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                                     INTRODUCCIÓN

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                                     INTRODUCCIÓN

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Actualmente vivimos rodeados por radiaciones. De hecho, una parte de éstas procede de los isótopos inestables de algunos elementos que encontramos en la naturaleza, como el polonio, el radio o el uranio, que presentan una propiedad llamada radiactividad.

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Actualmente vivimos rodeados por radiaciones. De hecho, una parte de éstas procede de los isótopos inestables de algunos elementos que encontramos en la naturaleza, como el polonio, el radio o el uranio, que presentan una propiedad llamada radiactividad.

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En 1895 el físico alemán Wilhelm Conrad Roentgen descubrió la primera radiación ionizante de la que se tiene noticia: los rayos X. En 1901, Roentgen recibió el premio Nobel de Física, pero siempre se le recordará por ser el autor de la primera radiografía de la historia, que mostraba los huesos de la mano izquierda de su esposa Berta.

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En 1895 el físico alemán Wilhelm Conrad Roentgen descubrió la primera radiación ionizante de la que se tiene noticia: los rayos X. En 1901, Roentgen recibió el premio Nobel de Física, pero siempre se le recordará por ser el autor de la primera radiografía de la historia, que mostraba los huesos de la mano izquierda de su esposa Berta.

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Las radiaciones ionizantes procedentes de isótopos radiactivos se utilizan ampliamente en el campo de la investigación médica. Vamos a destacar 3 especialidades.

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Las radiaciones ionizantes procedentes de isótopos radiactivos se utilizan ampliamente en el campo de la investigación médica. Vamos a destacar 3 especialidades.

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Técnicas utilizadas para el radiodiagnóstico

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Técnicas utilizadas para el radiodiagnóstico

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Se obtiene mediante la interposición de un cuerpo entre la fuente de radiación de rayos X, que es capaz de atravesar los tejidos blandos pero no los más densos, y el receptor, que en las radiografías convencionales es una placa fotográfica. Así, las partes más densas, como los huesos, aparecen registradas como más claras dentro de una escala de grises, mientras las partes más blandas, como por ejemplo un pulmón, dejan pasar más radiación y aparecen como más oscuras al revelar la placa.

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Existen varios tipos de exámenes radiológicos convencionales: la radiografía de tórax, abdomen, columna, la mamografía y las exploraciones dentales. En la actualidad, cada español se hace de media algo más de una radiografía al año, lo que las convierte en la principal fuente de radiación artificial que reciben los habitantes de nuestro país.

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Equipo de Tomografía Axial Computarizada

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Tomografía Computarizada (TC) o Tomografía Axial Computarizada (TAC), basada también en la aplicación de los rayos X, fue la pionera de las técnicas digitales que llegaron al campo de la radiología a principios de los años setenta, y hoy en día sigue siendo una técnica muy común.
En lugar de obtener una imagen como la radiografía convencional, la tomografía computarizada obtiene varias de ellas al hacer rotar el tubo de rayos X alrededor del paciente, lo que mediante el tratamiento informático posterior permite obtener imágenes de cortes transversales del cuerpo humano.

Posteriormente, mediante nuevos tratamientos por ordenador, es posible obtener una reconstrucción en tres dimensiones de la estructura en estudio.

Pese a que supone una mayor recepción de radiación por parte del paciente, es a menudo la exploración óptima para diagnosticar muchos problemas de tórax, abdomen y columna vertebral. Además, en muchos casos puede ser la técnica idónea para los traumatismos craneales y los accidentes cerebrovasculares.

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Vídeo explicativo de una radiografía simple 

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Vídeo explicativo de una radiografía simple 

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Vídeo explicativo de la tomografía computarizada

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Vídeo explicativo de la tomografía computarizada

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3) Fluoroscopia y radiografía computarizada

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3) Fluoroscopia y radiografía computarizada

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Fluoroscopia o escopia es una variante de la radiografía en la que el receptor, en lugar de una placa fotográfica, es una pantalla fluorescente. El tratamiento posterior de esta información, mediante intensificadores de imagen, permite la visualización en un monitor de televisión.

