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EXACTITUD EN LA CUANTIFICACION DE LA ACTIVIDAD DE 131I A PARTIR DE
IMÁGENES SPECT: UN ESTUDIO SIMIND MONTE CARLO
ACCURACY IN THE QUANTIFICATION OF 131I ACTIVITY FROM SPECT IMAGES: A
SIMIND MONTE CARLO STUDY
J. L. De la Cruz Marin*1,2, C.Y. Chain3,4 y L. H. Illanes3
1Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI), Av. Túpac Amaru 210, Rímac, Lima, Perú
2Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM), Grupo de investigación INFISA, Lima, Perú
3Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata (UNLP), 47 y 115 – (B1900AJL) La Plata – Prov. Buenos Aires –
Argentina
4Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas INIFTA (CONICET- UNLP) Diagonal 113 y 64 S/N- (B1900) La
Plata – Prov. Buenos Aires – Argentina
Recibido: 10/03/2025 ; Aceptado: 04/08/2025
La posibilidad de cuantificar la actividad de un radiofármaco a partir de imágenes SPECT depende, entre otros factores,
de las especificaciones técnicas del equipamiento de imagen, de la combinación isótopo/colimador, y de la presencia de
fenómenos físicos que experimenta la radiación emitida y que degradan la imagen. Estos factores pueden ser investiga-
dos y optimizados usando simulaciones basadas en Montecarlo. El objetivo del presente trabajo es evaluar la exactitud
en la cuantificación de la actividad de 131I a partir de imágenes SPECT obtenidas con un equipo General Electric
SPECT, modelo Discovery NM 630 en distintas condiciones de operación. Con este fin, se configuró con SIMIND
MC una cámara gamma como modelo computacional del equipamiento clínico y lesiones conteniendo 131I en distin-
tas ubicaciones de un fantoma antropomórfico como modelo del paciente. Se obtuvieron imágenes SPECT simuladas
utilizando colimadores de propósitos generales de media y alta energía y diferentes espesores de cristal centellador, y
se cuantificó la actividad de 131I a partir de las imágenes, con y sin corrección por atenuación. La actividad de 131I
cuantificada a partir de las imágenes SPECT simuladas sin corrección de atenuación es siempre menor que la actividad
configurada en la simulación, arrojando errores de entre 39 y 64% . El error en la cuantificación de la actividad de
131I disminuye notablemente cuando la imagen se corrige por atenuación, arrojando errores menores a 0,4%, en los
remanentes tiroideos. El trabajo verificó que es posible cuantificar la actividad de 131I a partir de imágenes SPECT si
se cuenta con un método para corregir las imágenes por atenuación.
Palabras Clave: SIMIND Montecarlo, simulaciones, SPECT, 131I.
The possibility of quantifying the activity of a radiopharmaceutical from SPECT images depends, among others, on
the technical specifications of the imaging equipment, the isotope/collimator combination, and the presence of physical
phenomena experienced by the emitted radiation that degrades the image. These factors can be investigated and op-
timized using Monte Carlo-based simulations. The aim of this work is to evaluate the accuracy on the quantification
of 131I activity from SPECT images obtained with a General Electric SPECT equipment, model Discovery NM 630,
under different operational conditions. To this end, a gamma camera was configured in SIMIND MC as a computational
model of the clinical equipment and lesions containing 131I in different locations of an anthropomorphic phantom was
configured as a model of the patient. Simulated SPECT images were obtained using general purpose medium- and high-
energy collimators and different thicknesses of scintillation crystal, and 131I activity was quantified from the images,
with and without attenuation correction. The quantified 131I activity from simulated SPECT images without attenuation
correction is always smaller than the activity configured in the simulation, yielding errors of between 39 and 64%. The
error in the quantification of 131I activity markedly decreases when the image is corrected for attenuation, yielding error
values less than 0.4% in the thyroid remnants. The work verified that it is possible to quantify 131I activity from SPECT
images if an attenuation correction method is available.
