Contribución dosimétrica de los órganos de la biocinética del corazón, utilizando el tc99m y ti 201 en el estimado de dosis para adultos, con el diseño de un algoritmo en matlab

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(1)AT EM AT IC A. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. M. FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE FÍSICA. y. en el estimado de. AS. del corazón, utilizando el. Y. Contribución dosimétrica de los órganos de la biocinética. FI. SI C. dosis para adultos, con el diseño de un algoritmo en Matlab. AS. INFORME FINAL DE PRÁCTICA PRE-PROFESIONAL PARA OPTAR EL. NC I. TÍTULO DE:. AUTOR. DE. CI E. LICENCIADO EN FÍSICA. ASESOR. DR. MARCIAL VICENTE VASQUEZ ARTEAGA. TRUJILLO – PERÚ 2013. BI. BL. IO. TE. CA. Br. ROSA ADELA MORALES NIZAMA. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(2) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. FI. SI C. AS. Y. M. Ms. Jorge Aníbal Rocha Jara (Presidente). Dr. Marcial Vicente Vásquez Arteaga (Vocal). BI. BL. IO. TE. CA. DE. CI E. NC I. AS. Ms. Julio César Idrogo Córdova (Secretario). 2 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(3) DEDICATORIA. CA. DE. CI E. NC I. AS. FI. SI C. AS. Y. M. AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. BI. BL. IO. TE. Este trabajo está dedicado a mi padre José Dionicio Morales Bayona y madre Rosa Digna Nizama Nuñez y mis hermanos Yaneth, Danny y Virna que lograron incentivar en mí la inquietud por los conocimientos científicos, por su apoyo y su comprensión.. 3 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(4) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. AGRADECIMIENTOS. En. el camino para culminar mis estudios de bachiller, conocí a. innumerables personas que contribuyeron a mi desempeño y formación. Y. M. académica; entre ellas le agradezco principalmente:. A Dios, que me ha dado aquello que puedo ver con solo abrir mis ojos.. -. Agradezco a mi padre, que es mi ángel personal y por todo lo que me enseño. AS. -. -. SI C. en vida. Sus memorias siguen latiendo en nuestro hogar. Expreso mi profundo agradecimiento a mi madre por su dedicación, confianza,. También quiero agradecer a mis hermanos Yaneth, Danny y Virna que me. AS. -. FI. apoyo en todos mis buenos y malos momentos.. apoyaron en los momentos más difíciles y me dieron su cariño. Un agradecimiento esencial a mi asesor el Dr. Marcial V. Vásquez Arteaga; él. NC I. -. que me ha compartido parte de sus conocimientos desde que inicié mi labor de. CI E. investigación. Por orientarme siempre que me encontraba perdida, mi agradecimiento y estima personal por permitirme emprender este trabajo. Por supuesto agradezco a todos mis profesores de la escuela de física de la. DE. -. Universidad Nacional de Trujillo que contribuyeron en mi formación. -. CA. académica y completaron mi interés por el estudio de la física. Quiero agradecer en conjunto a todos mis familiares, tíos, primos, sobrinos por. TE. su apoyo y por festejar a mi lado cado logro que he obtenido.. Un agradecimiento a todos mis amigos de la escuela de física, en especial a Br.. IO. -. mejores momentos de nuestra carrera.. BI. BL. Moisés Miguel Gallozzo Cárdenas, con los que he compartido hasta el final los. 4 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(5) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. M. PRESENTACIÓN. AS. Y. Señores miembros del Jurado:. En cumplimiento a los dispuesto por el Reglamento de Grados y Títulos de la. SI C. Universidad Nacional de Trujillo, es un honor poner a vuestra disposición el presente Informe Final de Práctica Pre-Profesional titulado: “Contribución. FI. dosimétrica de los órganos de la biocinética del corazón, utilizando el. y. AS. en el estimado de dosis para adultos, con el diseño de un algoritmo en Matlab”, a fin de obtener el Título de Licenciado en Física, en la Escuela. NC I. Académico Profesional de Física de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas. CI E. de la Universidad Nacional de Trujillo.. Trujillo, Octubre del 2013. Br. Rosa Adela Morales Nizama. BI. BL. IO. TE. CA. DE. Estoy convencida que encontrarán este trabajo innovador e interesante.. 5 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(6) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Índice General Contenido. Resumen ............................................................................................................................................iii. Abstract ..............................................................................................................................................iv. Capítulo 1 .......................................................................................................................................... 1 Introducción ...................................................................................................................................... 1 Fundamentos en la interacción de la radiación con la materia .................................. 3. M. 1.1.. Interacción de partículas cargadas con la materia ............................................. 4. 1.1.2.. Interacción de la radiación de fotones con la materia ...................................... 5. Y. 1.1.1.. Efecto fotoeléctrico .......................................................................................................... 6. b.. Efecto Compton ............................................................................................................... 7. AS. a.. SI C. Capítulo 2 .......................................................................................................................................... 9 Dosimetría Interna en la Medicina Nuclear ................................................................................. 9 Modelo biocinético ................................................................................................... 10. 2.2. Exploraciones diagnosticas por imagen ................................................................ 10. AS. FI. 2.1. Talio 201 .......................................................................................................................... 12. b). Tecnecio - 99m ................................................................................................................ 13. NC I. a). 2.3. Metodología MIRD ....................................................................................................... 14. CI E. 2.3.1. Cálculo de tasa de dosis absorbida .......................................................................... 15 Actividad Acumulada ........................................................................................... 16. b.. Fracción absorbida ................................................................................................ 18. c.. Fracción específica absorbida .............................................................................. 19. d.. Factor “S” .............................................................................................................. 20. DE. a.. CA. 2.3.2 Dosis absorbida en un órgano .................................................................................... 20 2.3.3 Tiempo de residencia...................................................................................................... 22 Metodología Marinelli ....................................................................................................... 