Medicina Nuclear: SPECT y PET. Aspectos generales

Medicina Nuclear: SPECT y PET. Medicina Nuclear: SPECT y PET. Aspectos generales.Aspectos generales.

Prof. Agdo. Dr. Omar AlonsoProf. Agdo. Dr. Omar Alonso

Centro de Medicina Nuclear, Centro de Medicina Nuclear, Hospital de Clínicas.Hospital de Clínicas.

Octubre, 2006.Octubre, 2006.

RadiactividadRadiactividad

En 1902 Ernest Rutherford y Frederick Soddy, sugirieron que el

ritmo con que una sustancia radiactiva emitía partículas radiactivas

disminuía exponencialmente con el tiempo.

Algo de historiaAlgo de historia

Trazadores radiactivos: Georg de Hevesy (Premio Nobel de

Física en 1943).

Los diferentes isótopos de un elemento tienen las mismas

propiedades químicas. El reemplazo de uno por otro en una

molécula no modifica, por consiguiente, la función de la misma.

Sin embargo, la radiación emitida permite detectarla,

localizarla, seguir su movimiento e, incluso, dosificarla a

distancia.

Aplicaciones biológicasAplicaciones biológicas

El trazado isotópico ha permitido estudiar así, sin perturbarlo, el

funcionamiento de todo lo que tiene vida, desde el nivel celular

al orgánico. En biología, numerosos adelantos realizados en el

transcurso de la segunda mitad del siglo XX están vinculados a

la utilización de la radioactividad: funcionamiento del genoma

(soporte de la herencia), metabolsimo celular, fotosíntesis,

transmisión de mensajes químicos (hormonas y

neurotransmisores).

Aplicaciones médicasAplicaciones médicas

Medicina Nuclear: rama de la medicina que emplea

isótopos radiactivos adecuados a fines diagnósticos,

terapéuticos y de investigación médica.

Radioterapia: rama de la medicina que aprovecha la

capacidad de algunas radiaciones en producir muerte

celular (tratamiento del cáncer).

XX

Radiación X - Radiación X -

RADIOLOGÍARADIOLOGÍA

MEDICINAMEDICINANUCLEARNUCLEAR

Tomografía Convencional

Radiología

Imágenes por transmisión

SPECT

PET

Imágenes por

emisión

CENTELLOGRAFIA PLANAR

DIFERENCIAS ENTRE MN Y RADIOLOGIA

Tomografía Convencional

RadiologíaDiferencias de

densidad

SPECT

PET

Diferencias de metabolismo

CENTELLOGRAFIA PLANAR

DIFERENCIAS ENTRE MN Y RADIOLOGIA

Radioisótopos monofotónicos más usadosRadioisótopos monofotónicos más usados

99m99mTcTcT1/2 = 6,02 horas.T1/2 = 6,02 horas.

E = E = 140 KeV. 140 KeV.

201201TlTlT1/2 = 73.1 horas.T1/2 = 73.1 horas.

E = E = 135,167 KeV, 135,167 KeV, ..6767GaGa

T1/2 = 78.3 horas.T1/2 = 78.3 horas.

E = E = 93, 185, 300 KeV. 93, 185, 300 KeV.

Con fines Con fines diagnósticosdiagnósticos:: No tienen efecto farmacológico.No tienen efecto farmacológico. Se usan en cantidades de trazador.Se usan en cantidades de trazador. No presentan reacciones adversas.No presentan reacciones adversas. Detección de radiación gama.Detección de radiación gama.

Formas deFormas de administración:administración: Intravenosa.Intravenosa. Oral.Oral. Intratecal.Intratecal. Por inhalación.Por inhalación. Por instilación.Por instilación.

RadiofármacosRadiofármacos

RadiofármacosRadiofármacos

Con fines Con fines terapéuticosterapéuticos:: No tienen efecto farmacológico.No tienen efecto farmacológico. Se usan dosis elevadas.Se usan dosis elevadas. Efecto depende de radiación beta.Efecto depende de radiación beta.

