TEP Tomografia Por Emision De Positrones

Tomografía

Tomografía es el procesamiento de imágenes por secciones. Un aparato usado en tomografía es llamado tomógrafo, mientras que la imagen producida es un tomograma.

Tomografía por emisión de positrones

La tomografía por emisión de positrones o PET (por las siglas en inglés de Positron Emission Tomography), es una tecnología sanitaria propia de una especialidad médica llamada medicina nuclear.

La Tomografía por Emisión de Positrones es una técnica no invasiva de diagnóstico e investigación ¨in vivo¨ por imagen capaz de medir la actividadmetabólica del cuerpo humano. Al igual que el resto de técnicas diagnósticas en Medicina Nuclear como el SPECT, la PET se basa en detectar y analizar la distribución tridimensional que adopta en el interior del cuerpo un radiofármaco de vida media ultracorta administrado a través de unainyección intravenosa. Según qué se desee estudiar se usan diferentes radiofármacos.

La imagen se obtiene gracias a que los tomógrafos son capaces de detectar los fotones gamma emitidos por el paciente. Éstos fotones gamma de 511keV son el producto de una aniquilación entre un positrón, emitido por el radiofármaco, y un electrón cortical del cuerpo del paciente. Ésta aniquilación da lugar a la emisión, fundamentalmente, de dos fotones. Para que estos fotones acaben por conformar la imagen deben detectarse ¨en coincidencia¨, es decir, al mismo tiempo; en una ventana de tiempo adecuada (nanosegundos), además deben provenir de la misma dirección y sentidos opuestos, pero además su energía debe superar un umbral mínimo que certifique que no ha sufrido dispersiones energéticas de importancia en su trayecto (fenómeno de scatter) hasta los detectores. Los detectores de un tomógrafo PET están dispuestos en anillo alrededor del paciente, y gracias a que detectan en coincidencia a los fotones generados en cada aniquilación conformarán la imagen.Para la obtención de la imagen estos fotones detectados, son convertidos en señales eléctricas. Esta información posteriormente se somete a procesos de filtrado y reconstrucción, gracias a los cuales se obtiene la imagen.

Existen varios radiofármacos emisores de positrones de utilidad médica. El más importante de ellos es el Flúor-18, que es capaz de unirse a la 2-O-trifluorometilsulfonil manosa para obtener el trazador Fluorodesoxiglucosa (18FDG). Gracias a lo cual, tendremos la posibilidad de poder identificar, localizar y cuantificar, a través del SUV (Standardized Uptake Value), el consumo de glucosa. Esto resulta un arma de capital importancia al diagnostico médico, puesto que muestra qué áreas del cuerpo tienen un metabolismo glucídico elevado, que es una característica primordial de los tejidos neoplásicos. La utilización de la 18FDG por los procesos oncológicos se basa en que en el interior de las células tumorales se produce, sobre todo, un metabolismo fundamentalmente anaerobio que incrementa la expresión de las moléculas transportadoras de glucosa (de la GLUT-1 a la GLUT-9), el aumento de la isoenzima de la hexokinasa y la disminución de la glucosa-6-fosfotasa. La 18FDG sí es captada por las células pero al no poder ser metabolizada, sufre un ¨atrapamiento metabólico¨ gracias al cual se obtienen las imágenes.

Así, la PET nos permite estimar los focos de crecimiento celular anormal en todo el organismo, en un solo estudio, por ser de un estudio de cuerpo entero, por lo tanto nos permitirá conocer la extensión. Pero además sirve, entre otras cosas, para evaluar en estudios de control la respuesta al tratamiento, al comparar el comportamiento del metabolismo en las zonas de interés entre los dos estudios.

Para el paciente la exploración no es molesta ni dolorosa. Se debe consultar en caso de mujeres lactantes o embarazadas ya que en estas situaciones se debe de retrasar la prueba, o bien no realizarse. Se debe acudir en ayunas de 4-6 horas, evitando el ejercicio físico en el día previo a la exploración y sin retirar la medicación habitual. La hiperglucemia puede imposibilitar la obtención de imágenes adecuadas, obligando a repetir el estudio posteriormente.Tras la inyección del radiofármaco, el paciente permanecerá en una habitación en reposo.La exploración tiene una duración aproximada de 30-45 minutos.

Además de la oncología, donde la PET se ha implantado con mucha fuerza como técnica diagnóstica, desplazando al TAC como primera opción diagnóstica en algunas indicaciones. Otras áreas que se benefician de este tipo de exploraciones son la neurología y la cardiología. También tiene un gran papel en estudios de experimentación clínica.

