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medicina nuclear
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APUNTE Nº4
Introduccion a la Produccion de Bioimagenes
Encargada de enseñanza: Lic. Caputi Anabella
Átomo.
Caracterización de átomo. Nº atómico. Nº másico
Radiactividad.
Radiactividad natural y artificial.
Radionúclidos usados en medicina nuclear.
Radiaciones Ionizantes: α, β, γ.
Interacción con la materia.
Fundamentos de la obtención de imagen en medicina
nuclear. Centelladores.
Detector de centelleo.
Unidades básicas de los equipos de medicina nuclear.
Cámara gamma
SPECT.
Colimadores.
Pet. Principios físicos del funcionamiento del Pet.
Producción de radiofármacos
2
Las radiaciones ionizantes en medicina
Como su nombre lo indica las radiaciones ionizantes son agentes
que emitidos por distintas fuentes, son capaces de producir la
ionización de la materia. Las radiaciones ionizantes son utilizadas
con frecuencia en medicina, ya sea con fines diagnósticos,
terapéuticos o de investigación.
1. Fines diagnósticos:
Sin generación de imágenes
Determinaciones radioisotopicas “in vitro”
(radioinmunoensayo)
Determinaciones radioisotopicas “in vivo” (curva de
captación de I131
, supervivencia eritrocitaria,
determinación de la masa globular, estudios
ferrocineticos, etc.)
Con generación de imágenes
Radiología convencional y contrastada
Tomografía computarizada y helicoidal.
Centellografia
Gammagrafía plana.
Gammagrafía rotatoria (SPECT)
Tomografía por emisión de positrones (PET)
3
2. Fines terapéuticos:
Dosis terapéuticas de I131
para el tratamiento de
hipertiroidismo.
Dosis terapéuticas de I131
para el tratamiento del
carcinoma de tiroides
Dosis terapéuticas de Sr89
para el tratamiento del dolor
Radioterapia externa con fuentes de Co60
.
Terapia con rayos x.
Terapia con partículas aceleradas (aceleradores
circulares y lineales)
3. Investigación:
Seguimiento de moléculas marcadas.
Estudio de permeabilidad de las membranas.
Estructura Atómica:
Recordemos que el átomo se halla formado por un núcleo,
constituido por nucleones: protones y neutrones y una serie de
electrones que giran a su alrededor. El núcleo ocupa la parte
central del átomo y tiene más del 99% de su masa. Está
compuesto por un numero A de nucleones que se mantienen
unidos por la fuerza nuclear fuerte. Un numero Z de nucleones se
encuentran al estado de protón y un numero N al estado de
neutrón. El balance entre la fuerza nuclear fuerte (cohesión) y la
repulsión coulombiana entre nucleones al estado de protón, como
factor principal, determina la energía de unión de cada nucleón y
por lo tanto la estabilidad nuclear. Los núcleos inestables son
radiactivos y emiten espontáneamente partículas y/o fotones para
llegar a un estado más estable. Esas partículas y fotones
constituyen la radiactividad.
4
Un nucleído es una especie atómica que se caracteriza por la
composición de su núcleo, es decir por el numero de partículas y
el estado de energía. Se puede utilizar la palabra nucleído o
nucleído como sinónimo de “núcleo atómico" Un nucleído puede
ser estable (su estructura no cambia en función del tiempo) o
inestable. Se lo simboliza con el símbolo químico del elemento
correspondiente, X, y arriba a la izquierda el numero de nucleones
A. Nótese que el símbolo químico ya define el numero de
nucleones al estado de protón Z quedando por lo tanto
automáticamente definido el N.
Por ejemplo: 125
I, 99m
Tc, 99
Tc, 14
C, 12
C.
La m como supra índice indica un estado metaestable que difiere
del estado fundamental en su contenido energético pero no en su
Z o N.
Los nucleídos con igual Z se denominan isotopos. Los nucleídos
con igual N se denominan isótonos. Los nucleídos con igual A se
denominan isobaros.
Los constituyentes de la materia
Los protones y los neutrones están a su vez constituidos por otras
partículas mucho más pequeñas llamadas QUAKS. Existen seis
tipos de Quarks pero son dos tipos los que constituyen los
protones y neutrones y se conocen como UP QUARK (u) con una
carga igual a ⅔ de la carga de un electrón y de signo positivo (+)
y DOWN QUARK (d) con una carga igual a ⅓ de la carga de un
electrón y del mismo signo (−)
5
6
Interacciones de la naturaleza
Actualmente se considera que solo existen cuatro interacciones
fundamentales en la naturaleza: gravitatoria; electromagnética;
fuerza fuerte; fuerza débil
Las últimas dos solo se dejan sentir dentro de los núcleos
atómicos
• Gravitacional, responsable de la caída de los cuerpos,
mantiene unida la luna a la tierra. Esta fuerza va en relación a la
masa de los cuerpos.
• Interaccion electromagnéticaa que asegura la cohesión de
nuestros cuerpos y gobierna toda la química. Mantiene unidos los
electrónes y el núcleo atómico, y a los átomos de un mismo
elemento en particular. Es la responsable de los estados de
agregación de la materia. La impenetrabilidad de los sólidos,
poder pisar el suelo firme, son fenómenos debidos a esta
7
interacción. Todos los procesos químicos desde el motor de
combustión hasta las reacciones biológicas se basan en el
electromagnetismo.
La interaccion fuerte que une los quarks entre sí y por ende a los
nucleones en el núcleo, la cohesión de los núcleos
• La interaccion débil, que es responsable del decaimiento beta.
Mantendría la estabilidad de los quarks.
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MODOS DE DESINTEGRACION RADIACTIVA
Desintegración Gamma o transición isomerica:
Existen fundamentalmente dos mecanismos.
Emisión de fotones gamma: el núcleo emite radiación
electromagnética (fotón γ) el núcleo atómico puede contener un
exceso de energía, va a ser necesario que ese núcleo libere energía para estar más cerca de su estabilidad.
AXZ *
AXZ + γ
El símbolo *
indica un estado excitado del nucleído.
9
Conversión interna: un electrón orbital es expulsado por
interacción electromagnética con un fotón γ proveniente del núcleo excitado (e
- de conversión) y como consecuencia también
en este caso se produce la reacomodacion orbital con emisión de
fotones x y/o electrones Auger.
Para que un radionúclido sea utilizado en Medicina Nuclear, se requiere que trace una vía fisiológica, o sea constituyente molecular
esencial. Por ejemplo el uso de Iodo radioactivo, que puede
administrarse vía oral e incorporarse a nivel Tiroideo, para la síntesis hormonal. También es posible que éste sea ligado a una molécula que
siga una vía metabólica definida (Radiofármaco). Es el caso del
MDP (metilendifosfonato) que unido a Tc-99m, se incorpora en el metabolismo óseo.
El isótopo más usado en Medicina Nuclear es el Tecnecio 99
metaestable (Tc-99m), el cual tiene una vida media de 6.02 horas y
es emisor de energía gamma de 140 Kev.
Las emisiones gamma por su condición de corresponder a fotones (emisiones sin carga eléctrica ni masa) y no de partículas
(emisiones con carga eléctrica y masa, con excepción de neutrones),
10
interactúan con menor probabilidad con la materia, por lo que permite puedan ser detectados fuera del paciente, por medio de una
Gammacámara.
