PET Dra. Alfaro

PET: Siglas en inglés de tomografía por emisión de positrones. Puede cambiar significativamente el manejo de los pacientes hasta en 25-47% de los casos, más que todo en enfermedades oncológicas.

Principales indicaciones:

Diagnóstico y seguimiento del cáncer (principalmente) Cardiología Neurología y psiquiatría

El positrón es una antipartícula que posee la misma masa del electrón pero con una carga positiva (es igual en todo al electrón, excepto en que posee carga positiva), el cual luego recorre cierta distancia (unos pocos mm) hasta llegar a perder todo su energía cinética y entonces se aniquila con un electrón del medio circundante.

En el momento de su aniquilación, la masa de ambos se convierte en energía, específicamente radiación electromagnética, en forma de 2 fotones de 511 KeV, emitidos en un ángulo de 180 grados.

Vemos una representación gráfica de todo esto, en este recorrido que puede variar, es donde nosotros vamos a tener la destrucción tisular porque esta partícula tiene masa y tiene carga, entonces va a ir interactuando con todo lo que encuentre en su camino hasta que pierde toda su energía cinética, se encuentra con un electrón del medio y se aniquila. Convierte su masa en energía y emite los dos fotones.

Lógicamente al suceder eso, como va a cambiar el número de partículas dentro del núcleo, vamos a tener la transformación de un elemento químico a otro. En el caso del Flúor 18, que es el que más se utiliza, después cambia a Oxígeno 18.

El PET es un procedimiento de medicina nuclear cuyo objetivo es medir la actividad metabólica de las células de los tejidos del cuerpo. A diferencia de otros exámenes de medicina nuclear, el PET detecta el

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metabolismo dentro de los tejidos corporales, mientras que otros tipos de exámenes de medicina nuclear detectan la cantidad de sustancia radioactiva acumulada en el tejido.

Habíamos visto también que el PET está compuesto por dos tomógrafos, el del PET y el de la Tomografía Axial (esto se conoce como PET/TC). El tomógrafo del PET tiene las imágenes del PET, del TAC y las dos imágenes fusionadas (como se ve en la imagen de arriba).

El cristal del que está formado el detector del PET, es un cristal con características muy diferentes a las del yoduro de sodio usado en la gamma-cámara, esto porque se tiene una energía muy alta como la del positrón que es de 511 (recordemos que la energía del Tecnecio que se usa en la gamma-cámara tiene una energía de 140). Para que la imagen lograda con la emisión de positrones fuera de buena calidad usando el cristal de yoduro de sodio, este debería ser muy ancho y sería una máquina enorme, entonces por eso es que para el PET se hacen cristales con otros materiales.

El mayor uso se da en la parte oncológica.

EMISORES DE POSITRONES

-Las ventajas que tiene el PET es que las moléculas que usamos van a tener una vida media muy corta. -Además son moléculas orgánicas como carbono, agua, oxígeno (cuando en Medicina Nuclear lo que más se usa es tecnecio y no hay ninguna moléculas del cuerpo que tenga tecnecio). Esto quiere decir que proceden de átomos encontrados en sustancias orgánicas (O, N, C, F)-Pueden unirse a moléculas biológicas transportadoras (nucleósidos, aminoácidos, ácidos grasos)

Acá unos ejemplos del uso de radiofármacos en PET

Esto es importante, aquí se usa principalmente el Flúor 18 que es con lo que se marca la glucosa y tiene la ventaja de que tiene una vida media relativamente larga y que tiene una Em (energía) inferior a los demás, por lo que el rayo va a ser de 2mm. En cambio el Rb-82 que se usa para hacer estudios de función miocárdica va a saltar 16 mm por lo que puede producir más destrucción antes de llegar a aniquilarse. Y esto no se produce solo por su interacción con las moléculas del organismo, sino que además vamos a tener en el PET una representación gráfica del punto donde se da la aniquilación. Entonces cuanto más se aleje

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ese fenómeno del núcleo vamos a tener menor resolución, si la partícula se emite y ya muy cerca del núcleo se aniquila y produce los fotones vamos a tener mejor resolución.

También se usa Carbono 11 que tiene una vida media de 20 min, Nitrógeno 13 que se usa para corazón y tiene una vida media de 10 min, el Galio 68 que ahora vamos a ver y tiene una vida media más larguilla de 68 minutos y el Rubidio que tiene una vida media de 1, 27 min.

RADIOFÁRMACOS

En la actualidad hay más de 40 Radiofármacos (RF), de los cuáles la mayoría son para ligandos de procesos de neurotransmisión.

RF utilizados como sustratos metabólicos (18F-FDG, 11C-metionina, 11C-palmitato, 18F-Fluorotimidina)Para Flujo Sanguíneo (13N-amoniaco ,150-agua), entre otros.

El más utilizado en los hospitales actualmente es el 18F-fludesoxiglucosa (FDG). Este 18F-FDG es un radiofármaco constituido por un análogo de la glucosa 2-fluoro-2-desoxi-D-glucosa unido al isótopo radiactivo flúor-18. Este permite el estudio del metabolismo celular de la glucosa.

