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Articulo de referencia

Tecnecio-99m

A 99m Tc pertechnetate solution is being eluted from 99 Mo molybdate bound to a chromatographic substrate"},"decay_product":{"wt":"Technetium-99"},"decay_symbol":{"wt":"Tc"},"de...

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El tecnecio-99m ( ⁹⁹mTc ) es un isómero nuclear metaestable del tecnecio-99 (que a su vez es un isótopo del tecnecio ), simbolizado como ⁹⁹mTc , 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.

El tecnecio-99m se utiliza como trazador radiactivo y puede detectarse en el cuerpo mediante equipos médicos ( gammacámaras ). Es idóneo para esta función, ya que emite rayos gamma fácilmente detectables con una energía fotónica de 140,5 keV (dentro del rango emitido por los equipos de diagnóstico de rayos X convencionales) y su vida media es de 6,0066 horas (lo que significa que el 93,7 % se desintegra en 99Tc en 24 horas). La vida media física relativamente corta del isótopo y su vida media biológica de 1 día (en términos de actividad y metabolismo humanos) permiten realizar procedimientos de escaneo que recopilan datos rápidamente, pero mantienen baja la exposición total a la radiación del paciente. Estas mismas características hacen que el isótopo no sea adecuado para uso terapéutico, ya que el tecnecio-99m emite rayos gamma penetrantes y se desintegra rápidamente, por lo que no puede administrar una dosis fuerte y localizada para destruir el tejido enfermo. 

El tecnecio-99m se descubrió como producto del bombardeo ciclotrónico de molibdeno . Este procedimiento produjo molibdeno-99 , un radionúclido con una vida media más larga (2,75 días), que se desintegra en 99m Tc. Este mayor tiempo de desintegración permite que el 99Mo se envíe a centros médicos, donde se extrae el 99m Tc de la muestra a medida que se produce. A su vez, el 99Mo se suele generar mediante la fisión de uranio altamente enriquecido en un número reducido 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 tecnecio-99m, después de bombardear molibdeno natural con deuterones de 8 MeV en el ciclotrón de 37 pulgadas (940 mm) del laboratorio de radiación de Ernest Orlando Lawrence . [ 3 ] En 1970 Seaborg explicó que: [ 4 ] 

Descubrimos un isótopo de gran interés científico, porque se desintegraba mediante una transición isomérica con emisión de un espectro de líneas de electrones provenientes de una transición de rayos gamma casi completamente convertida internamente. [En realidad, solo el 12% de las desintegraciones son por conversión interna] (...) Esta era una forma de desintegración radiactiva que nunca se había observado hasta ese momento. Segrè y yo pudimos demostrar que este isótopo radiactivo del elemento con el número atómico 43 se desintegraba con una vida media de 6,6  h [posteriormente actualizada a 6,0  h] y que era el hijo de una  radiactividad parental de molibdeno de 67 h [posteriormente actualizada a 66 h]. Posteriormente se demostró que esta cadena de desintegración tenía el número másico 99, y (...) la actividad de 6,6 h adquirió la designación 'tecnecio-99m'.

Más tarde, en 1940, Emilio Segrè y Chien-Shiung Wu publicaron resultados experimentales de un análisis de 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 denominado tecnecio-99m. [ 5 ] [ 6 ]

Primeras aplicaciones médicas en los Estados Unidos

Una inyección de tecnecio contenida en una jeringa blindada.

El 99m Tc siguió siendo una curiosidad científica hasta la década de 1950, cuando Powell Richards se percató 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 Hot Lab del Laboratorio Nacional de Brookhaven , Walter Tucker y Margaret Greene trabajaban en cómo mejorar la pureza del proceso de separación del producto hijo eluido de corta vida yodo-132 de su padre, el telurio-132 (con una vida media de 3,2 días), producido en el Reactor de Investigación de Grafito de Brookhaven. [ 7 ] Detectaron un contaminante traza que resultó ser 99m Tc, que provenía del 99 Mo y seguía al telurio en la química del proceso de separación para otros productos de fisión. Basándose en las similitudes entre la química del par padre-hija telurio-yodo, Tucker y Greene desarrollaron el primer generador de tecnecio-99m en 1958. [ 8 ] [ 9 ] No fue hasta 1960 que Richards fue el primero en sugerir la idea de usar tecnecio como trazador médico. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]

