Medicina Nucleare

Impiega radioisotopi a scopo sia diagnostico che terapeutico; il segnale radioattivo viene captato da speciali strumenti ed esposto o come dato numerico o come immagine (scintigrafia). Inoltre analisi quantitative possono essere effettuate in vitro su campioni biologici ad esempio per verificare il tipo di escrezione di una particolare sostanza, o nel dosaggio radioimmunologico.

Impiega radioisotopi a scopo sia diagnostico che terapeutico; il segnale radioattivo viene captato da speciali strumenti ed esposto o come dato numerico o come immagine (scintigrafia). Inoltre analisi quantitative possono essere effettuate in vitro su campioni biologici ad esempio per verificare il tipo di escrezione di una particolare sostanza, o nel dosaggio radioimmunologico.

I radionuclidi sono prodotti sottoponendo una massa di materiale stabile ad un flusso di neutroni tramite reattore nucleare, e in questo caso il decadimento sarà di tipo beta, oppure ad un flusso di particelle alfa da ciclotrone, e il decadimento avverrà con emissione di positroni o cattura di elettroni.

Per la scintigrafia le radiazioni devono avere energia 50-300 KeV, con optimum a 150 KeV; bisogna poi far sì che il decadimento emetta il meno possibile di particelle alfa e beta, che sono inutili ai fini dell’esame per la bassa penetranza ma che sono dannosi per il paziente: vi sono i decadimenti a transizione isomerica e la cattura elettronica che diminuiscono il problema.

Visto che molti dei radionuclidi utili in Medicina decadono in fretta, si è ovviato producendo i cosiddetti generatori, apparati contenenti isotopi a lunga vita che decadono nel radionuclide che si necessita: ad esempio il Tecnezio 99 derivante da Molibdeno 99.

In linea generale è ottimale avere radionuclidi con tempo di dimezzamento paragonabile alla lunghezza dell’esame da effettuare.

Il più frequentemente usato è il 99Tc, adatto ad essere coniugato a molte sostanze quali pirofosfato (s. miocardica), sostanze per analisi del tratto GI, colloidi (s. epatosplenica e linfoide) eccetera; sono poi spesso usati il 131Iodio (s. tiroidea ed esami di captazione), il 18F (glucosio marcato per s. metabolica): i radionuclidi coniugati vengono detti radiofarmaci.

Strumenti:in primis la gamma camera, che rileva l’emissione puntiforme di raggi gamma rappresentandola graficamente come piccoli spots grazie alla conversione in segnali elettrici da parte di cristalli. Grazie alla sommazione di riprese effettuate da vari punti di vista è possibile ricostruire un’immagine tridimensionale dell’emissione.

La PET(positron emission tomography) è uno strumento costituito da un circolo di rivelatori entro cui è posto il pz. Si basa sull’emissione positronica, un tipo di decadimento beta che si ha negli isotopi ricchi in protoni che decadono ad E>1022 KeV.

I positroni vanno ad annichilarsi (annullarsi) con il primo elettrone che trovano, trasformandosi in energia elettromagnetica in due raggi di 511 KeV emessi in direzioni opposte: grazie a quest’ultima caratteristica la PET è in grado di localizzare esattamente il luogo di annichilazione, perché i due raggi opposti stimoleranno contemporaneamente i due detettori opposti nel cerchio della PET.

Il ciclotrone è una macchina che accelera particelle cariche secondo un’orbita circolare grazie a magneti e radiofrequenze: è formato da due elettrodi a forma di D opposte tra loro a formare un cerchio, separate da qualche centimetro di spazio.

Ora, una particella carica inserita in mezzo a questo campo elettrico tenderebbe a dirigersi verso l’elettrodo di carica opposta con velocità proporzionale alla distanza e alla differenza di potenziale applicata; se però noi invertiamo la polarità periodicamente, la particella si troverà a fare “avanti-indietro” tra i due elettrodi a velocità sempre crescente e quindi percorrendo ogni volta, nello stesso tempo, un tragitto maggiore.

Se a questo sistema applichiamo anche un campo magnetico ortogonale al tragitto della particella, ecco che essa non avrà più un tragitto lineare, ma spirale percorrendo circonferenze di diametro sempre maggiore.

