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Medicina nucleare

Cosa è la Medicina nucleare

La medicina nucleare è nata nei primi anni '30 del secolo scorso; i radionuclidi erano impiegati a scopo di ricerca per studi di fisiologia. Nel corso degli anni l’uso di farmaci radioattivi si è ampliato e sono state sviluppate numerose metodiche di utilizzo quotidiano in diagnostica e in terapia. 
La Medicina Nucleare è oggi una specialità medica che impiega radionuclidi artificiali in forma non sigillata, cioè non racchiusi in contenitori a tenuta o fisicamente adesi a supporti. 
I radionuclidi vengono introdotti nell'organismo sotto forma di soluzioni, sospensioni, aerosol o altro, legati a molecole o cellule che fungono da vettori.  Essi consentono, tracciando una specifica funzione, l’effettuazione di studi diagnostici "in vivo", oppure possono concentrarsi in tessuti patologici, permettendone il riconoscimento ed eventualmente l'irradiazione terapeutica. 
Al contrario delle immagini radiologiche, che si ottengono sfruttando l'attenuazione del fascio di radiazioni X da parte dei tessuti interposti tra l'apparecchiatura che le emette e il sistema di rilevazione (la vecchia lastra), le immagini medico-nucleari si ottengono rilevando le radiazioni emesse dai radiofarmaci somministrati e distribuiti nell'organismo. 
E' quindi il paziente che emette le radiazioni (gamma o X), che vengono registrate da apposite apparecchiature in grado di ricostruire l'immagine dell’organo o dell’apparato in studio (Gammacamera tomografica SPECT e tomografo PET). Dal termine scintillazione, che definisce il fenomeno fisico alla base del funzionamento di queste apparecchiature, cioè la trasformazione in energia elettrica dell'energia quantica dei fotoni gamma o X, le immagini ottenute vengono dette Scintigrafie.
Le attività di medicina nucleare non si avvalgono solo di medici specialisti, di tecnici di radiologia e di infermieri ma necessitano anche della collaborazione di fisici medici, radiochimici, radiofarmacisti e ingegneri.  Inoltre, data l’ampiezza delle applicazioni cliniche, è necessario per il medico nucleare un rapporto di collaborazione costante con i medici prescrittori di tutte le specialità interessate al fine di garantire la appropriatezza delle richieste e la qualità della refertazione.  
La medicina nucleare è oggi un servizio diagnostico, spesso insostituibile, che fornisce valide risposte a quesiti riguardanti numerose patologie
Un esame di medicina nucleare (Scintigrafia, Tomografia SPECT e PET) compota la somministrazione di un radiofarmaco che si concentra selettivamente nell'organo o nell’apparato oggetto di studio oppure che “traccia” una particolare funzione biologica. 
La distribuzione del radiofarmaco nell'organismo dipende dalle sue peculiari proprietà fisiche e chimiche, dalla via di somministrazione (endovenosa , orale ecc.), dalla capacità di attraversare barriere biologiche (ad es. barriera ematoencefalica) e, ovviamente, dalle condizioni metaboliche del paziente. 
La immagini scintigrafiche così ottenute esprimono la distribuzione spaziale o spazio-temporale del radiofarmaco. Le informazioni ricavabili non sono solo relative alla analisi delle immagini ma sono esprimibili anche sotto forma di parametri numerici (dati semiquantitativi o quantitativi). 
Le immagini medico nucleari sono immagini funzionali, cioè sono l'espressione morfologica di una funzione vitale. Infatti, un radiofarmaco si può concentrare in un qualsiasi organo solo se questo è vivo e funzionante. 
Pertanto le immagini medico-nucleari sono molto più ricche di informazioni funzionali rispetto alle altre metodiche di imaging (Radiologia, ECO e RM), prevalentemente morfologiche. 
La capacità di ottenere informazioni funzionali di un organo è particolarmente importante in quanto la compromissione funzionale di un organo o di un apparato spesso precede la alterazione anatomica
L'impiego diagnostico comprende applicazioni di imaging morfo-funzionale  "in vivo", comunemente chiamate scintigrafie, attraverso le quali si studiano, utilizzando un idoneo radiofarmaco, numerose funzioni fisiologiche e le loro alterazioni.