La primera publicación estadounidense que informó sobre la gammagrafía médica con 99m Tc apareció en agosto de 1963. [ 14 ] [ 15 ] Sorensen y Archambault demostraron que el 99 Mo , inyectado por vía intravenosa y sin portador, se concentraba de forma selectiva y eficiente en el hígado, convirtiéndose en un generador interno de 99m Tc. Tras la acumulación de 99m Tc, pudieron visualizar el hígado mediante la emisión de rayos gamma de 140 keV.

expansión mundial

La producción y el uso médico del 99m Tc se expandieron rápidamente por todo el mundo en la década de 1960, beneficiándose del desarrollo y las continuas mejoras de las gammacámaras .

América

Entre 1963 y 1966, numerosos estudios científicos demostraron el uso de 99m Tc como radiotrazador o herramienta de diagnóstico. [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] Como consecuencia, la demanda de 99m Tc creció exponencialmente y, para 1966, el Laboratorio Nacional de Brookhaven no pudo satisfacerla. 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). [ 20 ] [ 21 ] 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 el 99Mo a partir de productos de fisión mixtos que resultaron de la irradiación de blancos de uranio altamente enriquecido (HEU) en reactores nucleares desarrollados entre 1968 y 1972 en la instalación de Cintichem (anteriormente el Centro de Investigación de Union Carbide 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 )). [ 22 ] El proceso de Cintichem originalmente utilizaba U-235 altamente enriquecido al 93% depositado como UO2 en el interior de un blanco cilíndrico. [ 23 ] [ 24 ]

A finales de la década de 1970, se extraían semanalmente 200 000 Ci (7,4 × 10¹⁵ Bq ) de radiación total de productos de fisión de entre 20 y 30 cápsulas de uranio altamente enriquecido (HEU) bombardeadas en reactores, utilizando el llamado "proceso de aislamiento químico Cintichem". [ 25 ] La instalación de investigación, con su reactor de investigación tipo piscina de 5 MW de 1961, fue vendida posteriormente a Hoffman-LaRoche y se convirtió en Cintichem Inc. [ 26 ] En 1980, Cintichem, Inc. comenzó la producción/aislamiento de ⁹⁹Mo en su reactor y se convirtió en el único productor estadounidense de ⁹⁹Mo 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 ⁹⁹Mo en los EE. UU. [ 27 ]  

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. [ 28 ] Para 1978, el reactor proporcionaba tecnecio-99m en cantidades suficientemente grandes como para ser procesadas por la división radioquímica de AECL, que fue privatizada en 1988 como Nordion, ahora MDS Nordion . [ 29 ] En la década de 1990 se planeó una sustitución para el antiguo reactor NRU para la producción de radioisótopos. El Experimento Multiusos de Física Aplicada en Red (MAPLE) fue diseñado como una instalación dedicada a la producción de isótopos. Inicialmente, se iban a construir dos reactores MAPLE idénticos en los Laboratorios Chalk River , cada uno capaz de suministrar el 100% de la demanda mundial de isótopos médicos. Sin embargo, los problemas con el reactor MAPLE 1, en particular un coeficiente de potencia de reactividad positivo , llevaron a la cancelación del proyecto en 2008.

Los primeros generadores comerciales de 99m Tc se produjeron en Argentina en 1967, con 99 Mo producido en el reactor RA-1 Enrico Fermi de la CNEA . [ 30 ] [ 31 ] Además de su mercado interno, la CNEA suministra 99 Mo a algunos países de Sudamérica. [ 32 ]

Oceanía

En 1967, se llevaron a cabo los primeros procedimientos con 99m Tc en Auckland , Nueva Zelanda . [ 33 ] El 99 Mo fue suministrado inicialmente por Amersham, Reino Unido, y luego por la Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear ( ANSTO ) en Lucas Heights, Australia. [ 34 ]

Europa

En mayo de 1963, Scheer y Maier-Borst fueron los primeros en introducir el uso de 99m Tc para aplicaciones médicas. [ 14 ] [ 35 ] 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 finales de la década de 2000 debido a que dos reactores nucleares envejecidos ( NRU y HFR ) que proporcionaban aproximadamente dos tercios del suministro mundial de molibdeno-99, que tiene una vida media de solo 2,75 días, fueron cerrados repetidamente para períodos prolongados de mantenimiento. [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] 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.