Formas deFormas de administración:administración: Intravenosa.Intravenosa. Intraarterial.Intraarterial. Intracavitaria.Intracavitaria.

Radioprotección.Radioprotección. Las dosis de irradiación son muy bajas.Las dosis de irradiación son muy bajas.

Un estudio promedio equivale a un procedimiento Un estudio promedio equivale a un procedimiento radiológico convencional.radiológico convencional.

Estudios Rx dinámicos contrastados producenEstudios Rx dinámicos contrastados producen mayor irradiación.mayor irradiación.

99m99mTc - contraindicación relativa en el embarazo.Tc - contraindicación relativa en el embarazo.

131131I - contraindicación absoluta en el embarazo.I - contraindicación absoluta en el embarazo.

DetecciónDetecciónCámara de ionizaciónCámara de ionización::

Calibrador de dosis.Calibrador de dosis.

Detector de centelleoDetector de centelleo:: Contadores de pozo.Contadores de pozo. Gamacámara planar y tomográfica Gamacámara planar y tomográfica (SPECT).(SPECT).

SemiconductorSemiconductor:: Sonda quirúrgica.Sonda quirúrgica.

ÓRBITA ELÍPTICA vs. CIRCULARÓRBITA ELÍPTICA vs. CIRCULAR

360º vs. 180º360º vs. 180º

6767Ga: diagnóstico de masas residualesGa: diagnóstico de masas residuales

50%-83% de de linfomas con afectación

mediastinal (fundamentalmente EH) y un

30%-50% de pacientes con afectación

abdominal, muestran masa residual por

radiografía o TAC.

¿Cicatriz o tumor viable?

¿Cicatriz o enfermedad residual?

¿Enfermedad pulmonar residual?

¿Enfermedad residual?

11

33

22

11

33

22

PATRONES DE PERFUSIÓNPATRONES DE PERFUSIÓN

NORMALNORMAL REVERSIBLEREVERSIBLE FIJOFIJO

¿Qué significa Gated SPECT ?¿Qué significa Gated SPECT ?

Adquisición tomográfica sincronizada con el ECG, Adquisición tomográfica sincronizada con el ECG, que permite obtener imágenes dinámicas del ciclo que permite obtener imágenes dinámicas del ciclo cardíaco.cardíaco.

La onda R es la “puerta” o “gate” que La onda R es la “puerta” o “gate” que habilita iniciar la adquisición.habilita iniciar la adquisición.

Gated SPECT - adquisiciónGated SPECT - adquisición

ATENUACIÓN ATENUACIÓN DIAFRAGMÁTICADIAFRAGMÁTICA

SPECT cerebral normalSPECT cerebral normal

ENF.ALZHEIMER

PRECOZ

ENF ALZHEIMER

TARDIA

Desvío del normal - Desvío del normal - DepresiónDepresión

El “Positron Emission Tomography” es un procedimiento de diagnóstico imagenológico no invasivo capaz de evaluar in vivo la actividad metabólica de varios órganos del cuerpo humano.

4) El positrón es detenido por el tejido y forma un positronium con un electrón libre.

E = m • c2

e -

511 keV

511 keV

3) El radioisótopo decae y emite un positrón.

e

P

N

N

N

N

P

P

PPNN

decaimiento ß + :p n + e+ + e

e+

1-2 mm

5) El positronium se anquila en dos fotones de 511 keV de sentido opuesto (180º ± 0.5º).

nucleo inestable, e.g. C-11

P

N

N

N

N

P

P

PPNP

1) Se marcan compuestos biológicamente activos con radioisótopos emisores de positrones (sin alterar su comportamiento biológico).

2) El fármaco se localiza en el paciente.

N

6) Los pares de fotones son detectados

Detector de Coincidencia

D

D

(colimación electronica)

¿Qué es el PET?¿Qué es el PET?

