domingo, 17 de mayo de 2015

(T17) Cuestiones sobre el PET y SPECT

¿Qué factores determinan la resolución espacial tanto en SPECT como en PET?


En el SPECT la resolución espacial es fuertemente dependiente de la distancia por lo que el radio de giro debe ser mínimo para optimizar la resolución espacial. La resolución también varía como función del colimador usado  y del tipo de filtro de reconstrucción. 


En cuanto a la técnica de PET, la resolución viene limitada por el tamaño del cristal detector, el rango del positrón y con la no-colinealidad de la emisión por la cual en ángulo de emisión aumente con la distancia.



¿Hay algún elemento común o son todos distintos?

Todos los elementos son comunes excepto el rango del positrón ya que en el SPECT se utiliza otro tipo de radiofármacos.


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

En cuanto al SPECT la resolución espacial es de 10mm, por otro lado en el PET varía entre 7-10mm.

jueves, 7 de mayo de 2015

(T16) La gammacámara

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 colimador es de plomo porque es capaz de absorber los rayos de alta energía y así deja pasar los que vienen en dirección tangencial al plano.

En relación al grosor de los septos, cuanto más grueso sea este menos energía pasará, debido a que cuanto más plomo haya, menos fotones atraviesan el colimador.

El tamaño de los huecos se puede relacionar con la sensibilidad y la resolución. Es decir, cuando se aumenta el área del hueco, disminuye la resolución y mejora la sensibilidad, y al revés.

Si no estuviera el colimador, no sabríamos de dónde provienen los fotones y la imagen no estaría bien definida. En consecuencia, no seríamos capaces de discriminar la localización del radiofármaco.


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.

Es un componente que transforma un fotón de alta energía (rayos gamma) en fotones de menor energía (rango visible). El material más común es el NaI(Tl), yoduro de sodio dopado con talio.

-          Ventajas
o   Alta eficiencia generación luz (12%)
o   Energía excitación y desexcitación: 410 nm=3eV
-          Desventajas
o   Frágil
o   Sensible a la temperatura
o   Higroscópico

Si el cristal es estrecho, la dispersión luz generada es menor, por eso, tenemos mejor resolución espacial. En cambio, al tener menos material para frenar los fotones, tenemos peor eficiencia de detección, es decir, que se pierde sensibilidad.


3.- El optoacoplador. ¿Qué es? ¿Para qué sirve? ¿De qué está hecho? ¿Cuál es su principal característica de diseño? etc.

Es una especie de gel transparente que hace que no se dispersen los fotones cambiando su dirección por el cambio de medio. Es de grasa o de silicona y su característica de diseño es un índice de refracción parecido del medio del que proviene , en este caso, el cristal tiene un índice de refracción alto por lo que el optoacoplador también lo tendrá. Lo fundamental es evitar cambios muy grandes, es decir, que no haya aire. 



4.- Los tubos fotomultiplicadores. ¿A nivel de diagrama de bloque (entradas/ salidas) qué hace? ¿Necesita alimentación? ¿Qué tamaño tienen (aprox.)? ¿Cuántos hay? ¿Cómo se relacionan con la resolución? ¿Por qué no se ponen más?

Sí que necesita alimentación, lo hace mediante una pila. Tienen un diámetro de 5-7 cm y su sección suele ser circular o hexagonal. Además un cabezal suele contener desde 40 hasta 100 tubos. El problema de la baja resolución se soluciona mediante la lógica de Anger. No se pueden poner muchos más fotomultiplicadores por el diseño, ya que tiene que tener un espacio suficiente.


5.- La lógica Anger. ¿Qué es? ¿Para qué sirve? ¿Que limitaría la resolución en caso de no utilizarla? ¿Cómo se implementa?
Es un procedimiento matemático que sirve para mejorar la resolución de imagen de los fotomultiplicadores. En caso de no utilizarla, el tamaño de los fotomultiplicadores y con ello la cantidad de los mismos, limitaría la resolución.

Se suman todas las señales eléctricas que serán dependientes de la fuente de radiación del eje x y del eje y. Se hace una media ponderada y se obtiene el punto (x,y) que se aproxima al punto en el que inicialmente ha impactado el rayo gamma en el centellador.


6.-  Análisis de energía. ¿Qué elemento del sistema es sensible a la energía? Por cierto, ¿la energía de qué? ¿Qué utilidad tiene medir esa energía? ¿Contribuye a la imagen de alguna manera?

El sistema sensible a la energía en la gammacámara es el cristal centelleador debido a qué más energía incidente tenga, mayor número de fotones visibles genera. Nos referimos a la energía del fotón gamma incidente. Esto nos permite generar la imagen que refleja la emisión del radioisótopo dentro del organismo. 

lunes, 4 de mayo de 2015

(T14) Pregunta examen RMN

¿Qué nos permite medir la técnica de RMN?
a)tiempo de relajación transversal
b)tiempo de relajación longitudinal
c)densidad de hidrógeno
d)todas son correctas

jueves, 30 de abril de 2015

(T15) Producción de radiofármacos. Formas de fabricación.

Hay dos formas mediante las cuales podemos obtener radionucleidos y ellas son las centrales nucleares y los aceleradores de partículas.

