Preguntas tipo test

Radiactividad

La radiación gamma:

a)    Se genera al frenar electrones acelerados.

b)    Se genera al saltar electrones atómicos desde un nivel energético exterior a un nivel muy profundo.

c)    Se genera espontáneamente en el núcleo de los átomos inestables o radiactivos.

d)    Se genera espontáneamente en la corteza de los átomos inestables o radiactivos.

Rayos X

El espectro de rayos X presenta picos a ciertas energías (un mayor número de fotones a ciertas energías), ¿cómo se llama?

a)    Radiación de frenado

b)    Radiación característica

c)    Radiación bremsstrahlung

d)    A y C son correctas

TAC

Los post-colimadores que se sitúan entre el paciente y el detector:

a)    Definen el tamaño del corte

b)    Limitan el tamaño del haz

c)    Reducen la dosis que recibe el paciente

d)    Todas son correctas

RNM

¿Qué relación hay entre la frecuencia de resonancia con el campo externo B0?

a)    Exponencial

b)    Constante

c)    Inversa

d)    Lineal

Medicina nuclear

Seleccione la respuesta incorrecta:

a)    Los radioisótopo destinados a PET se producen en ciclotrones.

b)    Uno de los problemas de los radioisótopos es que, al tener un periodo de semidesintegración pequeño, tienen que producirse cerca del lugar de uso.

c)    En los colimadores, cuanto menor es el tamaño del los agujeros, mejor es la resolución y mejor es la sensibilidad.

d)    La resolución espacial del PET es mejor que la del SPECT

Ecografía

Seleccione la respuesta incorrecta:

a)    Los ultrasonidos son ondas mecánicas que necesitan un medio para transmitirse

b)    Cuanto mayor es la frecuencia del ultrasonido, penetra más en los tejidos.

c)    Los ultrasonidos se producen con cristales piezoeléctricos.

d)    La angulación del haz se hace activando los transductores como un array desfasado en el tiempo.

Radioterapia

En la sección deflectora del acelerador lineal se cambia la dirección del haz de electrones para:

a)    Focalizar el haz corrigiendo la energía de tal manera que los electrones tengan la misma energía.

b)    Hacer que la dirección del haz sea la de incidencia contra el plano del tratamiento.

c)    Conseguir un espectro de energía uniforme.

d)    A y B son correctas

T19. SPECT & PET

Estos ejercicios se han realizado en grupo compuesto por Artur, Esteban y Jefferson. La cuestión realizada ha sido la cuarta, sobre la resolución del SPECT y el PET.

Ejercicios:

4.- Resolución en imagen de medicina nuclear ¿Qué factores determinan la resolución espacial tanto en SPECT como en PET?

En el SPECT, la resolución espacial esta determinada por los siguientes factores:

• Distancia entre el cuerpo emisor de rayos gamma y el detector. La resolución espacial se degrada al aumentar esta distancia.

• Número de proyecciones adquiridas. Cuanto mayor sea el número de imágenes adquiridas, mejor es la resolución. Tomar una proyección cada 6º de giro (60 imágenes por cada giro completo) se considera que es baja resolución. Sin embargo, tomar una proyección cada 3º de giro (120 imágenes por cada giro completo) se considera que es alta resolución.

• Número de sucesos detectados.  Cuanto mayor es el número de sucesos detectados, mejor es la resolución. Se suelen detectar entre 2 y 8 millones de sucesos.

• Otros factores que afectan a la resolución del SPECT son: la cámara, el colimador utilizado, los fotones dispersos y el tipo de filtro utilizado en la reconstrucción filtrada para la eliminación del efecto estrella y el ruido.

En cuanto al PET, los factores que afectan a la resolución espacial son:

• El ancho del cristal detector. Cuanto mayor sea el ancho del cristal detector, peor será la resolución. La resolución espacial debido al ancho del cristal es de la mitad del ancho del cristal (d/2).

• La lógica Anger. Se utiliza para calcular la posición de interacción entre el rayo gamma y el cristal utilizando fotomultiplicadores. Consiste en sumar todas las señales Sx y todas las Sy para hacer una media ponderada y obtener así un punto (x,y) que dará una idea de la posición inicial de interacción del rayo gamma con el centelleador. Una vez obtenidos los puntos (x,y) de Anger, se divide la superficie del fotomultiplicador (52 x 52 mm) en una malla de 256 x 256 bines y se va asignando a cada suceso uno de estos bines. Tanto en el caso real como en la simulación se distinguen solo 28 x 28 cristales. La lógica Anger tiene una resolución espacial de 2,2 mm.

• La no colinealidad. Tras la aniquilación de un positrón y un electrón, se producen dos rayos gamma en direcciones opuestas, es decir, 180º respecto al origen de emisión. La detección de estos dos fotones no siempre es lineal, por lo que se establece un rango de ± 0,25º. Este ángulo de desviación hace que el error del de la posición del punto de emisión calculado aumente con la distancia entre el emisor y el detector, empeorando la resolución. En función del punto emisor, la resolución varia. En la cabeza es de 1,3 mm y en el corazón es de 2,1 mm.