Alla fine la particella troverà un orifizio che la porterà alla scatola ove si trova il materiale bersaglio che viene così colpito producendo il radioisotopo di interesse.

Diagnostica

Cervello:si usano amine lipofiliche marcate con 99Tc che passano liberamente attraverso la barriera emato-encefalica distribuendosi secondo la perfusione cerebrale. Vengono usate nello studio delle demenze, dell’epilessia, dell’Huntington e nelle patologie vascolari.

Cuore:per la s. di perfusione si usano 201Tl-cloruro o cationi lipofili-99Tc. La captazione (3-5% dell’iniettato sotto sforzo e 1-2% a riposo) dipende dalla perfusione e dalla disponibilità di ATP (per il funzionamento della pompa Na-K): nel coronaropatico il flusso sotto sforzo sarà alterato mentre quello a riposo (3 ore dopo) sarà normale se le cellule sono vitali.

Per l’angiocardioscintigrafia si usa un bolo di emazie marcate di cui si valuta il passaggio attraverso le camere cardiache consentendo di avere informazioni riguardo alla meccanica e alla cinetica delle camere.

Polmoni:si effettuano studi di ventilazione tramite gas radioattivi (xenon e Kripton), e studi di perfusione: tra questi ultimi lo studio con albumine-99Tc consente di individuare embolie polmonari.

Fegato:la s. epatica con colloidi evidenzia il sistema reticoloendoteliale, quindi anche milza e midollo; per evidenziare la funzione epatocitaria si usano composti che agiscono come la bilirubina, ovvero composti dell’a. iminodiacetico-99Tc; visualizzano pertanto la funzione dell’epatocita e delle vie biliari.

Intestino:ad esempio per individuare i casi di diverticolo di Meckel si somministra pertecnetato, che è captato dalla mucosa gastrica e quindi anche da quella ectopica che si trova nel diverticolo; somministrando emazia marcate si individuano le emorragie digestive, e con granulociti autologhi marcati i casi di Crohn e colite ulcerosa.

Sistema venoso e linfatico:la fleboscintigrafia è effettuata tramite albumina marcata, e consente di individuare sia le trombosi venose che eventualmente le embolie polmonari in un unico esame con somministrazione in una veda del piede. La linfoscintigrafia è effettuata con infiltrazione nell’interstizio del tessuto di interesse di colloide marcata, che viene drenata ai linfonodi: la principale applicazione è la ricerca del linfonodo sentinella.

A. urinario:la reniografia misura la captazione e l’escrezione del radiofarmaco consentendo di valutare GFR e flusso plasmatico. Per la s renale statica si somministra 99Tc-a. dimercaptosuccinico che è assorbito dai tubuli.

Scheletro:si usano radiofarmaci implicati nel metabolismo del calcio con 99Tc e hanno grande sensibilità per tutte le alterazioni dell’osso, da infiammazioni a metastasi, ma poca specificità.

Tiroide:tramite iodio marcato si studia la funzionalità.

Paratiroidi:99Tc insieme a 210Tl, perché la tiroide capta entrambi mentre le parat. solo il tallio, pertanto tramite la sottrazione d’immagine si isolano le paratiroidi. In alternativa si somministra 99Tc-MIBI che è captato da entrambi gli organi ma lascia la tiroide prima di quanto non faccia con una parat. iperfunzionante.

Surrene:per la corticale si usa il colesterolo-131I o 75Se, per la midollare si somministra 131I-metaiodobenzilguanidina (131I-MIBG) che consente di localizzare il feocromocitoma e tutte le sue eventuali metastasi, ma anche delle neoplasie associate come ca. midollare della tiroide, neuroblastoma e carcinoidi.

È da sottolineare infine come gli studi metabolici con 18F-FDG (fluorodesossiglucosio) consentano di individuare “in un colpo solo” tutte le localizzazioni di un tumore metastatizzato, distinguendo inoltre tra tessuto attivamente replicante e necrotico; per valutare inoltre la funzionalità residua di un tessuto cardiaco patologico o infine per studi dell’encefalo.

 

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