LA PET (Tomografia ad Emissione di Positroni)
La PET è un'indagine scintigrafica particolare, che si basa sull’impiego di radiofarmaci  con speciali caratteristiche. Questa tecnologia diagnostica permette di studiare il metabolismo delle cellule (imaging molecolare) e di ottenere immagini migliori, più definite. La PET utilizza radiofarmaci più naturali, rispetto ai radiofarmaci tradizionali. Ad esempio è possibile marcare il normale glucosio (zucchero) con il fluoro radioattivo, oppure l'acqua, il carbonio, l’azoto, cioè sostanze normalmente presenti in tutte le cellule.
Questi particolari radiofarmaci richiedono per essere rilevati un’ apparecchiatura dedicata, lo scanner PET, e sono utilizzabili solo nelle vicinanze del ciclotrone che li produce (non più di 3-4 ore in auto). Infatti, i radiofarmaci PET rimangono radioattivi e quindi utilizzabili, per un tempo molto più breve rispetto a quelli tradizionali, nell'ordine, al massimo, di 1-2 ore. 

La PET-TC
La PET-TC rappresenta, semplificando, la fusione fra un tomografo PET e un tomografo TC. Essa fornisce quindi immagini ad altissima definizione tipiche della TC di ultima generazione cui si sommano le informazioni funzionali tipiche della PET.


La Radioterapia Metabolica
Il razionale dell'uso della medicina nucleare in terapia è che il radiofarmaco , una volta somministrato al paziente, si concentra nel tessuto patologico, irradiandolo e distruggendolo risparmiando, per quanto possibile, i tessuti sani. 
I radiofarmaci che vengono usati in terapia sono, per lo più, diversi da quelli impiegati in diagnostica perchè emettono radiazioni corpuscolate e dissipano tutta la loro energia in uno spazio molto piccolo (<1 cm). Ciò consente una radioterapia metabolica selettiva e mirata. Ovviamente, come per gli usi diagnostici anche per gli usi terapeutici è fondamentale la ricerca di nuovi radiofarmaci che presentino caratteristiche fisiche e farmacologiche sempre più specifiche verso i tessuti patologici. 
Esempi di applicazioni di radioterapia metabolica sono: 
•    la terapia con radioiodio (131-I) dell'ipertiroidismo e dei tumori tiroidei; 
•    la terapia dei tumori neuroendocrini con 177Lu
•    la terapia intra-articolare con radiocolloidi della sinovite cronica da artrite reumatoide (90Y, 186Re, 168Er) 
•    la terapia delle metastasi ossee con il Radio 223, 
•    la radioembolizzazione dei tumori e delle metastasi epatiche con microsfere marcate con Y90, 
•    la terapia dei linfomi con Y90-Zevalin
•    la terapia dei neuroblastomi con 131I-MIBG.

La Ricerca
Le tecniche di medicina nucleare hanno un ruolo di grande importanza nella ricerca biomedica. 
Particolarmente rilevanti sono le nuove possibilità fornite dalla PET, che può utilizzare le stesse molecole che normalmente entrano nei cicli metabolici cellulari. Infatti, l'uso di radionuclidi emittenti positroni, come il Carbonio-11, l'Azoto-13, l'Ossigeno-15, il Fluoro-18, permette di marcare molecole biologiche sostituendo uno o più isotopi stabili con il loro isotopo radioattivo. In tal modo non vengono modificate in alcun modo le loro caratteristiche fisiche e chimiche, mantenendo invariata la funzione oggetto dello studio. Ciò non è possibile con i radionuclidi tradizionali che, essendo in genere di peso atomico elevato ed estranei alla molecola naturale, ne possono modificare più o meno marcatamente il comportamento biologico. 
Questa peculiarità della PET ha dato grande impulso alla ricerca farmacologica, in quanto in grado di fornire dati precisi sulle proprietà farmacologiche delle molecole prodotte dall'industria. 