Estos sistemas han demostrado una gran adaptabilidad para su aplicación en radiología digital y constituyen la base de la llamada radiografía computarizada (RC). En un primer momento, la imagen obtenida a partir del registro de la radiación que llega a la capa de fósforo fotoestimulable sigue siendo analógica, pero los equipos más modernos pueden convertirla en una radiografía digital. Esto permite obtener imágenes en tiempo real de las estructuras anatómicas internas de los pacientes, grabarlas y reproducirlas en un monitor.

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Esta técnica presenta inconvenientes, como el hecho de que la emisión de radiación puede prolongarse durante cierto tiempo para tener la posibilidad de observar imágenes en movimiento. Sin embargo, se reduce mucho la repetición de exploraciones ya que es prácticamente imposible que la imagen salga sobreexpuesta o subexpuesta, lo que repercute en una posible disminución de la dosis que reciben los pacientes.

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La medicina nuclear utiliza diferentes tipos de isótopos para sus aplicaciones diagnósticas y terapéuticas. La elección de los mismos está condicionada por la necesidad de que no sean tóxicos, tengan un tipo de emisión radiactiva idónea, baja energía y período de semidesintegración corto, para que la dosis absorbida sea pequeña. Su eliminación debe ser rápida para que el tiempo de permanencia en el organismo no sea prolongado.
El isótopo más ampliamente utilizado actualmente en los servicios de medicina nuclear es el tecnecio-99 que emite radiación gamma y su período de semidesintegración es de seis horas, por lo que es necesario disponer de generadores, que son recipientes blindados que se reciben habitualmente de forma semanal en los servicios de medicina nuclear.

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Se administran unos trazadores generalmente por vía intravenosa y se acumulan en un tejido, órgano o sistema determinado. A continuación, se sitúa al paciente ante una cámara capaz de detectar la radiación gamma y se obtiene la imagen de la zona donde se ha fijado el trazador a partir de la detección de la radiación que este emite. El trazador termina su recorrido siendo excretado del cuerpo, generalmente a través de la orina.

Aunque su empleo en el diagnóstico oncológico sea el más conocido, la medicina nuclear tiene un amplio abanico de aplicaciones a la hora de identificar enfermedades neurológicas, pulmonares, ortopédicas, cardiacas y renales, entre otras muchas.

Las imágenes obtenidas mediante este sistema no son solo morfológicas, como la resultante de una radiografía o una TC, sino también funcionales, es decir, permiten comprobar cómo funciona un órgano. Esta utilidad motiva que, en ocasiones, se utilicen ambas técnicas de forma complementaria para obtener un mejor diagnóstico, dando lugar a procedimientos que combinan radiodiagnóstico y medicina nuclear como la PET-TC o la SPECT-TC.

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Conjunto de procedimientos de exploración y visualización de las estructuras anatómicas del interior del cuerpo mediante la utilización de rayos X, radiaciones ionizantes producidas de forma artificial aplicando una diferencia de potencial determinada en un tubo de vacío.
La imagen radiológica se produce al atravesar el haz de rayos X la zona que se desea explorar y ser absorbidos los rayos X de manera diferente por los tejidos, obteniéndose un haz emergente que presenta variaciones de intensidad, las cuales se hacen visibles mediante sistemas de imagen en pantalla, o impresionando una película que una vez revelada da lugar a una radiografía.

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La Tomografía por Emisión de Positrones (PET) es una técnica no invasiva que permite visualizar y cuantificar diferentes procesos bioquímicos y fisiológicos como el metabolismo energético, la multiplicación de las células, la tasa de consumo de oxígeno o la expresión génica, entre otros. Además, en relación a cualquiera de los procesos anteriores y mediante la PET, es posible analizar la afinidad de un compuesto por un receptor determinado o prever el efecto que provocará la administración de un medicamento.

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La Tomografía Computarizada por Emisión de Fotón Único (SPECT) permite la obtención de imágenes médicas tras administrarle al paciente un isótopo radiactivo, normalmente por vía intravenosa o inhalatoria.
Estos radiofármacos se difunden por el organismo y son captados de forma selectiva por diferentes órganos y tejidos. En lugar de servirse de rayos X como las radiografías, el isótopo inyectado emite rayos gamma que se detectan mediante una gamma-cámara que va girando alrededor del paciente y permite una reconstrucción tridimensional.