Las concentraciones de los radionucleidos empleados en MN son
muy bajas, por lo cual no son capaces de producir reacciones tóxicas o alérgicas, aún en pacientes con antecedentes de alergia.
Radiación Beta.
Existen fundamentalmente tres tipos.
Desintegración beta negativa: el núcleo que posee un exceso
de neutrones emite una partícula β negativa (masa en reposo de
un electrón y carga negativa), para estar más cerca de su estabilidad. Lo que ocurre es que un quark d de un neutrón se
transforma en un quark u, y en consecuencia se elimina del
núcleo una partícula β negativa y un antineutrino. Ese neutrón se transforma en un protón, por lo tanto el Z de ese núcleo aumenta
una unidad (Z+1) y el A se mantiene constante. El núcleo madre
y el núcleo hija son isobaros.
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Para propósitos terapéuticos en MN, se emplean radionúclidos emisores de energía Beta, que es emisión de electrones (presentan
masa y carga eléctrica), interactúan rápidamente con la materia y
son capaces de producir alteraciones a nivel molecular y celular. Dependiendo de su energía, son capaces de penetrar sólo algunos
pocos milímetros en tejidos blandos o agua, por lo que no es
posible obtener imágenes externas de su distribución corporal.
Las partículas beta son de alto poder energético ocasionando una mayor dosis de radiación a nivel local. Esta posibilidad es usada
con fines terapéuticos de radioterapia por vía sistémica o local, ya
que al igual que los radionucleidos emisores gamma, pueden emplearse por si solos, o unirse con una molécula para actuar en
un órgano definido.
Desintegración beta positiva: el núcleo que posee un exceso de
protones, emite una partícula β positiva o positrón (masa en reposo de un electrón y carga positiva) y un neutrino. Para que
este tipo de desintegración ocurra la energía liberada en la
desintegración debe ser mayor o igual a 1,02 Mev, que es la
energía necesaria para materializar el par e-, β⁺.
Los núcleos madre e hija son isobaros.
12
En consecuencia a la emisión de una partícula beta positiva, se produce una reacción de aniquilación de esta con un electrón
del medio atravesado con la consecuente emisión de dos fotones
de aniquilación de 511 Kev cada uno y con orientación opuesta de 180º, esta condición permite la detección exacta de su punto de
origen, empleándose para ello la Tomografía por Emisión de
Positrones, PET, o los estudios de coincidencia.
Desintegración por captura electrónica: el núcleo captura un
electrón orbital y emite un neutrino. Los nucleídos con un
exceso de protones pueden desintegrar por captura electrónica
(CE) cuando la energía disponible en la transición es menor a 1,02 Mev.
Desintegración alfa
El núcleo emite una partícula con A=4, Z=2 y dos cargas positivas. Es similar a un núcleo de He
13
AXZ A-4YZ-2 + α
La energía liberada en el proceso de desintegración se distribuye
entre la Ec de la partícula liberada y la Ec del núcleo hija que
adquiere velocidad de retroceso.
El nucleído hija con respecto al nucleído madre va a tener un Z-2
y A-4.
Tabla de nucleídos: todos los nucleídos conocidos hasta el
presente, estables y radiactivos, se agruparon en tablas que son la representación en un eje cartesiano de Z= f (N) por lo cual cada par
de valores Z-N representa unívocamente un nucleído.
14
Actividad:
Se denomina actividad (A) de una fuente radiactiva al número de
núcleos que desintegran en la unidad de tiempo.
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La actividad, que puede entenderse como una velocidad de desintegración, depende del número de núcleos presentes (N) en la
fuente y de la velocidad especifica de desintegración o constante de
desintegración (λ).
(1)
A= λN
La constante de desintegración es la probabilidad de
desintegración por unidad de tiempo y es propia y característica de cada nucleído.
A partir de la ecuación (1), por integración matemática, puede
deducirse que el número de núcleos presentes en una fuente en un
tiempo t (Nt) es:
Nt = N0 e-λt
Ley general de la desintegración radiactiva
Donde N0 es el número de núcleos presentes en la fuente a tiempo
cero.
Por lo tanto:
At = A0 e-λt
Esta ecuación indica que la variación de la actividad en función
del tiempo es una función exponencial.
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El tiempo necesario para que el número de núcleos radiactivos presentes en la fuente disminuya a la mitad se denomina periodo de
semidesintegracion (T½)
T½=
El T½ para cada nucleído puede obtenerse a partir de la tabla de
nucleídos, de los libros de esquemas de desintegración y de distintas bases de datos, algunas de acceso libre en internet.
La actividad es la magnitud que permite cuantificar la
radiactividad, cuyas unidades son:
El Becquerel (Bq). Un Bq. equivale a una desintegración por
segundo de un isótopo cualquiera. En la práctica diaria se utiliza más frecuentemente el milicurie (mCi) que equivale a 37 MegaBq. Estos
parámetros constituyen dosis de radiación administrada, que deben
diferenciarse de la dosis de radiación absorbida real por el paciente (rad).
El Gray (Gy), es la cantidad total de energía absorbida por
cualquier tejido. Un Gy equivale a 100 rads.
Interacción de las partículas y fotones con la materia
La interacción de las partículas y fotones emitidos por los núcleos radiactivos con la materia que los rodea va a permitir su detección,
cuantificación y la medición de su energía. Esto constituye la base de
la utilización de los nucleídos radiactivos como trazadores.
El efecto primario más importante de todos los fenómenos que ocurren cuando partículas y fotones interactúan con la materia es la
ionización. En este fenómeno se arranca un electrón orbital y queda
como remanente un ion positivo. El conjunto se denomina par iónico
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Las partículas con carga eléctrica (alfa, protones, electrones, positrones, etc.) son directamente ionizantes. Producen ionización
interactuando a través de interacciones coulombianas en múltiples
ocasiones con los distintos electrones, perdiendo su energía cinética en forma continua.
Los fotones y partículas sin carga son indirectamente ionizantes;
entregan su energía en un único evento de interacción o en unos
pocos. Por distintos mecanismos generan partículas con carga que son las que a su vez interactúan en múltiples ocasiones con los
electrones orbitales.
Otro mecanismo importante de interacción de las radiaciones con
la materia que se utiliza como base para la detección y medición es la excitación. En este fenómeno, la interacción de las radiaciones con la
materia provoca que un electrón sea llevado a un nivel de energía
superior, produciéndose así la excitación del átomo o molécula del material absorbente.
Rango o alcance:
El alcance de una partícula cargada en su interacción en un medio
natural, es la máxima distancia de penetración en el medio absorbente. Las partículas tienen un rango finito. Se detienen.
Depende de:
• las características del medio atravesado (indirectamente
proporcional al Z y densidad electrónica )
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• la naturaleza de la radiación(directamente proporcional a la velocidad e inversamente proporcional a la carga y masa de
la partícula)
Las radiaciones ionizantes no cargadas (fotones y neutrones)
presentan un rango indefinido, las radiaciones son absorbidas o
dispersadas del haz en un solo evento. Se atenúan.
La probabilidad de que un fotón interactúe depende de su energía
y de la composición y grosor del absorbente.
Los fotones pueden atenuarse, pero no detenerse. Tienen rango
infinito.
Este concepto es importante tanto para la detección de las radiaciones como para la radioprotección.