Keywords: SIMIND Monte Carlo, simulations, SPECT, 131I.
https://doi.org/10.31527/analesafa.2026.37.1.1-5 ISSN - 1850-1168 (online)
* yamil@inifta.unlp.edu.ar
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I. INTRODUCCIÓN
La Radioterapia Metabólica (RTM) está basada en la captación selectiva de un radiofármaco (RF) por parte de una
molécula target. El RF más utilizado en la RTM es el yoduro de sodio radiomarcado con 131I (131I-NaI) que es captado
selectivamente por las células tiroideas[1] y se utiliza hace más de 80 años para tratar enfermedades tiroideas. Aunque
no está necesariamente recomendado en las guías operacionales[2,3], dada la facilidad de aplicación, en la mayoría de
los países se realiza en los pacientes RTM utilizando actividades fijas de 131I-NaI, o estandarizadas por el peso o la edad
del paciente, la presencia de metástasis, etc. Las RTM con 131I-NaI basadas en cálculos dosimétricos permiten ajustar la
actividad a administrar al paciente, potencialmente optimizando la eficacia del tratamiento y disminuyendo la aparición
de efectos adversos[4,5]. Los cálculos de dosis para planificación de RTM se basan en la cuantificación de imágenes
de Medicina Nuclear (MN). Si bien la capacidad cuantitativa de las imágenes de Tomografía de Emisión de Positrones
acoplada a Tomografía Axial Computada (PET/CT) es bien reconocida desde hace años, el avance en el equipamiento
de MN permite hoy en día cuantificar imágenes de Tomografía Computada por Emisión de Fotón Único acoplada a CT
(SPECT/CT) de un modo similar, con la ventaja de la amplia aplicación de los RF emisores gamma en comparación
con los emisores de positrones[6]. La posibilidad de cuantificar imágenes obtenidas con un equipo SPECT no dual es
posible en ciertas situaciones si se corrigen los efectos físicos que degradan la imagen, tal como la atenuación de los
fotones en el cuerpo del paciente o la contribución de la radiación dispersa en la imagen[7,8]. Dado que la exactitud en la
cuantificación de las imágenes de MN afecta de manera directa la exactitud de los cálculos dosimétricos, es esencial definir
las limitaciones de los métodos de cuantificación. El objetivo del presente trabajo es utilizar un simulador de imágenes
clínicas basadas en MC para obtener imágenes SPECT de 131I y determinar cuáles son las condiciones de operación más
adecuadas para cuantificar la actividad a partir de las imágenes, en vista a la realización de cálculos dosimétricos.
II. MÉTODOS
Simulador de adquisición de imágenes clínicas
Se configuró el programa SIMIND MC con los parámetros técnicos de un equipo General Electric GE SPECT modelo
Discovery NM 630[9,10].
Configuración de la distribución de la actividad
Como modelo computacional del paciente se utilizó un fantoma voxelizado Zubal de torso[11]. Se simuló una fuente
de calibración de 131I que se ubicó delante del cuello a la altura de la tiroides con una actividad puntual de 3,7 MBq.
Considerando que en los casos clínicos de pacientes tiroidectomizados y posteriormente tratados con 131I, la actividad del
RF puede acumularse en remanentes tiroideos que no fueron extirpados en la cirugía y en metástasis que frecuentemente
se encuentran en pulmón, se modeló esta situación en el fantoma. Se configuraron computacionalmente lesiones esféricas
de 1,14 cm de diámetro en la región del cuello, conteniendo una actividad de 15 o 550 MBq, a 2,66 cm de profundidad
(simulando remanentes tiroideos) y en la región del tórax conteniendo 74 MBq de actividad a 14,82 cm de profundidad (si-
mulando metástasis pulmonares). En la Fig. 1se muestran cortes transversales de la imagen SPECT simulada, mostrando
las lesiones configuradas en la región del cuello (izquierda) y del tórax (derecha) en el fantoma antropomórfico.
Simulación de adquisición de proyecciones y reconstrucción de la imagen
Se simuló la adquisición de 64 proyecciones SPECT para 131I, de modo de cubrir la totalidad de la imagen 3D. Las
simulaciones se realizaron en distintas condiciones de operación, i.e., colimadores de propósitos generales GE-HEGP (de
alta energía) y GE-MEGP (de media energía) y cristales de 0,953 cm y 1,27 cm para cada caso. Posteriormente se realizó
la reconstrucción de las proyecciones generadas por SIMIND por medio del programa CASToR versión 3.1.1 y se obtuvo
la imagen SPECT por el método de OSEM de reconstrucción iterativa.