La SPECT cerebral es de gran utilidad en el diagnóstico de enfermedades como el alzhéimer, otras demencias y epilepsia. Mediante esta técnica se detectan las zonas del cerebro alteradas a través de la observación del flujo sanguíneo en las distintas áreas de este órgano. Siguiendo el mismo principio, la SPECT cardiaca ofrece información del flujo sanguíneo del miocardio y de su funcionamiento. De acuerdo a las alteraciones observadas, como por ejemplo zonas musculares muertas (a causa de un infarto de miocardio) o que reciben poca sangre (isquemia coronaria), se utiliza para determinar, por ejemplo, si un paciente debe someterse a un cateterismo.

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Se emplea principalmente en el tratamiento del cáncer (radioterapia oncológica), utiliza la radiación ionizante para destruir e impedir que se reproduzcan las células cancerígenas. Es un tratamiento local o loco-regional (cuando se incluyen los ganglios cercanos al tumor) y abarca varias técnicas que implican exposición externa o interna a fuentes radiactivas.

Las células que forman un tumor se dividen rápidamente y son muy sensibles a la radiación ionizante, que las destruye con más facilidad que a las células normales. Es muy importante aplicar al tumor la dosis correcta e irradiar lo menos posible los tejidos sanos de alrededor.

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Existen distintos tipos de radioterapia dependiendo del momento en que esta se administre y su objetivo. El médico especialista decidirá en cada caso cuál puede ser más efectiva, y de acuerdo a ello puede aconsejar una radioterapia radical (administrada como único tratamiento), neoadyuvante (orientada a reducir el tamaño del tumor y facilitar la cirugía posterior), adyuvante (destinada a destruir células malignas residuales que puedan existir aún tras la cirugía o la quimioterapia para consolidar así el tratamiento), concomitante (simultánea a otra terapia para potenciar los resultados de ambas) o intraoperatoria (administrada durante la cirugía).

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Esta técnica consiste en tratar al paciente a muy corta distancia, incluso colocando fuentes radiactivas como el cesio 137, el iridio 192 o el yodo 125 dentro de su cuerpo, para destruir las células cancerosas. La braquiterapia se utiliza, por ejemplo, para tratar el cáncer de cuello de útero, de endometrio y de vagina, y en el caso de cáncer de mama se emplea para reducir el tamaño del tumor cuando la invasión es muy grande e inoperable.
Su mayor ventaja es la de concentrar la máxima dosis de radiación en el tejido tumoral con escasa irradiación del tejido sano situado alrededor, basándose en el hecho de que la dosis recibida en la proximidad de una fuente decrece muy rápidamente al alejarse de ella.
Se denomina braquiterapia superficial cuando las placas de material radiactivo se colocan sobre la zona tumoral; endocavitaria cuando el material radiactivo se introduce en la cavidad del organismo (vagina y cuello de útero); intersticial cuando se realiza la colocación quirúrgica de agujas, alambres o semillas radiactivas en el seno del propio tumor (mama, cuello, próstata), e intraluminal cuando la radiación se aplica por dentro de la luz de alguno de los conductos orgánicos (bronquio, esófago, vascular).

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Es la forma más común de aplicación de la radioterapia en el tratamiento del cáncer. Se usa para tratar en profundidad todo tipo de tumores sólidos mediante la aplicación de las radiaciones desde el exterior del cuerpo, manteniendo una separación amplia entre la fuente emisora de radiación (fuente radiactiva o equipo generador) y la zona a tratar.
La radioterapia convencional o de ortovoltaje, de escasa utilización, se realiza por medio de equipos de rayos X de energías bajas o medias. Los equipos de alta energía o de megavoltaje más usados actualmente comprenden la bomba de cobalto y los aceleradores lineales.

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También conocida como radioterapia estereotáxica, es un procedimiento que permite el tratamiento no invasivo de distintos tipos de tumores en espacios donde la cirugía convencional podría provocar daños importantes, como en zonas profundas del cerebro. Es una técnica muy eficaz y especialmente indicada para quienes no pueden someterse a una operación, como ancianos o personas muy enfermas.

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Radioterapia conformada en tres dimensiones (RT3D)

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Radioterapia conformada en tres dimensiones (RT3D)

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Utiliza imágenes anatómicas tridimensionales, obtenidas con la ayuda de la TC para proveer de datos sobre los volúmenes a irradiar, a los sistemas informáticos de cálculo dosimétrico. Para concentrar lo más posible las dosis en el tumor, la máquina gira alrededor del cuerpo, las radiaciones entran por distintos sitios y confluyen en la zona delimitada de manera que cada uno de los haces se adapta a la forma del tumor.

