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Lic. Alejandra Patricia Cork
Medicina Nuclear
14 de Marzo, 2010 · Historia de la MN

Historia de la Medicina Nuclear

Breve introducción histórica a la Medicina Nuclear

 

Leucipo de Mileto(Asia Menor) concibió en el año 500 a de C. La posibilidad de dividir cada cosa en dos partes (dicotomía), cada una de esas dos partes en otras dos, y así sucesivamente; pero la dicotomía no es repetible al infinito. Tiene un límite más allá del cual resulta imposible, y a ese limite se llega cuando los fragmentos se identifican con el átomo. Átomo significa imposible de dividir, indivisible, y en ese contexto la materia está formada por átomos, cada uno de ellos rodeado de vacío. Átomos y vacío son los dos componentes fundamentales de toda materia. La visionaria concepción de la teoría atómica de Leucipo, basada puramente en especulaciones metafísicas, constituyo una preciosa sugerencia para quienes, veinte siglos después, habrían de confirmar científicamente en su esencia la teoría del átomo.

Después de los griegos, el primer hito que marcó el comienzo de las investigaciones científicas ocurrió a mediados del siglo XVII. Robert Boyle, químico y físico, concibió la idea del elemento, sustancia que no puede ser descompuesta en constituyentes más simples. Un siglo después, Lavoisier estableció la diferencia entre elementos y compuestos. El hidrógeno es un elemento, el cloruro de sodio un compuesto. Poco después, John Dalton, químico inglés, transportó el concepto del átomo desde el terreno especulativo de la filosofía al campo objetivo de la ciencia, dando a conocer en 1808 sus célebres postulados, de los que perduran dos: Toda materia está compuesta de átomos; y todas las combinaciones químicas tienen lugar entre átomos.

Sin duda, pocos descubrimientos han producido la fascinación y el interés inmediato, tanto entre los científicos como en el público, que despertó el hallazgo reportado por Roentgen los primeros días de 1896: una nueva forma de energía, que no se podía sentir, ni degustar, ni ver, ni oír, pero capaz de atravesar no sólo la carne humana, sino hasta las paredes, amenazando con acabar para siempre con la vida privada y la intimidad. Muchos investigadores cambiaron el curso de sus trabajos y se dedicaron con furor al estudio y utilización de los rayos del físico alemán de modo tal que un mes después del anuncio, algunos cirujanos de Estados Unidos y de Europa se guiaban por radiografías para realizar su trabajo. Pero los usos no se limitaron al campo de la Medicina, hubo otros más disparatados, incluyendo sesiones de ocultismo, que fueron ideados en todo el mundo para divertir a los curiosos y engordar los bolsillos de los feriantes: el mismo Roentgen estaba indignado ante el uso desaprensivo que se hacía de su descubrimiento.

Wilhelm Conrad Roentgen, de 50 años, rector de la Universidad de Würtzburgo era, a fines del año 1895, uno de los físicos dedicados a investigar el comportamiento de los rayos catódicos en un tubo de descarga gaseosa de alto voltaje. Para evitar la fluorescencia que se producía en las paredes de vidrio del tubo, lo había envuelto con una cubierta de cartón negro. Entre los objetos que estaban en su laboratorio figuraba una pequeña lámina impregnada con una solución de cristales de platino-cianuro de bario, que por la luminiscencia amarillo-verdosa que producía al ser tocada por la luz de los rayos catódicos, era una sustancia frecuentemente empleada por los investigadores.

Una tarde, al conectar por última vez el carrete de Ruhmkorff a su tubo, descubrió que se iluminaba el cartón con platino-cianuro de bario que se hallaba fuera del alcance de los rayos emitidos, los cuales, en el mejor de los casos, se atenuaban a unos 8 cm de la placa obturadora. Esta débil luminiscencia seguía siendo visible aún en el otro extremo del laboratorio, a casi dos metros del tubo envuelto en cartón negro.