Tras la observación de chorros de burbujas de gas liberados por una de las deformaciones de los circuitos de agua de refrigeración primaria en agosto de 2008, el reactor HFR se detuvo para una exhaustiva investigación de seguridad. En febrero de 2009, NRG recibió una licencia temporal para operar el HFR únicamente cuando fuera necesario para la producción de radioisótopos médicos. El HFR se detuvo para reparaciones a principios de 2010 y se reinició en septiembre de 2010. [ 39 ]

Dos reactores canadienses de reemplazo (véase Reactor MAPLE ) construidos en la década de 1990 fueron cerrados antes de comenzar a operar por razones de seguridad. [ 36 ] [ 40 ] En mayo de 2018 se emitió un permiso de construcción para una nueva planta de producción que se construirá en Columbia, MO. [ 41 ]

Propiedades nucleares

El tecnecio-99m es un isómero nuclear metaestable , como lo indica la "m" después de su número másico 99. Esto significa que es un nucleido en un estado excitado (metaestable) que dura mucho más de lo habitual. El núcleo finalmente se relajará (es decir, se desexcitará) a su estado fundamental mediante la emisión de rayos gamma o electrones de conversión interna . Estas desintegraciones no cambian el número de protones ni neutrones, sino que solo les dan una "configuración" de menor energía, que en este caso es el estado fundamental.

La energía de excitación por encima del estado fundamental es de 142,7 keV, pero el 99% de las veces, se relaja primero a un estado ligeramente inferior (140,5 keV) por conversión interna (y la tasa de esta transición determina la incertidumbre en la vida media), que decae inmediatamente. En total, el 99m Tc decae aproximadamente el 89% por emisión gamma ( 99m Tc → 99 Tc + γ) y casi siempre, esto resulta en un rayo gamma de 140,5 keV y solo raramente en uno de 142,7 keV (1 en 4000) ya que este último decaimiento también se convierte en gran medida. [ 2 ] El 11% restante de los decaimientos se completan totalmente por conversión y no tienen utilidad diagnóstica, aunque siguen contribuyendo a la dosis de radiación interna.

Estos rayos gamma son las radiaciones que detecta una gammacámara cuando se utiliza 99mTc como trazador radiactivo para imágenes médicas . La emisión gamma pura es el modo de desintegración deseable para imágenes médicas porque otras partículas depositan más energía en el cuerpo del paciente ( dosis de radiación ) en comparación con la que recibe la cámara. La transición isomérica metaestable es el único modo de desintegración nuclear que se aproxima a la emisión gamma pura.

La vida media del 99mTc , de 6,0066 horas, es considerablemente más larga (al menos 14 órdenes de magnitud) que la de la mayoría de los isómeros nucleares, aunque no es única. Aun así, se trata de una vida media corta en comparación con muchos otros modos conocidos de desintegración radiactiva , y se sitúa en el rango medio de las vidas medias de los radiofármacos utilizados en diagnóstico por imagen .

Tras la emisión gamma o la conversión interna, el tecnecio-99 resultante, en estado fundamental, se desintegra con una vida media de 211 000 años hasta convertirse en rutenio-99 estable . Este proceso emite radiación beta suave y no gamma; la radiación resultante es relativamente insignificante debido a la larga vida media, y esta baja radiactividad residual es una característica deseable para los radiofármacos.

Producción

Producción de 99Mo en reactores nucleares

Irradiación de blancos de uranio-235 con neutrones

El nucleido padre del 99m Tc, el 99 Mo, se extrae principalmente con fines médicos de los productos de fisión creados en blancos de uranio-235 irradiados con neutrones, la mayoría de los cuales se produce en cinco reactores de investigación nuclear en todo el mundo utilizando blancos de uranio altamente enriquecido (HEU). [ 42 ] [ 43 ] Se producen cantidades menores de 99 Mo a partir de uranio de bajo enriquecimiento en al menos tres reactores.

