Medicina nucleare

Apparecchiature utilizzate nella diagnostica Medico-Nucleare
Per l’esecuzione degli esami di medicina nucleare si utilizzano apparecchiature in grado di rilevare le radiazioni gamma emesse da radionuclidi e di posizionare esattamente gli impulsi in rapporto alla sede di provenienza. Questi strumenti si chiamano gammacamere. La tecnologia delle gammacamere si è sviluppata progressivamente: dai primi sistemi analogici, che consentivano la sola registrazione su lastra di immagini planari, si è giunti ai recenti sistemi interamente digitali, che eseguono tutti gli esami scintigrafici planari, statici e dinamici, e tomoscintigrafici (SPET) di elevata qualità e sono dotati di elaboratori molto veloci e potenti. La strumentazione attualmente disponibile è costituita da gammacamere per uso generale a testata unica o a testate multiple (doppia o tripla testa). Attualmente vengono utilizzate preferibilmente gammacamere multitesta ed in particolare a due testate di tipo digitale a grande campo (40x50cm), che sono in grado di effettuare in modo ottimale tutte le indagini scintigrafiche, planari segmentarie e total body ed esami SPET. Le apparecchiature recenti dispongono di lettino portapaziente motorizzato e controllato da microprocessori, con possibilita' di memorizzare disposizioni standardizzate del lettino stesso e delle testate, favorendo quindi rapidita' e precisione delle procedure di centratura del paziente. La gammacamera è collegata con un sistema di elaborazione, che è componente essenziale del sistema di rivelazione, in quanto ne gestisce la regolazione, le modalità di funzionamento e le modalità di acquisizione. Oltre a ciò il sistema elaborativo permette simultaneamente l'elaborazione delle varie indagini e la riproduzione delle immagini.

La tomoscintigrafia
La tecnica planare, utilizzata nella maggior parte delle indagini scintigrafiche, determina una rappresentazione bidimensionale di quella che è in realtà una distribuzione su tre dimensioni del radiofarmaco impiegato. I radiofarmaci impiegati nelle diverse metodiche medico-nucleari assai raramente si distribuiscono esclusivamente nell'organo in esame, ma in percentuale più o meno rilevante sono presenti anche in strutture adiacenti e nel compartimento vascolare, determinando il cosiddetto background o attività di fondo. Si comprende pertanto come la sovrapposizione di più piani, tipica della tecnica planare, possa comportare effetti di mascheramento di reperti potenzialmente patologici, soprattutto se di limitata estensione, e possa rendere difficile una corretta distinzione di strutture contigue. Per ovviare a questo inconveniente, si fa ricorso nel caso di indagini riguardanti organi o strutture di una certa dimensione alla acquisizione di molteplici proiezioni per meglio valutare i diversi profili ed i piani profondi.
Le tecniche tomoscintigrafiche hanno come scopo fondamentale la creazione di sezioni transassiali, coronali e sagittali dell'organo in esame, così da eliminare la radioattività sopra e sottostante, con il risultato di ottenenere immagini caratterizzate da maggior risoluzione e contrasto attraverso un miglioramento del rapporto segnale-fondo. Per ottenere immagini tomoscintigrafiche occorre disporre di un sistema tomografico che ruotando attorno al paziente acquisisca immagini planari del distretto anatomico interessato a diverse angolazioni, ciascuna immagine viene detta proiezione. Le tecniche tomoscintigrafiche, inizialmente indicate con la sigla ECT ( Emission Computed Tomography), sono definite di "emissione", poichè è il paziente che emette le radiazioni gamma che vengono registrate e trasformate in immagini, e si differenziano dalle tecniche tomografiche radiologiche, che sono di "trasmissione", poichè è il detector che è anche sorgente del fascio radiante.

In relazione alle caratteristiche fisiche dei radionuclidi impiegati, le tecniche ECT si distinguono in: a) tomografia per emissione di fotone singolo o SPET (Single Photon Emission Tomography), che utilizza radionuclidi gamma-emittenti; b) tomografia per emissione di positroni o PET (Positron Emission Tomography).

a) Tomografia per emissione di fotone singolo (SPET)- La tomografia per emissione di fotone singolo ha trovato una vasta applicazione in rapporto ad una serie di fattori favorevoli. Essa prevede l'utilizzazione di radionuclidi gamma-emittenti normalmente impiegati nelle più comuni tecniche scintigrafiche planari e quindi disponibili presso i centri di medicina nucleare. Inoltre, ormai da diversi anni sono stati sintetizzate e commercializzate nuove molecole, marcabili con ⁹⁹Tc_m ed idonee a consentire studi di flusso regionale a livello miocardico e cerebrale, e traccianti immunologici e recettoriali marcati con ¹²³I che hanno ampliato le possibilità di applicazione della tecnica SPET. A ciò si deve aggiungere la rapida evoluzione tecnologica della strumentazione, che ha permesso di disporre di gammacamere di efficienza più elevata e soprattutto di gammacamere a più testate, a costi relativamente contenuti. Tutto ciò ha determinato un notevole miglioramento qualitativo degli esami tomoscintigrafici con possibilità di ottenere sezioni transassiali, coronali e sagittali di elevata risoluzione e contemporaneamente di ridurre i tempi di acquisizione.