Quando viene prescritto un esame di medicina nucleare
Quando è necessario sottoporsi ad una indagine diagnostica di medicina nucleare, oltre alla comprensibile ansia per il responso diagnostico, non si debbono avere preoccupazioni riguardo alla pericolosità o alla dolorosità delle metodiche impiegate. 
Quasi sempre il disagio maggiore è l'attesa imposta dai tempi tecnici necessari per l'esecuzione dell’esame. 
Le tecniche di imaging di medicina nucleare hanno il pregio di non essere invasive e di essere pressochè totalmente esenti da effetti collaterali; il paziente, quasi sempre, si dovrà sottoporre ad una semplice iniezione endovenosa. 
Anche i farmaci non radioattivi utilizzati come parte integrante di una indagine (ad es. la furosemide per la scintigrafia renale sequenziale; il dipiridamolo come stressor farmacologico nella SPECT miocardica), sono farmaci di comune impiego.
Ciò nonostante la medicina nucleare, al contrario della radiologia, ormai ben conosciuta dal pubblico, è ancora circondata da un alone di diffidenza e sospetto, legato al termine nucleare. 
Questo aggettivo, che fa pensare alla bomba di Hiroshima o a Chernobyl, indica solamente che i raggi gamma utilizzati in medicina nucleare provengono dal nucleo dell’atomo, al contrario dei raggi X, utilizzati in radiologia, che provengono dagli orbitali elettronici. 
Va precisato che le radiazioni elettromagnetiche sono tutte uguali (le radiazioni emesse dai normali campi elettrici, le onde radio, lo spettro del visibile, le radiazioni ultraviolette, X e gamma): l'unica differenza è la lunghezza d'onda e quindi l’ energia, che è inversamente proporzionale ad essa. 
Pertanto non vi è alcuna differenza, a parità di energia, fra una radiazione X di impiego radiologico ed una radiazione gamma di impiego medico-nucleare. 
Non va dimenticato, infine, che la radioattività è una normale componente dell'ambiente naturale. Siamo tutti esposti fin dalla nascita alle radiazioni naturali, di origine terrestre o cosmica, che sono ad oggi la principale fonte di esposizione per la popolazione. 
La radioattività naturale in parte origina dalle rocce o dalle acque terrestri; la concentrazione dei radionuclidi naturali nel suolo e nell’ acqua varia molto da luogo a luogo a seconda delle caratteristiche geologiche. Un’altra porzione delle radiazioni naturali proviene dallo spazio e raggiunge la Terra sia sotto forma di raggi cosmici (protoni, raggi alfa, nuclei pesanti) sia di radiazioni derivanti dall'interazione dei raggi cosmici con l'atmosfera terrestre (mesoni, elettroni, protoni, neutroni e fotoni). 
Anche la distribuzione dei raggi cosmici sulla superficie terrestre è variabile poichè, risentendo del campo gravitazionale terrestre, essi vengono deviati verso i Poli. L'atmosfera riduce l'esposizione ai raggi cosmici fungendo da schermo; ma in alta montagna o a bordo di aerei ad alta quota i raggi cosmici devono attraversare un ridotto spessore atmosferico, il che produce un aumento dell'esposizione alle radiazioni. 
E’ importante essere consapevoli di tutto ciò, non certo per minimizzare la pericolosità potenziale dell'uso delle radiazioni ionizzanti, impiego che deve essere sempre giustificato e limitato. La conoscenza consente tuttavia di evitare inutili timori di fronte all'uso delle radiazioni in campo medico, così come non temiamo, giustamente, la dose di radiazioni cui siamo naturalmente esposti in vacanza, alle terme o quando voliamo in aereo da un continente all’altro. 
Si può quindi affermare che la medicina nucleare non fa né più né meno male della radiologia tradizionale. Per entrambe l'essenziale è limitarne l'impiego allo stretto indispensabile. 
Sulla base di quanto affermato e poiché in medicina nucleare vengono generalmente utilizzate basse dosi, il rischio più temuto e importante, cioè che le radiazioni provochino una neoplasia, è estremamente basso. Unica vera controindicazione è la gravidanza, durante la quale non è possibile escludere danni potenziali all'embrione o al feto. Per tale ragione una scintigrafia in una donna gravida va effettuata solo dopo attenta valutazione del fisico medico e del medico nucleare e solo se l'indagine risulta indispensabile, improrogabile e insostituibile con altre tecniche diagnostiche che non richiedano l’uso di radiazioni ionizzanti. 

Patologie trattate :