23. TE. 2.4. Capítulo 3 ........................................................................................................................................ 25. IO. Método y materiales....................................................................................................................... 25. 2.4.2. Descripción del algoritmo C.D.A en matlab ........................................................... 27 Diagrama de flujo.................................................................................................. 43. BI. BL. 2.4. i Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(7) AT EM AT IC A. Capítulo 4 ........................................................................................................................................ 45. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Resultados y discusión .................................................................................................................. 45 4.1. Discusión .............................................................................................................................. 49. ANEXO 1 ......................................................................................................................................... 54. ANEXO 2 ......................................................................................................................................... 55 3.1. TIEMPO DE RESIDENCIA DEL TECNECIO 99 .............................................................. 55. 3.2. TIEMPO DE RESIDENCIA DEL TALIO 201 ..................................................................... 55. ANEXO 3 ......................................................................................................................................... 56. M. El programa (C.D.A) .................................................................................................................. 56. BI. BL. IO. TE. CA. DE. CI E. NC I. AS. FI. SI C. AS. Y. ANEXO 4 ......................................................................................................................................... 59. ii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(8) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Resumen. M. El presente trabajo, analiza y compara en qué medida la radiación depositada en los órganos fuente de la biocinética del corazón contribuyen a la (Tetrofosmin) y. (cloruro).. AS. Y. dosis total absorbida cuando se utilizan el. Para el desarrollo del trabajo se utilizó el formalismo MIRD y la. para. SI C. representación de Cristy-Eckerman para el corazón de un adulto, se demuestra que y. las contribuciones dosimétricas de órganos de la biocinética de. FI. sus respectivas emisiones son significativas en el estimado de la dosis absorbida. AS. del corazón para el adulto, como para ser ignorado. Con mayor porcentaje de contribución de dosis de los órganos de la biocinética del. . Para el estudio, se ha diseñado un algoritmo en Matlab.. NC I. del. comparada con la. y. CI E. Los resultados reportados por la metodología MIRD (auto - dosis), para el son significativamente diferentes a los encontrados por el esquema. MARINELLI (auto - dosis) para el corazón de adultos; representada por una esfera. DE. de 300 gramos de masa.. CA. En la dosimetría interna la contribución y la significancia de la dosis del. BI. BL. IO. TE. corazón depende del radiofármaco y su biocinética.. iii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(9) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Abstract. In internal dosimetry contribution and the significance of the dose of the. contribution. offered. the. organ’s. dose. of. the. biokinetics. as. Y. the. M. radiopharmaceutical depends heart and biokinetics. Knowing the importance of. AS. radiopharmaceuticals used for diagnostic, it has become a topic fairly specific within the internal dosimetry since the various organs of the human have specific. SI C. physical and biological properties and this takes to have to be made a greater analysis before selecting the radiopharmaceutical for diagnostic, this mainly. FI. depends of the patient.. AS. This research consists to analyze and compare to what extent the radiation deposited in the organs source of the biokinetics of the heart contributes to the. NC I. algorithm designed in Matlab. Our main objective is to design an interphase in Matlab using the Mird formalism and the representation of Cristy-Eckerman to. CI E. consider the absorbed autodosis of the heart of an adult when is used Tc 99m (Tetrofosmin) and Tl 201 and also the dosimeter contributions of the organs of the. DE. biokinetics of the Tc99m and Tl 201.. CA. In both contributions dosimetric radiopharmaceuticals in organs of the biokinetics of their respective emissions are significant in the estimated absorbed. TE. dose for the adult heart male with highest percentage of contribution of dose of the. IO. organs of the biokinetics of the Tc 99m compared to Tl 201. While analyzing how affects these results; If the patient had other diseases, additional myocardial. BI. BL. disease.. iv Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(10) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. M. Capítulo 1. AS. Y. Introducción. SI C. El gran desarrollo de los diagnósticos en el campo de la medicina nuclear ha. FI. surgido debido a los avances tecnológicos.. AS. “La dosimetría interna es la ciencia utilizada para medir, calcular, estimar, predecir y cuantificar la energía radiante absorbida por la ionización y excitación. NC I. de los átomos en los tejidos humanos como el resultado de la emisión producto de. CI E. la deposición interna del radionucleido”[ ]. En dosimetría es de interés conocer la dosis definida como la energía de. DE. radiación absorbida por unidad de masa. La estimación de la dosis absorbida requiere el uso de ecuaciones y modelos. CA. matemáticos que simulen el metabolismo humano, y características físicas, del. TE. paciente. Para esto se utilizan una serie de formalismos matemáticos que se. BL. IO. desarrollaron en el ámbito de la dosimetría interna.. En la medicina, para confirmar el diagnóstico y determinar la gravedad y. BI. las consecuencias. de. la enfermedad, se. utilizan determinadas pruebas. complementarias así como para facilitar la planificación del tratamiento, y uno de. 1 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(11) AT EM AT IC A. los mejores métodos para este diagnóstico son los estudios con isótopos. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. radiactivos; debido que el único peligro de los exámenes con isótopos radiactivos desciende de la pequeña dosis de radiación que recibe el paciente.. Este proceso consiste en la inyección intravenosa o ingestión de cantidades ínfimas de sustancias marcadas, unidas a isótopos radiactivos (indicadores o. trazadores). Los indicadores se distribuyen rápidamente por todo el cuerpo,. M. incluyendo el corazón, y se detectan con una cámara gamma. En la pantalla se. AS. Y. recoge una imagen que se almacena en la computadora para su análisis posterior.. En los pacientes con un estrechamiento de las arterias coronarias, se utilizan. SI C. para determinar en qué medida este estrechamiento afecta al aporte de sangre al corazón y su funcionamiento. Este procedimiento también se usa para comprobar. FI. el aumento de flujo sanguíneo al músculo cardíaco después de una operación de. AS. bypass u otras similares, así como para determinar el pronóstico después de un. NC I. ataque cardíaco (infarto de miocardio) [19].. El primer hecho que condujo al desarrollo de la dosimetría interna, fue el. CI E. descubrimiento de los aceleradores lineales en 1930. En 1942, Leónidas Marinelli escribe el primer trabajo de dosimetría interna titulado: “Dosage Determination. DE. With Radioactive Isotopes”. En 1953, Loevinger propicia, en el primer Simposio de. CA. dosimetría, su trabajo: “Clases de cálculo de dosis” [2].. El sistema dosimétrico MIRD (Medical Internal Radiation Dose), fue. TE. introducido por la Sociedad de Medicina Nuclear de EEUU en 1960 como. IO. herramienta para la estimación de la dosis en órganos debido a la incorporación de. BI. BL. material radiactivo. La primera revista del MIRD fue publicada en 1968.. 2 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(12) AT EM AT IC A. Se publicó en 1999, 16th MIRD Pamphlet; que sirve como guía principal para. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. dosimetría interna basada en imágenes tomográficas.. De todos los modelos que son utilizados para el cálculo dosimétrico, el más. usado, por su fácil implementación en los servicios de medicina nuclear, ha sido el sistema MIRD. Esta metodología permite calcular la dosis depositada en un órgano. M. blanco, desde uno o más órganos fuente presentes en el organismo.. Y. En la actualidad, en la medicina nuclear han surgido variedad de algoritmos ], los cuales tienen un aprendizaje bastante complejo.. SI C. Pedi- Dose 2.2 y MNCP [. AS. para el cálculo de dosis. Entre algunos de los más importantes tenemos: GEANT4,. Además, en la medicina nuclear, la aplicación correcta de los principios de. FI. radioprotección depende siempre de un balance muy preciso entre los riesgos. AS. potenciales de exposición a las radiaciones ionizantes versus los posibles beneficios. NC I. que esta exposición tenga asociados.. Fundamentos en la interacción de la radiación con la materia. DE. CI E. 1.1.. Son interacciones producidas por los fotones y partículas que inciden sobre. CA. la materia e interactúan con los núcleos o con los electrones atómicos, lo que se. TE. conoce como interacción de la radiación con la materia.. IO. La radiación puede analizarse basándose en los efectos que produce al. BL. atravesar la materia, los que dependen del tipo de radiación y de la energía de la. BI. misma. Por ejemplo, cuando la radiación, partícula, arranca uno o más electrones. 3 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(13) AT EM AT IC A. orbitales de los átomos de la sustancia que atraviesa se produce la ionización de los. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. mismos.. 1.1.1. Interacción de partículas cargadas con la materia. La radiación, al atravesar la materia, interactúa con ésta perdiendo energía en. M. cada proceso de interacción. A la mínima distancia necesaria para detener la. AS. Y. radiación se la denomina alcance.. Éste es un concepto de gran utilidad para el estudio de haces de partículas. SI C. cargadas que tienen un alcance bien definido en la materia ya que pierden energía en interacciones sucesivas. El número necesario de interacciones para detener las. AS. FI. partículas depende, en una sustancia dada, de la energía inicial.. La interacción de partículas cargadas con la materia tiene lugar a través de. NC I. colisiones elásticas o inelásticas con núcleos atómicos, con electrones orbitales o con cargas libres. Se dice que se tiene una colisión elástica cuando la energía cinética. CI E. total del sistema, es decir del conjunto de partículas que intervienen, se mantiene. DE. constante.. En cambio la interacción es inelástica cuando esa energía no se conserva; es. CA. decir cuando parte de la misma se transforma en algún otro tipo de energía. En términos generales las partículas cargadas interaccionan con la materia por una de. BI. BL. IO. TE. las cuatro alternativas siguientes: . Colisión elástica con electrones atómicos. . Colisión elástica con núcleos. . Colisión inelástica con electrones atómicos. 4 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(14) . S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. AT EM AT IC A. Colisión inelástica con núcleos. Cuando una partícula cargada atraviesa un medio se da con distintas probabilidades, algunos de los cuatro procesos indicados. En todos ellos la. partícula pierde energía cinética ya sea cediéndola como tal a los electrones o al núcleo con el que interacciona y transformándola en energía de excitación, o. Y. M. convirtiéndola en radiación electromagnética.. AS. 1.1.2. Interacción de la radiación de fotones con la materia. SI C. Los fotones que nos interesa, en este trabajo desde el punto de vista de la interacción con la materia, es básicamente la radiación gamma y la radiación. AS. FI. característica.. El paso de la radiación electromagnética por la materia se caracteriza, por la. NC I. ley de absorción exponencial.. CI E. ( ). Donde I es la intensidad de la radiación y. es el coeficiente de absorción con. DE. el que se caracteriza cada uno de los efectos.. Efecto fotoeléctrico. TE. . CA. Existen 3 mecanismos principales de absorción de los rayos por la materia. Efecto Compton. . Producción de pares1. BL. IO. . BI. 1. Dicho mecanismo no se estudia en este trabajo.. 5 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(15) Y. M. AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. AS. a. Efecto fotoeléctrico. FI. SI C. según la cantidad de energía de la radiación.. AS. Figura 1.1. Efectos dominantes en la interacción de la radiación con la materia,. NC I. Es una interacción de un fotón con los electrones atómicos que consiste en la absorción del fotón y la emisión de un electrón ligado que sale eyectado fuera del. IO. TE. CA. DE. CI E. átomo (fotoelectrón).. BL. Figura 1.2. Orbitales atómicos para el electrón en sus diferentes capas. Se muestra. BI. las transiciones del electrón desde la capa K hasta ser electrón libre.. 6 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(16) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Aproximadamente el 80% de las interacciones fotoeléctricas se producen en la capa K. Esto siempre y cuando. , es decir, cuando el fotón incidente tiene. energía suficiente como para arrancar un electrón de dicha capa. Existe un “umbral” fotoeléctrico que debe exceder el fotón para que el efecto sea posible. En. M. realidad, hay tantos umbrales como capas o subcapas atómicas pobladas.. AS. Y. b. Efecto Compton. Los fotones muy energéticos ven a los electrones orbitales exteriores,. SI C. débilmente ligados, prácticamente como partículas libres y la interacción puede. FI. considerarse como una colisión elástica entre un fotón y un electrón libre.. AS. El fotón no puede absorberse totalmente existiendo por lo tanto un fotón dispersado que se mueve en dirección distinta a la del cuanto original con una. NC I. energía y una cantidad de movimiento también diferente. La conservación de estas magnitudes para el sistema en su conjunto la garantiza el electrón que dispersa el. CI E. fotón retrocediendo con la velocidad y en la dirección apropiadas.. (. ). TE. CA. DE. Usando la ley de la conservación de la energía y del momento, obtenemos. El efecto Compton puede esquematizarse de la siguiente manera:. BI. BL. IO. La energía cinética del electrón, independiente del ángulo de dispersión , es:. 