martes, 20 de febrero de 2007

PET/CT

PET/CT

Introducción
La PET-CT es la técnica mas avanzada y novedosa en el campo del diagnóstico por la imagen que combina las ventajas de las dos exploraciones (PET y CT).
El equipo es simultáneamente un PET y un CT (TAC). Así, mediante la exploración P.E.T. es posible ver los cambios funcionales, bioquímicos o moleculares, mientras que con la exploración CT podemos obtener simultáneamente una imagen de la anatomía interna que nos muestre la localización, la forma y el tamaño de los cambios observados con la PET.
La PET-CT es una técnica emergente que esta experimentando un desarrollo impresionante y constituye el pilar del diagnóstico morfo-funcional.
Exploración PET/CT
Los fundamentos
Mediante la PET es posible visualizar la ruta metabólica que sigue una determinada molécula tras su incorporación al organismo, generalmente mediante administración intravenosa.
Para efectuar un estudio PET se precisa:
Producir isótopos emisores de positrones
Marcar diversas moléculas biológicas con los positrones
Detectar dichas moléculas, tras su administración i.v., mediante una cámara PET
La exploración se realiza utilizando una cantidad muy pequeña de un elemento radioactivo, un isótopo emisor de positrones. Estas sustancias se pueden producir en un generador, aunque la practica totalidad de los isótopos utilizados en PET proceden de un ciclotrón.
El isótopo emisor de positrones se utiliza para "marcar" una molécula biológica. El proceso de marcaje se realiza mediante los denominados módulos de sintesís química. Cuando una molécula se ha marcado se convierte en un radiotrazador o radiofármaco.
Tras la inyección intravenosa del radiofármaco, la molécula sigue su normal ruta metabólica, dirigiéndose hacia los lugares donde es metabolizada. A lo largo de su recorrido y desde los lugares de almacenamiento y eliminación emite una señal radioactiva que puede ser detectada desde el exterior. La detección se realiza mediante una cámara de positrones o cámara PET. La exploración dura entre 60 y 90 minutos.
La PET es una exploración no invasiva cuyo único inconveniente es la pequeña exposición a las radiaciones, inferior al que se recibe por otras exploraciones radiológicas o de medicina nuclear. La única contraindicación es el embarazo.
Las aplicaciones
Las aplicaciones de la PET están en continuo desarrollo. En la actualidad las indicaciones más frecuentes son:
· Oncología
· Cardiología
· Neuropsiquiatría

ONCOLOGÍA
Rastreo normalFlecha roja: cerebroFlechas amarillas: corazónFlecha verde: vejigaEn la exploración normal se detecta actividad fisiológica en el cerebro, corazón (grados variables de intensidad) y sistema genitourinario. En menor medida en el colón.
· Detección Precoz.- Diagnosticar la enfermedad antes de produzca los cambios estructurales que pueden ser detectados con las técnicas de imagen convencionales y realizar el diagnóstico diferencial entre benignidad y malignidad, evitando la realización de otras técnicas más agresivas.
· Estadificación.- Identificar la extensión de la enfermedad al permitir la realización de rastreos de cuerpo completo, característica específica de esta técnica. En numerosas ocasiones la exploración PET modifica el manejo del paciente y evita actuaciones terapéuticas innecesarias.
· Predicción pronóstica.- La intensidad de la actividad metabólica tumoral detectada con la PET guarda una relación proporcional con la agresividad por lo que este dato nos proporciona una información pronóstica.
· Valoración de las recidivas.- La PET es la técnica diagnóstica más segura para realizar el diagnóstico diferencial entre recidiva y necrosis o cambios postquirúrgicos.
· Monitorización de la respuesta terapéutica.- La PET juega un papel muy importante para valorar la efectividad del tratamiento con quinioterapía o radioterapía. Para ello debe realizarse un estudio basal y otro tras el tratamiento para comprobar, si el tratamiento ha sido efectivo, la reducción de la actividad metabólica.
