nucleares desarrollados de 1968 a 1972 en la instalación de Cintichem (anteriormente Union Carbide Research Centro construido en el bosque de Sterling en Tuxedo, Nueva York ( 41 ° 14′6.88 ″ N 74 ° 12′50.78 ″ W / 41.2352444 ° N 74.2141056 ° W / 41.2352444; -74.2141056)). [21] El proceso Cintichem utilizó originalmente un 93% de U-235 altamente enriquecido depositado como UO 2 en el interior de un objetivo cilíndrico. [22] [23]
A finales de la década de 1970, se extraían semanalmente 200.000 Ci (7,4 × 10 15 Bq) de la radiación total del producto de fisión de 20-30 cápsulas de HEU bombardeadas en reactores, utilizando el llamado "proceso Cintichem [aislamiento químico]". [24] La instalación de investigación con su reactor de investigación tipo piscina de 5 MW de 1961 se vendió más tarde a Hoffman-LaRoche y se convirtió en Cintichem Inc. [25] En 1980, Cintichem, Inc. comenzó la producción / aislamiento de 99 Mo en su reactor y se convirtió en el único productor estadounidense de 99 Mo durante la década de 1980. Sin embargo, en 1989, Cintichem detectó una fuga subterránea de productos radiactivos que provocó el cierre y desmantelamiento del reactor, poniendo fin a la producción comercial de 99 Mo en EE. UU. [26]
La producción de 99 Mo comenzó en Canadá a principios de la década de 1970 y se trasladó al reactor NRU a mediados de la década de 1970. [27] En 1978, el reactor proporcionó tecnecio-99m en cantidades suficientemente grandes que fueron procesadas por la división radioquímica de AECL, que fue privatizada en 1988 como Nordion, ahora MDS Nordion . [28] En la década de 1990 se planificó la sustitución del antiguo reactor NRU para la producción de radioisótopos. El Experimento de celosía de física aplicada multipropósito (MAPLE) fue diseñado como una instalación dedicada a la producción de isótopos. Inicialmente, se iban a construir dos reactores MAPLE idénticos en Chalk River Laboratories , cada uno capaz de abastecer el 100% de la demanda mundial de isótopos médicos. Sin embargo, los problemas con el reactor MAPLE 1, más notablemente un coeficiente de reactividad de potencia positivo , llevaron a la cancelación del proyecto en 2008.
Los primeros comercial 99m generadores de Tc se produjeron en Argentina en 1967, con 99 Mo produce en la CNEA 's RA-1 Enrico Fermi reactor. [29] [30] Además de su mercado interno, la CNEA suministra 99 Mo a algunos países de América del Sur. [31]
- Asia
En 1967, se llevaron a cabo los primeros procedimientos de 99m Tc en Auckland , Nueva Zelanda . [32] 99 Mo fue inicialmente suministrado por Amersham, Reino Unido, luego por la Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear ( ANSTO ) en Lucas Heights, Australia. [33]
- Europa
En mayo de 1963, Scheer y Maier-Borst fueron los primeros en introducir el uso de 99m Tc para aplicaciones médicas. [13] [34] En 1968, Philips-Duphar (más tarde Mallinckrodt, hoy Covidien ) comercializó el primer generador de tecnecio-99m producido en Europa y distribuido desde Petten, Países Bajos.
Escasez
La escasez mundial de tecnecio-99m surgió a fines de la década de 2000 debido a que se cerraron dos reactores nucleares envejecidos ( NRU y HFR ) que proporcionaban aproximadamente dos tercios del suministro mundial de molibdeno-99, que a su vez tiene una vida media de solo 66 horas. repetidamente durante períodos de mantenimiento prolongados. [35] [36] [37] En mayo de 2009, Atomic Energy of Canada Limited anunció la detección de una pequeña fuga de agua pesada en el reactor NRU que permaneció fuera de servicio hasta la finalización de las reparaciones en agosto de 2010. Después de la observación de Chorros de burbujas de gas liberados de una de las deformaciones de los circuitos de agua de refrigeración primarios en agosto de 2008, el reactor HFR se detuvo para una investigación de seguridad exhaustiva. NRG recibió en febrero de 2009 una licencia temporal para operar HFR solo cuando sea necesario para la producción de radioisótopos médicos. HFR dejó de ser reparado a principios de 2010 y se reinició en septiembre de 2010. [38]
Dos reactores canadienses de reemplazo (ver Reactor MAPLE ) construidos en la década de 1990 se cerraron antes de comenzar a operar, por razones de seguridad. [35] [39] En mayo de 2018 se emitió un permiso de construcción para una nueva instalación de producción que se construirá en Columbia, MO . [40]
Propiedades nucleares
El tecnecio-99m es un isómero nuclear metaestable , como lo indica la "m" después de su número de masa 99. Esto significa que es un producto de desintegración cuyo núcleo permanece en un estado excitado que dura mucho más de lo normal. El núcleo eventualmente se relajará (es decir, se desexcitará) a su estado fundamental a través de la emisión de rayos gamma o electrones de conversión interna . Ambos modos de desintegración reorganizan los nucleones sin transmutar el tecnecio en otro elemento.
