Apunte 4 Med. Nuc.

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1 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

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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

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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)

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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.

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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 (−)

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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

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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.

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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),

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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.

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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

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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.

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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.

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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.

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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

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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

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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

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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

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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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42

Equipo PET, General Electric.

PET-CT, Siemens.

.

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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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45

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.

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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

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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.

Page 52: Apunte 4 Med. Nuc.

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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

Page 53: Apunte 4 Med. Nuc.

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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.