Rastreos en pacientes oncológicos
Más información: www.icppet.org
CARDIOLOGÍA
· Miocardiopatía isquémica.- Cuando un estudio convencional tras ejercicio físico o farmacológico realizado con SPECT de perfusión o con ecocardiografía es equívoco, técnicamente ininterpretable o sus resultados son discordantes con la clínica, puede realizarse un PET de perfusión, fundamentalmente en aquellos casos en los que no se puede realizar una cateterización cardiaca.
· Viabilidad miocárdica.- PET es el procedimineto mas seguro para valorar la existencia de miocardio viable y por tanto decidir si el paciente debe ser trasplantado o es subsidiario de un bypass o angioplastia. La viabilidad se demuestra cuando se visualiza que el miocardio no perfundido tiene actividad metabólica.
La flecha amarilla señala el miocardio no perfundido (izquierda), pero metabó- licamente activo (derecha).Estudio de viabilidadizquierda: perfusiónderecha: metabolismo (FDG)
NEUROPSIQUIATRÍA
· Demencias.- Fundamentalmente en la enfermedad de Alzheimer (DTA), para el diagnóstico precoz, para el diagnóstico positivo y para contribuir al diagnóstico diferencial. La exploración PET también permite valorar la eficacia terapéutica. En la DTA se produce un patrón típico de hipometabolismo biparietotemporal con conservación del cortex sensitivo-motor. En los momentos iniciales de la enfermedad, la imagen puede mostrar únicamente una lesión unilateral; en fases más avanzadas, suele haber extensión de la hipoperfusión a regiones frontales. Este patrón de afectación no es patognomónico de DTA, pero en un enfermo con alteraciones cognitivas compatibles o sugestivas de DTA, el hallazgo de estas lesiones características hace muy probable el diagnóstico. Por el contrario, en la enfermedad de Pick, el hipometabolismo afecta a los lóbulos frontales y temporales anteriores.
Estudio con FDGarriba: normalizquierda: Alzheimerderecha: Pick
· Parkinson.- La PET se utiliza para contribuir al diagnóstico positivo de la enfermedad. Esta exploración también es útil para valorar la demencia asociada al Parkinson (10% de los pacientes). En el Parkinson se objetiva una disminución metabólica tanto de la FDG como de la actividad presináptica dopaminérgica a nivel de los ganglios de la base. Por el contrario, el sistema dopaminérgico postsináptico está intacto, lo que permite realizar el diagnóstico diferencial con otras alteraciones del movimiento (corea de Huntington, parálisis supranuclear progresiva, enfermedad de Wilson) y también monitorizar la progresión de la enfermedad y valorar la eficacia terapéutica.
Estudio con F-DOPAizquierda: paciente normalderecha: Parkinsonflecha amarilla: hipoactividad dopaminérgica
· Epilepsía.- La PET es una técnica muy útil para localizar el foco epileptógeno en la epilepsía refractaria al tratamiento médico con objeto de poder seleccionar a los candidatos quirúrgicos; también se utiliza para el estudio de la patogenia y para facilitar la colocación de los electrodos para EEG intradural. Durante la fase ictal de una convulsión parcial compleja aparece un foco de hiperperfusión cortical, de localización generalmente temporal, en el 80-100 % de los casos. Está descrito un aumento de la actividad ictal del cerebelo contralateral al asiento del foco epileptógeno hasta en un 75 %, hallazgo que ayuda en la lateralización de la descarga. Tras la convulsión, hay una rápida progresión de la hiper a hipoperfusión focal, que se puede mantener a lo largo de todo el período interictal.
· Esquizofrenia.- La PET contribuye al diagnóstico positivo demostrando un hipometabolismo del cortex frontal. Este hallazgo se ve con más frecuencia en los pacientes crónicos que tienen una larga historia de tratamiento con neurolépticos y en los esquizofrénicos paranoides. En la esquizofrenia es característico la ausencia de activación frontal con los test de estímulo (Wisconsin), lo que está relacionado con el descenso de la función dopamínergica. Debido a que la corteza frontal está íntimamente relacionada con otras estructuras corticales y subcorticales, una alteración de esta zona puede repercutir en zonas muy diversas. La hipofrontalidad no es un hallazgo patognomónico de la esquizofrenia ya que también se ha descrito en pacientes con transtornos afectivos y en las psicosis maniaco-depresivas.