Roentgen era daltónico y no distinguía los colores de las insignias de sus alumnos en las fiestas de la Universidad, pero eso no le impidió ver claramente la luz verde emitida por el cartón, y, dada su mentalidad de investigador meticuloso, no podía dejar pasar este fenómeno sin tratar de averiguar la causa. Supuso que interponiendo un objeto entre la luz invisible y el cartón fluorescente que la reflejaba, debería verse su sombra. Tenía un mazo de cartas en el bolsillo; descubrió, para su sorpresa, que aún poniéndolo entero, apenas se producía una sombra. Un libro grueso de mil páginas sólo redujo levemente la luminiscencia del cartón con platino-cianuro de bario. De modo que esta nueva radiación no sólo era invisible, sino que además tenía la facultad de atravesar los cuerpos opacos. Como diría años después el propio Roentgen, aquél fue "un regalo maravilloso de la naturaleza".

Con el paso de los días Roentgen tuvo la necesidad de documentar sus experimentos y pensó en fotografiar la pantalla fluorescente donde se reproducía en forma curiosa la silueta de los objetos interpuestos: el cuadrante y la aguja magnética de su brújula, el cañón de la escopeta arrinconada contra la pared, la moldura y los goznes de la puerta del laboratorio. Entonces hizo un nuevo descubrimiento: la caja de placas fotográficas que tenía sobre la mesa estaba completamente velada. Su intuición le dijo que los nuevos rayos habían atravesado la caja y el envoltorio que protegían a las placas de la luz y habían actuado también sobre la emulsión. Para comprobarlo colocó la caja de madera que contenía las pesas de bronce de su balanza de precisión sobre una placa fotográfica envuelta en su papel negro protector, conectó su tubo y esperó. Al revelarla, encontró la reproducción exacta de las pesas metálicas, sin embargo, la caja de madera había desaparecido.

El descubrimiento más excitante se produjo cuando Roentgen interpuso su propia mano entre el tubo y la pantalla y comprobó que, si bien los tejidos blandos eran atravesados por la radiación, el esqueleto se representaba nítidamente. El 22 de diciembre de 1895 le pidió a su esposa Bertha que colocase la mano sobre la placa de cristal y luego de 15 minutos de exposición, los huesos de la mano y el anillo de casada de Bertha aparecieron en la placa recién revelada. Ver su esqueleto le produjo a Frau Roentgen un gran impacto y temor, lo sintió como una premonición de la muerte.

Roentgen había apuntado todas sus experiencias concienzudamente y entregó un manuscrito con sus investigaciones el 28 de diciembre de 1895 a la Academia de Ciencias Físicas y Médicas de Würtzburgo. La publicación apareció en el número 9 de la Sitzungs Berichte der Physikalisch Medizinischen Gessellschaft zu Würtzburg la primera semana de 1896.

¿Cuál fue en realidad el mérito de Roentgen?. Muchos de los físicos que trabajaban con los tubos de Geissler o de Crookes, incluyendo a su propio ayudante Zehnder, habían observado la luminiscencia de algunos materiales próximos al tubo, pero ninguno de ellos reconoció este fenómeno como algo especial, y por cierto ninguno se dedicó a investigarlo. Curiosamente varios años antes, el propio Geissler trabajando en su laboratorio, había reclamado a la casa de materiales fotográficos Ilford porque le habían mandado placas totalmente veladas. Los rayos X de su tubo habían sido con toda seguridad la causa de este fallo, pero solamente Roentgen tuvo la mezcla suficiente de intuición y genio para comprender que se enfrentaba a un tipo de energía desconocida y de características tan sorprendentes que ni siquiera hubieran podido imaginar las mentes más fértiles de la época.

Un antiguo condiscípulo, Franz Exner, profesor de física de Viena, mantenía una afectuosa amistad y una nutrida correspondencia con Roentgen, y fue uno de los primeros en tener noticias del descubrimiento. Hasta poseía copias de las precarias fotografías: la brújula, las pesas de bronce, el cañón de la escopeta, e incluso la mano de Bertha. Exner estaba tan entusiasmado con el descubrimiento de su amigo, que no dudó en compartirlo con el profesor Lecher, de Praga, cuyo padre era el redactor en jefe de Die Presse, un periódico de Viena. Así fue como, el 5 de enero de 1896, los vieneses podían leer en la primera página del diario acerca de los extraordinarios rayos X del Dr. Roentgen y contemplar la reproducción de sus imágenes. A partir de aquí la noticia se difundió por todo el mundo en forma veloz, siendo acogida con alabanzas y entusiasmo por algunos, y con críticas y escepticismo por otros, como era de esperarse. En 1901, Roentgen, que en toda su vida solamente aceptó las distinciones de carácter científico, recibió el primer premio Nobel de Física, siendo él el único nominado.