REACTORES NUCLEARES

En las centrales nucleares se obtiene energía mediante reacciones de fisión del elemento U235 produciéndose aleatoriamente una serie de productos. Es con estos productos con los que podemos obtener los radionucleidos. En este caso se pueden obtener de dos formas:

  • Determinados productos de la fisión son directamente radionucleidos. Por ejemplo como se muestra en la siguiente imagen 131I y 137Cs.

  • Además de determinados isótopos, las reacciones de fisión producen neutrones. Estos electrones se utilizan para bombardear detereminado isotopo y obtener el radionuecleido correspondiente. Por ejemplo, si bombardeamos con neutrones al 31F obtendremos el isotopo radiactivo 32F.



ACELERADOR DE PARTICULAS: CICLOTRON
El ciclotrón es un acelerador de partículas cíclico, es decir, las partículas cargadas realizan una trayectoria circular por acción de un campo magnético. El objetivo de este instrumento es obtener protones con una energía tal que sea capaz de arrancar un protón a un determinado isótopo para obtener un radionúclido. El proceso es el siguiente:

  1. Se introduce una molécula de hidrógeno, H2. Mediante campo eléctrico se le hace desprenderse de un protón quedando la partícula cargada negativamente, H­. La partícula con carga negativa parece ser que facilita el proceso de aceleración.
  2. La partícula cargada negativamente se acelera mediante campo electromagnético generando una trayectoria circular. Al pasar por el punto de partida se le induce un cambio en el campo eléctrico el cual da un impulso a la partícula aumentando su velocidad y por tanto el radio del circulo que describe.
  3. Una vez la partícula ha adquirido la energía suficiente, se le hace pasar por una lámina de grafito para desprenderle los electrones y quedarnos únicamente con el protón.
  4. Este protón choca contra un determinado elemento haciendo que éste desprenda un neutrón y obteniendo el radionucleido correspondiente.
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El proceso que realiza el acelerador de partículas explicado anteriormente, queda muy bien ilustrado con el siguiente video.

domingo, 26 de abril de 2015

(T12) Simulador avanzado.

¿Por qué no se pueden variar libremente T1 y T2? ¿Qué restricción hay entre ellas?

La restricción que hay entre ellas es que T2 tiene que ser menor o igual que T1, dado a que en la realidad el tiempo de relajación transversal siempre es menor que el longitudinal.


¿Cómo se consigue un "eco" de la señal? ¿Qué utilidad tiene?

Para conseguir un eco hay que seleccionar como escena Weak Inhomogeneity. Una vez seleccionada dicha escena le damos un pulso de 90 grados viendo como se desfasan los diferentes spines y se va abriendo el abanico. Ahora el es momento de darles un pulso de 180 grados. Este pulso produce el efecto contrario, el abanico se va cerrando llegando al punto en que todos los spines vuelven a estar en fase y se produce el eco.


¿Hay situaciones preprogramadas para ver gradientes? ¿Cuáles son? 

Para poder jugar con gradientes tenemos dos situaciones preprogamadas que son Gradient y Structure. Si en este tipo de escenas aplicamos un pulso de 90 grados, vemos como cada spin comienza a moverse con su frecuencia de resonancia propia llegando un momento en el que los spines se vuelven a alinear en una frecuencia múltiplo de todas ellas.

(T11) Magnitudes implicadas en el angulo de desplazamiento

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

Las dos magnitudes principales que determinarán el angulo de desplazamiento son la amplitud del propio campo magnético externo y la frecuencia del mismo ya que cuanto más cerca esté ésta de la frecuencia de resonancia mayor intensidad de oscilación va a provocar.

(T10) Simulador.

Tras una intensa lucha con el complemento de java he conseguido poner en marcha el simulador.

Suponiendo que el simulador este nos funciones (lo que requiere tener Java instalado y el sitio autorizado) se trata de buscar a ojo las frecuencias de resonancia (Freq.) para distintos valores del campo externo (B0).

Para este apartado se ha ido fijando el valor de B0 en distintos valores y se ha ido variando la frecuencia hasta encontrar el valor de resonancia.
10mT - 0,25Hz
15mT - 0,275Hz
20mT - 0,3Hz
25mT - 0,375Hz
30mT - 0,4Hz
25mT - 0,45Hz
40mT - 0,5Hz


¿Influye la intensidad del campo B1?

En este apartado se ha fijado el valor del campo B0 y se ha ido variando el valor del campo B1 para observar los efectos. Tal y como vimos en teoría la frecuencia de resonancia no se ve afectada. La variación del campo B1 solo afecta a la amplitud del giro, es decir, a la intensidad de oscilación haciéndose más pequeña cuanto más crezca B1.


¿Que relación hay entre Freq. y B0 (lineal, inversa, cuadrática, ...)? ¿Cuadra eso con lo que habíamos visto en "teoría"?

Con los valores obtenidos en el primer apartado se ha realizado la gráfica mostrada a continuación en la que se puede ver y establecer que la relación es fuertemente lineal. Además re ha ajustado la función a una recta viendo así más claramente la relación lineal.


Esto cumple lo visto en teoría ya que la frecuencia e resonancia cumple la ecuación lineal: fp = Ɣ*B/2π

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

Ocurre lo mismo que en el caso del apartado 2. La bobina sigue generando un campo magnético que influye en la intensidad de oscilación aumentándola manteniéndose la frecuencia de resonancia en el mismo valor.