7 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(17) AS. Y. M. AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Figura 1.4. Cinemática del efecto Compton. Un fotón de energía cuántica. respecto a la dirección incidente del fotón, y con energía. cinética T. El fotón con energía. se dispersa con un ángulo. FI. dispersa con un ángulo. SI C. incidente desde la izquierda hacia un electrón estacionario no ligado, que se. , en el mismo plano de dispersión. La. AS. opuesta al de la dirección del ángulo. en la dirección. BI. BL. IO. TE. CA. DE. CI E. NC I. energía y la cantidad de movimiento son magnitudes conservadas.. 8 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(18) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. M. Capítulo 2. AS. Y. Dosimetría Interna en la Medicina Nuclear. SI C. En los procedimientos radiactivos, al paciente se le administra al interior del cuerpo una cierta cantidad de radionúclidos (llamada actividad administrada); lo. FI. que implica su consecuente dosis de radiación a órganos vitales.. AS. En estos procesos, el material radioactivo queda atrapado, disuelto o. NC I. incorporado selectivamente en un órgano y permanece allí por períodos de tiempo. CI E. cortos o largos.. Mientras que el material radioactivo está en el cuerpo o está siendo excretado por el organismo, está irradiando el tejido expuesto incluso después que. DE. el estudio ha sido completado. Por esta razón, los usuarios de radiofármacos deben considerar cuidadosamente el tema de la dosis de radiación causada por el agente. CA. durante el tiempo que el cuerpo y los órganos críticos son expuestos. Esto hace que. TE. se deba evaluar siempre el beneficio versus el riesgo del uso de un radionúclido o. BL. IO. una aplicación en particular.. La cantidad de energía depositada por un radionúclido distribuido en. BI. órganos o regiones se llama dosimetría interna.. 9 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(19) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. La dosimetría interna estima las dosis absorbidas recibidas por pacientes que se realizan estudios diagnósticos de Medicina Nuclear.. Situaciones que implican el uso de emisores internos (radiofármacos) que deben interactuar directamente con el metabolismo humano; la dosis que recibe el. paciente no se puede medir de forma directa. Por eso, para la estimación de la. M. dosis absorbida se utiliza modelos matemáticos y ecuaciones que den una idea. AS. Y. (simulación) del metabolismo humano.. procesos. físicos. y. químicos. pueden. ser. analizados. FI. Muchos. SI C. 2.1 Modelo biocinético. matemáticamente a través de lo que se denominan análisis compartimental. Se. AS. basa en la descomposición de un proceso (fenómeno) en un número finito de. NC I. partes llamadas compartimentos que interactúan entre sí a través de intercambio de flujo. El flujo puede consistir en trasmisión de partículas, sustancias químicas,. CI E. ect. El análisis compartimental tiene numerosas aplicaciones en la dosimetría. DE. interna, medicina nuclear, etc.. CA. 2.2 Exploraciones diagnosticas por imagen. TE. Se aprovecha la afinidad del radiofármaco empleado por un determinado. BL. IO. órgano, conocido como órgano blanco.. De esta forma se puede captar la radiación emitida por el radiofármaco. BI. acumulado en el órgano desde el exterior del cuerpo y con la instrumentación adecuada, se transforma en. imágenes de las que se obtiene información. 10 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(20) AT EM AT IC A. morfológica y funcional. Las exploraciones diagnosticas por la imagen, las. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. exploraciones gammagrafícas, son las más conocidas en la medicina nuclear. De tal. SI C. AS. Y. M. forma que se supone más, 90% de las exploraciones realizadas.. Figura 2.1. Esquema de una exploración gammagráfica. El radiofármaco. FI. administrado se fija en el órgano blanco, donde se acumula en función de la. AS. actividad del órgano. La radiación emitida por el radiofármaco puede captarse desde el exterior y transformarse en imágenes en las que las zonas hiperactivas del ].. CI E. como manchas (frías) [. NC I. órgano explorado aparecen como manchas (calientes), y las zonas hipoactivas. -. DE. Las principales características de los radiofármacos:. La inercia. metabólica: un fármaco convencional suele tener una acción. CA. farmacológica, mientras que en los radiofármacos lo que se persigue es que la molécula sea inerte, sin que se ejerza ninguna acción farmacológica ni se. TE. integre en ninguna ruta metabólica, sino que tras una fijación temporal en el órgano blanco se elimina lo más rápido posible. Además, normalmente se. BI. BL. IO. administra a concentraciones extremadamente bajas.. 11 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(21) Afinidad por el órgano blanco: los radiofármacos empleados tiene una. AT EM AT IC A. -. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. afinidad por un determinado órgano blanco, que puede ser un determinado. tejido, una función celular concreta (captación, de yodo por la tiroides, por. ejemplo), un órgano como en el caso de este trabajo el corazón. De forma que tienden a acumularse en el órgano blanco permitiendo la exploración o el tratamiento que se persigue.. M. La afinidad del radiofármaco por su órgano blanco debe ser lo más alta. Y. posible, tanto en exploraciones diagnosticas como en aplicaciones terapéuticas;. AS. esto se traducirá en una mejor definición de la exploración o del tratamiento, por. SI C. lo que disminuye el fondo y la irradiación de otros tejido.. Es el caso de la afinidad de los radiofármacos El T201 (cloruro) y Tc99m. AS. FI. (tetrafosmin) al corazón.. NC I. a) Talio 201. CI E. Tiene como energía gamma predominante 67 a 85 KeV. Se elimina por vía renal.. DE. La perfusión miocárdica2 con Talio 201, tanto en reposo como en esfuerzo, se ha convertido en un método de diagnóstico no invasivo importante, no solo en. CA. la detección de la enfermedad isquémica del corazón, sino en la evaluación de la. BL. IO. TE. severidad y extensión de la misma.. BI. 2. Es un estudio de medicina nuclear utilizado para evaluar qué tan adecuado es el suministro de sangre hacia el músculo cardíaco. En este estudio se incluye la inyección de un trazador radioactivo en el torrente sanguíneo, lo que permite al médico observar información más detallada sobre el flujo sanguíneo en el corazón. 12 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(22) AT EM AT IC A. Una vez inyectado el Talio 201, éste es rápidamente captado por el músculo. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. cardíaco. El contenido máximo total del Talio en el músculo cardíaco se logra a los 20 minutos de administrado el radiofármaco.. Los defectos que se pueden observar en las imágenes de captación del Talio 201 en pacientes en condiciones de reposo corresponden a cicatrices o infartos. M. previos al miocardio, en un porcentaje considerable.. Y. Al utilizar el Talio 201 es posible sobreestimar el área de un infarto agudo,. AS. dependiendo del tiempo en que se realiza el estudio, con relación al evento primario. Esto se debe a isquemia3, que rodea el área infartada, la cual puede. FI. SI C. mejorar con el transcurrir del tiempo.. AS. b) Tecnecio - 99m. NC I. Su más alta energía gamma es de 140 Kev. Cuando se inyecta en reposo, el Tc-99m, parece acumularse en el tejido miocárdico viable; los infartos son. CI E. delimitadas como áreas que carecen de acumulación.. DE. Se acumula rápidamente en el miocardio, el músculo esquelético, el hígado,. CA. el bazo, los riñones y en proporción a la perfusión regional.. El. Tc-99m, se elimina rápidamente de la sangre después de la. BI. BL. IO. TE. administración intravenosa,.. 