El 99m Tc decae principalmente por emisión gamma, un poco menos del 88% del tiempo. ( 99m Tc → 99 Tc + γ) Aproximadamente el 98,6% de estas desintegraciones gamma dan como resultado rayos gamma de 140,5 keV y el 1,4% restante son gammas de una energía ligeramente superior a 142,6 keV. Estas son las radiaciones que capta una cámara gamma cuando se utiliza 99m Tc como trazador radiactivo para imágenes médicas . El restante 12% de las desintegraciones de 99m Tc se producen mediante conversión interna , lo que da como resultado la expulsión de electrones de conversión interna de alta velocidad en varios picos agudos (como es típico de los electrones de este tipo de desintegración) también a aproximadamente 140 keV ( 99m Tc → 99 Tc + + e - ). Estos electrones de conversión ionizarán la materia circundante como lo harían los electrones de radiación beta , contribuyendo junto con los gammas de 140,5 keV y 142,6 keV a la dosis total depositada .
La emisión gamma pura es el modo de degradación deseable para las imágenes médicas porque otras partículas depositan más energía en el cuerpo del paciente ( dosis de radiación ) que en la cámara. La transición isomérica metaestable es el único modo de desintegración nuclear que se acerca a la emisión gamma pura.
La vida media del 99m Tc de 6.0058 horas es considerablemente más larga (por 14 órdenes de magnitud, al menos) que la mayoría de los isómeros nucleares, aunque no es única. Esta sigue siendo una vida media corta en relación con muchos otros modos conocidos de desintegración radiactiva y se encuentra en el medio del rango de vida media de los radiofármacos utilizados para la obtención de imágenes médicas .
Después de la emisión gamma o la conversión interna, el tecnecio-99 en estado fundamental resultante se desintegra con una vida media de 211.000 años a rutenio-99 estable . Este proceso emite radiación beta suave sin gamma. Esta baja radiactividad del producto o productos secundarios es una característica deseable para los radiofármacos.
Producción
Producción de 99 Mo en reactores nucleares
- Irradiación de neutrones de objetivos U-235
El nucleido padre de 99m Tc, 99 Mo, se extrae principalmente con fines médicos de los productos de fisión creados en objetivos de U-235 irradiados con neutrones, la mayoría de los cuales se produce en cinco reactores de investigación nuclear en todo el mundo utilizando uranio altamente enriquecido (HEU ) objetivos. [41] [42] Se producen cantidades más pequeñas de 99 Mo a partir de uranio poco enriquecido en al menos tres reactores.