· Trastornos obsesivo-compulsivos (TOC).- El TOC muestra alteraciones metabólicas en el llamado "circuito del TOC" formado por la región frontal, los ganglios de la base y la región del cíngulo. Con los test de estímulo pueden objetivarse áreas hipermetabólicas. Estas alteraciones se demuestran que son reversibles con el tratamiento.
· Abuso de tóxicos.- El alcohol y la cocaina producen alteraciones difusas de afectación fundamentalmente frontal probablemente en relación con cambios isquémicos.
· Complejo demencia-SIDA.- La PET pone de manifiesto las reducciones regionales o generalizadas del metabolismo cerebral de la glucosa y por tanto es útil no solo para disponer de un patrón de imagen en la alteración tardía sino cuando las alteraciones cognitivas, motoras y del comportamiento que se presentan en fases precoces o en niños. También es de utilidad para valorar la eficacia de la terapéutica antiviral que puede hacer reversibles estas alteraciones metabólicas.
· Estudio de neuroreceptores y drogas.- Es uno de los campos de mayor desarrollo de la tecnología PET. Este fenómeno se ha producido por la convergencia de dos hechos: el diseño de pequeños equipos PET aptos para realizar investigación con animales de laboratorio y por el avance en la investigación radiofarmacologica. Las enfermedades cerebrales en las que pueden realizarse estos estudios abarcan un gran número de trastornos psiquiátricos (esquizofrenia, depresión), de alteraciones del movimiento (enfermedad de Parkinson, coreas, parálisis supranuclear progresiva, enfermedad de Wilson con afectación neurológica), epilepsia y otras enfermedades degenerativas (enfermedad de Alzheimer, de Pick, atrofia multisistémica...).
LOS POSITRONES
Fenómeno de aniquilación
Un positrón es un electrón cargado positivamente que se emite desde el núcleo del radiotrazador. Este positrón recorre unos pocos milímetros (1-2 mm) hasta que encuentra un electrón libre con el que colisiona produciendo una reacción de aniquilación . Según la ley de la conservación de la energía, las masas del positrón y del electrón se convierten en radiación electromagnética: dos fotones de aniquilación de 511 KeV de energía que salen despedidos en direcciones opuestas (180º).
EL GENERADOR
Generador de Rubidio
Un generador es un equipo capaz de producir un emisor de positrones de corta duración como producto radioactivo a partir de un isótopo padre cuya duración como elemento radioactivo es mucho más larga. El generador más utilizado en tecnología PET es el de Rubidio-82 (Rb-82). El Rb-82 se emplea para el estudio de la perfusión miocárdica.
EL CICLOTRÓN
Un ciclotrón es un acelerador de partículas que se emplea para producir emisores de positrones.
El ciclotrón utiliza protones (núcleos de hidrógeno) y deuterones (núcleos de hidrógeno pesado) a los que les transfiere alta energía mediante el empleo de campos eléctricos alternos. A continuación, se aceleran en una órbita circular utilizando campos magnéticos. Por último, estas partículas altamente energéticas se dirigen hacia unos blancos ("target") con los que colisionan y mediante una reacción nuclear producen isótopos emisores de positrones: Fluor-18, Nitrógeno-13, Oxígeno-15, Carbono-11.
Los ciclotrones utilizados en PET son compactos y pequeños (babys).
Generador de Rubidio
LOS MÓDULOS DE SÍNTESIS QUÍMICA
Módulo de síntesis química
Los isótopos emisores de positrones (Fluor-18, Nitrógeno-13, Oxígeno-15, Carbono-11) se incorporan a diversas moléculas biológicas marcándolas.
Los procesos de marcaje, de índole química, se realizan mediante unas reacciones automatizadas utilizando unos equipos denominados Módulos de Síntesis.
