Detectores de radiación ionizante: tipos, funcionamiento y aplicaciones en PET y SPECT

Detectores de radiación

Detectores de radiación

Existen tres tipos de detectores de radiación ionizante: gaseoso, de centelleo y semiconductores.

Modos de funcionamiento

• Modo corriente: Detecta la contaminación pero no informa del tipo de radiación. Usados en Protección Radiológica (PR), son rápidos y sencillos. También se usan en dosimetría.

• Modo de impulso: Indica el tipo de radiación presente.

Tipos de detectores

• Ionización gaseosa (eficiencia del 100 % para α y β). Se basa en la recogida de cargas electrónicas que se generan cuando la radiación atraviesa un volumen de gas. Los iones pueden ser creados mediante la radiación o mediante ionización secundaria.

  • Cámara de ionización: Solo miden ionización primaria. Pueden utilizarse en modo corriente o en modo impulso.

  • Contador proporcional: Detecta ionizaciones primarias y secundarias.

  • Detector Geiger: Detecta múltiples ionizaciones y suele emplearse en modo corriente. Tiene la texto tachado.

• Detectores de centelleo: Materiales que emiten luz tras interactuar con radiación ionizante. Tienen buena sensibilidad y respuesta rápida; se utilizan en modo impulso. Son cristales dopados con impurezas (por ejemplo, talio) y se usan en gammacámara, SPECT y PET.

• Activímetro: Esencial en Medicina Nuclear (MN). Se utiliza para verificar y medir la radiación administrada al paciente. Consiste en cámaras de ionización gaseosa.

Gammacámara, SPECT y SPECT-TC

• Gammacámara:

  El cabezal son los detectores de la gammacámara e incluye el colimador, el cristal de centelleo y los tubos fotomultiplicadores.

Sistema de colimación

La estructura está hecha de tungsteno y contiene pequeños orificios que permiten el paso de los rayos gamma en una dirección específica. El grosor depende de la energía del radionúclido usado. La longitud del septo, el espesor y el tamaño de los elementos determinan la resolución espacial y la sensibilidad. A mayor longitud del septo, peor sensibilidad y mejor resolución espacial.

Imagen del examen

• Cristal de centelleo → Mecanismo de transformación del fotón incidente en luz visible gracias a la acción de impurezas (por ejemplo, talio) en el cristal de centelleo.

  Tubos fotomultiplicadores → Conversión de la luz visible en corriente eléctrica de baja intensidad.

Parámetros de funcionamiento

• Resolución: Capacidad para distinguir dos focos radiactivos cercanos como entidades independientes. Mayor resolución = mayor detalle.

• Sensibilidad: Capacidad de transformar cada desintegración radiactiva en una cuenta registrada. Mayor sensibilidad = mayor calidad y menor ruido.

SPECT y SPECT-CT

El SPECT es una gammacámara que se mueve alrededor del paciente y proporciona una visión tridimensional (3D). El SPECT‑CT (o SPECT-TC) añade una tomografía computarizada (TC) como estudio híbrido para aportar información anatómica adicional.

Artefactos

• Paciente

• Radiotrazador

• Máquina

• Técnico

Tomografía por emisión de positrones (PET y PET/TC)

El PET no detecta positrones directamente; detecta los fotones gamma resultantes de la aniquilación positrón‑electrón, al igual que el SPECT detecta fotones gamma pero de distinta energía. En el PET, por la aniquilación entre un positrón y un electrón surgen dos fotones gamma de 511 keV cada uno, emitidos en direcciones opuestas (180°).

• Usa radiotrazadores emisores de positrones (β⁺) → C¹¹, F¹⁸, Ga⁶⁸.

• Anillo(s) detector: cristales de centelleo dispuestos en anillos.

• Colimación electrónica (coincidencia por detección de fotones opuestos).

PET/TC

PET → Información funcional y metabólica.

TAC/TC → Información anatómica.

• El TAC/TC ayuda a eliminar falsos positivos del PET y el PET ayuda a eliminar falsos negativos del TAC/TC.

Topograma → Proyección scout que normalmente cubre desde la calota hasta la mitad del muslo.

Distintos tipos de alteraciones

1. Alteraciones de biodistribución → Diferentes patrones de biodistribución sistémica alterada. Ej.: anemia, quimioterapia, administración de insulina, hiperglucemia por diabetes, insuficiencia renal.

2. Artefactos de hipercorrección por atenuación debidos a objetos metálicos:

   Ej.: marcapasos, material de osteosíntesis, cánula, reservorio y clips quirúrgicos.

3. Artefactos de hipercorrección de la atenuación por contrastes baritados

4. Artefactos por rotación de cabeza: Error en la fusión por movimiento de la cabeza entre la adquisición del PET y la TC que puede ocasionar una falsa imagen patológica.