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Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)

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Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)

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El grado de precisión y las dosis de radiación son dirigidas de forma más homogénea dentro del tumor que la RT3D, gracias a la modulación de las mismas, y tienen una incidencia mínima fuera de él. La clave para ello es conseguir que la intensidad de la radiación sea diferente según zonas definidas previamente.

Para esto hace falta que el acelerador lineal sea guiado por un sistema informático que calcula la dosis y modula la intensidad del haz de radiación.

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La exactitud de diseño de volumen que se consigue con la IMRT es muy elevada pero es necesario eliminar del tratamiento las imprecisiones producidas por los movimientos y cambios de volumen de los órganos internos del paciente que se producen, por ejemplo, cuando los pulmones se mueven al respirar y mueven al mismo tiempo el tumor de la zona donde estaba previsto que impactase el haz de radiación.
Gracias a la IGRT, que puede realizarse con sistemas de tomoterapia helicoidal, los médicos captan imágenes de características iguales a la TC justo en el momento en el que el paciente está siendo irradiado. De esta forma, mientras la camilla se mueve, los técnicos pueden ajustar la posición con el paciente obteniendo imágenes en cada momento y comparándolas con una TC de planificación. En este equipo,

el acelerador lineal gira también 360 grados alrededor del paciente, lo que permite tratar regiones más extensas de forma continua o varios tumores de dimensiones irregulares a la vez.

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Se utiliza también para tratar tumores en vértebras y tumores de tamaño accesible en pulmón, hígado o próstata realizando tratamientos hipofraccionados, en los que se aplica una mayor dosis por sesión en menos sesiones de tratamiento.
Se utiliza un avanzado software informático 4D para anticipar los movimientos normales de los órganos internos, como el corazón y los pulmones, que pueden provocar desplazamientos de tumores situados cerca de ellos. De esta forma, a pesar de estas oscilaciones involuntarias, la administración de la radiación es precisa y es posible aplicar externamente altas dosis a un volumen tumoral previamente seleccionado de una forma segura y eficaz, sin dañar los órganos o tejidos de alrededor, con una o pocas fracciones de tratamiento.

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En el caso de la protección radiológica de los pacientes son las autoridades sanitarias, el Ministerio de Sanidad y las consejerías de Sanidad de las comunidades autónomas, las encargadas de establecer la reglamentación aplicable, de velar por la correcta aplicación de los principios de protección radiológica y de controlar la implantación de los programas de control de calidad en las instalaciones.

Además, el CSN colabora con las autoridades sanitarias en todo lo relacionado con la protección radiológica de los pacientes.

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CSN, Consejo de Seguridad Nuclear (2013). El uso de radiaciones en medicina. https://www.csn.es/documents/10182/914805/El+uso+de+radiaciones+en+medicina

Rincón educativo. (S. f.). Aplicación de isótopos en medicina. http://www.rinconeducativo.org/es/recursos-educativos/aplicacion-de-isotopos-en-medicina

Williart Torres, A. (2000). Uso de las radiaciones ionizantes en Medicina: Radiodiagnóstico, Radioterapia y Medicina Nuclear. Revista 100cias UNED, 3, 59-65.

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Principales aplicaciones diagnósticas de los isótopos

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Principales aplicaciones diagnósticas de los isótopos

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Prácticamente todas las especialidades médicas pueden beneficiarse de los estudios morfológicos, funcionales y analíticos de la medicina nuclear.

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Dentro del campo de las aplicaciones analíticas de laboratorio tienen gran interés los estudios hormonales endocrinológicos, así como la determinación de los denominados marcadores tumorales que son sustancias producidas específicamente por los tumores y cuya presencia en sangre permite el diagnóstico y seguimiento de los mismos. También se aplican en el estudio de pacientes con enfermedades alérgicas, hepatitis, control antidoping y diferentes estudios hematológicos.

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Tienen gran interés los estudios gammagráficos tiroideos o suprarrenales, junto con las determinaciones hormonales útiles para el estudio de estos mismos órganos, así como de la hipófisis, problemas de crecimiento, desarrollo sexual, fertilidad, diabetes, etc.