LOS RADIOFÁRMACOS
Las diversas biomoléculas a las que se incorporan los isótopos emisores de positrones son substratos, neurotransmisores, ligandos, drogas y otras. Este conjunto de moléculas ya marcadas recibe el nombre de radiotrazadores o radiofármacos. En la TABLA (GE) podemos observar sus principales caraterísticas.
Aunque estos productos se conocen habitualmente con el nombre de radiofármacos, la cantidad utilizada en la técnica PET es infinitesimal por lo que carecen de efectos farmacológicos y tampoco alteraran los procesos bioquímicos estudiados.
Estos radiofármacos se administran por vía intravenosa y posteriormente se distribuyen en el interior del cuerpo de igual forma que las biomoléculas originales.
ISÓTOPO
RADIOTRAZADOR
VIDA MEDIA
15F
15FDG,15F-DOPA
110 min.
11C
11CO,11CO2
20 min.
15O
15O2,C15O2,H15O2
20 min.
13N
13NH3
10 min.
82Rb
82Rb
76 sec.
Los radiofármacos utilizados mas frecuentemente son:
FDG (18-F, glucosa).- Compuesto de estructura similar a la glucosa. En la actualidad es el radiotrazador de utilización más frecuente.
FDG
La glucosa penetra en el interior de la célula mediante un transportador enzimático: allí, es fosforilada por la actuación de un enzima, la hexoquinasa, y de ese modo se transforma en glucosa-6-fosfato. La FDG tras su fosforilización es "retenida" por la célula al ser incapaz de continuar la normal ruta metabólica de la glucosa no marcada con flúor. Por otra parte, en el interior de la célula existe un enzima, la glucosa-6-fosfatasa que desfosforoliza tanto a la glucosa-6-fosfato como a la FDG fosforilada, permitiendo la vuelta de estos compuestos al exterior de la célula.
La captación de FDG está condicionada por la concentración relativa de ambos enzimas (hexoquinasa, glucosa-6-fosfatasa). Así por ejemplo, la relación de la concentración de hexoquinasa respecto a la de glucosa-6-fosfatasa es mas alta en el cerebro y en el corazón que en otros tejidos, lo que condiciona la mayor concentración de FDG en los mismos. En el caso de los tumores también se ha podido demostrar este mismo fenómeno.
F-Dopa (18-F, Dopa).- Mide la captación de L-Dopa y por lo tanto se utiliza para estudiar la síntesis dopaminérgica en el cerebro.
Agua radioactiva (15-O, agua).- El agua radioactiva maracada con 15-O se utiliza para medir el flujo sanguíneo en diversas aplicaciones en neuropsiquiatria, oncología y cardiología.
Acetato radioactivo (11-C, acetato).- Se utiliza para medir el metabolismo oxidativo (aeróbico) fundamentalmente en cardiología.
Amonio radioactivo (13-N, amonio).- Utilizado para estudiar el flujo miocárdico
LA CÁMARA DE POSITRONES: CÁMARA PET
FDG
El fundamento de las cámaras PET se basa en el principio de la "detección por coincidencia". Si dos detectores situados en oposición (180º) detectan simultáneamente la llegada de dos fotones, estos proceden del fenómeno de la "aniquilación" que se produce como consecuencia del choque entre un positrón y un electrón.
Una cámara PET consiste básicamente en unos anillos de detectores colocados alrededor del paciente, una electrónica y un sistema informático.
El número de anillos es variable, entre 4 y 16. Cada uno de estos anillos lleva una serie de detectores que son cristales de centelleo de número atómico elevado. El cristal de centelleo tiene la característica de emitir luz cuando se estimula por la incidencia de la radiación ionizante, los fotones. El material que se emplea actualmente para construir estos detectores es el Germanato de Bismuto (BGO) por su elevada densidad y por no ser higroscópico.
Cámara ADVANCE de GE
Mediante la utilización de un sistema informático se registran, almacenan, reconstruyen y visualizan las imágenes. Debido a la necesidad de manejar un número de datos muy numeroso se precisan ordenadores muy potentes de gran velocidad de cálculo y elevada memoria de almacenamiento.