Acá viene el detalle importante, una vez que la 18FDG pasa al interior de la célula se va a quedar atrapada porque no puede terminar el metabolismo de la glucosa, en el momento en que bioquímicamente esa enzima vaya a realizar la reacción no va a poder porque donde había un Hidrógeno ahora hay un flúor y se va a detener el proceso (por acción de la hexoquinasa se fosforila hasta 18FDG-6-fosfato que, a diferencia de su análogo no marcado, no puede ser metabolizado por las vías de la glicólisis o de la síntesis de glucógeno y sufre un atrapamiento metabólico en la célula).

Entonces la FDG va a entrar a la célula por el Glut-1, después la hexoquinasa la va a convertir en FDG-6-P y de ahí, ya no va a seguir la vía de la glucosa y se va a quedar atrapada ahí. La FDG tiene mayor afinidad por la hexoquinasa, que por la G-6-Fosfatasa, por lo que la posibilidad de regresar es menor, esto es lo que genera el atrapamiento. Además, existe mayor número de transportadores GLUT-1 en las células.

PET/TC con 18F-FDG

18FDG es el radiofármaco emisor de positrones más empleado en PET.

Tiene periodo de semi-desintegración de 110 minutos.

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Elevado grado de captación en la mayoría de los cánceres. Esto porque la célula tumoral tiene mayor actividad metabólica y mayor proliferación, esto conlleva un elevado consumo energético (glucosa).

Nosotros vamos a tener una captación normal de la glucosa y lógicamente va a estar siendo usada por el cerebro y por el resto del organismo. La imagen normal debe verse como la de arriba.

Preparación del paciente para estudios con 18FDG:

Paciente en ayuno y la noche anterior mantener dieta baja en carbohidratos Evitar ejercicio intenso (cualquier tejido que ud ponga a trabajar y a consumir energía le va a salir

hiperactivo en el estudio, la glucosa se le acumularía en los músculos si realiza ejercicio) Glicemia debe ser menor o igual a 150 mg/dl, a los pacientes diabéticos hay que aumentarles el

esquema de insulina El estudio se realiza 50min post inyección para que se distribuya y durante este tiempo es muy

importante que el paciente tampoco debe realizar nada, debe estar en reposo

APLICACIONES EN ONCOLOGÍA

Indicaciones de PET con 18F-FDG en Oncología:

Diagnóstico diferencial de lesiones benignas y malignas (como para nódulos tumorales) Extensión de la enfermedad (estadiaje y re-estadiaje) Estudio de pacientes con evidencia bioquímica de recurrencia del tumor (elevación de los niveles de

marcadores tumorales) pero que no presentan clínica ni existe evidencia morfológica de la enfermedad mediante otras técnicas de diagnóstico por imagen. Esto es muy útil en el cáncer de tiroides, porque van a ver como a veces a un paciente ya se le hizo tiroidectomía, se le dio yodo radioactivo y estando en control de repente empieza a elevar tiroglobulinas y no se encuentra en TAC; entonces si el tumor ya no tiene capacidad de captar yodo puede que se esté desdiferenciando y esto si se vería con el PET

Diagnóstico diferencial entre enfermedad maligna recurrente o residual versus cambios inducidos por el tratamiento. Es importantísimo que si se tuvo un paciente con una masa y ya se le dio quimioterapia y radioterapia, al hacerle un TAC y verse una masa no sé sabe si es recurrente de la enfermedad o tejido de fibrosis que se formó; con el PET si se diferenciaría.

Estudio de metástasis de tumor primario desconocido Diagnóstico del grado de malignidad de los tumores Determinación de la parte más agresiva del tumor para planificar la biopsia si son tumores grandes Monitorización de la respuesta del tumor a la quimioterapia o radioterapia Planificación de la radioterapia terapéutica o paliativa, en las masas que tienen componente de tumor

y de fibrosis para hacer más específica la radioterapia solo hacia la parte del tumor. Posterior a la radioablación de metástasis puede diferenciar recurrencia de fibrosis. Mayor sensibilidad con tumores menos diferenciados

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Este paciente tiene un ganglio gigante y el PET nos da la información de la tasa metabólica y ya con la imagen del TAC se da la fusión.

Este es un caso rarísimo de metástasis glútea de cáncer pulmón, se ve que el TAC es completamente normal, , se ve un glúteo normal desde el punto de vista anatómico y sin embargo, tiene esta metástasis.

Acá también veo esta pelota en la imagen del PET, pero no sé exactamente donde está, por esto la importancia de la fusión de las dos tecnologías para ubicar la lesión.

Aquí vemos otra masa hepática (imagen de la izquierda).

Además de las lesiones evidentes, en esta Imagen se evidencia la intensa captación normal de 18FDG en el cerebro por lo que la dosis se reduce a la mitad cuando hacemos un estudio cerebral y esto es muy importante porque si no, no vamos a poder ver nada.