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Las aplicaciones se centran sobre todo en el diagnóstico de las alteraciones de la circulación cardíaca que producen cuadros como las anginas o infartos de miocardio, así como en el diagnóstico de las cardiopatías congénitas.

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Los estudios pulmonares permiten estudiar la vascularización y ventilación pulmonar, las cuales están afectadas en numerosas enfermedades del aparato respiratorio.

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Las exploraciones de aparato digestivo son muy variadas, incluyendo estudios de la función del esófago y estómago, estudios hepáticos para el diagnóstico de cirrosis, quistes o tumores o estudios de vías biliares utilizados en presencia de infecciones de vesícula o cálculos biliares. También pueden administrarse comidas que contienen pequeñas cantidades de sustancias radiactivas para estudiar los trastornos de digestión o absorción intestinal.

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La función y morfología del riñón y vías urinarias pueden valorarse mediante técnicas isotópicas que ponen de manifiesto procesos renales, obstrucción de vías urinarias, viabilidad de trasplantes renales, etc.

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En pacientes con traumatismos, infecciones o tumores de los huesos la gammagrafía ósea muestra una acumulación exagerada y anómala del radiofármaco inyectado en las zonas alteradas, lo que permite el diagnóstico de estos procesos.

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En pacientes oncológicos, los estudios convencionales de medicina nuclear y, sobre todo los estudios con PET, permiten realizar el estadiaje del tumor, indispensable para la toma de decisiones terapéuticas.

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Los estudios funcionales del sistema nervioso central son muy útiles en la valoración de pacientes con diversos tipos de demencias, epilepsias, enfermedades vasculares o tumorales, en las cuales los estudios con diferentes isótopos permiten la visualización de zonas funcionalmente afectadas que no pueden diagnosticarse por otras técnicas de estudio puramente de imagen, como la tomografía computarizada o la resonancia magnética.

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La medicina nuclear emplea isótopos radiactivos (radiofármacos) que se introducen en el cuerpo del paciente y cuya actividad puede seguirse desde el exterior para obtener imágenes diagnósticas. Estos isótopos se llaman también trazadores porque sirven para describir o dibujar la funcionalidad de un órgano o un tumor, además de su tamaño, forma y apariencia.
La vida media de estas fuentes radiactivas que se inyectan es muy corta (no suele superar las seis horas), por lo que la irradiación a la que se somete al paciente puede ser menor que en una radiografía.

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Como consecuencia de la utilización y manipulación de isótopos no encapsulados en medicina nuclear para el diagnóstico y tratamiento de pacientes, se produce una pequeña cantidad de residuos radiactivos de vida media-corta y de baja concentración que, no obstante, deben gestionarse siguiendo todos los criterios y normas legales previstos.

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En cuanto a los residuos gaseosos, vapores o partículas radiactivas en suspensión que se generan, habrá de tenerse en cuenta que los trabajadores de estas instalaciones radiactivas no superen nunca los límites permitidos de inhalación anual, utilizando sistemas de ventilación adecuados. Para la expulsión del aire contaminado deberá considerarse la posible utilización de medios de dilución o filtros, con objeto de no sobrepasar los límites máximos permitidos de concentración de sustancias radiactivas en el aire.

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Dada su vida media corta, en general, tras un período de espera en depósitos protegidos, pierden gran parte de su actividad, pudiendo ser vertidos en la red de desagüe previa dilución, utilizándose sistemas de vertido lentos y controlados.

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Provienen de fuentes de calibración gastadas, jeringas contaminadas, tubos y viales utilizados en técnicas analíticas, así como productos contaminados por los pacientes ingresados, como ropa de cama, pijamas y otros objetos cuya contaminación será previamente comprobada. Deben ser generalmente almacenados hasta perder su actividad en recipientes con los blindajes apropiados y sólo en el caso de persistir esta actividad a niveles valorables, serán retirados por la Empresa Nacional de Residuos Radiactivos (ENRESA) para su almacenamiento definitivo en lugares adecuados.

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Artículo sobre las aplicaciones de la radioterapia en medicina

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Artículo sobre las aplicaciones de la radioterapia en medicina

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Por el Doctor Mario Gaitán Yanguas