Tipo | Reactor | Localización | Objetivo / Combustible | Año |
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Productores a gran escala | NRU (fuera de servicio) | Canadá | HEU / LEU | 1957 |
BR2 | Bélgica | HEU / HEU | 1961 | |
SAFARI-1 | Sudáfrica | LEU / LEU | 1965 | |
HFR | Los países bajos | HEU / LEU | 1961 | |
Reactor de osiris | Francia | LEU / HEU | 1966 | |
Productores regionales | ÓPALO | Australia | LEU / LEU | 2006 |
MPR RSG-GAS [43] | Indonesia | LEU / LEU | 1987 | |
RA-3 [44] | Argentina | LEU / LEU | 1961 | |
MARIA | Polonia | HEU / HEU | 1974 | |
LVR-15 [45] | República Checa | HEU / HEU | 1957 |
- Activación de neutrones de 98 Mo
La producción de 99 Mo por activación neutrónica de molibdeno natural, o molibdeno enriquecido en 98 Mo, [46] es otra ruta de producción, actualmente más pequeña. [47]
Producción de 99m Tc / 99 Mo en aceleradores de partículas
- Producción de 99m Tc "instantáneo"
La viabilidad de la producción de 99m Tc con el bombardeo de 22 MeV de protones de un objetivo de 100 Mo en ciclotrones médicos se demostró en 1971. [48] La reciente escasez de 99m Tc reavivó el interés en la producción de 99mTc "instantáneo" por bombardeo de protones. de objetivos 100 Mo enriquecidos isotópicamente (> 99,5%) después de la reacción 100 Mo (p, 2n) 99m Tc. [49] Canadá está encargando estos ciclotrones, diseñados por Advanced Cyclotron Systems , para la producción de 99m Tc en la Universidad de Alberta y la Universidad de Sherbrooke , y está planeando otros en la Universidad de Columbia Británica , TRIUMF , Universidad de Saskatchewan y Universidad Lakehead . [50] [51] [52]
Un inconveniente particular de la producción de ciclotrones a través de (p, 2n) en 100 Mo es la significativa coproducción de 99 Tc en el estado fundamental . El crecimiento interno preferencial de este nucleido se produce debido a la ruta de la sección transversal de reacción más grande que conduce al estado fundamental, que es casi cinco veces mayor en la sección transversal máxima en comparación con la metaestable a la misma energía. Dependiendo del tiempo requerido para procesar el material objetivo y la recuperación de 99m Tc, la cantidad de 99m Tc al estado fundamental de 99 Tc continuará disminuyendo, lo que a su vez reducirá la actividad específica del 99m Tc disponible, lo que puede afectar negativamente el etiquetado posterior y / o imágenes. Se han propuesto dianas que contienen molibdeno metálico líquido que ayudarían en el procesamiento simplificado. [53]
- Rutas indirectas de producción de 99 Mo
Se han investigado otras técnicas de producción de isótopos basadas en aceleradores de partículas. Las interrupciones del suministro de 99 Mo a fines de la década de 2000 y el envejecimiento de los reactores nucleares en producción obligaron a la industria a buscar métodos alternativos de producción. [54] El uso de ciclotrones o aceleradores de electrones para producir 99 Mo a partir de 100 Mo mediante reacciones (p, 2n) [55] [56] [57] o (γ, n) [58] , respectivamente, se ha investigado más a fondo. La reacción (n, 2n) en 100 Mo produce una sección transversal de reacción más alta para neutrones de alta energía que la de (n, γ) en 98 Mo con neutrones térmicos. [59] En particular, este método requiere aceleradores que generen espectros de neutrones rápidos, como los que usan DT [60] u otras reacciones basadas en la fusión, [61] o reacciones de espalación de alta energía o de anulación. [62] Una desventaja de estas técnicas es la necesidad de objetivos enriquecidos de 100 Mo, que son significativamente más caros que los objetivos isotópicos naturales y normalmente requieren el reciclado del material, lo que puede ser costoso, lento y arduo. [63] [64]
Generadores de tecnecio-99m
La corta vida media del tecnecio-99m de 6 horas hace que el almacenamiento sea imposible y encarece el transporte. En cambio, su nucleido padre 99 Mo se suministra a los hospitales después de su extracción de los objetivos de uranio irradiado con neutrones y su purificación en instalaciones de procesamiento especializadas. [notas 1] [66] Es enviado por compañías radiofarmacéuticas especializadas en forma de generadores de tecnecio-99m en todo el mundo o distribuido directamente al mercado local. Los generadores, conocidos coloquialmente como vacas moly, son dispositivos diseñados para proporcionar protección contra la radiación para el transporte y minimizar el trabajo de extracción realizado en la instalación médica. Una tasa de dosis típica a 1 metro del generador de 99m Tc es de 20 a 50 μSv / h durante el transporte. [67] La producción de estos generadores disminuye con el tiempo y deben reemplazarse semanalmente, ya que la vida media de 99 Mo sigue siendo de solo 66 horas.
El molibdeno-99 se desintegra espontáneamente a estados excitados de 99 Tc a través de la desintegración beta . Más del 87% de las desintegraciones conducen al estado excitado de 142 keV de 99m Tc. A
β-
electrón y un
ν
mi antineutrino electrónico se emiten en el proceso ( 99 Mo → 99m Tc +
β-
+
ν
mi). La
β-
los electrones se protegen fácilmente para el transporte, y los generadores de 99m Tc son solo peligros menores de radiación, principalmente debido a los rayos X secundarios producidos por los electrones (también conocidos como Bremsstrahlung ).