Figura 2. Representación esquemática de la detección por coincidencia de los

rayos gamma producidos en la reacción de aniquilación de radionúclidos

emisores de positrones y su correspondiente reconstrucción para la generación

de la imagen PET.

Historia

El estudio PET para llegar a ser una realidad mejor que una visión tuvo que pasar un

largo periodo de tiempo, desde los primeros intentos para la obtención de las primeras

imágenes empleando emisores de positrones hasta convertirse en una herramienta

clínicamente útil que es hoy en día. La historia del desarrollo del PET es rica y

excitante en donde investigadores de distintas disciplinas incluyendo físicos,

matemáticos, químicos, médicos y biólogos, han jugado un papel muy importante en

distintas épocas. [1] Un aspecto fundamental de la historia del estudio PET comienza

con el descubrimiento teórico y experimental del positrón. La existencia y propiedades

del positrón fueron predichas en 1927 por un físico francés P. A. M. Dirac. [2] Figura

1a. Posteriormente, en 1932 C. D. Anderson, Figura 1b, fué el primero en detectar los

positrones en los rayos cósmicos. [3]. El positrón es una partícula subatómica que posee la misma masa del electrón pero

con carga eléctrica opuesta la cual es la antimateria del electrón. El positrón posee una

característica básica y fundamental, la cual es su aniquilación con el electrón, como

producto de este fenómeno se generan dos fotones los cuales viajan en direcciones

opuestas. Muchos investigadores demostraron la ventaja de la imagen por positrones

empleando técnicas de detección. [4-9] En la Figura 2 se muestra una representación

esquemática de la detección por coincidencia de lo rayos gamma generados en la

reacción de la aniquilación de los positrones y su utilidad en la generación de la imagen

PET. De esta manera, estas propiedades notables sembraron la curiosidad de distintos

investigadores para encontrar alguna aplicación.

Casi a finales del año 1950 fue posible aplicar las propiedades de la aniquilación de los

positrones en la detección de los cánceres cerebrales, así como de otras

enfermedades con la ayuda de sistemas de detección muy simples. En la Figura 3 se

encuentra el primer instrumento para la generación de imágenes tomográficas y su

creador el Dr. Brownell, quien fue el pionero en esta área. [4-5] A pesar del hecho de

que la instrumentación y la generación de imágenes empleadas no eran muy

sofisticadas, las imágenes obtenidas con este equipo eran sensiblemente mejores que

las obtenidas por otros instrumentos de imagen disponibles hasta entonces. Los

múltiples detectores que rodeaban la cabeza del paciente fueron diseñados para la

medición del flujo sanguíneo cerebral regional. Hacia finales de 1960, se desarrolló una

nueva versión del tomógrafo en el que se logro incrementar la sensibilidad y se

implemento la posibilidad de obtener imágenes tridimensionales y grandes logros

fueron alcanzados en los primeros estudios con radiofarmacos emisores de positrones.

[6-11] El desarrollo de modernos equipos PET requirió el desarrollo de técnicas

matemáticas necesarias para la reconstrucción de las imágenes tomográficas.

No obstante que los logros alcanzados hasta entonces eran muy alentadores los

sistemas de detección generaban resultados con muy baja resolución por que los

métodos de reconstrucción empleados no eran adecuados. No fue sino hasta principios del año de 1967 cuando se comenzó a estudiar los procesos para la reconstrucción de

las imágenes tomográficas. Los avances del PET procedieron lentamente hasta antes

del desarrollo de las técnicas avanzadas para la reconstrucción de imágenes que

acompañaron el desarrollo de la tomografía computada, la cual empleaba los rayos X.

En 1979, Godfrey Hounsfield y Alan Cormack fueron galardonados con el premio Nobel

de medicina por su contribución en el desarrollo de la tomografía computada. [12-13]

La versión más moderna del equipo PET finalmente llego ser una realidad y fue

implementada por un químico zagas de nombre Michael Phelps a mediados de 1975.

Aunque esta nueva modalidad hasta entones considerada como joven tenía un nuevo

reto, la cual se centraba ahora en la disponibilidad de generar en grandes cantidades

los radionuclidos emisores de positrones necesarios para la producción de los

radiofarmacos PET. [14]

Esta nueva modalidad de diagnóstico por imagen ha ido puliéndose día a día hasta

alcanzar limites jamás imaginados en el área de la oncología (i.e.: detección del

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