FIG. 1: Corte transversal de las imágenes SPECT simuladas mostrando las lesiones tumorales configuradas, a la altura del cuello
(izq.) y el torax (der.). Las líneas rojjas señalan el contorno de la región anatómica en cada caso. A: anterior, P: posterior.
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Corrección por atenuación de la imagen
La corrección por atenuación de las imágenes SPECT, se realizó empleando el mismo fantoma antropomórfico en forma
de mapa de densidades. En el marco de la simulación en SIMIND MC eso implica agregar el switch “/ac” a la sentencia
que se envía al software CASToR para que lleve a cabo la reconstrucción.
Cuantificación de la actividad en las imágenes
La cuantificación de la actividad en los distintos cortes de las imágenes SPECT simuladas se realizó utilizando el
programa Fiji. Mediante la herramienta Analize se midieron las cuentas en las regiones de interés (ROIs) que delimitaban
la fuente de calibración y las lesiones configuradas.
El factor de calibración (FC) de las imágenes simuladas (cuentas/actividad) se obtuvo calculando el cociente entre el
número de cuentas medido y la actividad configurada en la ROI correspondiente a la fuente de calibración. La actividad en
las lesiones tiroideas y pulmonares se obtuvo a partir de las cuentas de las ROI correspondientes, corrigiendo por el factor
de calibración. La exactitud en la cuantificación de la actividad se evaluó a través de la diferencia relativa porcentual
(DRP) entre la actividad configurada en la simulación A. teórica y la actividad cuantificada en la imagen simulada A.
cuant.
DRP =
|A.teorica −A.cuant.|
A.teorica ×100
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El FC es una medida de la capacidad del equipo para detectar los fotones emitidos por la fuente radiactiva y depende
de las condiciones operacionales de adquisición de la imagen[12]. En la Tabla 1se muestran los FC obtenidos a partir las
imágenes SPECT simuladas en distintas condiciones de operación. Para una fuente de calibración de actividad fija, el FC
se incrementa con el espesor del cristal debido a la mayor eficacia de la detección, y para un mismo cristal es menor con
colimadores de alta energía, en los cuales la sensibilidad de la detección está limitada a fotones de energia mayor a 300
keV[13].
La actividad de 131I cuantificada a partir de las imágenes SPECT simuladas se presenta en la Tabla 2y en las Figs. 2-4.
Las medidas realizadas verifican que la exactitud en la cuantificación de la actividad de 131I depende fuertemente de la
posibilidad de corregir por atenuación las imágenes y en menor grado, del colimador utilizado. Para un mismo colimador,
se observa que la exactitud de la cuantificación de 131I en remanentes tiroideos es notablemente mejor en las imágenes
SPECT corregidas por atenuación (DRP en el rango 0.02 - 0,4%, columnas grises en Fig. 2y Fig. 3) que en ausencia de tal
corrección (DRP en el rango 39,70 - 51,93%, columnas naranjas en Fig. 2y Fig. 3). La exactitud en la cuantificación de
la actividad de 131I en los remanentes tiroideos a partir de las imágenes SPECT también se ve afectada por el colimador
utilizado, siendo más eficientes los colimadores de altas energías cuyo diseño está optimizado para la detección de la
radiación gamma de 364 keV del 131I[13,14]. La cuantificación de actividad de 131I a partir de imágenes SPECT en
lesiones pulmonares (Fig. 4) muestra la misma dependencia con la corrección de atenuación ya descripta, aunque las
DRP son mayores ya que debido a la profundidad de las lesiones configuradas, parte de la radiación emitida no llega a
los detectores. En el caso de lesiones profundas el colimador que da mejores resultados en términos de cuantificación de
actividad de 131I es el de mediana energía, por su mayor sensibilidad respecto al HEGP.
TABLA 1: Factores de calibración obtenidos con fuentes de calibración simuladas en distintas condiciones operacionales.