En el hospital, el 99m Tc que se forma a través de la desintegración de 99 Mo se extrae químicamente del generador de tecnecio-99m. La mayoría de los generadores comerciales de 99 Mo / 99m Tc utilizan cromatografía en columna , en la que el 99 Mo en forma de molibdato soluble en agua, MoO 4 2− se adsorbe en alúmina ácida (Al 2 O 3 ). Cuando el 99 Mo decae, forma pertecnetato TcO 4 - que, debido a su única carga, está menos unido a la alúmina. Al extraer la solución salina normal a través de la columna de 99 MoO 4 2− inmovilizado, se eluye el 99m TcO 4 - soluble , lo que da como resultado una solución salina que contiene el 99m Tc como sal sódica disuelta del pertecnetato . Un generador de tecnecio-99m, que contiene sólo unos pocos microgramos de 99 Mo, puede potencialmente diagnosticar a 10,000 pacientes [ cita requerida ] porque producirá 99m Tc fuertemente durante más de una semana.
Preparación
El tecnecio sale del generador en forma de ión pertecnetato, TcO 4 - . El estado de oxidación de Tc en este compuesto es +7. Esto es directamente adecuado para aplicaciones médicas solo en gammagrafías óseas (es captado por osteoblastos) y algunas exploraciones de tiroides (es captado en lugar del yodo por tejidos tiroideos normales). En otros tipos de exploraciones que se basan en 99m Tc, se agrega un agente reductor a la solución de pertecnetato para reducir el estado de oxidación del tecnecio a +3 o +4. En segundo lugar, se agrega un ligando para formar un complejo de coordinación . El ligando se elige para que tenga afinidad por el órgano específico al que se dirige. Por ejemplo, el complejo exametazima de Tc en estado de oxidación +3 es capaz de cruzar la barrera hematoencefálica y fluir a través de los vasos del cerebro para obtener imágenes del flujo sanguíneo cerebral. Otros ligandos incluyen sestamibi para imágenes de perfusión miocárdica y mercapto acetil triglicina para exploración MAG3 para medir la función renal. [68]
Usos médicos
En 1970, Eckelman y Richards presentaron el primer "kit" que contiene todos los ingredientes necesarios para liberar el 99m Tc, "ordeñado" del generador, en la forma química para ser administrado al paciente. [68] [69] [70] [71]
El tecnecio-99m se utiliza en 20 millones de procedimientos médicos nucleares de diagnóstico cada año. Aproximadamente el 85% de los procedimientos de diagnóstico por imagen en medicina nuclear utilizan este isótopo como marcador radiactivo . El libro de Klaus Schwochau tecnecio listas 31 radiofármacos a base de 99m Tc para la imagen y los estudios funcionales de los cerebrales , miocardio , tiroides , pulmones , hígado , vesícula biliar , riñones , esqueleto , sangre , y tumores . [72] También está disponible una revisión más reciente. [73]
Dependiendo del procedimiento, el 99m Tc se etiqueta (o se une a) un producto farmacéutico que lo transporta a su ubicación requerida. Por ejemplo, cuando el 99m Tc se une químicamente a la exametazima (HMPAO), el fármaco puede atravesar la barrera hematoencefálica y fluir a través de los vasos del cerebro para obtener imágenes del flujo sanguíneo cerebral. Esta combinación también se utiliza para marcar los glóbulos blancos ( leucocitos marcados con 99m Tc) para visualizar los sitios de infección. El 99m Tc sestamibi se usa para imágenes de perfusión miocárdica, que muestran qué tan bien fluye la sangre a través del corazón. Las imágenes para medir la función renal se obtienen uniendo 99m Tc a mercaptoacetil triglicina ( MAG3 ); este procedimiento se conoce como escaneo MAG3 .
El tecnecio-99m se puede detectar fácilmente en el cuerpo mediante equipos médicos porque emite rayos gamma de 140,5 keV (estos tienen aproximadamente la misma longitud de onda que los emitidos por equipos de diagnóstico de rayos X convencionales), y su vida media para la emisión gamma es de seis horas ( lo que significa que el 94% se desintegra a 99 Tc en 24 horas). La vida media física "corta" del isótopo y su vida media biológica de 1 día (en términos de actividad humana y metabolismo) permite procedimientos de exploración que recopilan datos rápidamente, pero mantienen baja la exposición total a la radiación del paciente.