Detectores
Los mecanismos de interacción de las radiaciones con la
materia son utilizados por los equipos como base para la
detección de las radiaciones. Los principales tipos de
detectores están mencionados en la siguiente tabla, así
como el material componente del detector de la radiación,
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Mecanismo de
interacción en que se
basa la detección
Material
detectorEquipos Utilidad
IONIZACION
GASEOSO
Cámara de
Ionización
Activímetro
Dosímetro
Contador
Proporcional
Radiocromatografía
Geiger-Müller Monitor
SOLIDOS
Semiconductores Determinación de E
Fantomas Análisis por activación
Películas
radiográficas
Dosímetros individuales
Autorradiografía
EXCITACION
LIQUIDOS
Contador de centelleo líquido
Detección de partículas
cargadas y radiación de baja
energía
SOLIDOSContador de centelleo sólido
Detección de fotones
Como puede observarse, básicamente los equipos de detección
pueden agruparse en aquellos que utilizan la ionización como base
para la detección y aquellos que utilizan a la excitación.
Fundamentos físicos para la obtención de imágenes en
medicina nuclear
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Conceptos básicos
El propósito de la obtención de imágenes en medicina nuclear es captar una fotografía de la distribución de una sustancia marcada con
un radioisótopo, en un paciente luego de su administración. Esto se
logra mediante la detección de las radiaciones emitidas utilizando sistemas detectores adecuados ubicados en forma externa al paciente.
Las emisiones preferidas para realizar este tipo de procedimiento
corresponden a fotones con energías dentro del rango de 80-500 Kev. Los fotones dentro del rango de energías descripto son lo
suficientemente penetrantes como para ser detectados desde órganos
ubicados en sitios profundos respecto del detector, pueden ser absorbidos eficientemente por centelladores densos y pueden
blindarse con espesores de plomo razonablemente adecuados para su
manipulación. Por lo tanto los sistemas detectores que se utilizan para estudios por imágenes deben poseer buena eficiencia de
detección para fotones. Es también un requisito deseable que tenga
buena resolución energética de manera que puedan rechazarse los fotones que interactúan por efecto compton dentro del cuerpo y por
tanto brindaran información confusa acerca de la posición de la
marca radiactiva. Los detectores de INa [Tl] reúnen estas características a un costo razonable y representan los detectores de
elección para emisiones en el rango de 80 a 300 Kev.
Caracterización del equipo diagnostico
Los aparatos de MN están constituidos por tres unidades básicas:
El sistema de detección: consiste en un detector de centelleo:
cristal de centelleo, tubo fotomultiplicador y preamplificador que presenta como elemento asociado, y colocado por delante de
él, un colimador que recibe la radiación gamma procedente de la
zona de estudio. El cristal de centelleo está constituido por cristales de yoduro de
sodio con impurezas de talio INa [Tl]. La absorción que se produce como consecuencia de las interacciones fotoeléctricas y
compton que suceden dan lugar a una excitación de la red
cristalina, que al desexcitarse emite destellos luminosos. En resumen el cristal de centelleo actúa como un transductor que
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convierte la energía gamma incidente en destellos de luz de intensidad proporcional a esa energía.
El tubo fotomultiplicador se encuentra acoplado al cristal de
centelleo. Es un tubo de vacío que tiene colocado junto al cristal un segundo transductor (fotocátodo) que emite electrones por
efecto fotoeléctrico, cuando los destellos de luz inciden sobre él.
Estos electrones son acelerados hacia un electrodo (dinodo) que se halla a potencial superior produciéndose en la colisión una
emisión adicional de electrones que son a su vez acelerados
hacia otro dinodo, y así sucesivamente un número determinado de veces. En consecuencia, por cada electrón emitido por el
fotocátodo se recogen miles de electrones a la salida del tubo
fotomultiplicador. No obstante estos impulsos de salida son de un voltaje muy
pequeño y requieren ser amplificados, primero pasan a un pre
amplificador y luego a un amplificador.
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La unidad de dispositivos electrónicos: contiene un grupo de elementos comunes a los distintos aparatos (amplificador,
analizador de impulsos, circuitos de posicionamiento etc.) y una
serie de dispositivos electrónicos específicos de cada equipo.
La unidad de presentación de datos: proporciona la salida a, por
ejemplo, un monitor.
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Unidad electrónica •Analizador de altura de impulso Unidad de presentación •Circuitos de posicionamiento de datos; monitor
Cabezal detector •Colimador •Cristal de centelleo •Tubos fotomultiplicadores
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Cabezal detector •Colimador •Cristal de centelleo •Tubos fotomultiplicadores
1-Blindaje; 2-Colimador; 3-Septas del colimador; 4-Cristal; 5-
fotomultiplicador.
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Sin colimador
Con colimador Principio de “colimación absortiva”
“….solo aquellos fotones que poseen Cierta dirección alcanzarán al detector
Y aquellos fotones que no posean la
Dirección apropiada serán absorbidos
En el colimador y por tanto nunca
Llegarán al detector…”
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A:colimador pinhole, B: colimador paralelo; C: colimador divergente; D:colimador convergente.
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Tubo fotomultiplicador
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Gamma Spect 3D
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Nucleídos radiactivos artificiales
La obtención de isótopos radioactivos en MN, se realiza por 3
medios:
- Generador
- Ciclotrón. - Reactor de fisión nuclear.
El Generador es el más frecuentemente usado en MN, siendo el
generador de Tecnecio 99 metaestable (Tc-99m). Este isótopo se
obtiene básicamente al hacer pasar un líquido eluyente de NaCl al 9%, a través de una columna de alúmina de Molibdeno 99, el cual
extrae el Tc-99m. Su gran ventaja es la facilidad para tener este
equipamiento, en el mismo Servicio de MN y obtener aquí el radioisótopo, sin riesgo para el personal o los pacientes.
Un ciclotrón es básicamente un acelerador de partículas que
impactan un isótopo blanco precursor, el cual es capaz de reaccionar
al impacto de estas partículas y producir emisores de Positrones. Requiere de gran implementación física y de personal calificado, lo
que encarece la producción.
Por medio de Reactores de Fisión Nuclear, Se producen por
ejemplo, los generadores molibdeno-Tc-99m que van a ser usados en el servicio de MN. Este equipamiento físico es de gran envergadura,
similar a un edificio de varios pisos.
La vida media de un radionúclido, es al igual otra característica
diferencial para cada uno de ellos, y corresponde al tiempo requerido, para que el número total de átomos radioactivos de un determinado
elemento, disminuya a la mitad (equivalente a la mitad de la
radiación inicial emitida). Este puede ir desde menos de un segundo hasta cientos de años.
En Medicina Nuclear en general los radionúclidos utilizados tienen una vida media corta de sólo horas o algunos días y son de baja
energía relativa, lo que da seguridad en su uso, al ser baja la
radiación absorbida en el paciente.
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Radionucleidos capaces de emitir radiación de Positrones son constituyentes orgánicos vitales, como el Oxigeno-15, Carbono-11,
Nitrógeno-13 o el Fluor-18, siendo posible el estudio metabólico a
nivel molecular, como de la Glucosa, ácidos grasos, CO2, H2O entre otros. Su empleo en la actualidad es especialmente en estudios
Oncológicos, ocupando aproximadamente el 85 a 90% de los
estudios en este tipo, esencialmente para detección de metástasis. El otro 10 a 15% de los estudios se realiza en Cardiología para evaluar
viabilidad celular miocárdica y Neurología para determinar
metabolismo cerebral, flujo cerebral y estudio de tumores.