Sólo dos meses después del anuncio del descubrimiento de los rayos X, un físico francés comunicó al mundo que había encontrado unos rayos penetrantes similares, pero emitidos por sales de uranio. Henri Becquerel, físico y académico como su padre y su abuelo, y, como ellos, profesor en el Museo de Historia Natural, publicó tres notas sucesivas a la Academia de Ciencias de París, el 24 de febrero, el 2 y el 9 de marzo de 1896. Son las primeras aplicaciones de los rayos X las que le incitaron a preguntarse si los cristales de uranio que impresionaban sus placas fotográficas no emitirían también rayos X. El anuncio del descubrimiento de la radioactividad, a diferencia del de los rayos X, pasó totalmente desapercibido, no sólo para el público, sino también para la comunidad científica. Este hallazgo fue confirmado por Marie Sklodowska Curie. Al investigar si en la naturaleza existen otros elementos también dotados de la propiedad de emitir lo que ella denominó "los rayos de Becquerel", descubrió dicha propiedad en el torio, Becquerel y los esposos Curie recibieron el premio Nobel de Física en 1903, y Marie Curie recibió también en 1911, el premio de química. Vale decir que el fenómeno comprobado, o exclusivo del uranio, configura una forma de energía específica, que ella propuso designar radiactividad. Por tanto, el uranio y el torio, elementos dotados de esa capacidad radiante natural se llaman radioelementos. En 1903 Ernest Rutherford demostró que los rayos alfa y beta constan de partículas que se mueven con rapidez, las cuales se llamaron partículas alfa y beta . De echo, las partículas beta son electrones de alta velocidad y se pueden considerar el equivalente radiactivo de los rayos catódicos. Después llegó a la conclusión de que la radiación gamma es radiación de velocidad elevada similar a los rayos X; no compuesta de partículas.

La estructura del átomo, tal como la concebimos hoy, fue evidenciada paulatinamente durante 35 años. En 1897, Joseph Jhon Thompson (premio Nobel de física en 1906) identificó el electrón. En 1911, Rutherford descubrió el protón y, en 1932, James Chadwick (premio Nobel de física 1935) el neutrón, si bien su existencia había sido prevista teóricamente 17 años antes por Rutherford. Hasta 1911, el átomo se concebía como una esfera electropositiva, hueca, que encerraba los electrones electronegativos. La realidad es otra. De echo, el átomo se asemeja a un sistema planetario con un sol central (el núcleo), integrado por protones electropositivos y por neutrones sin carga y, a su alrededor, girando en órbitas, los electrones electronegativos. Tal es la "imagen de Niels Bohr" (premio Nobel de física 1922) que actualmente se acepta.

Reconocida la verdadera estructura del átomo, recordamos que Dalton había enseñado que los átomos de los diferentes elementos tienen pesos y propiedades diferentes. Hoy sabemos que eso no es totalmente exacto, pero esa afirmación lleva implícita un concepto que, expresado a la luz de los conocimientos actuales, equivale a decir que cada elemento tiene un número de protones que le es propio, lo identifica y lo define químicamente, a los que se agrega un número variable de neutrones. Frederick Soddy (premio Nobel de química de 1921) propuso denominar isótopos (iso: igual; topos: lugar) a las variantes de cada elemento configuradas por un número igual de protones y distinto de neutrones. Aquellos que emiten radiaciones son isótopos radiactivos o radioisótopos (en la nomenclatura actual, radionucleidos o radionúclidos)

Hasta 1933, solo se conocían los elementos radiactivos que ofrece la naturaleza; es decir, los elementos provistos de radiactividad natural. Entonces el matrimonio Frederic Joliot e Irene Curie (premio Nobel de química 1935) descubrió la posibilidad de su creación artificial. Lograron mediante el bombardeo con partículas a la transmutación del aluminio y el boro estables en el fósforo y ázoe radiactivos, respectivamente, acontecimiento trascendental que comunicaron a la Academia Francesa el 15 de enero de 1934, diciendo que "por primera vez ha sido posible crear la radiactividad en núcleos atómicos estables mediante una causa exterior" y proponiendo llamar a los elementos así creados radiofósforo y radioázoe, respectivamente. Semanas después, Enrico Fermi (premio Nobel de física de 1938) realizó en Roma igual hazaña, pero él bombardeó con neutrones –idea genial, pues la neutralidad del neutrón hace de éste el proyectil ideal, porque no lo rechaza la carga positiva del núcleo—. Desde entonces se ha podido crear artificialmente isótopos radiactivos y es de éstos que se vale la práctica de la medicina nuclear. La introducción de los radioisótopos en el campo de la biología se debe a George von Hevesy (premio Nobel de química de 1943) quien, en 1923 utilizando un isótopo natural de plomo, investigó sobre el metabolismo del calcio en las plantas (32P), con el cual realizó en ratas la primera investigación biológica animal de la historia con un radioisótopo artificial. Dicha investigación demostró que la radiactividad proporciona una "marca" que permite su detección donde sustancias trazadoras radiactivas o trazadores radiactivos.