Activación neutrónica del 98 Mo

La producción de 99Mo mediante activación neutrónica de molibdeno natural, o molibdeno enriquecido en 98Mo , [ 47 ] es otra vía de producción, de menor escala. [ 48 ] Este fue el método original y produce un producto radiopuro, pero la gran cantidad de molibdeno estable restante complica el diseño del generador. [ 49 ]

Producción de 99m Tc/ 99 Mo en aceleradores de partículas

Producción de "Instantáneo" 99m Tc

La viabilidad de la producción de 99m Tc con el bombardeo de protones de 22 MeV de un blanco de 100 Mo en ciclotrones médicos se demostró en 1971. [ 50 ] La reciente escasez de 99m Tc reavivó el interés en la producción de 99m Tc "instantáneo" mediante el bombardeo de protones de blancos de 100 Mo enriquecidos isotópicamente (>99,5%) tras la reacción 100 Mo(p,2n) 99m Tc. [ 51 ] Canadá está poniendo en marcha dichos ciclotrones, diseñados por Advanced Cyclotron Systems , para la producción de 99m Tc en la Universidad de Alberta y la Université de Sherbrooke , y está planificando otros en la Universidad de Columbia Británica , TRIUMF , la Universidad de Saskatchewan y la Universidad de Lakehead . [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]

Una desventaja particular de la producción de ciclotrón mediante (p,2n) en 100 Mo es la coproducción significativa de 99g Tc. El crecimiento preferencial de este nucleido ocurre debido a la mayor sección transversal de reacción que conduce al estado fundamental, que es casi cinco veces mayor en el máximo de la sección transversal en comparación con el 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 en relación con 99g Tc continuará disminuyendo, reduciendo a su vez la actividad específica de 99m Tc disponible. Se ha informado que el crecimiento de 99g Tc, así como la presencia de otros isótopos de Tc, pueden afectar negativamente el marcaje y/o la imagen posteriores; [ 55 ] sin embargo, el uso de objetivos de 100 Mo de alta pureza , energías de haz de protones específicas y un tiempo de uso apropiado han demostrado ser suficientes para producir 99m Tc de un ciclotrón comparable al de un generador comercial. [ 56 ] [ 57 ] Se han propuesto blancos que contienen molibdeno de metal líquido que ayudarían a optimizar el procesamiento, asegurando mejores rendimientos de producción. [ 58 ] Un problema particular asociado con la reutilización continua de blancos de 100 Mo reciclados y enriquecidos es la transmutación inevitable del blanco a medida que se generan otros isótopos de Mo durante la irradiación y no se pueden eliminar fácilmente después del procesamiento.

Rutas indirectas de producción de 99 Mo

Se han investigado otras técnicas de producción de isótopos basadas en aceleradores de partículas. Las interrupciones en el suministro de 99Mo a finales de la década de 2000 y el envejecimiento de los reactores nucleares productores obligaron a la industria a buscar métodos de producción alternativos. [ 59 ] Se ha investigado más a fondo el uso de ciclotrones o aceleradores de electrones para producir 99Mo a partir de 100Mo mediante reacciones (p,pn) [ 60 ] [ 61 ] [ 62 ] o (γ,n) [ 63 ] , respectivamente. La reacción (n,2n) en 100Mo produce una sección transversal de reacción mayor para neutrones de alta energía que la de (n,γ) en 98Mo con neutrones térmicos. [ 64 ] En particular, este método requiere aceleradores que generen espectros de neutrones rápidos, como los que utilizan DT [ 65 ] u otras reacciones basadas en fusión, [ 66 ] o reacciones de espalación o de expulsión de alta energía. [ 67 ] Una desventaja de estas técnicas es la necesidad de blancos de 100 Mo enriquecidos, que son significativamente más caros que los blancos isotópicos naturales y normalmente requieren el reciclaje del material, lo que puede ser costoso, laborioso y arduo. [ 68 ] [ 69 ]

Generadores de tecnecio-99m

La corta vida media del tecnecio-99m, de 6 horas, hace imposible su almacenamiento y encarecería su transporte (aunque no imposible; el flúor-18, con su vida media más corta, sí se transporta). En su lugar, su nucleido padre, el 99Mo , se suministra a los hospitales tras su extracción de los blancos de uranio irradiados con neutrones y su purificación en instalaciones de procesamiento específicas. [ notas 1 ] [ 71 ] Se envía a nivel mundial por empresas radiofarmacéuticas especializadas en forma de generadores de tecnecio-99m o se distribuye directamente al mercado local. Los generadores, conocidos coloquialmente como "vacas de molibdeno", son dispositivos diseñados para proporcionar blindaje contra la radiación durante el transporte y minimizar el trabajo de extracción realizado en el centro médico. Una tasa de dosis típica a 1 metro del generador de 99mTc es de 20-50 μSv/h durante el transporte. [ 72 ] La producción de estos generadores disminuye con el tiempo y deben reemplazarse semanalmente, ya que la vida media del 99Mo sigue siendo de tan solo 66 horas. 