EMISOR DE
POSITRON VIDA MEDIA
Flúor - 18 109,7 minutos.
Nitrogeno-13 9,96 "
Oxigeno-15 2,07 "
Carbono-11 20,4 "
Rubideo-87(*) 1,27 "
(*) Se obtiene de Generador.
BASES DEL DIAGNOSTICO EN M.N.
Para los procedimientos diagnósticos en MN se emplean
diferentes tipos de radioisótopos o radiofármacos, según el órgano que se desee evaluar.
Existen diferentes mecanismos por los cuales a través de un
radiofármaco es decir un isótopo unido a una molécula que sigue una
vía fisiológica (radio trazador), es posible estudiar un órgano. Ello dependerá de las características de la molécula trazadora, a la cual se
le ha unido un radionúclido, y del órgano en estudio.
Dentro de los mecanismos existentes, se pueden destacar, entre
otros los de:
- Transporte activo desde la sangre, al órgano a estudiar, luego de la inyección endovenosa del radiofármaco. Por ejemplo los estudios
renales, donde el fármaco es eliminado por esta vía. Es el caso del
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DTPA, del MAG3 y en los estudios tiroideos el Iodo 131 o el pertecneciato.
- La fijación a nivel tubular renal, en los estudios de DMSA
- La fagocitosis, por las células de Küpfer, de los compuestos
coloidales, como el Sulfuro Coloide, en el caso de estudios del
Hígado, Bazo o Médula Ósea.
- Otros: Impactación a nivel capilar, inhalación de microgotas, absorción de tipo Físico-química, marcación de glóbulos rojos.
Un detector externo, la Gammacámara, producirá entonces,
imágenes de la distribución interna de la radioactividad administrada,
que como se ha dicho dependerá del comportamiento biológico del isótopo administrado y del status funcional del órgano estudiado.
Cintigramas son entonces, básicamente, mapeos fisiológicos externos de la actividad funcional de un órgano a través de una
Gammacámara.
EQUIPOS EMPLEADOS.
A.- GAMMACAMARAS.
Una Gammacámara, como su nombre lo indica es capaz de
detectar emisión gamma. Esto puede ser a modo de una imagen planar como una fotografía, que es la técnica más utilizada, o por
medio de la Tomografía de Emisión de Fotón Único, SPECT, que
permite la obtención de imágenes en reconstrucción tomográfica con cortes de un órgano en sus planos sagital, coronal , transaxial y la
reconstrucción de imágenes de tipo tridimensional. La capacidad de
realizar cortes tomográficos, elimina la superposición de estructuras, y así la interferencia que se produce en las imágenes en 2 planos,
mejorando la sensibilidad y resolución espacial de un estudio.
32
Fotografía de una cámara gamma
Una Gammacámara planar o una de tipo SPECT (figura 1), consta
básicamente de: a) un cabezal detector de radiación, que está constituido por, b) un colimador, que permite sólo el paso de
radiación emitida paralela al cabezal, c) un cristal de centelleo,
comúnmente de Yoduro de Sodio, que es capaz de detectar los fotones y transformarlos en un impulso eléctrico a través de, d) los
foto tubos multiplicadores, para posteriormente, ser amplificados y
procesados en cuanto a su ubicación espacial, manejados en un sistema conectado a, e) un computador que permite ver y procesar
las imágenes funcionales del órgano estudiado.
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Estudio estático realizado con una cámara gamma planar.
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Estudio dinamico
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Gammacámara SPECT de 1 detector, G.E.
Existen Gammacámaras 1, 2 ó 3 detectores. El mayor número de detectores no mejora la calidad o resolución del estudio, salvo para
algunos casos puntuales en grado mínimo, pero si mejora el tiempo
en el cual se realiza, siendo en algunos casos menos de la mitad, por ejemplo de 45 minutos para un Cintigrama Óseo en un equipo de 1
detector a 20 minutos aproximadamente, para uno de doble detector.
Los equipos de 3 detectores, se emplean especialmente para estudios a nivel del S.N.C., en que si mejoran en cierto grado la resolución y
aun más el tiempo de examen, comparados especialmente con los
equipos de un detector, aprox. 40 minutos versus 12 a 15 minutos.
36
Estudio realizado con un equipo SPECT “gatillado”
B. Equipos de PET por Coincidencia.
Los equipos de Positrones por Coincidencia, son Gammacámaras SPECT de doble o triple cabezal, asociado a significativas mejoras
de su función, con la incorporación de software y electrónica entre
otros, que permite la detección de eventos coincidentes de positrones, colimados electrónicamente (sin colimadores de plomo).
La gran ventaja de los equipos de este tipo, es que pueden realizar
indistintamente estudios tradicionales de Cintigrafía como de
Positrones y a un costo significativamente menor.
Estos equipos pueden definir en rango de nanosegundos, dos eventos coincidentes (2 fotones de 511 KeV.) que “impactan” en
ambos cristales detectores (cabezales), prácticamente
simultáneamente. Estos eventos, son reconocidos por la electrónica
37
incorporada al equipo, como eventos coincidentes, asignándoles un origen espacial común, según su ubicación en el cabezal detector,
eliminando aquellos eventos que no caen dentro del rango temporal.
Philips Forte, de 4ª Generación, SPECT/PET-C con cristal de
5/8”, colimación electrónica y Corrección de Atenuación por fuentes de Cesio-137, en Clínica Avansalud, Providencia.
Estos estudios inicialmente fueron realizados con gammacámaras
de doble detector que poseían, colimadores de plomo de ultra alta energía (511 KeV. para positrones), los cuales de alguna manera
simulaban la electrónica de coincidencia. En la actualidad son
escasamente utilizados por su baja capacidad de detección de eventos útiles, baja calidad de imagen (resolución mayor de 2 cm) y demora
en la adquisición del estudio, aunque constituye una forma
económica, con algunas limitadas aplicaciones en cardiología para evaluación de Viabilidad.
Una segunda generación de equipos incorporó cristales de
detección más gruesos de 5/8”, a los tradicionales de 3/8” y
posteriormente una tercera generación incorpora corrección de atenuación, lo que fue mejorando progresivamente la calidad y
resolución de las imágenes
38
Hoy día, los modernos equipos de Coincidencia de Positrones, de 4ª generación, incluyen cristal detector de al menos 5/8”, colimación
electrónica, Corrección de atenuación y circuitos de coincidencia
mejorados que permite un significativo mayor conteo estadístico de 4 a 5 veces mayor que los equipos de 2ª ó 3ª generación y por ende
resolución mejorada que alcanza a una resolución clínica de 1 cm o
menos dependiente de la localización, validándose actualmente en Estados Unidos para estudios por Medicare.
Hay que considerar que en la medida que el cristal es más grueso,
su capacidad de detectar eventos de coincidencia aumenta, pero a la
vez, se degrada levemente la resolución y por ende la calidad para las imágenes con isótopos de baja energía como el Tecnecio-99m (140
KeV.), por lo que debe combinarse, ambas alternativas de uso. Esto
se logra de la mejor manera con un cristal de 5/8”. La resolución intrínseca para estudios con Tc-99m (140 Kev), de un equipo con
cristal de 3/8” es de aprox. 3,5 mm y de 3,9 mm para uno de 5/8”,
superando los 5 mm los cristales de una pulgada.
