La Medicina Nucleare è la branca specialistica della medicina che si avvale dell’uso di radionuclidi, impiegandoli in forma non sigillata, per scopi diagnostici, terapeutici e di ricerca biomedica.
La scintigrafia e la PET sono metodiche di diagnostica per immagini basate sulla somministrazione di radiofarmaci, ma si differenziano per il tipo di tracciante utilizzato e le applicazioni cliniche.
Come Funzionano
Al contrario delle immagini radiologiche, che vengono ottenute sfruttando l’attenuazione del fascio di radiazioni “X” da parte dei tessuti, le immagini medico-nucleari vengono ottenute per mezzo della rivelazione di radiazioni emesse da radiofarmaci distribuiti nell’organismo. E’ quindi il paziente che emette le radiazioni che vengono registrate da apposite apparecchiature in grado di ricreare l’immagine corrispondente.
Le metodiche medico nucleari prevedono la somministrazione ai pazienti di un radiofarmaco, scelto opportunamente in modo che si concentri nell’organo oggetto di studio, che si comporti come tracciante di una particolare funzione biologica. La distribuzione del radiofarmaco nell’organismo dipende dalla costituzione chimico-fisica dello stesso, dalla via di somministrazione, dalla capacità di attraversare barriere biologiche e dalle condizioni metaboliche del paziente.
Per la Scintigrafia il termine “scintillazione” definisce il fenomeno fisico sfruttato dall’apparecchiatura Gamma Camera che trasforma in energia elettrica l’energia quantica dei fotoni “gamma” emesse dal radiofarmaco somministrato al paziente.
Gamma Camera
Le gamma camere (planari o tomografiche) sono progettate per rilevare l’interazione fotoelettrica di fotoni gamma emessi da radioisotopi con emissione energetica “medio bassa” (tra gli 80 e i 350 keV circa). In questo campo, il radioisotopo maggiormente impiegato è il Tecnezio (il primo elemento prodotto dall’uomo in laboratorio con mezzi artificiali) il cui isotopo 99 metastabile ha una emissione quasi monocromatica emettendo per ogni decadimento un fotone singolo da 140 keV. La rivelazione di questi fotoni avviene con apparecchiature dotate di un numero di rivelatori compresi tra uno e tre e detti “testate”. Ogni testata è costituita da un parallelepipedo di circa 60*40 cm montati su un “gantry” in grado di farli ruotare attorno al corpo del paziente.
Negli studi PET invece, si rivelano i due fotoni gamma da 511 keV che vengono emessi a seguito dell’annichilazione di un positrone con un elettrone nella materia. A seguito di questa modalità di interazione, i due fotoni sono emessi in direzioni opposte tra loro (a 180° ) e sono riconosciuti come appartenenti ad uno specifico evento di annichilazione se e solo se le due interazioni vengono rilevate entro tempi brevissimi, dell’ordine della frazione di nanosecondi per le apparecchiature più recenti. Data la particolare tecnica di rivelazione, i tomografi PET sono essenzialmente costituiti da un anello di rivelatori che circonda interamente il corpo del paziente (più molta, molta, molta elettronica…)
Scintigrafia
La scintigrafia è una metodica di diagnostica per immagini che si basa sulla somministrazione di radiofarmaci. Si utilizzano molecole simili a quelle utilizzate nella PET, ma meno specifiche. Questi radiofarmaci, chiamati traccianti, non provocano alcuna reazione allergica, per cui non ci sono controindicazioni.
Gli apparecchi SPECT usano gamma-camere per rilevare emissioni gamma dai traccianti iniettati al paziente. I raggi gamma sono un tipo di luce che viaggia con lunghezze d’onda diverse dallo spettro visibile.
Tipi di Scintigrafia
- Scintigrafia ossea: Viene effettuata principalmente in ambito oncologico ed è utile per l’individuazione precoce delle metastasi scheletriche.
- Scintigrafia miocardica perfusionale: Serve per la valutazione dei pazienti che presentano delle alterazioni sospette o già diagnosticate a livello delle coronarie. In questo caso la scintigrafia è utile non solo per la diagnosi, ma anche per la valutazione dopo la terapia, ad esempio dopo un’angioplastica.
- Scintigrafia tiroidea: È molto importante per la valutazione delle patologie tiroidee, sia di tipo infiammatorio che di tipo nodulare.
Scintigrafia Ossea Globale Corporea
La scintigrafia ossea globale corporea è una tecnica diagnostica per immagini che utilizza traccianti radioattivi per creare immagini dettagliate dell'attività ossea in tutto il corpo. Durante l'esame, ai pazienti viene iniettato un tracciante radioattivo, spesso chiamato radiofarmaco. Dopo l'iniezione del tracciante, il paziente deve aspettare un periodo di tempo che può variare da alcune ore a un giorno intero, permettendo al tracciante di distribuirsi adeguatamente nel corpo. Queste immagini possono essere analizzate da un medico specializzato per identificare aree di anormalità ossea che necessitano di ulteriori indagini o trattamenti.
È raccomandata in diverse situazioni cliniche per la sua capacità di rilevare cambiamenti precoci nell'attività metabolica delle ossa, che possono non essere visibili in altre analisi mediche come raggi X, CT o MRI. Uno degli usi più comuni della scintigrafia ossea è identificare la presenza di metastasi da tumori cancerosi.