El molibdeno-99 se desintegra espontáneamente a estados excitados de 99 Tc mediante desintegración beta . Más del 87% de las desintegraciones conducen al 99m Tc deseado. A β −electrón y un ν En el proceso se emitenantineutrinos electrónicos ( 99Mo →99mTc +β −+ νe ). Elβ −Los electrones se pueden blindar fácilmente para su transporte, y los generadores de 99m Tc solo presentan riesgos de radiación menores, debido principalmente 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 del 99 Mo se extrae químicamente del generador de tecnecio-99m. La mayoría de los generadores comerciales de 99 Mo/ 99m Tc utilizan cromatografía de columna , en la que el 99 Mo en forma de molibdato soluble en agua, MoO 4 2−, se adsorbe sobre alúmina ácida (Al 2 O 3 ). Cuando el 99 Mo se desintegra, forma pertecnetato TcO 4 − , que, debido a su carga simple, está menos fuertemente unido a la alúmina. Al hacer pasar una 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 la sal sódica disuelta del pertecnetato . Un generador de tecnecio-99m, que contiene solo unos pocos microgramos de 99Mo , puede diagnosticar potencialmente a 10.000 pacientes porque producirá 99mTc de forma intensa durante más de una semana.

Gammagrafía con tecnecio del cuello de un paciente con enfermedad de Graves.

Preparación

El tecnecio sale del generador en forma del ion pertecnetato, TcO₄⁻ . El estado de oxidación del Tc en este compuesto es +7. Esto lo hace directamente adecuado para aplicaciones médicas únicamente en gammagrafías óseas (es captado por los osteoblastos) y algunas gammagrafías tiroideas (es captado en lugar del yodo por los tejidos tiroideos normales). En otros tipos de gammagrafías que utilizan 99mTc , se añade un agente reductor a la solución de pertecnetato para disminuir el estado de oxidación del tecnecio a +3 o +4. Posteriormente, se añade un ligando para formar un complejo de coordinación . El ligando se elige por su afinidad con el órgano específico que se va a estudiar. Por ejemplo, el complejo exametazima de Tc en estado de oxidación +3 puede atravesar la barrera hematoencefálica y fluir a través de los vasos cerebrales para la obtención de imágenes del flujo sanguíneo cerebral. Otros ligandos incluyen sestamibi para imágenes de perfusión miocárdica y mercaptoacetil triglicina para gammagrafía MAG3 para medir la función renal. [ 73 ]

Usos médicos

En 1970, Eckelman y Richards presentaron el primer "kit" que contenía todos los ingredientes necesarios para liberar el 99m Tc, "extraído" del generador, en la forma química que se administraría al paciente. [ 73 ] [ 74 ] [ 75 ] [ 76 ]

El tecnecio-99m se utiliza en 20 millones de procedimientos de medicina nuclear diagnóstica cada año. Aproximadamente el 85 % de los procedimientos de diagnóstico por imagen en medicina nuclear utilizan este isótopo como trazador radiactivo . El libro de Klaus Schwochau, Technetium, enumera 31 radiofármacos basados ​​en 99m Tc para estudios de imagen y funcionales del cerebro , miocardio , tiroides , pulmones , hígado , vesícula biliar , riñones , esqueleto , sangre y tumores . [ 77 ] También está disponible una revisión más reciente. [ 78 ]

Según el procedimiento, el 99m Tc se marca (o se une) a un fármaco que lo transporta a su ubicación requerida. Por ejemplo, cuando el 99m Tc se une químicamente a exametazima (HMPAO), el fármaco puede atravesar la barrera hematoencefálica y fluir a través de los vasos del cerebro para la obtención de imágenes del flujo sanguíneo cerebral. Esta combinación también se utiliza para marcar glóbulos blancos (glóbulos blancos marcados con 99m Tc ) para visualizar sitios de infección. El 99m Tc sestamibi se utiliza para la obtención de imágenes de perfusión miocárdica, que muestra qué tan bien fluye la sangre a través del corazón. La obtención de imágenes para medir la función renal se realiza uniendo 99m Tc a mercaptoacetil triglicina ( MAG3 ); este procedimiento se conoce como gammagrafía con MAG3 .

