Medicina nuclear: radioisótopos para diagnosticar, tratar y esterilizar
La medicina nuclear usa radioisótopos para ver cómo funcionan los órganos, tratar enfermedades y esterilizar material médico. Es la parte de la física médica que trabaja con radiación ionizante.
Este repaso explica de dónde salen esos radioisótopos y qué mide cada estudio. También muestra por qué cada dosis se programa con precisión.
En este texto, radioisótopo y radionúclido se usan como sinónimos. Ambos nombran a un isótopo inestable que emite radiación.
El recorrido usa datos de la OMS, el OIEA y la OPS. Al final aparecen dos ejercicios resueltos y una tabla comparativa.
Qué es la medicina nuclear y en qué se diferencia de una radiografía
La medicina nuclear es la especialidad que emplea radiofármacos para diagnosticar y tratar enfermedades. Un radiofármaco es un compuesto marcado con un radioisótopo.
La radiografía forma la imagen con un haz externo que atraviesa el cuerpo. Muestra sobre todo estructuras densas, como el hueso.
En medicina nuclear el compuesto entra al paciente y se acumula en un órgano. La cámara mide la radiación que sale de ese órgano.
Por eso la gammagrafía muestra cómo funciona el órgano y no solo su forma. La radiografía y la gammagrafía son estudios de diagnóstico por imágenes.
Otras técnicas no usan radiación ionizante: la ecografía emplea sonido y la resonancia magnética usa imanes. Aquí el eje son los radioisótopos y la radiación que emiten.
La OMS registra cada año unos 40 millones de pruebas de medicina nuclear en el mundo. La cifra acompaña a más de 4200 millones de estudios radiológicos anuales.
Los tipos de radiación y su poder de penetración se repasan en radiactividad natural y artificial.
Los radioisótopos y su producción en reactores y ciclotrones
Un radioisótopo es un isótopo inestable que emite radiación cuando su núcleo se desintegra. Casi ninguno de los que se usan en medicina se extrae de un mineral.
Se fabrican de forma artificial al transformar el núcleo de otro átomo. Ese cambio nuclear se llama transmutación artificial y ninguna reacción química lo logra.
El molibdeno-99 se obtiene por fisión del uranio-235 dentro de un reactor de investigación. Su semivida es de 66 horas.
Del molibdeno-99 nace el tecnecio-99m, que se separa en un generador instalado en el hospital. El generador deja pasar una solución salina por una columna y arrastra el tecnecio.
El flúor-18 no sale de un reactor: se produce en un ciclotrón. Ese acelerador de partículas bombardea un blanco para crear el radioisótopo.
Más del 95 % del molibdeno-99 del mundo se obtiene por fisión de blancos de uranio-235. La producción ocurre en reactores de investigación.
Cómo se altera un núcleo se explica en la fisión y la fusión nuclear.
El radiofármaco y su semivida: por qué cada dosis se programa
Un radiofármaco lleva un radioisótopo unido a una molécula. Esa molécula decide a qué órgano llega el compuesto.
Cada radioisótopo tiene una semivida: el tiempo necesario para que su actividad se reduzca a la mitad. La OMS la define así y varía desde fracciones de segundo hasta millones de años.
El tecnecio-99m tiene una semivida de 6 horas y el flúor-18 de unos 110 minutos. El yodo-131 tarda 8 días en reducir su actividad a la mitad.
Una semivida corta obliga a preparar la dosis el mismo día de la cita. El servicio no puede acumular reservas grandes de tecnecio ni de flúor-18.
La actividad del material se expresa en becquereles, es decir en desintegraciones por segundo. Ese valor baja con cada semivida que transcurre.
La tabla siguiente reúne los radioisótopos más usados con su emisión y su semivida.
| Radioisótopo | Emisión principal | Semivida | Uso médico |
|---|---|---|---|
| Tecnecio-99m | Radiación gamma de 140 keV | 6 horas | Diagnóstico por gammagrafía |
| Yodo-131 | Partículas beta y radiación gamma | 8 días | Tratamiento de la tiroides |
| Flúor-18 | Positrones | 110 minutos | Diagnóstico por PET |
| Cobalto-60 | Radiación gamma de 1,17 y 1,33 MeV | 5,27 años | Radioterapia y esterilización |
La gammagrafía: el tecnecio-99m y la cámara gamma
La gammagrafía usa tecnecio-99m, el radioisótopo más empleado en diagnóstico. El OIEA estima que participa en más del 80 % de los estudios de medicina nuclear del mundo.