Fuente de calibración configurada Condiciones operacionales Cuentas de la
fuente de
calibración en la
imagen simulada
Factor de
calibración
(cuentas/MBq)
Ubicación Actividad (MBq) Cristal (cm) Colimador
Delante del cuello, a
la altura de la
tiroides
3,7
0,953 GE-HEGP 35,47 9,58
0,953 GE-MEGP 46,05 12,44
1,27 GE-HEGP 39,52 10,68
1,27 GE-MEGP 52,99 14,32
IV. CONCLUSIONES
Se utilizó un simulador de imágenes clínicas basado en MC para obtener imágenes SPECT de lesiones conteniendo
131I como modelos de tumores y se evaluó la posibilidad de que esas imágenes provean datos cuantitativos de la actividad
de 131I que puedan ser útiles en la realización de cálculos dosimétricos en RTM de CDT. Las simulaciones permitieron
verificar que es posible cuantificar con adecuada exactitud la actividad de 131I a partir de las imágenes SPECT de un equipo
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TABLA 2: Actividad cuantificada y diferencia porcentual relativa obtenidas en imágenes SPECT de lesiones en distintas condiciones
operacionales.
Lesión configurada Condiciones operacionales Imagen SPECT sin co-
rrección de atenuación
Imagen SPECT con co-
rrección de atenuación
Tipo Actividad (MBq) Cristal (cm) Colimador
Actividad
cuantificada
(MBq)
DRP (%)
Actividad
cuantificada
(MBq)
DRP (%)
Remanente
tiroideo
15 1,27 GE-HEGP 8,93 40,46 14,98 0,13
GE-MEGP 7,24 51,73 14,94 0,40
550 0,953 GE-HEGP 331,64 39,70 549,84 0,02
GE-MEGP 324,95 40,91 548,44 0,28
Metástasis
pulmonar 74
0,953 GE-HEGP 44,44 39,94 75,77 2,39
0,953 GE-MEGP 44,37 40,04 75,66 2,24
1,27 GE-HEGP 28,31 61,74 64,96 12,21
1,27 GE-MEGP 27,13 63,33 66,26 10,45
FIG. 2: Actividad cuantificada a apartir de imágenes SPECT simuladas de un remanente tiroideo utilizando un cristal de 1,27 cm de
espesor y distintos colimadores. La línea discontinua indica la actividad configurada en la lesión.
FIG. 3: Actividad cuantificada a partir de imágenes SPECT simuladas de un remanente tiroideo utilizando un cristal de 0,953 cm y
distintos colimadores. La línea discontinua indica la actividad configurada en la lesión.
General Electric, modelo Discovery NM 630 solo en caso de que las imágenes se corrijan por atenuación. La cuantificación
de la actividad de 131I es particularmente buena en el caso de lesiones superficiales como lo son los remanentes tiroideos
y ronda errores del 10% en caso de lesiones profundas, tal como las metástasis pulmonares.
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FIG. 4: Actividad cuantificada a partir de imágenes SPECT simuladas de una lesión pulmonar utilizando cristales de diferente espesor
y distintos colimadores. La línea discontinua indica la actividad configurada en la lesión.
REFERENCIAS
[1] C. Y. Chain y L. Illanes. Radiofármacos en medicina nuclear: Fundamentos y aplicación clínica https://libros.unlp.edu.ar/
index.php/unlp/catalog/book/409 (Editorial de la Universidad Nacional de La Plata (EDULP), La Plata, Argentina, 2015).
[2] M. P. M. Stokkel, D. Handkiewicz Junak, M. Lassmann, M. Dietlein y M. Luster. EANM procedure guidelines for therapy
of benign thyroid disease. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 37, 2218-2228 (jul. de 2010).ISSN:
1619-7089. http://dx.doi.org/10.1007/s00259-010-1536-8.
[3] M. Luster, S. E. Clarke, M. Dietlein, M. Lassmann, P. Lind, W. J. G. Oyen, J. Tennvall y E. Bombardieri. Guidelines for radio-
iodine therapy of differentiated thyroid cancer. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging 35, 1941-1959
(ago. de 2008).ISSN: 1619-7089. http://dx.doi.org/10.1007/s00259-008-0883-1.