El tecnecio-99m (Tc-99m) se detecta fácilmente en el cuerpo mediante equipos médicos, ya que emite rayos gamma de 140,5 keV (con una longitud de onda similar a la de los equipos de diagnóstico por rayos X convencionales) y su semivida de emisión gamma es de seis horas (lo que significa que el 94% se desintegra en 99Tc en 24 horas). Además, prácticamente no emite radiación beta, lo que reduce la dosis de radiación. Su producto de desintegración, el 99Tc , tiene una semivida relativamente larga (211 000 años) y emite poca radiación. La corta semivida física del 99mTc y su semivida biológica de 1 día, junto con otras propiedades favorables, permiten que los procedimientos de exploración recopilen datos rápidamente y mantengan baja la exposición total a la radiación del paciente. Químicamente, el tecnecio-99m se concentra selectivamente en el estómago, la tiroides y las glándulas salivales, y se excluye del líquido cefalorraquídeo ; su combinación con perclorato anula esta selectividad. [ 79 ]

Efectos secundarios de la radiación

El tratamiento diagnóstico que implica tecnecio-99m produce exposición a la radiación para técnicos, pacientes y transeúntes. Las cantidades típicas de tecnecio administradas para pruebas de inmunocintigrafía, como las pruebas SPECT , oscilan entre 400 y 1100 MBq (11 a 30 mCi) ( milicurios o mCi; y megabecquerelios o MBq) para adultos. [ 80 ] [ 81 ] Estas dosis producen exposiciones a la radiación para el paciente de alrededor de 10 m Sv (1000 mrem ), el equivalente a unas 500 exposiciones a rayos X de tórax . [ 82 ] Este nivel de exposición a la radiación se estima mediante el modelo lineal sin umbral que conlleva un riesgo de por vida de 1 entre 1000 de desarrollar un cáncer sólido o leucemia en el paciente. [ 83 ] El riesgo es mayor en pacientes jóvenes y menor en pacientes mayores. [ 84 ] A diferencia de una radiografía de tórax, la fuente de radiación se encuentra dentro del paciente y se transportará durante algunos días, exponiendo a otras personas a la radiación indirecta. Un cónyuge que permanezca constantemente al lado del paciente durante este tiempo podría recibir de esta manera una milésima parte de la dosis de radiación del paciente.    

La corta vida media del isótopo permite realizar procedimientos de escaneo que recopilan datos rápidamente. Además, el isótopo tiene un nivel de energía muy bajo para un emisor de rayos gamma. Su energía de aproximadamente 140 keV lo hace más seguro para su uso debido a la ionización sustancialmente reducida en comparación con otros emisores de rayos gamma. La energía de los rayos gamma del 99mTc es similar a la radiación de un equipo de rayos X comercial para diagnóstico, aunque la cantidad de rayos gamma emitidos produce dosis de radiación más comparables a las de estudios de rayos X como la tomografía computarizada .

El tecnecio-99m posee características que lo hacen más seguro que otros isótopos. Su desintegración gamma se detecta fácilmente con una cámara, lo que permite el uso de cantidades menores. Además, debido a su corta vida media, su rápida desintegración en tecnecio-99, mucho menos radiactivo, resulta en una dosis total de radiación relativamente baja para el paciente por unidad de actividad inicial tras su 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 organismo en pocos días.

Técnica de escaneo 3D: SPECT

La tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) es una técnica de imagen de medicina nuclear que utiliza rayos gamma. Puede emplearse con cualquier isótopo emisor de rayos gamma, incluido el tecnecio- 99m . En el caso del tecnecio-99m, el radioisótopo se administra al paciente y los rayos gamma emitidos inciden sobre una gammacámara móvil que procesa la imagen. Para obtener imágenes SPECT, la gammacámara gira alrededor del paciente. Se adquieren proyecciones en puntos definidos durante la rotación, generalmente 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 suele ser de 15 a 20 segundos. Esto da un tiempo total de exploración de 15 a 20 minutos.