Algunas pruebas se hicieron con equipos que combinan un cristal de 3/8” de adosado a un cristal de alta densidad de Ortosilicato de
Lutecio (LSO), especial para detectar positrones, con buenos
resultados, pero se ha desechado en la práctica por su alto costo, sólo levemente inferior a un equipo de PET dedicado.
Rendimiento de los equipos PET-C, comparados con PET
dedicados.
Los equipos de PET-C, son actualmente una buena alternativa en
algunas patologías frente al PET dedicado, por su menor costo de examen. La mejor muestra de ello es que se han validado para
exámenes en el sistema de salud de los Estados Unidos.
La menor resolución comparativa, es de aprox de 0.45 mm
teóricos de un PET de última generación, con más de 12.000 cristales, versus 0.5 mm en Coincidencia, aunque ambos, con
resolución práctica clínica de 0.6 a 0.7 cm. v/s 1.0 cm.,
respectivamente.
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Los equipos de PET-C en la actualidad, ya han superado en resolución a las primeras generaciones de equipos PET dedicados
(No SPECT) de principios de la década de los 90, con resolución
sólo muy levemente inferior a muchos equipos PET dedicados actuales.
Los estudios realizados desde el año 2000 en adelante, con
equipos de 4ª generación, con cristal de 5/8” o más, con corrección
de atenuación, nueva electrónica y métodos de reconstrucción, son concordantes que para nódulos de 1,5 cm, la sensibilidad observada
es prácticamente la misma que para los PET dedicados, y de un 90%
para nódulos mayores de 1 cm.
Varios estudios han demostrado que la sensibilidad para evaluación
de nódulos en tumores de cabeza y cuello es prácticamente la misma para ambos estudios, al igual que significativamente mejor en ambos
casos, en sensibilidad y especificidad que la TAC. Ahora para
nódulos pulmonares diferentes publicaciones hablan de sensibilidad de prácticamente un 100% comparado a PET-Dedicado en caso de
nódulos mayores de 1,5 cm, habiéndose detectado con los equipos
más modernos, lesiones incluso de 0.8 cm. en cuello y tórax.
El menor rendimiento se alcanza en general en lesiones centrales del abdomen y a nivel hepático, donde la sensibilidad para detectar
lesiones de 1 a 1,5 cm es del orden del 85% y un 100% para las
lesiones mayores de 1.5 – 2.0 centímetros.
Parte de la menor resolución se explica por la atenuación de la radiación producida por los diferentes órganos que rodean la lesión,
la que es significativamente menor el cuello y el pulmón, en que
predomina el espacio aéreo, lo que se mejora en parte con los equipos con corrección de atenuación.
C.- Tomografía de Emisión de Positrones (PET).
Un equipo PET dedicado, utiliza, una serie de cristales (sobre
18.000 cristales en equipos actuales) conectados a fototubos, similar
en su base a una Gammacámara, pero a diferencia de ésta, agrupados en múltiples anillos de detección en 360º (hasta 64 anillos). El tipo de
40
cristal empleado varía según el fabricante de los equipos siendo los más frecuentemente usados:
- Germanato de Bismuto (BGO).
- Ortosilicato de Lutecio (LSO).
- Ortosilicato de Gadolinio (GSO).
Existen diferencias comparativas entre cada uno de ellos. En la actualidad los más usados son los cristales de BGO (GE – Siemens
CTI) luego de LSO (Siemens CTI) y de GSO (Philips).
La principal diferencia en los cristales, está dada por el tiempo de
decaimiento para la detección de positrones del cristal, es decir, la capacidad para detectar eventos en forma sucesiva, lo que define, una
mayor capacidad de detección y por ende menor tiempo de
adquisición del estudio, que puede llegar a ser menor de 20 minutos en algunos equipos con cristales de LSO, versus no menos de 25 a 30
minutos para GSO y de 40 a 45 minutos para BGO.
Para el BGO el tiempo de decaimiento para detección es de 300
nanosegundos (ns.), 60 ns. Para el GSO y de 40 ns. Para LSO. A modo de comparación un cristal de Yoduro de Sodio tiene un tiempo
muerto de 230 ns.
La adquisición de los estudios puede realizarse en modo 2D ó 3D.
En el modo 2D, el cristal usa septas retráctiles de plomo o tungsteno, las que actúan como colimadores, con tal de disminuir los eventos de
radiación producidos por scatter (fotones no pareados de una misma
aniquilación, desviados de su eje de 180º por interacción con otros electrones, pero que llegan simultáneamente al detector), lo cual
finalmente degrada la calidad de la imagen, haciendo algo más lento
el estudio. Muchos equipos actuales han optado por realizar estudios en 3D, es decir sin el uso de las septas, ya que existen nuevos
software de reconstrucción iterativa, que mejoran la calidad de la
imagen, evitando la degradación producida por el scatter, no habiendo en la práctica grandes diferencias en la calidad de la imagen
final, con un significativo menor tiempo de adquisición para el 3D.
Es importante al igual realizar corrección de atenuación para
mejorar la calidad de la imagen. La corrección de atenuación es vital
41
especialmente para detectar lesiones de menos de 1,0 cm, con baja actividad y localizadas en una región central. Esta puede realizarse a
modo de imágenes de transmisión con fuentes de Cesio o Germanio.
Esto aumenta aún más el tiempo de estudio, ya que debe realizarse por separado. Esto determina que los estudios en general tengan una
duración entre 60 a 90 minutos en total.
Por su vida media las fuentes de Germanio requerirán de
recambio como máximo cada 12 a 18 meses para mantener su efectividad y no demorar el estudio, a diferencia de las de Cesio, que
son permanentes, dada su larga vida media, que supera la vida útil de
los equipos.
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Equipo PET, General Electric.
PET-CT, Siemens.
.
43
Imágenes obtenidas al combinar al PET con CT.
Es una técnica de diagnóstico, no invasiva, que permite realizar imágenes que muestran la actividad y el metabolismo de los
tejidos y órganos del cuerpo. Se utiliza para buscar tejidos con
funcionamiento anormal, como tumores.
La prueba consiste en detectar y analizar la distribución que adopta en el interior del cuerpo una sustancia administrada a
través de una inyección. Para ello, se mide la producción de
fotones gamma. Los positrones salen del núcleo y chocan con electrones dando lugar a fotones de aniquilación que son
detectados.
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El tomógrafo (PET) detecta la radioactividad acumulada en una
parte específica del cuerpo, según el metabolismo de las células. El nivel de funcionamiento de un órgano se representa por
diferentes colores o brillos en la imagen del PET. Debido a que el
tejido sano usa glucosa para obtener energía, acumula parte de la administrada pero el tejido tumoral, que tiene un metabolismo
más acelerado, acumula más y se ve más brillante.
La sustancia administrada generalmente (FDG o
fluordeoxiglucosa) tiene gran cantidad de glucosa, algo que suelen utilizar las células tumorales, que son las que utilizar
mayor 'energía' para funcionar. Por ello, esta técnica sirve para
diagnosticar la presencia de cánceres.
La PET, en general, es un procedimiento ambulatorio que no requiere hospitalización. El paciente recibirá instrucciones
detalladas para prepararse para el examen, como por ejemplo: que
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use ropa holgada y cómoda, que acuda en ayunas (un mínimo de seis horas); que NO haga ejercicio intenso los días previos e
informe de los medicamentos que esté tomando.
