Contador gamma

Qué es el contador gamma

El nombre combina "contador" (del latín computare, calcular) con "gamma", la tercera letra del alfabeto griego (γ), que Paul Villard empleó en 1900 para designar al componente más penetrante de la radiación emitida por el radio, tras las ya bautizadas como alfa y beta por Rutherford. En la práctica clínica, "contador gamma" se aplica al detector de centelleo que trabaja específicamente con fotones gamma, mientras que el contador Geiger opera por ionización gaseosa y no discrimina la energía de las partículas que registra.

El principio es sencillo en concepto, aunque su ejecución técnica no lo es tanto. Un fotón gamma penetra en el cristal centelleador e interactúa con él por efecto fotoeléctrico o por dispersión Compton. La energía depositada eleva electrones a la banda de conducción del cristal; al regresar a su estado basal, esos electrones emiten fotones de luz visible, breves destellos azulados cuya intensidad guarda proporción con la energía del fotón gamma original. El tubo fotomultiplicador capta ese destello, lo amplifica y lo traduce en un pulso eléctrico cuya altura se mide y clasifica.

El cristal de NaI(Tl) como centelleador

El yoduro de sodio es el material más extendido en la instrumentación gamma clínica. Su elevado número atómico (el yodo tiene Z = 53) le confiere una alta probabilidad de interacción con los fotones gamma, y el dopaje con talio mejora la eficiencia de conversión luminosa. Un cristal bien calibrado puede alcanzar resoluciones energéticas del 7 al 8 % para el pico de 662 keV del cesio-137, lo que permite separar con razonable claridad los fotopicos de distintos radioisótopos en un espectro de energía.

El NaI(Tl) tiene, eso sí, una limitación conocida: es higroscópico. Absorbe humedad del aire y se deteriora si el sellado del cristal falla. Los laboratorios de medicina nuclear manejan estos cristales con las mismas precauciones que cualquier material delicado, y la estabilidad del detector se verifica periódicamente mediante fuentes de calibración de actividad conocida.

Uso en medicina nuclear

En el laboratorio, el contador gamma de pozo (llamado así porque la muestra se introduce en un orificio tallado en el cristal para maximizar la geometría de detección) sirve para medir la actividad de muestras de sangre, orina o tejido marcadas con isótopos como el yodo-125, el cromo-51 o el galio-67. Permite, por ejemplo, calcular el volumen sanguíneo, estimar la filtración glomerular o valorar la captación tiroidea.

A mayor escala, el mismo principio de centelleo subyace en las gammacámaras utilizadas para la gammagrafía y en los escáneres de tomografía por emisión de positrones (PET), aunque estos últimos emplean cristales centelleadores de mayor velocidad de respuesta, como el germanato de bismuto (BGO) o el ortosilicato de lutecio (LSO), adaptados a la detección en coincidencia de los dos fotones gamma de 511 keV que se generan en la aniquilación del positrón.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre un contador gamma y un contador Geiger?

La diferencia radica en el principio de detección. El contador gamma emplea centelleo (un cristal que emite luz al recibir radiación) y es capaz de medir la energía de cada fotón. El contador Geiger utiliza ionización gaseosa y genera un pulso uniforme sea cual sea la energía de la partícula: detecta que algo ha pasado, pero no cuánta energía llevaba. Para la espectrometría y la cuantificación precisa de radioisótopos, el contador gamma resulta insustituible.

¿Es lo mismo un contador gamma que una gammacámara?

No. El contador gamma mide la actividad de una muestra colocada junto al cristal detector. La gammacámara, en cambio, es un sistema de imagen que utiliza un cristal de gran superficie, un colimador y electrónica de posicionamiento para generar un mapa espacial de la distribución del radioisótopo dentro del cuerpo del paciente. Comparten el principio de centelleo, pero la finalidad y la complejidad del equipo son muy distintas.

¿Por qué se usa yoduro de sodio y no otro material?

Por tres razones convergentes: su alto número atómico (que maximiza la probabilidad de captura del fotón gamma), su buena eficiencia de conversión luminosa y su coste relativamente asequible. Existen alternativas con mejor resolución energética, como el germanio de alta pureza, pero requieren refrigeración con nitrógeno líquido y su precio es sensiblemente mayor.

Referencias

1. Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA). Detección de radiaciones: detección y medición de las radiaciones ionizantes.
2. Manual MSD (versión para profesionales). Gammagrafía.
3. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Gammagrafía. MedlinePlus en español.
4. Consejo de Seguridad Nuclear (CSN). Protección radiológica.