El radioisótopo tecnecio-99m se utiliza principalmente en gammagrafías óseas y cerebrales. En las gammagrafías óseas , se utiliza directamente el ion pertecnetato, ya que es captado por los osteoblastos que intentan reparar una lesión esquelética o, en algunos casos, como reacción de estas células a un tumor (primario o metastásico) en el hueso. En las gammagrafías cerebrales, el 99mTc se une al agente quelante HMPAO para crear exametazima de tecnecio ( 99mTc ) , un agente que se localiza en el cerebro según el flujo sanguíneo regional, lo que lo hace útil para la detección de accidentes cerebrovasculares y enfermedades neurodegenerativas que disminuyen el flujo sanguíneo y el metabolismo cerebral regional.

Más recientemente, la gammagrafía con tecnecio-99m se ha combinado con la tecnología de coregistro por TC para producir exploraciones SPECT/TC . Estas emplean los mismos radioligandos y tienen las mismas aplicaciones que la exploración SPECT, pero permiten una localización tridimensional aún más precisa de los tejidos con alta captación, en casos donde se requiere mayor resolución. Un ejemplo es la gammagrafía paratiroidea con sestamibi , que se realiza con el radioligando sestamibi marcado con 99mTc y puede llevarse a cabo tanto en equipos SPECT como SPECT/TC.

gammagrafía ósea

La técnica de medicina nuclear comúnmente conocida como gammagrafía ósea suele utilizar 99mTc . No debe confundirse con la densitometría 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 regeneración. La técnica de medicina nuclear es sensible a las áreas con actividad de regeneración ósea inusual, ya que el radiofármaco es captado por los osteoblastos, las células que forman el hueso. Por lo tanto, la técnica es sensible a las fracturas y a 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 700-1100 MBq (19-30 mCi) de ácido medrónico marcado con 99mTc , y luego se realiza una gammagrafía con una gammacámara . El ácido medrónico es un derivado del fosfato que puede intercambiar su posición con el fosfato óseo en las regiones de crecimiento óseo activo, anclando así el radioisótopo a esa región específica. Para visualizar lesiones pequeñas (de menos de 1 centímetro (0,39 pulgadas) ), especialmente en la columna vertebral, puede ser necesaria la técnica de imagen SPECT , pero en Estados Unidos la mayoría de las compañías de seguros exigen una autorización por separado para la realización de esta prueba.   

Imágenes de perfusión miocárdica

La gammagrafía de perfusión miocárdica (GPM) es una forma de imagen cardíaca funcional que se utiliza para el diagnóstico de la cardiopatía isquémica . Su principio fundamental es que, en condiciones de estrés, el miocardio enfermo recibe menos flujo sanguíneo que el miocardio sano. La GPM es uno de los diversos tipos de pruebas de esfuerzo cardíaco . Al ser una prueba de esfuerzo nuclear , la exposición media a la radiación es de 9,4 mSv, lo que, comparado con una radiografía de tórax típica de dos proyecciones (0,1 mSv), equivale a 94 radiografías de tórax. [ 85 ]

Para ello se pueden utilizar varios radiofármacos y radionúclidos, cada uno de los cuales proporciona información diferente. En las gammagrafías de perfusión miocárdica con 99mTc , se utilizan los radiofármacos 99mTc - tetrofosmina (Myoview, GE Healthcare ) o 99mTc - sestamibi (Cardiolite, Bristol-Myers Squibb ). Posteriormente, se induce estrés miocárdico, ya sea mediante ejercicio o farmacológicamente con adenosina , dobutamina o dipiridamol (Persantine), que aumentan la frecuencia cardíaca, o con regadenosón (Lexiscan), un vasodilatador. ( La aminofilina puede utilizarse para revertir los efectos del dipiridamol y el regadenosón). A continuación, se puede realizar la gammagrafía con una gammacámara convencional o con SPECT/CT.

ventriculografía cardíaca

En la ventriculografía cardíaca , se inyecta un radionúclido, generalmente 99m Tc, y se obtiene una imagen del corazón para evaluar el flujo sanguíneo, así como para evaluar la enfermedad de las arterias coronarias , la valvulopatía cardíaca , las cardiopatías congénitas , la miocardiopatía y otros trastornos cardíacos . Como prueba de esfuerzo nuclear , la exposición promedio a la radiación es de 9,4 mSv, lo que, en comparación con una radiografía de tórax típica de dos proyecciones (0,1 mSv), equivale a 94 radiografías de tórax. [ 85 ] [ 86 ] Expone a los pacientes a menos radiación que los estudios de radiografía de tórax comparables . [ 86 ]