Preparazione all'esame
- Informa il medico di eventuali allergie, soprattutto a farmaci o a materiali iodati.
- Indossa abiti comodi e facili da rimuovere, poiché potresti dover indossare un camice ospedaliero.
- Dopo l'iniezione del tracciante, potrebbe essere necessario attendere diverse ore prima di iniziare la scansione.
- È normale che il sito di iniezione possa sentirsi leggermente scomodo o mostrare rossore.
PET (Tomografia a Emissione di Positroni)
La PET-TC è uno degli esami più innovativi nel campo della diagnostica per immagini per la diagnosi precoce dei tumori e per il follow-up a seguito di terapie (es. chirurgica, chemioterapica, radioterapica). L’esame viene effettuato grazie all’utilizzo di un'unica macchina con due tecnologie: la PET (Tomografia ad Emissione di Positroni), che permette di rilevare le aree metaboliche di organi e tessuti, combinata con la TC (Tomografia Computerizzata) che fornisce una chiara visualizzazione delle strutture anatomiche. Questa divisione dei compiti consente un risultato che garantisce un’analisi accurata e completa.
Lo scopo principale della PET è il rilevamento del cancro e il monitoraggio della sua progressione, la risposta al trattamento e l’identificazione di metastasi. L’impiego dello zucchero nell’organismo dipende dall’intensità dell’attività cellulare e tissutale, che risulta fortemente aumentata nelle cellule a rapida divisione come quelle cancerose. In effetti, il grado di aggressività della maggior parte dei cancri è grossolanamente proporzionale alla velocità di utilizzazione del glucosio.
Come Funziona la PET-TC
Una piccola quantità di materiale radioattivo, chiamato radiofarmaco, viene infuso in una vena circa un’ora prima dell’inizio dell’esame ed è necessaria per poter identificare tramite la PET-TC le diverse zone del corpo e il loro funzionamento. In molte patologie, come nel caso dei tumori, problemi neurologici o cardiovascolari, infezioni, i tessuti malati accumulano il radiofarmaco generando cosi dei punti luminosi nelle immagini prodotte dal macchinario.
L’esame è da ritenersi sicuro, privo di effetti collaterali e viene svolto in un ambiente protetto: dopo una breve visita con il Medico Nucleare e il controllo della glicemia, viene effettuata l’iniezione del radiofarmaco, che ha bisogno di circa 1 ora per depositarsi correttamente nei tessuti biologici. La radioattività indotta dal radiofarmaco scompare rapidamente dall’organismo e la dose di radiazioni assorbite è pari a quella di un normale esame radiografico.
Differenze Chiave tra SPECT e PET
La differenza principale tra SPECT e PET è il tipo di tracciante radioattivo impiegato, mentre la SPECT si basa su raggi gamma, il decadimento dei traccianti usati nella PET genera particelle infinitesimali note come positroni. I positroni reagiscono con gli elettroni del corpo; quando queste due particelle si combinano, si annullano a vicenda. Questo processo produce una piccola quantità di energia sotto forma di due fotoni che vengono emessi in direzioni opposte.
Applicazioni Cliniche
Scintigrafia
La SPECT è usata principalmente nella diagnosi e monitoraggio delle cardiopatie, per esempio delle ostruzioni coronariche. Ci sono traccianti radioattivi per rilevare disturbi delle ossa, della colecisti e dell’intestino (sanguinamenti).
PET
Lo scopo principale della PET è il rilevamento del cancro e il monitoraggio della sua progressione, la risposta al trattamento e l’identificazione di metastasi.
Considerazioni sulla Sicurezza
Sebbene i rischi derivanti dall’esposizione del corpo umano a radiazioni a basso livello non siano ancora pienamente compresi, l’approccio universalmente adottato prevede la massima cautela possibile, attraverso l’utilizzo della dose ragionevolmente più bassa possibile (in inglese ALARP, As Low As Reasonably Practicable).
Tabella Comparativa
| Caratteristica | Scintigrafia (SPECT) | PET |
|---|---|---|
| Tipo di Radiazione Rilevata | Raggi Gamma | Fotoni derivanti dall'annichilazione di positroni |
| Traccianti Radioattivi | Vari, a seconda dell'organo o tessuto da studiare | Principalmente FDG (fluorodesossiglucosio) |
| Applicazioni Principali | Cardiopatie, disturbi ossei, colecisti, intestino | Rilevamento e monitoraggio del cancro |
Affidabilità e Costi
Anche se nell’ultimo decennio l’avvento della PET ha consentito di ottenere immagini migliori, scintigrafia e PET continuano a convivere e, nell’immediato futuro, la scintigrafia non verrà totalmente soppiantata dalla PET. Questo per una questione di affidabilità della metodica della scintigrafia, che è conosciuta e utilizzata da molti anni.
Ma esiste anche un problema di costi: se è vero che tutte le scintigrafie che si effettuano possono, o potranno, essere svolte anche con un tracciante PET, è altrettanto vero che i costi della PET sono di gran lunga superiori.
L’imaging scintigrafico si contraddistingue, rispetto alle altre metodiche di imaging, per la capacità di mettere in evidenza una compromissione funzionale anche prima che siano riconoscibili alterazioni anatomiche.
Nell’uso terapeutico della medicina nucleare il radiofarmaco somministrato al paziente, concentrandosi in maniera specifica nei tessuti patologici, può irradiarli e distruggerli risparmiando, per quanto possibile, quelli sani.
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