Efectos secundarios de la radiación
El tratamiento de diagnóstico con tecnecio-99m resultará en exposición a la radiación de técnicos, pacientes y transeúntes. Las cantidades típicas de tecnecio administrados para las pruebas immunoscintigraphy, tales como SPECT pruebas, intervalo de 400 a 1.100 MBq (11 a 30 mCi) ( milicurie o mCi; y Mega- Becquerel o MBq) para adultos. [74] [75] Estas dosis dan como resultado una exposición del paciente a la radiación de alrededor de 10 m Sv (1000 mrem ), el equivalente a unas 500 exposiciones de rayos X de tórax . [76] Este nivel de exposición a la radiación conlleva un riesgo de por vida de 1 en 1000 de desarrollar un cáncer sólido o leucemia en el paciente. [77] El riesgo es mayor en los pacientes más jóvenes y menor en los mayores. [78] A diferencia de una radiografía de tórax, la fuente de radiación está dentro del paciente y se transportará durante unos días, exponiendo a otros a la radiación de segunda mano. Un cónyuge que permanezca constantemente al lado del paciente durante este tiempo podría recibir una milésima parte de la dosis de radiación del paciente de esta manera.
La corta vida media del isótopo permite procedimientos de escaneo que recopilan datos rápidamente. El isótopo también tiene un nivel de energía muy bajo para un emisor gamma. Sus ~ 140 keV de energía lo hacen más seguro de usar debido a la ionización sustancialmente reducida en comparación con otros emisores gamma. La energía de gammas de 99m Tc es aproximadamente la misma que la radiación de una máquina de rayos X de diagnóstico comercial, aunque el número de gammas emitidos da como resultado dosis de radiación más comparables a los estudios de rayos X como la tomografía computarizada .
El tecnecio-99m tiene varias características que lo hacen más seguro que otros posibles isótopos. Su modo de caída de gamma se puede detectar fácilmente con una cámara, lo que permite el uso de cantidades más pequeñas. Y debido a que el tecnecio-99m tiene una vida media corta, su rápida descomposición en tecnecio-99 mucho menos radiactivo da como resultado una dosis de radiación total relativamente baja para el paciente por unidad de actividad inicial después de la administración, en comparación con otros radioisótopos. En la forma administrada en estas pruebas médicas (generalmente pertecnetato), el tecnecio-99m y el tecnecio-99 se eliminan del cuerpo en unos pocos días. [ cita requerida ]
Técnica de escaneo 3D: SPECT
La tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) es una técnica de imágenes de medicina nuclear que utiliza rayos gamma. Puede usarse con cualquier isótopo emisor de rayos gamma, incluido el 99m Tc. En el uso de tecnecio-99m, el radioisótopo se administra al paciente y los rayos gamma que escapan inciden sobre una cámara gamma en movimiento que calcula y procesa la imagen. Para adquirir imágenes SPECT, la cámara gamma se gira alrededor del paciente. Las proyecciones se adquieren en puntos definidos durante la rotación, normalmente cada tres a seis grados. En la mayoría de los casos, se utiliza una rotación completa de 360 ° para obtener una reconstrucción óptima. El tiempo necesario para obtener cada proyección también es variable, pero lo habitual es de 15 a 20 segundos. Esto da un tiempo total de exploración de 15 a 20 minutos.
El radioisótopo tecnecio-99m se usa predominantemente en gammagrafías óseas y cerebrales. Para las gammagrafías óseas , el ión pertecnetato se usa directamente, ya que es absorbido por los osteoblastos que intentan curar una lesión esquelética o (en algunos casos) como reacción de estas células a un tumor (primario o metastásico) en el hueso. En la exploración cerebral, el 99m Tc se une al agente quelante HMPAO para crear tecnecio ( 99m Tc) exametazima , un agente que se localiza en el cerebro según la región del flujo sanguíneo, lo que lo hace útil para la detección de accidentes cerebrovasculares y enfermedades demenciales que disminuyen el cerebro regional. flujo y metabolismo.