3. Isquemia miocárdica: se produce cuando el flujo de sangre al músculo del corazón se reduce en un bloqueo parcial o completo de las arterias del corazón.. 13 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(23) S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. AT EM AT IC A. 2.3 Metodología MIRD. También conocido como Medical Internal Radiation Dose. El sistema MIRD fue establecido por la Sociedad de Medicina Nuclear de USA en 1960 para asistir a. la comunidad médica en las estimaciones de dosis a órganos y tejidos debido a la. incorporación de material radiactivo. Desde entonces se publicaron” Mird Dose. Estimate Report” (del 1 al 12) y “Pamphlets” de gran utilidad para el cálculo de. Y. M. dosis.. AS. El esquema MIRD fue planeado esencialmente para el cálculo de dosis. SI C. recibidas por los pacientes durante ensayos diagnósticos de medicina nuclear.. Este método permite calcular la dosis D depositada en un órgano blanco. CA. DE. CI E. NC I. AS. FI. desde uno o más órganos fuente en el organismo.. TE. Figura 2.2. Representación del órgano blanco y los órganos fuentes.. El blanco y la fuente pueden ser el mismo órgano. Se consideran también. IO. como fuentes todos aquellos órganos distintos del blanco que emiten radiación por. BL. encima de la radiación promedio en el organismo. El procedimiento general para la. BI. estimación de la dosis en un órgano blanco tiene tres pasos. 14 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(24) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. 1. Se determina la cantidad de actividad y el tiempo durante el cual el radionucleido permanece en el órgano fuente. Depende del metabolismo y la anatomía del paciente y de la inhomogeneidad de la absorción.. 2. Se calcula la cantidad de energía de la radiación emitida desde el órgano fuente. Depende de la energía emitida por el radionucleido y de la. Y. M. frecuencia de emisión.. AS. 3. Se determina la fracción de energía que es absorbida por el órgano blanco. Dicha fracción será función del tipo y energía de la radiación emitida y de. SI C. las relaciones anatómicas entre el órgano fuente y el blanco (tamaños,. FI. formas, distancia).. AS. La determinación de los puntos 1 y 3. Implica variaciones según el paciente,. NC I. por lo que se utilizan modelos anatómicos con tamaños y formas promedio.. CI E. 2.3.1. Cálculo de tasa de dosis absorbida Para el cálculo de tasa de dosis absorbida se considera un volumen casi. DE. infinito de material tejido equivalente, que contiene una distribución uniforme de material radiactivo. Si toda la energía emitida es absorbida, conocemos la energía. IO. TE. CA. absorbida por unidad de tiempo.. BI. BL. Dado que el número de transiciones por unidad de tiempo es actividad:. 15 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(25) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Si toda la energía es absorbida en el material la tasa de dosis se puede definir con la siguiente expresión [ ]:. ̇. ̅. M. Dónde:. SI C. AS. Y. ̅. FI. Considerando que la mayoría de los radionúclidos decae con distintos tipos. AS. de radiación (partículas y fotones), y cada tipo tiene su rendimiento, la tasa de. NC I. dosis absorbida se expresa como:. ∑. (. ). CI E. ̇. a. Actividad Acumulada. BI. BL. IO. TE. CA. DE. Podrá variar según el tipo de emisión y denominamos a:. 16 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(26) AT EM AT IC A. Es la actividad presente en el órgano fuente y el tiempo durante el cual está. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. presente en el órgano fuente dicha actividad. El producto de ambos factores se. conoce como actividad acumulada Ã en el órgano fuente. La actividad acumulada está dada en [MBq seg] o [. ].. Ã es una medida del número total de desintegraciones radiactivas que. ̃. ( ). (. ). AS. ∫. Y. fuente. Representada por:. M. ocurren durante el tiempo durante el cual la radiación está presente en el órgano. SI C. Se considera como tiempo inicial al instante del suministro del radionúclido,. FI. e infinito al tiempo en el que desaparece el radionúclido del órgano fuente. La actividad integrada está representada por ∫ ( ). y es la suma o. AS. acumulación de desintegraciones en la región u órgano en el período de tiempo de. NC I. interés. El cálculo se realiza hasta el completo decaimiento, por lo tanto el límite .. CI E. superior de la integración es. DE. Constante de equilibrio de la dosis absorbida. Una vez que se tiene la actividad acumulada, sigue calcular la cantidad de. CA. energía emitida desde el órgano fuente.. TE. La energía emitida por unidad de actividad acumulada está dada por la constante de equilibrio de la dosis absorbida .. IO. Esta energía promedio se puede expresar en:. BL. A (actividad): Bq. BI. m (masa): kg E (energía): MeV por transición. 17 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(27) S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. ̇. ̇. ̅. ∑. ∑. ̅. [ ̇]. [ ] [ ]. ̅. M. ∑. AT EM AT IC A. De la ecuación (2.1) y considerando que. AS. Y. Cambiando de unidades:. SI C. De modo que. FI. ∑ )(. AS. )(. )(. ∑. ). ∑. ̅. ̅. CI E. NC I. (. DE. b. Fracción absorbida. Si el volumen considerado es casi infinito la fracción absorbida no tiene. CA. sentido. Pero esa no es la realidad, debido a que los órganos del cuerpo humano tienen distintas dimensiones al momento de la radiación hay una parte importante. TE. de fotones emitidos que pasan sin depositar su energía en el tejido, entonces las. BL. IO. radiaciones puede depositarse en los órganos vecinos.. Es necesario saber de un factor que relacione a la energía emitida por el. BI. órgano fuente (S) que es absorbida por el órgano blanco (T).. 18 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(28) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. (. ). Depende, para cada tipo de emisión, de la cantidad de energía que llega al tejido blanco (y por lo tanto de la atenuación dada por la distancia y por el tejido),. del volumen y composición del blanco, del tipo de energía emitida y de la relación. M. anatómica entre el blanco y la fuente. Los valores de fracción absorbida se obtienen. con fantomas. En este trabajo utilizaremos la representación de los fantomas de. Y. Cristy and Eckerman que considera la geometría del corazón como una semi. SI C. AS. elipsoide.. FI. La energía total absorbida por el órgano blanco (T) será:. ̃ ∑. ). AS. (. NC I. Y por lo tanto, la dosis absorbida por el órgano blanco (T) es. ). (. ∑. CI E. (. ). (. ). CA. del blanco.. DE. Dónde: S (source): fuente, T (Target): blanco, i: tipo de radiación i y mt es la masa. IO. TE. c. Fracción específica absorbida Se define como la fracción absorbida por unidad de masa del órgano blanco. y se representa: (. ). (. ). (. ). BI. BL. Su símbolo es. 19 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(29) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Para un modelo matemático las masa de los órganos blanco son definidas y constantes por lo tanto estos valores se encuentran tabulados.. Utilizamos para la fracción absorbida específica, la unidad de g-1. d. Factor “S”. M. Se define como la energía absorbida por unidad de masa en el órgano. ). ∑. Dónde:. ). (. ). ): Fracción de energía absorbida en el órgano blanco por emisión de. radiación i en el órgano fuente.. FI. (. (. SI C. (. AS. Y. blanco (T), por desintegración del radionúclido en el órgano fuente (S).. NC I. AS. Y sus unidades son: (rad/ μCi – hora) y (mGy/ MBq – segundo).. CI E. 2.3.2 Dosis absorbida en un órgano. En dosimetría es de interés averiguar la dosis absorbida más que la tasa de. DE. dosis para lo cual se debe considerar el tiempo durante el cual se acumula la dosis.. CA. Si se considera que la actividad en el órgano fuente permanece constante en ̅. ̇. En caso contrario ∫ ̇( ). ∫ ( ). BI. BL. IO. TE. el período de tiempo de interés. 