Cuando el tecnecio-99m se desintegra emite radiación gamma de 140 keV. Una cámara gamma capta esos fotones y arma la imagen del órgano.
La radiación gamma atraviesa los tejidos y sale del cuerpo, así que se detecta desde fuera. Las partículas alfa no saldrían del organismo.
Dos estudios frecuentes son la perfusión del músculo cardíaco y la búsqueda de metástasis en los huesos. El paciente recibe el radiofármaco y espera unos minutos.
Después se acuesta bajo la cámara, que no emite radiación: solo detecta la que sale del cuerpo. La imagen aparece como una mancha más intensa en las zonas de mayor captación.
La diferencia entre un isótopo estable y uno radiactivo se repasa en el átomo: partículas fundamentales, iones e isótopos.
El yodo-131: tratar la tiroides desde dentro
La glándula tiroides absorbe el yodo que circula en la sangre. Por eso un compuesto con yodo-131 se concentra en ella.
El yodo-131 se administra en cápsula o en líquido y emite partículas beta. Esas partículas destruyen el tejido tiroideo que funciona en exceso.
Las indicaciones aprobadas son el hipertiroidismo y los carcinomas tiroideos que captan yodo. La OPS describe esta terapia como selectiva hacia las células tumorales.
El yodo también se acumula en las metástasis tiroideas que captan yodo. Antes de tratar se comprueba que el tumor capta el compuesto.
La semivida de 8 días obliga a programar la llegada del material y la dosis de cada paciente. La cápsula se prepara según la cita del día.
La radioterapia y la braquiterapia: dosis altas contra el tumor
La radioterapia aplica dosis de radiación mucho mayores que las de un diagnóstico. Esa dosis daña el ADN de las células del tumor.
La OPS señala que más de la mitad de los pacientes con cáncer recibe algún tratamiento con radiación. Existen varias formas de aplicar esa dosis.
En la radioterapia externa el haz llega desde fuera del cuerpo. En la braquiterapia se colocan fuentes radiactivas selladas dentro o cerca del tumor.
La terapia con radiofármacos se administra por vía oral o intravenosa. La sustancia viaja por la sangre hasta el tejido que la capta.
La braquiterapia se usa en cánceres ginecológicos, de próstata y de piel. La terapia con radiofármacos se emplea en cáncer de tiroides y tumores neuroendocrinos.
El PET y los positrones: ver la actividad del tumor
La tomografía por emisión de positrones, o PET, usa radiofármacos que emiten positrones. El flúor-18 es el más habitual y va unido a una molécula de glucosa.
El positrón choca con un electrón del cuerpo y las dos partículas se aniquilan. De esa aniquilación salen dos fotones gamma de 511 keV en direcciones opuestas.
El equipo detecta el par de fotones y calcula el punto donde se originó. Así localiza tumores y mide cuánta glucosa consumen.
El radiofármaco se inyecta por vía intravenosa y el paciente espera antes del estudio. La glucosa marcada se reparte por todo el cuerpo.
Un tumor muy activo capta más glucosa marcada y aparece con más intensidad. La semivida de 110 minutos obliga a tener el ciclotrón cerca del hospital.
Esterilizar el material médico con radiación
El cobalto-60 emite rayos gamma de alta energía. Esa radiación atraviesa el empaque cerrado y daña el material genético de los microorganismos.
El OIEA informa que la irradiación es el método preferido para casi la mitad de los dispositivos. Esos aparatos requieren esterilización en todo el mundo.
En más del 80 % de esos casos se usa radiación gamma del cobalto-60. La energía de esa radiación permite tratar los paquetes ya cerrados.
La exposición no deja residuo radiactivo ni vuelve radiactivo al producto. La fuente permanece guardada y blindada cuando la banda se detiene.
La norma ISO 11137-2 establece cómo determinar la dosis mínima de esterilización. Permite sustanciar 25 kGy o 15 kGy para un nivel de garantía de esterilidad de 10⁻⁶.