Más recientemente, la gammagrafía con tecnecio-99m se ha combinado con la tecnología de coregistro de TC para producir exploraciones SPECT / TC . Estos emplean los mismos radioligandos y tienen los mismos usos que la exploración SPECT, pero pueden proporcionar una localización tridimensional aún más fina de los tejidos de alta absorción, en los casos en que se necesita una resolución más fina. Un ejemplo es la gammagrafía de paratiroides con sestamibi, que se realiza con el radioligando sestamibi de 99m Tc y se puede realizar en máquinas SPECT o SPECT / CT.
Radiografía
La técnica de medicina nuclear comúnmente llamada gammagrafía ósea generalmente usa 99m Tc. No debe confundirse con el "escaneo de densidad ósea", DEXA , que es una prueba de rayos X de baja exposición que mide la densidad ósea para detectar osteoporosis y otras enfermedades en las que los huesos pierden masa sin actividad de reconstrucción. La técnica de la medicina nuclear es sensible a áreas de actividad de reconstrucción ósea inusual, ya que el radiofármaco es absorbido por las células osteoblásticas que forman el hueso. Por tanto, la técnica es sensible a las fracturas y la reacción ósea a los tumores óseos, incluidas las metástasis. Para una gammagrafía ósea, se inyecta al paciente una pequeña cantidad de material radiactivo, como 700–1,100 MBq (19–30 mCi) de 99m Tc-ácido medrónico y luego se escanea con una cámara gamma . El ácido medrónico es un derivado del fosfato que puede intercambiar lugares con el fosfato óseo en regiones de crecimiento óseo activo, anclando así el radioisótopo a esa región específica. Para ver lesiones pequeñas (menos de 1 centímetro (0,39 pulgadas)) especialmente en la columna, es posible que se requiera la técnica de imágenes SPECT , pero actualmente en los Estados Unidos, la mayoría de las compañías de seguros requieren una autorización separada para las imágenes SPECT.
Imágenes de perfusión miocárdica
Las imágenes de perfusión miocárdica (MPI) son una forma de imágenes cardíacas funcionales que se utilizan para el diagnóstico de la cardiopatía isquémica . El principio subyacente es que, en condiciones de estrés, el miocardio enfermo recibe menos flujo sanguíneo que el miocardio normal. MPI es uno de varios tipos de prueba de esfuerzo cardíaco . Como prueba de esfuerzo nuclear, la exposición media a la radiación es de 9,4 mSV, que en comparación con una radiografía de tórax típica de 2 vistas (.1 mSV) es equivalente a 94 radiografías de tórax. [79]
Para ello, se pueden utilizar varios radiofármacos y radionúclidos, cada uno de los cuales proporciona información diferente. En los escaneos de perfusión miocárdica utilizando 99m Tc, los radiofármacos 99m Tc- tetrofosmina (Myoview, GE Healthcare ) o 99m Tc- sestamibi (Cardiolite, Bristol-Myers Squibb ) se utilizan. A continuación, se induce estrés miocárdico, ya sea por ejercicio o farmacológicamente con adenosina , dobutamina o dipiridamol (Persantine), que aumentan la frecuencia cardíaca o por regadenosón (Lexiscan), un vasodilatador. (La aminofilina se puede utilizar para revertir los efectos del dipiridamol y el regadenosón). La exploración se puede realizar entonces con una cámara gamma convencional o con SPECT / CT.
Ventriculografía cardiaca
En la ventriculografía cardíaca , se inyecta un radionúclido, por lo general 99m Tc, y se toman imágenes del corazón para evaluar el flujo a través de él, para evaluar la enfermedad de las arterias coronarias , la enfermedad cardíaca valvular , las enfermedades cardíacas congénitas , la miocardiopatía y otros trastornos cardíacos . Como prueba de esfuerzo nuclear, la exposición media a la radiación es de 9,4 mSV, que en comparación con una radiografía de tórax típica de 2 vistas (.1 mSV) es equivalente a 94 radiografías de tórax. [79] [80] Expone a los pacientes a menos radiación que los estudios de rayos X de tórax comparables . [80]
Imágenes cerebrales funcionales
Por lo general, el trazador emisor de rayos gamma que se utiliza en las imágenes cerebrales funcionales es 99m Tc-HMPAO (hexametilpropilen amina oxima, exametazima ). También se puede utilizar un trazador similar de 99m Tc-EC. Estas moléculas se distribuyen preferentemente a regiones de alto flujo sanguíneo cerebral y actúan para evaluar regionalmente el metabolismo cerebral, en un intento de diagnosticar y diferenciar las diferentes patologías causales de la demencia . Cuando se utilizan con la técnica 3-D SPECT , compiten con las exploraciones cerebrales FDG-PET y las exploraciones cerebrales fMRI como técnicas para mapear la tasa metabólica regional del tejido cerebral.
