Teoria - 13/06/2013

Estudio de ventilación pulmonar mediante imágenes PET (40 pts)
El escenario de medición

La composición molar del aire es: N2 78%, O2 21%, Ar 0.9%, CO2 0.04%, y trazas de otros gases. Solamente el O2 y el CO2 participan en la respiración celular. Los demás gases del aire son metabólicamente inocuos. Se desea realizar un estudio de ventilación pulmonar mediante la técnica PET. Al paciente se le administra (por inhalación) aire, en donde se ha sustituido completamente uno de los gases estables por su equivalente radiactivo, que decae por emisión $\beta^+$. Se elige uno de los enlistados en la TABLA:

Isótopo $^7N_{13}$ $^8O_{15}$
Semiperíodo T1/2 10.0 minutos 2.1 minutos
Energía máxima de la emisión β+ 1.20 Mev 1.70 Mev

El N2 y el O2 se administran como moléculas biatómicas (en la molécula, los dos átomos son del mismo isótopo, sea este estable o radiactivo). El procedimiento del estudio (muy simplificado!!) es como sigue:

  • Mediante un ciclotrón de uso médico y equipamiento adicional, se obtiene un botellón blindado lleno de aire radiactivo: 0.5 L, confinado a 3 Atm.
  • El botellón, que dispone de regulador de presión y una boquilla para administrar aire al paciente sin desperdicio, se traslada a la sala de PET contigua; debido a las manipulaciones, hay una demora de 5 a 10 minutos entre la producción del isótopo y su administración al paciente.
  • En la sala de PET, el paciente, ya colocado en la camilla del equipo PET, realiza una única inspiración profunda de aire radiactivo (en menos de 5 segundos), y mantiene el aire en apnea durante 20 segundos mientras se toman los registros.
  • Al finalizar la toma, exhala y sigue respirando aire normal con respiración libre. La sala de PET es un cubo de 5 m de arista, con ventilación forzada sin turbulencias.
  • Los registros son procesados en tiempo diferido, para reconstruir las imágenes tomográficas deseadas.

Preguntas para la evaluación: 5 pts. / respuesta
Indique cuales de las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F). En cada caso, agregue una justificación breve de su elección.

  1. En las condiciones del estudio, el isótopo que tiene menor semiperíodo de desintegración produce menos efectos post-estudio en el paciente.
  2. En las condiciones del estudio, el isótopo que tiene mayor semiperíodo de desintegración asegura menor desperdicio de actividad entre la producción del isótopo y su administración.
  3. Entre ambos isótopos, el que produce β+ de mayor energía produce imágenes con peor resolución espacial.
  4. Entre ambos isótopos, el más conveniente para este estudio es 7N13.
  5. Entre ambos isótopos, el más conveniente para este estudio es 8O15.
  6. En el equipo PET no se requiere analizador de altura de pulso (PHA), ya que los fotones utilizados tienen siempre la misma energía.
  7. Luego de finalizado este estudio, el paciente debe permanecer aislado durante 24 hs.
  8. En este estudio, debe utilizarse una jeringa blindada para proteger al operador.
  9. BONUS (4 pts): En cualquier PET se podría utilizar Cs137 como radiotrazador, ya que sus fotones de 662 KeV son muy parecidos a los de aniquilación.