Imágenes cerebrales funcionales

Generalmente, el trazador emisor de rayos gamma utilizado en la neuroimagen funcional es el 99mTc -HMPAO (hexametilpropilenoamina oxima, exametazima ). También se puede utilizar el trazador similar 99mTc -EC. Estas moléculas se distribuyen preferentemente en regiones con alto flujo sanguíneo cerebral y permiten evaluar el metabolismo cerebral regionalmente, con el fin de diagnosticar y diferenciar las distintas patologías causantes de la demencia . Al utilizarse con la técnica SPECT 3D , compiten con las tomografías por emisión de positrones con fluorodesoxiglucosa (FDG-PET) y las resonancias magnéticas funcionales (fMRI ) como técnicas para mapear la tasa metabólica regional del tejido cerebral.

Identificación del ganglio centinela

Las propiedades radiactivas del 99mTc pueden utilizarse para identificar los ganglios linfáticos predominantes que drenan un cáncer, como el cáncer de mama o el melanoma . Esto se suele realizar durante la biopsia o la resección . Se inyecta intradérmicamente coloide de azufre filtrado marcado con 99mTc o tilmanocept de tecnecio (99mTc) alrededor del sitio de biopsia previsto. La ubicación general del ganglio centinela se determina mediante un escáner portátil con una sonda de sensor gamma que detecta el trazador marcado con tecnecio-99m que se inyectó previamente alrededor del sitio de biopsia. Simultáneamente, se inyecta azul de metileno o azul de isosulfán para teñir de azul los ganglios de drenaje. A continuación, se realiza una incisión sobre la zona de mayor acumulación de radionúclidos y se identifica el ganglio centinela mediante inspección; el colorante azul de isosulfán suele teñir de azul los ganglios linfáticos que drenan la zona alrededor del tumor. [ 87 ]

Inmunoscintigrafía

La inmunocintigrafía incorpora 99mTc a un anticuerpo monoclonal , una proteína del sistema inmunitario , capaz de unirse a las células cancerosas . Unas horas después de la inyección, se utiliza un equipo médico para detectar los rayos gamma emitidos por el 99mTc ; concentraciones más altas indican la ubicación del tumor. Esta técnica es particularmente útil para detectar cánceres difíciles de encontrar, como los que afectan al intestino . Estos anticuerpos modificados son comercializados por la empresa alemana Hoechst (ahora parte de Sanofi-Aventis ) bajo el nombre de Scintimun . [ 88 ]

Etiquetado del torrente sanguíneo

Cuando el 99m Tc se combina con un compuesto de estaño , se une a los glóbulos rojos y, por lo tanto, puede utilizarse para detectar trastornos del sistema circulatorio . Se usa comúnmente para detectar hemorragias gastrointestinales, así como la fracción de eyección , anomalías en el movimiento de la pared cardíaca, cortocircuitos anormales 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 evaluar el daño después de un ataque cardíaco .

Coloide de azufre para gammagrafía esplénica

El coloide de azufre del 99m Tc es eliminado por el bazo , lo que permite visualizar la estructura del bazo. [ 89 ]

Divertículo de Meckel

El pertecnetato es acumulado y secretado activamente por las células mucosas de la mucosa gástrica, [ 90 ] y por lo tanto, el tecnecio(VII) radiomarcado con Tc99m se inyecta en el cuerpo cuando se busca tejido gástrico ectópico como el que se encuentra en un divertículo de Meckel con gammagrafías de Meckel. [ 91 ]

Pulmonar

El aerosol de inhalación de carbono marcado con tecnecio-99m (Technegas) está indicado para la visualización de la ventilación pulmonar y la evaluación de la embolia pulmonar. [ 92 ] [ 93 ] [ 94 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ El 99 Tc formado por la desintegración del 99 Mo y el 99m Tc durante el tiempo de procesamiento se elimina, junto con su isómero 99m Tc, al final del proceso de fabricación del generador. [ 70 ]

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Lecturas adicionales

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  • Simulador de producción de 99m Tc – OIEA