• Rango del positrón. Cuando el radioisótopo emite el positrón, éste recorre una cierta distancia hasta que se aniquila con un electrón generando los dos fotones. Esta distancia es el rango del positrón y varia en función del radioisótopo. La resolución espacial del ¹⁸F es de 0,55 mientras que la del ⁸²Rb es de 4,5 mm.

La anchura a media altura de la a resolución espacial total es de 7-10 mm.

¿Hay algún elemento común o son todos distintos?

Los factores que tienen en común son: el colimador utilizado, en caso de que el PET lo lleve; la lógica Anger; y la distancia entre el emisor y el detector.

¿De qué orden de magnitud son las resoluciones espaciales de equipos modernos de ambas técnicas?

La resolución espacial general de las cámaras PET y SPECT (expresada como el FWHM de la función de dispersión lineal) resulta de la combinación de factores físicos e instrumentales. Existen muchas limitaciones importantes impuestas a la resolución por las bases físicas de la aniquilación del positrón con el electrón. “Sensibilidad, Tasa de conteo ruido-equivalente (NECR)”

Resoluciones espaciales de equipos modernos:

• Sentinella SPECT : 0.8mm
• Albora PET: 1mm/4-5mm/6-9mm

Y en cuanto a resolución temporal ¿Qué se puede decir de cada técnica?

Se denomina Resolución Temporal a la capacidad que tiene un sistema para distinguir como eventos diferentes aquellos que se han producido con un intervalo de tiempo muy pequeño.

Los sistemas electrónicos requieren de un tiempo desde que se reconoce un evento hasta que el sistema esté nuevamente preparado para reconocer el siguiente. A este tiempo se lo denomina tiempo muerto.

Si la tasa de fotones que llega al detector es muy elevada, es grande la cantidad de eventos que aparecen dentro del tiempo muerto, los que no son tenidos en cuenta por el sistema.

Existen dos tipos de sistema de detección en relación con el tiempo muerto, los NO PARALIZABLES y los PARALIZABLES. En los primeros si un evento ocurre dentro del tiempo muerto este no es tenido en cuenta y al terminar dicho tiempo está preparado para detectar el siguiente evento. En los paralizables los eventos que ocurren dentro del tiempo muerto provocan que este tiempo sea mayor, lentificando más al sistema. Fuente

	SPECT	SPECT-CT híbrido	PET	PET con TAC
1 Proyección	1 min	Aumenta el tiempo	Desde 10 segundos a minutos	Mapa de atenuación.
Con un cabezal	+ de 30 min

Dada la prolongada vida media de los radiomarcadores y la menor resolución temporal del SPECT, sólo en reposo es factible realizar estudios con esta técnica.

Una de las ventajas del PET respecto del SPECT es que incluye mayor sensiblidad, menor tiempo de adquisición y cuantificación más exacta del marcador.

Sin embargo, debido a las cortas vidas medias de los radionúclidos empleados en el PET, deben producirse en un ciclotrón próximo al PET, lo que encarece la técnica.

Presentación:

T16. La gammacámara

Para la realización de este ejercicio, nos dividimos las preguntas. El resto de preguntas se encuentran en los blogs de Esteban, Andoni, y Miguel.

Ejercicios:

1.- El colimador. ¿De qué material es? ¿Por qué? ¿Hay alguna relación entre el grosor de los septos y la energía de la radiación? ¿Por qué?¿Con qué se correlaciona el tamaño de los huecos entre septos (área y profundidad)? ¿Por qué es importante, qué ocurriría si no estuviese? etc.

El paciente, al que se le ha inyectado un radiofármaco, emite radiación gamma difusa, como se puede ver en la siguiente imagen. Para poder filtrar los rayos que no se proyecten perpendicularmente, se utiliza un colimador. Si no estuviese, la imagen resultante sería producto de lo detectado con la radiación difusa, por lo que se vería una imagen emborronada.

El material del que está hecho el colimador es el plomo para poder filtrar la radiación gamma que no se proyecte perpendicularmente.

Los septos son las separaciones entre los huecos del colimador. Cuanto mayor es la energía de los fotones que emite el paciente, mayor tiene que ser el espesor de los septos.

Al aumentar el tamaño de los septos, la resolución empeora y la sensibilidad mejora ya que, al ser más grandes los agujeros, más rayos gamma pueden atravesar el colimador.

Por otra parte, al disminuir la profundidad de los septos, la resolución empeora y la sensibilidad mejora.

2.- El centelleador. ¿De qué materiales puede ser? ¿Hay alguno típico (ventajas/inconvenientes)? ¿Hay alguna relación entre el grosor del centelleador y la resolución de la imagen? ¿Y con la sensibilidad? etc.

La energía depositada por el rayo gamma es convertida, dentro del centelleador, en fotones en el rango visible/uv próximo.