Cada lote se audita con muestras para comprobar que recibió la dosis prevista. Sin esa verificación el producto no se puede dar por esterilizado.
La actividad del cobalto-60 disminuye cerca de un 12 % por año. Por eso se agregan lápices nuevos a la fuente para mantener la dosis de trabajo.
La esterilización industrial también puede usar haces de electrones o rayos X. Los aceleradores solo necesitan electricidad y se pueden apagar.
La tabla siguiente ordena las aplicaciones médicas de la radiación por su finalidad.
| Aplicación | En qué consiste | Radioisótopo típico |
|---|---|---|
| Diagnóstico por gammagrafía | El radiofármaco se acumula en el órgano y la cámara capta su emisión | Tecnecio-99m en corazón y huesos |
| Diagnóstico por PET | El positrón genera dos fotones que el equipo localiza en el cuerpo | Flúor-18 en tumores |
| Tratamiento de la tiroides | La emisión beta destruye el tejido que capta el compuesto | Yodo-131 en la glándula tiroides |
| Esterilización de material | Los rayos gamma dañan el material genético de los microorganismos | Cobalto-60 en jeringas y sondas |
Por qué la radiación médica se controla y no se teme
El uso médico concentra el 98 % de la dosis que la población recibe de fuentes artificiales. La OMS añade que representa el 20 % de la exposición total.
Cada estudio se justifica antes de realizarse: el beneficio debe superar el riesgo. Después se busca la dosis más baja que aporte la información necesaria.
En los tratamientos la dosis se planifica y se dirige solo a la zona enferma. Así se protege el tejido sano que rodea al tumor.
La OPS recuerda que, bien utilizada, la radiación médica es segura. Sus beneficios superan ampliamente los riesgos cuando existe control y personal capacitado.
La medicina nuclear en los seis países de América
Los seis países del programa abordan la radiactividad en momentos distintos del currículo. Esta pieza declara el respaldo real de cada uno.
- Costa Rica: el programa de Octavo Año pide analizar las aplicaciones de los elementos químicos radiactivos en diferentes áreas y valorar las medidas de seguridad.
- Colombia: la malla de octavo y noveno trabaja los fenómenos ondulatorios y sus usos; la energía nuclear aparece al final de undécimo grado.
- Chile: el temario de 8.º básico estudia el calor y la radiación como forma de transferencia; no documenta los radioisótopos en ese grado.
- Ecuador: el subnivel de Básica Superior incluye el fechado radiactivo; la desintegración alfa, beta y gamma figura en Física del Bachillerato.
- México: la Fase 6 menciona la energía nuclear entre las formas de energía de la comunidad, sin detallar las técnicas médicas.
- Perú: el ciclo avanzado evalúa las implicancias del uso de la radioactividad en la salud y el ambiente.
Los datos de cada país salen de los documentos oficiales de su ministerio de educación. El respaldo más completo en el grado corresponde a Costa Rica.
Ningún programa del grado detalla las técnicas de medicina nuclear con profundidad. El detalle técnico de este artículo viene de las fuentes del sector salud.
Ejercicio resuelto 1: la semivida del tecnecio-99m
Situación: un vial de tecnecio-99m sale del generador a las 7:00 con toda su actividad. Hay que estimar qué fracción de esa actividad queda a las 19:00 del mismo día.
El dato de partida es la semivida del tecnecio-99m: 6 horas.
- Paso 1. Entre las 7:00 y las 19:00 transcurren 12 horas.
- Paso 2. El número de semividas es 12 entre 6, es decir 2 semividas.
- Paso 3. Al cabo de una semivida queda la mitad de la actividad.
- Paso 4. Al cabo de dos semividas queda la mitad de la mitad.
- Paso 5. La mitad de la mitad es la cuarta parte, o sea el 25 %.
- Paso 6. Si la actividad inicial fuera 100 unidades, a las 19:00 quedarían 25.
Respuesta: a las 19:00 queda la cuarta parte de la actividad inicial. Por eso el estudio se programa el mismo día.
Ejercicio resuelto 2: la dosis de un lote esterilizado
Situación: una planta valida su proceso con una dosis de referencia de 25 kGy según la norma ISO 11137-2. La auditoría de un lote mide 18 kGy.
Hay que decidir si ese lote se puede dar por esterilizado.