[4] S. L. Hyer, B. Pratt, M. Gray, S. Chittenden, Y. Du, C. L. Harmer y G. D. Flux. Dosimetry-based treatment for Graves’ di-
sease. Nuclear Medicine Communications 39, 486-492 (jun. de 2018).ISSN: 0143-3636. http://dx.doi.org/10.1097/MNM.
0000000000000826.
[5] N. Alan Selcuk, T. Toklu, S. Beykan y S. I. Karaaslan. Evaluation of the dosimetry approaches in ablation treatment of thyroid
cancer. Journal of Applied Clinical Medical Physics 19, 134-140 (jun. de 2018).ISSN: 1526-9914. http://dx.doi.org/10.1002/
acm2.12350.
[6] J. C. Dickson, I. S. Armstrong, P. M. Gabiña, A. M. Denis-Bacelar, A. K. Krizsan, J. M. Gear, T. Van den Wyngaert, L.-F.
de Geus-Oei y K. Herrmann. EANM practice guideline for quantitative SPECT-CT. European Journal of Nuclear Medicine and
Molecular Imaging 50, 980-995 (dic. de 2022).ISSN: 1619-7089. http://dx.doi.org/10.1007/s00259-022-06028-9.
[7] J. W. E. d. Silva, M. H. d. S. Andrade, F. M. Augusto y D. V. S. Batista. Caracterização de Sistema SPECT para a quantificação
de imagens com vistas à dosimetria interna em medicina nuclear: desafios e oportunidades Trabalho de Conclusão de Curso
(Residência Multiprofissional em Oncologia), Instituto Nacional de Câncer, Rio de Janeiro. 2024. https://ninho.inca.gov.br/
jspui/handle/123456789/16217.
[8] M. Ljungberg. en Basic Sciences of Nuclear Medicine 473-500 (Springer International Publishing, 2021). ISBN: 9783030652456.
http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-65245-6_18.
[9] J. De la Cruz Marin, C. Chain y L. H. Illanes. MODELO COMPUTACIONAL DE UNA CÁMARA GAMA COMO SIMULA-
DOR DE IMÁGENES CLÍNICAS. ANALES AFA 36, 21-24 (jun. de 2025). https://anales.fisica.org.ar/index.php/analesafa/
article/view/2469.
[10] Monte Carlo Calculations in Nuclear Medicine: Applications in Diagnostic Imaging 2nd (eds. Ljungberg, M., Strand, S.-E.
y King, M. A.) ISBN: 9780367865429. https : / / www. routledge . com / Monte - Carlo - Calculations - in - Nuclear - Medicine -
Applications-in-Diagnostic-Imaging/Ljungberg-Strand-King/p/book/9780367865429 (CRC Press, 2019).
[11] I. G. Zubal, C. R. Harrell, E. O. Smith, Z. Rattner, G. Gindi y P. B. Hoffer. Computerized three-dimensional segmented human
anatomy. Medical Physics 21, 299-302 (feb. de 1994).ISSN: 2473-4209. http://dx.doi.org/10.1118/1.597290.
[12] L. Illanes y M. E. Etcheverry. Física de la medicina nuclear: Introducción al control y verificación de los equipos. Una guía
práctica ISBN: 9789503413258. http://dx.doi.org/10.35537/10915/52723 (Editorial de la Universidad Nacional de La Plata
(EDULP), 2016).
[13] E. M. Cruz Serrano, M. d. M. Martínez Maluenda, J. Fernández Reyes y J. García García. Tipos de colimadores en Medicina
Nuclear. Revista Ocronos 5, 57 (2022). https://revistamedica.com/tipos-colimadores-medicina-nuclear/.
[14] A. Kojima, K. Gotoh, M. Shimamoto, K. Hasegawa y S. Okada. Iodine-131 imaging using 284 keV photons with a small animal
CZT-SPECT system dedicated to low-medium-energy photon detection. Annals of Nuclear Medicine 30, 169-175 (sep. de 2015).
ISSN: 1864-6433. http://dx.doi.org/10.1007/s12149-015-1028-9.
J. L. De la Cruz Marin et al. / Anales AFA Vol. 37 Nro. 1 (Marzo 2026 - Junio 2026) 1 - 5 5