Para crear un detector centelleador sólido se debe adquirir un compromiso entre dos criterios enfrentados:

1. El material debe ser capaz de soportar un campo eléctrico grande, de manera que los electrones y los iones puedan ser recogidos para formar un pulso electrónico. Además en ausencia de radiación el flujo de corriente debe ser mínimo o nulo para que el ruido de fondo sea bajo.
2. Los electrones deben ser fácilmente extraídos de los átomos y en gran número por la radiación, y los electrones e iones deben ser capaces de viajar fácilmente en el material.

La primera condición parece exigir un material aislante, mientras que la segunda sugiere usar un conductor. El compromiso obvio es un semiconductor.

El material típico es el cristal de NaI(Tl). Este material es el más común debido a su gran eficiencia de detección y linealidad para un amplio rango de energías de fotones incidentes.

Las ventajas de este material son:

• Alta eficiencia generación luz (12%)
• Energía excitación y desexcitación: 410 nm=3eV

Las desventajas del NaI(Tl) son:

• Frágil
• Sensible a la temperatura
• Higroscópico

Cuanto mayor sea el espesor del cristal, más sensible será el detector (más fotones detectará) pero al mismo tiempo, habrá una mayor dispersión de los mismos en su trayecto hacia el detector. Esto hace que estimar la verdadera posición donde ha ocurrido la aniquilación sea más complicado, por lo que a resolución disminuye al aumentar el espesor del cristal.

T15. Producción de radiofármacos. Presentación.

Funcionamiento del ciclotrón:

T14. Ejercicio bibliográfico de detalles del RMN

Una vez vistos los fundamentos de la imagen por resonancia magnética nuclear, podemos entrar en algunos detalles importantes:

A.- ¿Calidades de imagen que se obtienen? ¿Resoluciones espacial y temporal? ¿Principales utilidades clínicas del RMN? Utilización de contrastes ...

Esta tarea se ha realizado en grupo y se encuentra publicada en esta entrada.

T11 y T12. Resonancia magnética nuclear. Simulador

Para entrar en materia, primero se resumen las ideas principales de la resonancia magnética nuclear.

Magnetización de un voxel: el hecho de que, al aplicar un campo magnético a un pedazo de materia, los protones (núcleos de hidrógeno) en él contenidos se colocan de tal manera que aparece un momento magnético del elemento de volumen.

Excitación, primera cosa que hacer con la magnetización. Consiste en apartarla de su estado de equilibrio. Para ello se aplica un campo magnético variable, que resuene con la magnetización.

Para entender mejor este fenómeno, se va a trabajar con un simulador que se encuentra en este enlace.

Ejercicios:

T11.- Buscar (a ojo) las frecuencias de resonancia (Freq.) para distintos valores del campo externo (B0). ¿Influye la intensidad del campo B1?

Para encontrar las frecuencias de resonancia, se ha dejado fijo un valor de B0 y se ha buscado la frecuencia de B1 a la que mayor oscilación tenga el simulador.

La intensidad del campo B1 no influye en la frecuencia de resonancia, por lo que se ha mantenido constante a 1 mT durante todo el ejercicio. Por otra parte, la intensidad del campo B1 sí que influye en la amplitud de la oscilación.

A continuación se muestra una tabla con las frecuencias de resonancia encontradas para diferentes campos B0.

B1 (mT)	B0 (mT)	freq B1 (Hz)
1	0,5	0,25
	1,5	0,35
	2,5	0,45
	3,5	0,55
	4,5	0,60

¿Que relación hay entre Freq. y B0 (lineal, inversa, cuadrática, ...)?

Con los datos anteriormente hallados, se ha trazado una gráfica para ver la relación que existe. Como se puede ver, la relación entre la frecuencia de resonancia y el campo externo B0 es lineal.

¿Cuadra eso con lo que habíamos visto en "teoría" (transp 18 del pwp de aquí)? 

En dicha transparencia se cita la siguiente relación entre la frecuencia de resonancia y el campo externo:

Como se puede deducir de la ecuación, la relación es directamente proporcional entre la frecuencia de resonancia y el campo externo B0.

Si ahora se quita el campo B1 y se sustituye por la bobina (coil) ¿qué ocurre en ella?

En la siguiente imagen se puede ver lo que ocurre cuando se quita el campo B1 y se sustituye por una bobina y se mide la señal en sus bornes.

Al volver la magnetización a su orientación de reposo, describe una curva oscilante a la frecuencia de precesión impuesta por el campo magnético. La oscilación de la proyección sobre el eje Y es representada en un eje de tiempo sobre el eje X en A. Esta oscilación se sitúa en el plano de máxima inducción de la bobina receptora y en ella se inducirá una señal sinusoidal amortiguada llamada FID (Free Induction Decay).

T12.- ¿Qué magnitudes de la señal de radiofrecuencia aplicada determinarán el ángulo de desplazamiento de la magnetización?

El ángulo de desplazamiento α está determinado por la intensidad de del campo B1 y el tiempo de aplicación.