20 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(30) AT EM AT IC A. Observamos que la tasa de dosis depende de la actividad, la cual varía con. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. el tiempo. La actividad en una fuente estará determinada por la biodistribución del compuesto, el metabolismo del individuo y el decaimiento radiactivo.. La dosis total es igual al número de desintegraciones en el órgano fuente S. multiplicado por la energía entregada, por unidad de masa del órgano blanco (T),. M. por cada desintegración en el órgano fuente (F).. ∑ ̃. ). [. ]. (. ). SI C. (. AS. Y. Por ello la ecuación (2.1) nos quedaría:. FI. Se considera que el valor de S no varía en el período de interés y la ecuación.. radiofármaco. administrado,. AS. El. generalmente. por. ingestión. o. vía. NC I. endovenosa, se distribuye en distintos órganos fuente (S). De esos órganos fuente se va eliminando, por pasaje a otros tejidos o por excreción, con un decaimiento , al mismo tiempo el radionucleído. CI E. exponencial caracterizado por un. .. DE. componente del radiofármaco decae con su propio. Las características físicas del radionúclido, como tipo de emisión y energía,. CA. es el otro conjunto de datos necesarios para la estimación dosimétrica. La metodología de cálculo combina los datos biológicos y físicos, para dar por. BI. BL. IO. TE. resultado la dosis absorbida en los órganos blancos (S).. 21 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(31) M. AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. que es eliminada por un mecanismo biológico y por. AS. actividad inicial. Y. Figura 2.3. El esquema un compartimiento C, (por ejemplo sangre), recibe una. AS. 2.3.3 Tiempo de residencia. FI. SI C. decaimiento radiactivo.. Un concepto relacionado con la ̃ es el de tiempo de residencia: el cual es. NC I. igual al cociente de la actividad integrada en un órgano por la actividad. DE. CI E. administrada.. (. ). .. CA. Tiene unidades de tiempo. ̃. IO. TE. Donde;. Sin embargo, τ no es una medida de tiempo, es simplemente la actividad. BL. acumulada normalizada a la cantidad de actividad administrada. Es otra manera. BI. de expresar el número de desintegraciones que ocurren en un órgano fuente.. 22 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(32) Por lo tanto podemos dejar expresada la ecuación (2.6). ∑ ̃. (. ). Reemplazamos la ecuación (2.7) en (2.6) nos quedaría. ) (. ). SI C ). (. ). NC I. 2.4 Metodología Marinelli. AS. FI. (. ). AS. La dosis total por unidad de actividad es:. ∑. (. M. (. Y. ∑. AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Se emplea el método de Marinelli para obtener la dosis del corazón,. CI E. representado como una esfera.. Las contribuciones dosimétricas en el corazón para adultos debidas a. DE. fotones gamma y radiación característica del Tl201 y Tc99m, según el esquema. TE. CA. MARINELLI (auto-dosis) se determina por (rad/µCi):. D A0. (T  S ) . 0,001   g  m. f. rad / Ci. (2.10). f. BI. BL. IO. Dónde:. densidad del tejido;. Γ = constante especifica gamma según el radiofármaco (R cm2 h-1 mCi-1). 23 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(33) S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. AT EM AT IC A. g = 3 π r factor geométrico promedio; r es el radio de la esfera.. Donde se considera al corazón como una esfera.. La contribución dosimétrica de las partículas emitidas por el Tl201 y Tc99m en. . D. particles.  (. particle. m. f. ) x 2.13. f. rad / Ci. (2.11). Y. Ao. (T  S ). E. M. este formalismo MIRD y MARINELLI, equivale a:. ̅. electrones del. fotones cuyo depósito de energía. SI C. procesos de decaimiento del radionúclido , y. AS. incluye la “deposición local total de la energía “ :. son comparables al rango de dichos electrones (conversión interna y captura. BI. BL. IO. TE. CA. DE. CI E. NC I. AS. FI. electrónica).. 24 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(34) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Capítulo 3. AS. Y. M. Método y materiales -. Las contribuciones dosimétricas (en el corazón de adultos) debidas a los. SI C. fotones gamma y radiación característica emitidas por el. y. se. FI. obtienen usando la ecuación (2.8) MIRD.. Las Fracciones absorbidas específicas, Φk (g-1), para el corazón de adultos. AS. -. NC I. son obtenidas de la publicación de Cristy-Eckerman [ ] Valores de la variación de la energía ( ), ecuación (2.3); para fotones del y. Valores de tiempos de residencia (τ), para tetrafosmin y cloruro (25% de. DE. -. se obtienen usando la tablas del ANEXO 1.. CI E. -. -. CA. captación para el corazón) son obtenidos del ANEXO 2.. La contribución dosimétrica en (el corazón de adultos) debidas a las. TE. partículas emitidas por el. y. (electrones de conversión, electrones. BI. BL. IO. Auger) se consiguen de la ecuación (2.11) MIRD.. -. En la representación de Cristy-Eckerman la masa para el corazón de adultos es de 300 gramos [ ].. 25 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(35) -. AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Las Contribuciones dosimétrica en el corazón de adultos, debidas a fotones gamma y radiación característica del. y. , según el esquema. MARINELLI (auto-dosis) se determina por la ecuación (2.10). -. La contribución dosimétrica de las partículas emitidas por el. y. M. en este formalismo, equivale a usar la ecuación (2.11) del MIRD.. Y. En la elaboración del programa denominado C.D.A (Calcular dosis absorbida) se han utilizado una serie de ecuaciones las cuales hemos descrito. AS. anteriormente en el presente trabajo (capitulo 2), como por ejemplo la ecuación del. SI C. factor de Snyder (2.5) que nos sirve para determinar el producto de relación de la fracción absorbida específica (2.4) y la variación de la energía (2.3), según el tipo. FI. de emisión. Se usa la ecuación (2.7) del tiempo de residencia, quedando así la. Para. AS. ecuación (2.9) definida (ecuación de la dosis absorbida por unidad de actividad). calcular estas ecuaciones se utiliza algunas características de los. NC I. radiofármacos que se emplean para el diagnóstico del corazón ( ) ) , como el tipo de emisión y el modelo biocinético.. CI E. (. (cloruro) y. El modelo biocinético del. (cloruro) y. (tetrofosmin) para el. órgano blanco (corazón), está conformado por órganos del cuerpo humano,. DE. algunos de ellos son: intestino grueso superior, estomago, intestino grueso superior, intestino delgado, riñones, hígado, tiroides, cerebro, bazo, vesícula biliar;. CA. los demás están expresados en las tablas del ANEXO 2 junto a sus respectivos los. TE. valores del tiempo de residencia [ ]. utilizaremos el formalismo de Cristy –. IO. Como ya se ha mencionado. Eckerman para los valores de las fracciones absorbidas específicas; el cual. BI. BL. considera una geometría de semi elipsoide para el corazón [ ].. 