REACCION DE ANIQUILACIONREACCION DE ANIQUILACION

DETECCION POR COINCIDENCIADETECCION POR COINCIDENCIA

DISPOSITIVOS DE PRODUCCION CICLOTRONES

INDICADOR Trazador

Metabolismo 18F-FDGSíntesis proteica 11C-MetioninaSíntesis de DNA 11C-TimidinaFlujo sanguíneo 15O-AguaHipoxia celular 18F-FMISOProliferación celular 18F-[FLT]

RADIONUCLIDOS EMISORES DE POSITRONES

• TECNICA DE MEDICINA NUCLEAR

• METABOLICA (VIABILIDAD CELULAR) MORFOLOGICAS

• ALTA SENSIBILIDAD / ACEPTABLE ESPECIFICIDAD

• NO INVASIVA

• CUERPO ENTERO

• CUANTIFICACION ABSOLUTA / RELATIVA

COMPLEJIDAD - COSTO ELEVADODISPONIBILIDAD REDUCIDA

RADIOTRAZADOR ESTRELLA

CAPTACION FDG

VIABILIDAD CELULARCAPACIDAD

PROLIFERATIVA

Indice captación tumorSUV= ----------------------------

Dosis / Peso paciente

SUV > 2.5 MalignasSUV < 2.5 Benignas

SUV = 1.0 SUV = 3,9

• NODULO PULMONAR SOLITARIO• CANCER DE PULMON• CANCER DE ESOFAGO• CANCER COLORRECTAL• MELANOMA• LINFOMAS• TUMORES DE CABEZA Y CUELLO• TUMORES DE TIROIDES• CANCER DE MAMA• CANCER DE OVARIO• TUMORES DEL SNC• OTRAS INDICACIONES

• DIAGNOSTICO INICIAL

• SOSPECHA DE RECIDIVA

• RESPUESTA A LA TERAPIA

INDICACIONES NEUROLOGIADIAGNOSTICO PRECOZ DEMENCIAS

EA de inicio EA severa

INDICACIONES NEUROLOGIALOCALIZACION DEL FOCO EPILEPTOGENO

< Mismatch >

• Viabilidad miocárdica(Miocardio Hibernado)

Reducción FlujoMetabolismo conservado

Tejido recuperable

INDICACIONES CARDIOLOGIAESTUDIO DE VIABILIDAD CELULAR

13NH3 FDG

AGENCIA EVALUACION TECNOLOGIAS SANITARIASnº46 Noviembre de 2005

96,2% 92,3%

AGENCIA EVALUACION TECNOLOGIAS SANITARIASnº46 Noviembre de 2005

75,9% 78,5%

88,1%

FUSION DE IMAGENESPET/RM

FUSION DE IMAGENESPET/TAC

EQUIPO HIBRIDO PET/TACCONCEPTOS GENERALES

PET

TAC

FUSION

COMBINACION PET/TACCOMBINACION PET/TAC

Philips Gemini

GE Discovery

SiemensBiograph

+ =

EQUIPO HIBRIDO PET/TACVENTAJAS

PET/TAC reduce tiempo adquisiciónMejora localización de las lesiones

Permite planificación de radioterapiaPermite biopsias dirigidasMejora la decisión terapéutica

Costo-eficaz?, dosimetría?Exactitud diagnóstica?

HECHOS

OPINIONES

CUESTIONES

LOCALIZACION TUMOR PRIMARIO

Atelectasia

Tumor viable

CARACTERIZACION ADENOPATIAS

TACGanglios > 1 cm

PET/TACCaptación

FDG

PLANIFICACIÓN DE LA RADIOTERAPIA

PLANIFICACIÓN PET-TC

PLANIFICACIÓN TAC

PLANIFICACIÓN DE LA RADIOTERAPIA

Cambios en el manejo RT: 26%-100% NSCLC

Cambios PTV: Disminución 21%-36% Aumento 15%64%

Reducción de la toxicidad del tejido normal

(menos frecuencia de neumonitis)

17-27% disminución 20 Gy (V20)Paulino SNM 2003; 33(3)_238-430

PLANIFICACIÓN DE LA RADIOTERAPIA

INVESTIGACION / EXPERIMENTACIONMICROPET

INVESTIGACION / EXPERIMENTACIONMICROPET