Identificación del ganglio centinela
Las propiedades radiactivas del 99m Tc se pueden utilizar para identificar los ganglios linfáticos predominantes que drenan un cáncer, como el cáncer de mama o el melanoma maligno . Esto generalmente se realiza en el momento de la biopsia o resección . El tinte azul de isosulfán marcado con 99m Tc se inyecta por vía intradérmica alrededor del sitio de biopsia previsto. La ubicación general del ganglio centinela se determina con el uso de un escáner de mano con una sonda de sensor gamma que detecta el coloide de azufre marcado con tecnecio-99m que se inyectó previamente alrededor del sitio de la biopsia. Luego se hace una incisión sobre el área de mayor acumulación de radionúclidos y se identifica el ganglio centinela dentro de la incisión mediante inspección; el tinte azul de isosulfán generalmente tiñe de azul los ganglios que drenan. [81]
Inmunogammagrafia
La inmunogammagrafía incorpora 99m Tc en un anticuerpo monoclonal , una proteína del sistema inmunológico , capaz de unirse a las células cancerosas . Unas horas después de la inyección, se utiliza equipo médico para detectar los rayos gamma emitidos por el 99m Tc; concentraciones más altas indican dónde está el tumor. Esta técnica es particularmente útil para detectar cánceres difíciles de encontrar, como los que afectan a los intestinos . Estos anticuerpos modificados son vendidos por la empresa alemana Hoechst (ahora parte de Sanofi-Aventis ) bajo el nombre "Scintium". [82]
Etiquetado de la reserva de sangre
Cuando el 99m Tc se combina con un compuesto de estaño , se une a los glóbulos rojos y, por lo tanto, se puede utilizar para mapear los trastornos del sistema circulatorio. Se usa comúnmente para detectar sitios de hemorragia gastrointestinal, así como fracción de eyección , anomalías en el movimiento de la pared del corazón, derivación anormal y para realizar ventriculografía .
Pirofosfato para el daño cardíaco
Un ion pirofosfato con 99m Tc se adhiere a los depósitos de calcio en el músculo cardíaco dañado , lo que lo hace útil para medir el daño después de un ataque cardíaco . [ cita requerida ]
Coloide de azufre para gammagrafía del bazo
El coloide de azufre del 99m Tc es eliminado por el bazo , lo que permite obtener imágenes de la estructura del bazo. [83]
Divertículo de Meckel
El pertecnetato es acumulado y secretado activamente por las células mucoides de la mucosa gástrica, [84] y, por lo tanto, el tecnetato (VII) radiomarcado con Tc99m se inyecta en el cuerpo cuando se busca tejido gástrico ectópico, como se encuentra en un divertículo de Meckel con escaneos de Meckel. [85]
Ver también
- Colescintigrafía
- Isótopos de tecnecio
- Equilibrio transitorio
Notas
- ^ El 99 Tc formado por la desintegración de 99 Mo y 99m Tc durante el tiempo de procesamiento se elimina, junto con su isómero 99m Tc, al final del proceso de fabricación del generador. [sesenta y cinco]
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Otras lecturas
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- Iturralde, Mario P. (1 de diciembre de 1996). "Producción de molibdeno-99 en Sudáfrica". Revista europea de medicina nuclear . 23 (12): 1681-1687. doi : 10.1007 / BF01249633 . S2CID 28154691 .
- Hansell, Cristina (1 de julio de 2008). "Doble peligro de la medicina nuclear: tratamiento en peligro y el riesgo de terrorismo" (PDF) . La revisión de la no proliferación . 15 (2): 185-208. doi : 10.1080 / 10736700802117270 . S2CID 8559456 . Consultado el 24 de mayo de 2012 .
enlaces externos
- Simulador de producción de 99m Tc - OIEA
Más ligero: tecnecio-99 | El tecnecio-99m es un isótopo de tecnecio | Más pesado: tecnecio-100 |
Producto de desintegración de: molibdeno-99 | Cadena de desintegración de tecnecio-99m | Decae a: tecnecio-99 |