Antes de hacerse la prueba, se le tallará y pesará y se le medirá la
glucosa en sangre, que debe ser normal. Luego se le colocará una vía venosa para administrar el contraste (radiofármaco). La
inyección del mismo es indolora y no tiene efectos secundarios ni
produce alergias. Tras inyectar el contraste deberá esperar recostado en la habitación denominada "cuarto tibio" durante 45
minutos, esperando que el radiofármaco suministrado se
distribuya por el organismo.
Transcurrido ese tiempo, será introducido en el tomógrafo PET. La exploración s dura entre unos 30 ó 60 minutos. El paciente
deberá permanecer sin moverse una vez se haya iniciado el
estudio.
Esta prueba tampoco tiene efectos secundarios ni se corren riesgos con ella, excepto si usted está embarazada. Incluso en
estos casos el peligro para el feto es relativamente pequeño y si el
beneficio se considera suficientemente grande se podrá realizar la prueba.
Tras realizarse la PET el paciente deberá tomar mucha agua, al
menos un litro y medio, para favorecer la eliminación del
radioisótopo y puede comer con normalidad. No es conveniente que pase mucho rato junto a embarazadas o niños pequeños
después de esta prueba ya que las radiaciones que emite podrían
ser perjudiciales para ellos. Como el contraste se elimina en menos de 24 horas, al día siguiente ya podrá hacer una vida
totalmente normal. Los resultados no se obtienen inmediatamente
después de haberse hecho la prueba. Unos ordenadores tienen que procesar la información, que luego será interpretada por un
médico especialista.
Se considera especialmente útil en el seguimiento de las
enfermedades tumorales, para ver si la quimioterapia ha sido eficaz y ha eliminado totalmente el tumor. Puede combinarse con
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otras pruebas de imagen como el TAC, ya que así se podrá interpretar una lesión anatómica (vista en la TAC) junto con una
lesión con actividad metabólica (vista en el PET) y, así,
diferenciar algunas lesiones cicatriciales con tumores activos.
También puede tener otras utilidades como, por ejemplo, ver si determinadas zonas del corazón están vivas o si el corazón recibe
suficiente sangre en una zona como para mantener sano el
músculo; en el diagnóstico del mal de Alzheimer o la enfermedad de Parkinson.
En el caso del Alzheimer, dada la elevada tasa de metabolismo de
las células cerebrales para la glucosa, se puede mostrar
claramente su disminución en estadios muy iníciales y, de ahí, identificar precozmente la enfermedad y otros procesos como la
demencia senil. Además, podría servir para ver si los tratamientos
siendo útiles, en cuyo caso el metabolismo cerebral aumentaría tras tomar los medicamentos en relación con la situación previa.
El estudio PET en el Parkinson, fundamentalmente mediante
radiotrazaores como la F18-Dopa o la FDG (fluordeoxiglucosa),
permite observar una disminución del metabolismo en la zona cerebral del núcleo caudado cuando existe esta enfermedad.
P.E.T.
Introducción
La Tomografía por Emisión de Positrones (PET) es una técnica de imágenes de medicina nuclear que aprovecha la emisión de
ciertos elementos radioactivos de positrones (antipartícula del
electrón). El equipamiento capta la radiación que proviene de la aniquilación del positrón con un electrón. Esta radiación consiste
en dos rayos de aproximadamente 511KeV, emitidos en sentidos
opuestos que, al alcanzar un sistema de detectores colocado alrededor del paciente, van colectando la información para
generar la imagen tomográfica de la distribución de un
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determinado elemento radioactivo dentro del paciente.
Las aplicaciones clínicas del Tomógrafo por Emisión de
Positrones (PET) se basan en la evaluación de un fenómeno metabólico mediante la utilización de trazadores. A través de ellos
se busca evaluar dos tipos de fenómenos: la tasa de consumo de
glucosa celular, con Fluordesoxiglucosa (FDG) marcada con F-18, y el grado de perfusión tisular regional del Amoníaco marcado
con N-13 o el agua marcada con O-15. Otros radiotrazadores
están siendo incorporados en estudios clínicos de PET, como la Metionina C-11, pero se utiliza en casos más específicos, sobre
todo en estudios oncológicos. Las siguientes indicaciones son
consideradas por tener demostrada aplicación clínica.
Neurología
1. Diagnóstico Diferencial de Demencias: Alzheimer, Multiinfarto, etc. Tiene una mayor sensibilidad y
especificidad para detectar alteraciones demenciales. Es
capaz de detectar cambios metabólicos regionales específicos para diferentes entidades nosológicas. Permite el
diagnóstico etiológico aún meses antes de que puedan
detectarse cambios estructurales (atrofia) por Resonancia Magnética Nuclear (RMN) o Tomografía Axial Computada
(TAC). Supera a la Tomografía por Emisión de Fotón Único
(SPECT, en inglés Single photon emission computerized tomography) ya que PET tiene mayor resolución,
fundamentalmente de estructuras profundas, y puede
cuantificar el consumo de glucosa regional cerebral. 2. Estudio de las Epilepsias. Evaluación no invasiva de foco
epileptogénico, especialmente de lóbulo temporal, tanto de
infantes como adultos. Detección de áreas focales de hipo metabolismo con formas generalizadas de epilepsia, para su
re clasificación y potencial cirugía. Evaluación del tamaño
del foco cortical epileptogénico en niños con comienzo temprano de epilepsia. Estudio longitudinal de los cambios
funcionales en pacientes epilépticos asociados con
enfermedad neurológica progresiva.
48
3. Compromiso neuronal en ACV. Complementariamente a TAC, permite ver el compromiso cerebral funcional, más
allá de la lesión orgánica.
Cardiología
1. Diagnóstico de Enfermedad Arterial Coronaria (EAC) y su
Compromiso Hemodinámico. Tiene una sensibilidad y especificidad superior a Tl-201 SPECT. Especialmente útil
en la evaluación de estudios SPECT de perfusión no
diagnósticos, dudosos o ambiguos, mujeres, obesos, niños, pacientes con un pretest con baja probabilidad de EAC o
sospechosos de EAC moderada, pacientes que necesitan
evaluación de significancia hemodinámica de EAC, control de progresión o regresión de EAC, sospecha de Síndrome X.
2. Estudio de Viabilidad Miocárdica Mediante la observación
de la vía metabólica alternativa anaeróbica glucocídica con FDG, se puede diferenciar infarto de tejido viable pero
"hibernante o atontado" por una insuficiente perfusión en
una región miocárdica hipoperfundida. 3. Pronóstico prequirúrgico de beneficio funcional de la
revascularización.
Oncología
1. Diagnóstico diferencial de Recidiva vs. Cicatriz post-
tratamiento. Único método diagnóstico incruento que tiene máxima especificidad diagnóstica. No requiere de cambios
morfológicos. Detecta cambios regionales en la tasa
metabólica, como indicador de actividad tumoral. 2. Evaluación Temprana de Respuesta tumoral a quimioterapia
o radioterapia. Puede prever el éxito de un plan terapéutico
mediante la observación de una disminución de la tasa metabólica o de síntesis proteica, y evitar los costos de
quimioterapia inadecuada.