La creación artificial del radioyodo y el papel trascendente que juega la tiroides en el metabolismo del yodo fueron factores determinantes en la orientación de las primeras investigaciones radioisotópicas. Herz, Roberts y Evans (1939) inyectaron a conejos con yodo radiactivo y comprobaron que se acumula en la tiroides. Hamilton y Soley (1940) administraron 131I a pacientes, midieron la tasa de radioyodo acumulada en la tiroides, Hamilton y Lawrence aplicaron el 131I al tratamiento del hipertiroidismo, tratamiento que, posteriormente se hizo extensivo y sus metástasis.

Coincidió con el desarrollo de los progresos enunciados una serie de aplicaciones en el campo de la hematología. Hahn (1941) utilizó 59Fe y verificó su captación por la médula ósea, su incorporación a los glóbulos rojos, como integrante de la hemoglobina y su pasaje ulterior a la sangre circulante, lo que permitía la exploración funcional de la médula ósea. Sterling y Gray(1950) utilizaron el 51Cr y, sirviéndose de la propiedad de éste de incorporarse a los glóbulos rojos maduros, que así quedaron marcados, procuraron determinar su vida media, parámetro que pasó a ser valioso para el diagnóstico de las anemias hemolíticas. Heinle y col. (1952) introdujeron el uso de la vitamina B-12 marcada con 60Co para el diagnóstico de la anemia perniciosa, método que Schilling (1953) perfeccionó.

Con anterioridad a los estudios referidos, Blumgart y Weiss (1927) utilizaron radon-C para determinar la velocidad de la corriente sanguínea. Posteriormente, Prinzmetal y col. (1948) registraron la curva del radiocardiograma, y Veall y col. (1948) midieron el volumen / minuto cardíaco.

Por ese entonces, la radiología convencional no ofrecía nuevas posibilidades para la reproducción de imágenes resultantes de contrastes de densidades. En cambio, los trazadores radiactivos, en función de las emisiones g , brindaban a los mismos fines una posibilidad inédita, salvo que su objetivación requería el medio apropiado. La creación del equipo "ad hoc" se debe a Cassen y col. (1949), quienes empezaron por utilizarlo exitosamente en conejos. Poco después, lo empleó Herbert Allen, Jr., en el hombre para obtener las primeras imágenes de la tiroides previa inyección de 100-200 m Ci de 131I . Así nació la centellografía, imagen estática que configura una expresión morfológica. El equipo, registrado bajo el nombre scintiscanner, se difundió rápidamente por el mundo, conservando hasta hoy su vigencia. Es el centellógrafo lineal o de detector móvil.

Con la invención del centellógrafo se iniciaron investigaciones que tenían por fin, la reproducción de la imagen de órganos o sistemas. La esencia de la cuestión residía en el hallazgo del radionúclido primario o del compuesto marcado que, reuniendo apropiadas condiciones físicas y de inocuidad, tuviera afinidad selectiva por la estructura del cuerpo que interesaba explorar (órgano de interés). Nació entonces la época de los agentes productores de imágenes que dieron impulso a una actividad nueva, la de los radiofármacos. Rejalí (1958), utilizando albúmina 131I , evidenció los pulsos sanguíneos. McAfee y Wagner (1960) visualizaron el parénquima renal con Neohydrina 203Hg, compuesto que Blau y Bender (1960) emplearon para comparar su eficacia en la localización de tumores cerebrales con la de la albúmina radioyodo. Johnson y col. (1960) obtuvieron centellogramas de bazo con 51Cr, Tubis (1960) preparó Hipurán 131I con el que inició un tipo de exploración renal funcional, el renograma radioisotópico. Corey y col., con 47Ca, y Fleming y col., con 85Sr (1961) realizaron la centellografía ósea, y Blau y Bender (1962) la del páncreas con 75selenio metionina. Taplin(1963) creó las partículas de suero-albúmina marcadas con 131I e inició la centellografía pulmonar por perfusión. Para concluir este resumen fragmentario, corresponde destacar el uso del tecnecio-99m, introducido por Hasper y col.(1964)para la centellografía de tiroides, bazo y cerebro. Después, se extendió el campo de sus aplicaciones como agente productor de imágenes están las expresiones de la economía.