b) Tomografia a emissione di positroni (PET)- La PET viene utilizzata in oncologia a scopo diagnostico. Molecole biologiche (come il glucosio) possono essere marcate con radionuclidi positroni-emittenti originando il radiofarmaco che, iniettato per via endovenosa nel paziente, si distribuisce nell’organismo in relazione alle proprie caratteristiche biologiche; la rilevazione avviene tramite un sistema integrato PET-TC (Tomografia Computerizzata), in grado di fornire nello stesso momento informazioni sia anatomiche che funzionali necessarie per individuare le sedi tumorali. Le informazioni e i dati ottenuti con queste due distinte metodiche vengono combinate e rappresentate in una singola immagine PET-TC. La PET è quindi in grado di migliorare in modo significativo l’accuratezza diagnostica. Il radiofarmaco più usato è un analogo del glucosio, il 2-deossi-2-[¹⁸F]fluoro-D-glucosio (¹⁸F-FDG), nel quale il fluoro è un isotopo radioattivo. La PET fornisce quindi informazioni che la diagnostica tradizionale per immagini, basata sulla morfologia, non è in grado di rivelare. Attualmente, le richieste diagnostiche più frequenti riguardano: la valutazione e l’estensione della neoplasia, permettendone un completamento della stadiazione; la valutazione di una sospetta recidiva, quando ipotizzata sulla base di dati clinici, biochimici o strumentali; il monitoraggio della risposta terapeutica ottenuta dopo la chirurgia o il trattamento radio/chemioterapico.

La strumentazione                                                                                                                                                                                     

Medicina Nucleare Convenzionale- La strumentazione impiegata per l'attività diagnostica in particolare per scintigrafie planari, sia statiche che dinamiche, e per esami SPET, è costituita da 3 tomografi doppia testa whole body di ultima generazione. E' inoltre presente un ambulatorio dedicato alla diagnostica integrata della patologia nodulare tiroidea, allestito con 2 ecotomografi di ultima generazione con sonde ad alta frequenza per organi superficiali.

PET- Il servizio di Medicina Nucleare è inoltre dotato di un Centro PET di alta tecnologia. Il Centro è costituito da due parti principali: una parte dedicata all'esame diagnostico dove sono presenti 3 tomografi PET-TC di ultima generazione, e una radiofarmacia PET. Nella radiofarmacia sono preparati e ripartiti in dosi personalizzate i diversi radiofarmaci PET (¹⁸F-FDG, ¹⁸F-NaF, ¹¹C-colina, ¹¹C-metionina, ⁶⁸Ga-DOTANOC, e altri). I radionuclidi PET sono ottenuti tramite cilcotrone (GE-PETtrace da 17MeV) oppure tramite generatore (per la sola preparazione di ⁶⁸Ga-DOTANOC). Il ciclotrone è corredato di 6 target per la produzione dei radionuclidi PET più utilizzati: ¹⁸F^-, ¹¹C, ¹⁸F₂, ¹³N, ⁶⁴Cu, ⁸⁹Zr. Per la sintesi chimica dei radiofarmaci sono presenti 8 moduli automatizzati che rispondono ai requisiti di radioprotezione delle norme vigenti: 2 moduli dedicati alla sintesi di ¹⁸F-FDG, 2 moduli per la sintesi di ¹¹CH₃I partendo dal precursore primario¹¹C-CO₂ e successiva sintesi per metilazione di ¹¹C-colina e ¹¹C-metionina, 1 modulo per la sintesi di ⁶⁸Ga-DOTANOC, 3 moduli dedicati alla ricerca.  I moduli sono posti in un ambiente classificato secondo quanto previsto dalle NBP-MN. I radiofarmaci sono ripartiti in isolatori che rispondono ai requisiti di radioprotezione e alle specifiche farmaceutiche previsti dalla normativa; i due isolatori dedicati alla ripartizione in dosi per i pazienti sono posti in un ambiente classificato separato dai locali di produzione. Sono inoltre presenti un laboratorio per il Controllo di Qualità e un laboratorio di ricerca con tomografi "small animal PET" e "small animal TC".