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El de la derecha es un paciente con Melanoma con metástasis en hilio pulmonar.

Acá vemos una metástasis hepática única.

Otra ventaja del PET/CT es que toma en cuenta movimientos de los órganos(4D), entonces va a hacer una corrección por movimientos respiratorios. Toma en cuenta los movimientos fisiológicos de los pacientes, no si el paciente se movió.

Acá vemos este paciente que tenía esta masa antes de tratamiento y como ésta capta mucho menos luego del tratamiento; esto para saber si está respondiendo o no al tratamiento.

Acá vemos un paciente con Linfoma de Hodgkin pre y post tratamiento.

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Dependiendo del tumor que queramos ver, voy a usar un radiofármaco en específico. Tenemos que el Galio va a tener una mayor afinidad por los tumores neuroendocrinos y acá vemos la diferencia entre que sea un PET hecho con glucosa (F-18 FDG) y otro con Galio 68. Es con el Galio con el que se puede ver la masa. Entonces para tumores neuroendocrinos el radiofármaco ideal es el Galio 68 (análogo de somatostatina). La elección del radiofármaco va a ser según la lesión que queramos ver.

APLICACIONES EN CARDIOLOGÍA

Detección de tejido miocárdico viable en pacientes con cardiopatía coronaria e insuficiencia ventricular izquierda

Diagnóstico de enfermedad coronaria donde otras investigaciones son equívocas

Si se ve una imagen en que no hay perfusión, pero sí se hay metabolismo activo esto da una señal de que el músculo está vivo, entonces si el paciente se va a reperfundir, posiblemente vaya a recuperar función ventricular.

Es importante que al estar fusionado con imágenes de CT, vamos a poder ver también calcificaciones en las arterias y otros datos que nos van a ayudar en el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades cardíacas.

Esta es una imagen con Rubidio 82, su interpretación es igual que en otras imágenes de Medicina Nuclear que se hace viendo la perfusión.

APLICACIONES EN NEUROLOGÍA

Epilepsia: Detección y Localización de foco epileptógeno, esto es muy importante para determinar el abordaje quirúrgico, porque cuando a un paciente se le monitorea con un electroencefalograma y tiene un trastorno eléctrico, usualmente este se extiende más allá de donde se origina el problema. Si se hace una cirugía solo con el resultado del EEG se quitaría mucho más parte del cerebro de la que es necesario quitar.

Diagnóstico diferencial entre recidiva o enfermedad residual versus radionecrosis en tumores cerebrales tratados.

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Diagnóstico de las demencias: diagnóstico precoz de la enfermedad de Alzheimer y diagnóstico diferencial de otras formas de demencia tales como la demencia vascular, enfermedad de Parkinson, enfermedad de Hungtinton, etc.

Acá tenemos a la izquierda un paciente normal y a la derecha el cerebro de un paciente con Alzheimer.

En un paciente normal el metabolismo de la glucosa se ve como el de la izquierda, en cambio en un paciente con Alzheimer se ven zonas de hipometabolismo ( en este caso temporoparietal).

Tenemos otros fardiofármacos que se fijan a las placas de amiloide (PIB) y en este caso veríamos fijación en corteza y ganglios basales en un paciente con Alzheimer y que no hay nada de fijación en el paciente normal.

Esto nos va a servir mucho porque sabemos que clínicamente los pacientes con demencias se parecen mucho y esto nos sirve para hacer diagnóstico diferencial

Igual en la epilepsia nos va a servir mucho para buscar los focos donde se genera la epilepsia comparando estudios basales con estudios vitales. Uno espera que el foco epileptógeno sea hipercaptante en el momento de la crisis, generalmente si se hace estudio post-ictal va a haber menos captación.

También para los tumores, es importante saber cual es el área activa para el tratamiento con radioterapia. Este paciente tiene un área de necrosis central y de un lado la enfermedad activa. Entonces es radioterapeuta va a poder dar el tratamiento en la zona más activa.

Como hay mayor sensibilidad entre más indiferenciadas las lesiones, va a permitir detectar los tumores más agresivos en etapas más tempranas, como en el glioma de alto grado.

Vemos también imágenes de las diferentes demencias.

A. NormalB. Demencia de AlzheimerC. Demencia frontotemporalD. Demencia de cuerpos de

Lewy

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Podemos ver acá la distribución normal y como los ganglios basales captan mucho, en cambio en el paciente con Parkinson la captación está reducida y se ve como supuestamente mejora con el tratamiento.

Los radiofármacos se distribuyen diferente en las distintas demencias, algunas tienden a afectar más la parte frontal o la occipital, etc.

También sirve en seguimiento de pacientes con adicciones como a la cocaína, donde se verían lesiones en saca-bocados redonditas con distribución heterogénea sin actividad metabólica y esto es sumamente indicativo de adicción a cocaína. Muchas veces se ven imágenes así en pacientes jóvenes y clínicamente bien, ya que se ocupa mucho daño cerebral para que se note clínicamente.

En los esquizofrénicos es característica la hipoperfusión frontal.

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