26 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(36) AT EM AT IC A. Y por último se utiliza como material de comparación de resultados a la. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. revista: “RADAR (Medical Procedure Radiation Dose Calculator)” [ ].. 2.4 Descripción del algoritmo C.D.A en matlab. Cuando se trabaja con Interfaces en Matlab (GUI), todo se maneja en base a. funciones, y a manejadores de los objetos (handles), que conforman la interfaz de. Y. M. usuario.. Para calcular la Dosis Absorbida se sigue una serie de pasos ordenados,. AS. como primer paso será necesario seleccionar el tipo de radiofármaco, para esto, en. SI C. el diseño del interfaz se utiliza el objeto “Listbox”(Recuadro Rojo), dicho objeto puede contener una lista de nombres, he ahí donde se enumeran los radiofármacos. FI. a escoger (Talio, Tecnecio) que por defecto les corresponde un numero según la posición en la lista, es decir para el nombre “Seleccionar” se le asigna el valor 1,. IO. TE. CA. DE. CI E. NC I. AS. para el “Talio” se le asigna el valor 2, y para el “Tecnecio” se le asigna el valor 3.. Cuando el usuario selecciona un objeto de la Listbox que tiene como tag el. BL. nombre SelectElemento, el programa ejecuta diferentes porciones de código; a partir. BI. de dicho objeto se crea una función callback con el nombre SelectElemento_Callback. 27 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(37) variable identifica que radiofármaco se va a utilizar.. AT EM AT IC A. dentro de esta función se define la variable val como una variable global, esta. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Cuando el usuario selecciona un radiofármaco del interfaz la función:. val = get(handles.SelectElemento,'Value');. M. Asigna a val, el valor que le corresponde según la posición en la lista, es. Y. decir si el usuario selecciona el Talio, el valor de val = 2, si el usuario selecciona el. AS. Tecnecio, el valor de val=3.. SI C. Ahora la pregunta es ¿Por qué se hace esto?, pues es necesario para poder cargar los datos relacionado a cada uno de los radiofármacos, al Talio y el Tecnecio. BL. IO. TE. CA. DE. CI E. NC I. AS. FI. le corresponden diferentes órganos (Ver siguiente figura).. A la derecha se muestra la lista de órganos que le corresponde al Talio 201, a. BI. la izquierda la lista de órganos que corresponden a Tecnecio 99m. Estas listas se. 28 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(38) AT EM AT IC A. cargan con los comandos load OrganosTL y load OrganosTC según sea el valor de val. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. además se cargan también las tablas que contienen las emisiones gamma y rayos X. AS. Y. M. tanto para el Talio 201 como para el Tecnecio 99m con los comandos load tl y load tc.. SI C. A la izquierda la tabla de emisiones que le corresponde al Talio 201, la columna 1 le corresponde a los valores de las energías (MeV), la columna 2 le. FI. corresponde a las frecuencias, y por último la columna 3, identifica si se trata de. AS. emisión gamma (número 1) o si se trata de emisión x-Ray (numero 2), de igual manera a la derecha de la imagen se muestra la tabla del Tecnecio 99m, que sigue. NC I. la lógica explicada anteriormente.. CI E. El código explicado es el siguiente:. BI. BL. IO. TE. CA. DE. global val % val <- identifica que radiofármaco se va a utilizar val = get(handles.SelectElemento,'Value'); if val == 1 % si val es 1, se muestra un error!! errordlg('Selecionar un Elemento','Error'); elseif val == 2 %Cuando se escoge el Talio load tl load OrganosTL set(handles.SourceOrg,'Value',1); set(handles.SourceOrg,'String',OrganosTL); else % Cuando se escoge el Tecnecio load tc load OrganosTC set(handles.SourceOrg,'Value',1); set(handles.SourceOrg,'String',OrganosTC); end. Luego de ejecutar este código, el usuario deberá escoger uno de los órganos. de la biocinética del siguiente “ListBox” que contiene los órganos según el. 29 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(39) cual se crea la función SourceOrg_Callback.. FI. SI C. AS. Y. M. SourceOrg del. AT EM AT IC A. radiofármaco seleccionado (ver imagen). Es ListBox tiene como tag el nombre. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. NC I. pertenecen al Tecnecio 99m. AS. A la derecha órganos que pertenecen al Talio 201, a la izquierda órganos que. En la funcion SourceOrg_Callback encontramos los siguientes códigos.. DE. CI E. MC = str2num(get(handles.masaH,'String')); % Obtenemos el valor ingresado para la masa del corazón if isempty(MC) MC = 300; end. CA. Si el usuario ingresa por teclado el valor de la masa de corazón, dicho valor se le asigna a la variable MC, pero si el usuario deja en blanco dicho campo el. IO. TE. programa le asigna por defecto el valor de 300 gramos. Para hacer los cálculos parciales para hallar la dosis, se ha programado una. BL. función llamada PreCalculo, esta función tiene como parámetro de entrada a val. BI. que identifica al radiofármaco a utilizar, luego al idOrgFuente que identifica al. 30 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(40) AT EM AT IC A. órganos seleccionado, también es necesario la lista de órganos (NombOrgan) que. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. se seleccionan a partir del radiofármaco que se utiliza, y el ultimo parámetro es MC que es el valor de la masa del corazón. Esta función devuelve los siguientes. resultados D_gamma (Dosis gamma), D_xray (Dosis Rayos X), D_ce (Dosis Carga Electronica), D_auger (Dosis Auger), fs_gamma (Factor de Snyder para gamma), fs_xray(Factor de Snyder para Rayos X), ListFrAbs (Lista de las Fracciones. Y. La función PreCalculo se define de la siguiente manera:. M. Absorbidas) .. AS. [D_gamma, D_xray, D_ce, D_auger, fs_gamma, fs_xray, ListFrAbs] = PreCalculo(val,idOrgFuente,NombOrgan,MC);. DE. CI E. NC I. AS. FI. SI C. if val == 2 % Se está usando el Radiofármaco Talio filename = ['tl_saf', num2str(idOrgFuente)]; Organo = struct2array(load(filename,'-mat')); load tl load tl_fot RF = tl; RF_fot = tl_fot; Time_res = CalcularTiempoResidencia(NombOrgan{idOrgFuente+1,1},2); elseif val == 3 % Se usa el Tecnecio filename = ['tc_saf', num2str(idOrgFuente)]; Organo = struct2array(load(filename,'-mat')); load tc load tc_fot RF = tc; RF_fot = tc_fot; Time_res = CalcularTiempoResidencia(NombOrgan{idOrgFuente+1,1},1); end. CA. La línea filename = ['tl_saf', num2str(idOrgFuente)]; construye el nombre de la tabla tl_saf, que le corresponde a una tabla almacenada en la misma. TE. carpeta donde corre el programa, por ejemplo si el valor del idOrgFuente es igual a. IO. 4, entonces filename será igual a “tl_saf4”, ahora la siguiente línea Organo = struct2array(load(filename,'-mat'));. lo que se hace es guardar en la variable. BL. órgano los valores de las fracciones absorbidas según la tabla de Cristy-Eckerman,. BI. esto es necesario porque más adelantes estos valores serán tabulados.. 