La imagen de la centellografía lineal, estática por definición, había satisfecho sus posibilidades y finalidad. Entretanto, Hal Oscar Anger concibió (1956) la cámara gamma (o de centelleo), que alcanzó su industrialización en 1964. Con la cámara de Anger de detector fijo, la obtención prácticamente instantánea de la imagen, sea en serie continua o selectiva, posibilitó, además, el registro de fenómenos dinámicos.

Después de comprobar que la insulina tiene propiedades antígenicas y produce anticuerpos, Berson y Yalow desarrollaron en 1956 el radioinmunoanálisis (RIA) que, conjugando técnicas inmunológicas y bioquímicas con las radioisotópicas, posibilita la medida de cantidades infinitamente pequeñas en concentraciones que van del nanogramo(10-9g) hasta el picogramo(10-12g).Mediante el RIA, es dado hoy precisar el valor de más de 200 compuestos de interés biológico, entre ellos hormonas, enzimas, virus, alcaloides, fármacos, etc.

Terminamos aquí la recordación, que aunque incompleta, abarca en lo esencial los antecedentes, la concepción, el alumbramiento y el desarrollo de una nueva disciplina científica y técnica. Con sus raíces en el siglo XIX, hace eclosión a mediados del XX con una fuerza que avanza constantemente en nuevas adquisiciones en todos los campos de la investigación básica y aplicada y aún ofrece perspectivas trascendentes.

 

Daniela Arredondo

Estudiante de Medicina

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Alejandra Patricia Cork

Licenciada en Producción de Bioimágenes
Profesora de Enseñanza Superior en Producción de Bioimágenes.
Profesora Adjunta Ordinaria de la Cátedra de Medicina Nuclear.
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA VIDA Y LA SALUD
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ENTRE RÍOS
ARGENTINA

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Este sitio es dedicado a los estudiantes de la Licenciatura en Producción de Bioimágenes de la Facultad de Ciencias de la Vida y la Salud de la UADER. Aquí podrán encontrar información útil para la cátedra de Medicina Nuclear.
Como docente, tengo particular interés en la proyección de imágenes como estrategia de enseñanza, ya que el sentido de la visión refuerza al de la audición, permitiendo establecer mayores conexiones entre palabras y representaciones gráficas, y provoca mayor interés y atención que una mera exposición verbal.

Me lo dijeron y lo olvidé.
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"No te preocupes por lo que pueda decir la gente. Ellos no te pagan el alquiler.
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Proceder con honestidad en aras de la dignidad del hombre es el compromiso más trascendente de nuestro paso por el mundo.
RENÉ FAVALORO (1923-2000)

"En cada acto médico debe estar presente el respeto por el paciente y los conceptos éticos y morales, entonces la ciencia y la conciencia estarán siempre del mismo lado, del lado de la humanidad".
RENÉ FAVALORO (1923-2000)

“Espero que los graduados por sobre todas las cosas, sean buenos seres humanos.
Es todo lo que hay que ser en la vida.
Tengan decencia, honestidad, que se dediquen al paciente con inteligencia y con pasión”
RENÉ FAVALORO (1923-2000)

“La falla de nuestra época consiste en que sus
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RENÉ FAVALORO (1923-2000)

"Cambiaré de opinión tantas veces y tan a menudo como adquiera conocimientos nuevos, el día que me aperciba que mi cerebro ha dejado de ser apto para esos cambios, dejaré de trabajar.
Compadezco de todo corazón a todos los que después de haber adquirido y expresado una opinión, no pueden abandonarla nunca más".
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No entiendes realmente algo a menos que seas capaz de explicárselo a tu abuela.
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