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3. Rastreo con FDG-PET de cuerpo completo. Búsqueda de metástasis o de tumor primario. Permite detectar focos
neoplásicos hipermetabólicos tanto en tejidos blandos como
óseos 4. Estudio de Grado de Malignidad Tumoral de Gliomas.
Basándose en la tasa metabólica regional es capaz de
diferencial entre gliomas de bajo y alto grado de malignidad tumoral en forma no invasiva.
5. Evaluación de Nódulos pulmonares solitarios. Puede ayudar
en el diagnóstico diferencial de nódulos solitarios benignos o malignos con una sensibilidad de 96-100% y especificidad
que superan el 86 a 90%, permitiendo un ahorro de
importante en toracotomías y los riesgos inherentes a la invasividad de esa técnica.
6. Estadificación: Identificación de metástasis ganglionares
ocultas para guiar quimioterapia prequirúrgica. Identificación de metástasis ocultas sistémicas para evitar
cirugía innecesaria.
7. Estudio y Estadificación de Cáncer mamario. Investigación de compromiso ganglionar regional y focos a distancia.
Detección de falsos negativos mediante otros métodos
diagnósticos.
Procedimientos para un estudio PET
Los radionucleídos o isótopos radioactivos son elementos que emiten radiación y, al incorporar un determinado camino
metabólico del paciente (ya sea solos o formando parte de una
molécula llamada radiofármaco), dan contraste a la imagen de acuerdo a su concentración en un determinado órgano o tejido. En
el caso del PET, los mismos se producen en un ciclotrón.
El radionucleídos más importante en el diagnóstico PET es el F-
18, que tiene una vida media de 109 minutos. Vida media es el
tiempo en el que la actividad (o sea la cantidad de desintegraciones por segundo) se reduce a la mitad. También se
utilizan como radionucleídos producidos por el ciclotrón el
50
Carbono-11 (vida media, 20,4 minutos), el Oxígeno-15 (vida media, 2,1 minutos) y el Nitrógeno-13 (vida media, 10,0
minutos), con los que se producen otros radiofármacos usados en
diagnóstico o en investigación.
Una vez lista la producción del material radiactivo en el
Ciclotrón, comienza el proceso en el Laboratorio de radiofarmacia, en las llamadas celdas para la radiosíntesis. Aquí
se lleva a cabo la marcación de los diferentes compuestos.
Inmediatamente después, este producto se somete a un riguroso
control de calidad para garantizar que la sustancia cumple las
características exactas, tanto químicas como físicas y pueda ser inyectada al paciente al iniciar el estudio.
Para realizar una exploración PET se administra por vía endovenosa una pequeña cantidad de líquido (10 ml
aproximadamente) que contiene el radiofármaco.
Luego el paciente debe aguardar en reposo unos 45 a 60`.La
duración total de la prueba, que varía según el tipo de estudio, es
de 2-dos- horas, pero el tiempo de permanencia en la camilla del tomógrafo es de 40 a 60 minutos.
Todos estos procesos son llevados a cabos por un equipo de profesionales compuesto por Ingenieros, Bioquímicos, Técnicos y
Médicos, especialmente capacitados y especializados.
Compuestos utilizados para estudios PET
En clínica se utilizan fundamentalmente los radiofármacos con F-
18, por la posibilidad de realizar estudios a cierta distancia del ciclotrón. Entre ellos, el más utilizado es la fluordeoxiglucosa
(FDG), por sus extraordinarias propiedades relacionadas con el
metabolismo de la glucosa.
A título indicativo, algunos de los trazadores más utilizados en
clínica y en investigación son:
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Utilización metabólica de la
glucosa 18 FDG
receptores 18F-fluorodopa
Transporte de aminoácidos 11C-Metionina
Síntesis de ADN 11C-Timidina
Perfusión miocárdica 15 O- H2O; 82-Rb-cloruro
Retención de agentes
quimioterápicos
5-18F-fluorouracilo, 13-N-
cisplatino
El Tomógrafo PET
Los estudios PET se realizan mediante el tomógrafo PET, que consta básicamente de la unidad de exploración (llamada
genéricamente "gantry") que contiene varios anillos de
fotodetectores, en cuyo interior se introduce la camilla móvil en la que el enfermo avanza progresivamente para realizar el estudio de
una zona determinada o de todo el organismo.
Dentro del gantry existe una fuente de radiación gamma para
poder realizar un estudio de atenuación, que aumenta
significativamente la calidad de la imagen obtenida.
El tiempo en que el paciente debe estar posicionado en la camilla
es de aproximadamente entre 40 ́y 1 hora, según el estudio. Es por esto que se acomoda al paciente con los elementos de confort
(almohadas, apoyabrazos, etc.) necesarios para evitar
movimientos y posibilitar una adecuada adquisición de datos.
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Características de la imágenes de PET
A diferencia de TAC o RMI en donde las imágenes muestran secciones o planos anatómicos en detalle, las imágenes de PET
muestran regiones difusas y contornos de la zona explorada.
Además se observan áreas con mayor intensidad de color que corresponden a una captación por parte de las células del
radiofármaco que se le administró al paciente antes de la
exploración. Vale decir indican zonas que metabolizaron en mayor proporción cierta sustancia (glucosa en el caso de la F D
G). Por ello las imágenes de PET son llamadas "metabólicas".
Como en otros procedimientos diagnósticos con la ayuda de
potentes ordenadores se identifica la localización y el número de
emisiones gamma de los positrones, y a través de complicados procesos de reconstrucción informática, se elaboran las imágenes
para su interpretación. Las vistas pueden presentar varios planos
(coronal, sagital, axial y oblicuos) además de permitir reconstrucciones tridimensionales y fusión de imágenes con otras
modalidades (superposición de imágenes anatómicas obre
imágenes metabólicas por ejemplo fusión TAC-PET o RMI-PET).
PET en Oncología
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Los estudios PET, utilizados inicialmente para estudios
funcionales de cerebro y corazón, tuvieron, a partir de la
introducción del PET de cuerpo entero, una indicación especial en oncología, al permitir mostrar imágenes coronales del organismo,
complementadas con estudios sagitales y axiales.
La ventaja de los estudios mediante PET es que detectan la
actividad de masas muy pequeñas de células cancerosas y,
además, las de mayor tamaño, reflejan proporcionalmente la actividad tumoral.
Por eso las indicaciones generales de los estudios PET en oncología incluyen:
Diagnóstico inicial del cáncer. Diagnóstico muy precoz, en
muchos casos más inicial que con otros métodos de examen.
Diferenciación entre tumores benignos y malignos. Determinación del grado de malignidad de la tumorización,
y, por tanto, predicción pronóstica de su curso.
Estadificación de la extensión de la enfermedad, al poder mostrar en una imagen el tumor primario, la afectación
ganglionar y las metástasis.
Confirmación de la significación de las lesiones encontradas en TAC, RM y estudios de rayos X.
Control de la respuesta al plan de tratamiento.
Detección de posible recurrencia de la enfermedad, en especial en pacientes con marcadores tumorales elevados,
aun con resultados negativos con otras técnicas de examen.
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Diagnóstico diferencial entre recurrencia tumoral y cicatrización o radionecrosis, en especial por quimioterapia
o radioterapia.