- Paso 1. La dosis de referencia validada para el proceso es 25 kGy.
- Paso 2. La dosis medida en el lote auditado es 18 kGy.
- Paso 3. La diferencia entre ambas es 25 menos 18, o sea 7 kGy.
- Paso 4. La dosis medida queda por debajo de la referencia validada.
- Paso 5. La norma exige auditar la dosis de cada lote antes de liberarlo.
- Paso 6. Con la dosis por debajo del valor establecido no hay garantía de esterilidad.
Respuesta: el lote no se puede dar por esterilizado. El proceso debe revisarse y el material no se libera sin verificar la dosis.
Estrategias para el examen y errores frecuentes
Conclusión
La medicina nuclear aprovecha radioisótopos para diagnosticar, tratar y esterilizar. Cada aplicación usa un radioisótopo distinto según su emisión y su semivida.
El tecnecio-99m domina el diagnóstico porque su radiación gamma de 140 keV permite imágenes claras. El yodo-131 trata la tiroides con partículas beta que actúan dentro de la glándula.
El PET localiza tumores con dos fotones de 511 keV que nacen de la aniquilación de un positrón. La irradiación con cobalto-60 esteriliza material sin dejarlo radiactivo.
Ninguna de estas técnicas funciona sin control: cada dosis se justifica y se programa. Conocer los radioisótopos y sus semividas permite responder las preguntas de la prueba.
Repasar esta pieza ayuda a distinguir diagnóstico de tratamiento. El siguiente paso es resolver los ejercicios sin mirar la solución.
Fuentes de Referencia:
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- Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos. (2022). ISO 11137-2:2013, Sterilization of health care products — Radiation — Part 2: Establishing the sterilization dose (Norma reconocida 14-580). https://accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfStandards/detail.cfm?standard__identification_no=43762
- Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos. (2006). Fact sheet: Commercial irradiators. https://www.nrc.gov/docs/ML0605/ML060520648.pdf
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- Ministerio de Educación de Ecuador. (2016). Currículo de los niveles de educación obligatoria: Subnivel de Básica Superior. https://web.archive.org/web/20241031051339id_/https://educacion.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2019/09/EGB-Superior.pdf
- Ministerio de Educación de Perú. (2019). Programa curricular de Educación Básica Alternativa: Ciclo Avanzado. https://repositorio.minedu.gob.pe/bitstream/handle/20.500.12799/6674/Programa Curricular de Educación Básica Alternativa. Ciclo Avanzado.pdf
- Ministerio de Educación Nacional de Colombia. (2006). Estándares básicos de competencias en ciencias naturales y ciencias sociales: Formar en ciencias, el desafío. https://www.mineducacion.gov.co/1780/articles-81033_archivo_pdf.pdf
- Ministerio de Educación Pública de Costa Rica. (2016). Programa de estudio de Ciencias: Tercer ciclo de la educación general básica. https://www.mep.go.cr/sites/default/files/media/ciencias3ciclo.pdf
- Organismo Internacional de Energía Atómica. (2010). Production technologies for molybdenum-99 and technetium-99m (IAEA-TECDOC-1065). https://www.iaea.org/sites/default/files/gc/gc54inf-3-att7_en.pdf
- Organismo Internacional de Energía Atómica. (2012). The use and management of sealed radioactive sources (GC(56)/INF/3, Anexo 6). https://www.iaea.org/sites/default/files/gc/gc56inf-3-att6_en.pdf
- Organismo Internacional de Energía Atómica. (2022). Irradiación industrial para un mundo mejor. Boletín del OIEA, 63(2). https://www.iaea.org/es/bulletin/irradiacion-industrial-para-un-mundo-mejor
- Organización Mundial de la Salud. (2023). Efectos en la salud de las radiaciones ionizantes. https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/ionizing-radiation-and-health-effects
- Organización Panamericana de la Salud. (2025). Salud radiológica. https://www.paho.org/es/temas/salud-radiologica
- Secretaría de Educación Pública de México. (2024). Programa sintético de la Fase 6: Educación secundaria. https://educacionbasica.sep.gob.mx/wp-content/uploads/2024/06/Programa_Sintetico_Fase_6.pdf
Sigue estudiando: los elementos químicos de la tabla periódica y la ciencia y la tecnología en la salud.