31 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(41) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. También se hace el llamado a la función CalcularTiempoResidencia, como su nombre lo dice calcula el valor del tiempo de residencia y devuelve dicho valor. M. en la variable Time_res, los comandos RF_fot = tl_fot; y RF_fot = tc_fot; se utilizan para cargar los datos de las emisiones tipo ce y auger. En la variable. AS. cargar los datos de las emisiones en la variable RF.. Y. RF_fot, de igual manera los comandos RF = tc; y RF = tl, se utilizan para. SI C. Bien, el siguiente paso es calcular la variacion de K, para esto se programó la. FI. siguiente función: ListVar_k = Calcular_Var_k(RF); que tiene como parámetros de entrada los valores de la tabla de emisiones gamma y x-ray. Lo que contiene. AS. dicha función se muestra a continuación:. CI E. NC I. function ListVar_k = Calcular_Var_k(RF) format shortE %Se define el formato de operación de los datos tam_rf = length(RF); for i=1:tam_rf(1,1) ListVar_k(i,1) = 2.13 * RF(i,1) * RF(i,2);. DE. end. Entonces, la función recorre cada una de las columnas, tanto la columna que. CA. contiene las energías, así como también la columna que contiene las frecuencias,. TE. estas se multiplican entre si y por el valor de 2.13 (Constante de equilibrio de la dosis absorbida, calculada en el capítulo 2), cada uno de los resultados son. BI. BL. IO. almacenados en un segmento para que sean devueltos por la función.. El siguiente paso es calcular las fracciones absorbidas de las emisiones. gamma y x-ray para esto se programó la siguiente función. 32 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(42) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. function ListFrAbs = Calcular_FrAbs(RF,Organo) format shortE tam_rf = length(RF); if id == 1 % si se usa el talio o tecnecio for i=1:tam_rf(1,1) Mev = RF(i,1); ListFrAbs(i,1) = TabularP1(Mev,Organo); end end. Esta función tiene como parámetros de entrada a la variable RF, que. M. dependiendo del radiofármaco escogido tendrá la tabla de energías (MeV) de las. Y. emisiones gamma y x-ray, la variable Organo contiene los valores de las fracciones. AS. absorbidas del órgano seleccionado, con estos parámetros de entrada la función devolverá una lista con las fracciones absorbidas pero tabuladas ( interpoladas. SI C. para cada energía seleccionada según el radiofármaco), para esto se desarrolló una. FI. función específica que se encargué de dicha tarea.. AS. La siguiente porción de código:. CI E. NC I. for i=1:tam_rf(1,1) Mev = RF(i,1); ListFrAbs(i,1) = TabularP1(Mev,Organo); end. Se encarga de extraer 1 a 1 las energías en MeV de la variable RF, luego se le. DE. envía dicho valor a la función TabularP1, conjuntamente se le envía los valores correspondientes al órgano seleccionado.. CA. Ejemplo:. TE. Si el usuario selecciona el Radiofármaco “Talio” y luego escoge como. BI. BL. IO. órgano fuente la “Tiroides” se tiene:. 33 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(43) AS. Y. M. AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. SI C. En la imagen anterior se muestran las tablas correspondientes al radiofármaco “Talio 201” y al órgano fuente “Tiroides” y como se trata dicha. FI. información en MATLAB, bien ahora con el comando Mev = RF(i,1); lo que hace la. AS. función es extraer el 1er valor de la fila 1, de la tabla RF, esto significa que el valor. NC I. 0.0322 que es la energía (MeV) de la emisión gamma, se enviara a la función TabularP1, para calcular la fracción absorbida.. CI E. A continuación se muestra la función TabularP1 que es la que se encarga de. DE. hacer la tabulación:. function ValFrAbs = TabularP1(Mev, ValOrg). CA. % ValOrg -> valores correspondientes al organos segun Cristy - Eckerman load MevSAF. TE. Rg = MevSAF < Mev; % Mev es la energía ingresada al seleccionar el tipo de emisión. BI. BL. IO. for i = 1:7 if Rg(i,1) == 1 && Rg(i+1,1) == 0 ind1 = i; ind2 = i+1; end end. 34 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(44) AT EM AT IC A. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Mev1 = MevSAF(ind1,1); Mev2 = MevSAF(ind2,1); Fasb1 = ValOrg(ind1,1); Fasb2 = ValOrg(ind2,1); band = 1; while band. Y AS SI C. NC I. ValFrAbs = FasbRp;. AS. end. FI. if MevRp == Mev band = 0; break else if MevRp > Mev Mev2 = MevRp; Fasb2 = FasbRp; else Mev1 = MevRp; Fasb1 = FasbRp; end end. M. MevRp = (Mev1 + Mev2)/2; FasbRp = (Fasb1 + Fasb2)/2;. CI E. Explicaremos línea a línea, ya que del cálculo de las fracciones absorbidas depende los resultados finales, bien la primera línea load MevSAF carga los. BI. BL. IO. TE. CA. DE. valores de los intervalos de energías (MeV) según la tabla de Cristy-Eckerman.. 35 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(45) AT EM AT IC A. La siguiente línea Rg = MevSAF < Mev; lo se hace una comparación del. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. valor de MeV que en este caso equivale a 0.0322 y lo compara con los intervalos de. la tabla de Cristy-Eckerman para saber entre que valores se encuentra dicha. AS. FI. SI C. AS. Y. M. energía. Luego de ejecutada esa línea de código, en la variable Rg se tiene:. En el resultado existe un punto de cambio, es decir, cuando se detecta que el. NC I. valor cambia de 1 a 0, quiere decir que el 0.0322 se encuentra entre el intervalo de 0.0300 y 0.0500 (MeV) y los valores de las fracciones absorbidas 1.0000e-07 y. CI E. 1.0000e-6. La porción de código que se encarga de hacer la selección es el siguiente:. CA. DE. for i = 1:7 if Rg(i,1) == 1 && Rg(i+1,1) == 0 ind1 = i; ind2 = i+1; end end. TE. Mev1 = MevSAF(ind1,1); Mev2 = MevSAF(ind2,1);. BI. BL. IO. Fasb1 = ValOrg(ind1,1); Fasb2 = ValOrg(ind2,1);. Y luego se le indica al programa que se trabajaran con estos valores.. 36 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.

(46) Mev2. AT EM AT IC A. Mev1. S. Biblioteca Digital. Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación - UNT. Fasb2. AS. Y. M. Fasb1. Después viene el proceso de tabulación que consiste en sumar las energías y. SI C. dividir entre 2 y almacenar el resultado en MevRp, luego sumar las fracciones absorbidas y dividir entre 2 y almacenar el resultado en FasbRp (es decir se calcula. FI. el promedio), luego comparamos si el resultado de MevRp es igual al 0.0322 (Por. AS. ejemplo), si este fuese el caso el algoritmo se detiene y devuelve el valor de la fracción absorbida que le corresponde a la energía de valor 0.0322, en caso de no. NC I. ser cierta dicha comparación, el algoritmo “pregunta” si el valor (0.0322 MeV) es menor que el valor de la promedio calculado, si esto es verdad el nuevo valor. CI E. Mev2 sería igual al valor promedio calculado y el valor Fasb2 sería igual al valor promedio calculado de las fracciones absorbidas, en caso contrario el valor MevRp. DE. se le asigna a Mev1 y el valor de FasbRp se le asigna a Fasb1; ya con estos nuevos valores, se vuelve a calcular los promedios y se repite el proceso de comparación.. CA. (Según las pruebas este proceso se repite aproximadamente entre 45 y 52 veces para poder calcular el valor exacto de la fracción absorbida, dada una energía. Esto. TE. se debe a la gran precisión con la que trabaja el MATLAB). A continuación se. BI. BL. IO. muestra la porción de código que realiza lo descrito anteriormente.. MevRp = (Mev1 + Mev2)/2; FasbRp = (Fasb1 + Fasb2)/2;. 37 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Atribucion-No Comecial-CompartirIgual bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/pe/.