Tumores más estudiados en PET
La utilidad de los estudios PET es extraordinaria en los tumores
de mama, cabeza y cuello, color rectal, linfomas, melanomas, tumores cerebrales y carcinoma pulmonar no microcítico, siendo
de interés su aplicación en otras localizaciones, como cáncer de
ovario, próstata, vejiga, tiroides, páncreas.
Cáncer de mama
En cuanto al diagnóstico del cáncer de mama, los estudios PET no reemplazan, por supuesto, a la mamografía en estudios de
screening de cáncer de mama. Sin embargo, en ciertos casos,
como en mujeres con mamas fibroquísticas o con implantes, la precisión del PET en el diagnóstico de la enfermedad primaria es
del 85% mientras que en la mamografía es del 67%. También es
de gran ayuda en enfermas con mamas densas, o con cirugía previa, que dificultan la interpretación de la mamografía. En la
valoración de la afectación de ganglios axilares de las pacientes
antes de una intervención quirúrgica, la PET muestra un mayor valor de predicción negativo que la CT y los estudios
radiológicos. En enfermas con sospecha de recurrencia local, la
PET proporciona un 95% de sensibilidad, 98% de especificidad y 96% de precisión, lo que supone una importante ayuda para
confirmar el diagnóstico.
Cáncer colorectal
La PET supone un importante aporte diagnóstico y enfoque
terapéutico del carcinoma colorrectal, que se traduce en una notable reducción de costos.
En la evaluación pre-operatoria de los enfermos de carcinoma colorrectal, la imagen permite detectar en el mismo estudio el
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tumor primario y la posible presencia de metástasis, especialmente hepáticas, facilitando la estadificación del tumor, y
el oportuno tratamiento.
Aproximadamente un tercio de los pacientes de cáncer colorrectal
sometidos a intervención quirúrgica tienen una recidiva antes de
los dos años de la operación. El estudio PET en el diagnóstico de las recidivas, no solo es extraordinariamente precoz, sino
económico en relación a las otras técnicas de diagnósticas
necesarias para su confirmación.
El estudio PET es de especial importancia para la elección de
intervención por parte de cirujano. En unos casos (detección de metástasis irresecable), supone la renuncia a la intervención
quirúrgica. En otros supone una modificación a la intervención
planificada. La PET puede informar, antes que la TAC, de la existencia de metástasis hepática única (resecable), pudiéndose
aplicar el adecuado tratamiento quirúrgico.
Es de gran utilidad el estudio PET de cara a la detección de
recidivas, permitiendo, aparte de la seguridad diagnóstica, un
notable ahorro en relación a las técnicas alternativas de diagnóstico.
Tumores cerebrales
En primer lugar, el diagnóstico tumoral. El estudio PET con FDG
muestra, por una parte, la elevada utilización metabólica de la
glucosa por parte del cortex y ganglios basales, que pueden dificultar la interpretación de una imagen tumoral, que sin
embargo destaca gracias a su elevado metabolismo en relación a
los tejidos vecinos.
La PET permite, además la determinación del grado de
malignidad tumoral, proporciona información pronóstica, así como la capacidad de diferenciar la recurrencia tumoral de la
necrosis por radioterapia o quimioterapia.
Linfoma
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En ocasiones, y con las técnicas habituales de imagen, es difícil realizar una correcta estadificación de los linfomas.
En estos casos, la PET es método completo para detectar la extensión de la enfermedad gracias a su capacidad de diferenciar
el tejido tumoral viable de las cicatrices, la PET es de gran valor
para confirmar, en casos dudosos, la finalización o la continuidad del tratamiento mediante radioterapia, quimioterapia o técnicas
biológicas.
Cáncer de pulmón
En el cáncer de pulmón no microcítico, la PET sobrepasa en
sensibilidad y especificidad a la TAC y a otras técnicas de imagen en la detección de neoplasias pulmonares primarias, así en la
estadificación del cáncer de pulmón. La exactitud de la imagen
PET en la detección del cáncer de pulmón en pacientes con nódulos pulmonares indeterminados tiene un rango del 89 al 94%
de sensibilidad y del 80 al 100% de especificidad.
En el estudio PET mediante FDG es una técnica diagnóstica más
adecuada que el TAC para detección de ganglios y de metástasis a
distancia, y se considera la mejor modalidad no invasiva para la estadificación del carcinoma pulmonar no microcítico.
Melanoma
En el melanoma, cuyas células tienen gran actividad metabólica,
el estudio PET con FDG muestra claramente la lesión primaria,
las metástasis y la enfermedad residual local.
En algunos casos, en los pacientes estudiados con la PET se
confirman de entrada la existencia de melanoma metastásico diseminado en vez de enfermedad local o regional, con lo que se
evita la administración de tratamientos complejos y de posible
toxicidad. La PET de cuerpo entero es un método muy sensible y, por supuesto, mejor que las técnicas de examen habituales para
detectar el melanoma metastásico.
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El estudio PET de cuerpo entero con FDG permite realizar una evaluación pronostica del melanoma, y es de especial interés en el
diagnóstico de recurrencias.
Cáncer de cabeza y cuello
Sin repasar las diferentes localizaciones, indicaremos solo que en
el cáncer de cabeza y cuello la detección precoz es de especial importancia ya que las lesiones avanzadas tienen bajas tasas de
supervivencias. El estudio PET permite una correcta
estadificación, al mostrar la afectación ganglionar y las metástasis. Además, es especial importancia la detección de las
recurrencias, en especial tras la radioterapia o quimioterapia.
PET en Cardiología
Los estudios PET mediante 13-NH3 permiten estudiar el flujo
miocárdico, mientras que los realizados con 18-FDG muestran su
metabolismo. Aparte de otras indicaciones, estos estudios son fundamentales para confirmar la viabilidad del miocardio
isquémico y, por tanto, para sentar la indicación de intervención
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quirúrgica (by-pass).
En efecto, los estudios PET con FDG permiten distinguir el
miocardio isquémico viable del necrótico. Si se observa una disminución del metabolismo regional, se podrá confirmar la
existencia de tejido miocárdico no viable, que no se beneficiará
del restablecimiento del flujo sanguíneo. Al contrario, la demostración en el tejido de normalidad de la tasa metabólica
para la glucosa indica su viabilidad, y asegura la mejoría que se
obtendrá con el restablecimiento del flujo sanguíneo. El estudio PET es, pues, fundamental, para establecer el adecuado
tratamiento quirúrgico (by-pass, angioplastía, transplante) o
médico.
PET en Psiquiatría y Neurología
Una indicación fundamental de los estudios PET es el estudio de las demencias de todo tipo y de las enfermedades degenerativas
cerebrales. Dada la elevada tasa de metabolismo de las células
cerebrales para la glucosa, se puede mostrar claramente su disminución en estadíos muy iníciales, y de ahí su capacidad de
detectar precozmente la enfermedad de Alzheimer y otros
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procesos (demencia senil, atrofia múltiple sistémica, parálisis supranuclear progresiva, y degeneración corticobasal). Esta
técnica se confirmará de extraordinaria importancia con el avance
del tratamiento de la enfermedad de Alzheimer en etapas iníciales. También es de interés el estudio PET en la enfermedad
de Parkinson.
Igualmente se puede detectar la existencia y localización de focos
epileptógenos, en especial en los casos en que se ha enfocado su
tratamiento mediante resección en quirúrgica; en determinadas enfermedades psiquiátricas (Esquizofrenia), en secuelas de
traumatismos y en el abuso de tóxicos.