Medicina Nuclear e Imágenes PET

Las imágenes de medicina nuclear, incluyendo la tomografía por emisión de positrones (PET), muestran la distribución de un radiotrazador administrado en lugar de la anatomía directamente. Dado que la señal se origina del comportamiento bioquímico del trazador, estas técnicas mapean la función fisiológica y metabólica; los emisores de positrones, en particular, permiten la reconstrucción tomográfica de la captación del trazador. Por lo tanto, la PET es principalmente una modalidad funcional, a menudo fusionada con TC o RM para la localización anatómica.

Definition

Las imágenes de medicina nuclear producen imágenes a partir de la radiación emitida por un radiotrazador administrado; en la tomografía por emisión de positrones, el trazador emite positrones, cuya aniquilación produce fotones emparejados detectados en coincidencia para reconstruir un mapa tomográfico de la distribución del trazador.

Scope

El tema abarca cómo los radiotrazadores generan la señal de imagen, la detección de coincidencia de fotones de aniquilación que subyace a la PET, la reconstrucción de tomogramas de emisión, el uso de protocolos de adquisición estandarizados para la cuantificación y la forma en que las imágenes funcionales se combinan con la anatomía seccional. Es una referencia sobre cómo se generan estas imágenes, no una guía clínica.

Core questions

• ¿Cómo crea un radiotrazador administrado la señal de imagen en medicina nuclear?
• ¿Cómo permite la detección de coincidencia de fotones de aniquilación la reconstrucción PET?
• ¿Por qué la imagen funcional se fusiona generalmente con la imagen anatómica, como la TC o la RM?
• ¿Cómo se estandarizan la adquisición y la cuantificación para que los valores de captación sean comparables?

Key concepts

• Principio del radiotrazador
• Aniquilación de positrones y detección de coincidencia
• Reconstrucción de tomografía por emisión
• Imágenes funcionales y metabólicas
• Cuantificación estandarizada de la captación
• PET/TC y PET/RM híbridas
• Teranóstica

Mechanisms

Se administra un radiofármaco marcado con un radionúclido y se distribuye según su objetivo bioquímico; la radiación que emite se detecta externamente para mapear esa distribución. En la PET, el radionúclido emite un positrón que se aniquila con un electrón cercano, produciendo dos fotones de 511 keV que viajan en direcciones opuestas; la detección de estos en coincidencia localiza la aniquilación a lo largo de una línea, y muchas de estas líneas se reconstruyen en una imagen tomográfica. La reconstrucción estadística iterativa, como la maximización de la expectativa de máxima verosimilitud (maximum-likelihood expectation maximisation), modela el proceso de emisión para mejorar la calidad de la imagen (Shepp & Vardi, 1982). Dado que la señal refleja la función en lugar de la estructura, la PET se adquiere generalmente como PET/TC o PET/RM híbrida para que la captación pueda localizarse anatómicamente, y la adquisición estandarizada apoya la comparación cuantitativa (Boellaard et al., 2014).

Clinical relevance

La medicina nuclear y la PET añaden una dimensión funcional y metabólica a las imágenes anatómicas, y las recomendaciones sobre su uso apropiado y rendimiento estandarizado apoyan una interpretación consistente (Fletcher et al., 2008; Boellaard et al., 2014). El emparejamiento de trazadores diagnósticos con radionúclidos terapéuticos —teranóstica— se describe como un campo en crecimiento (Turner, 2018). Esta entrada describe cómo se generan estas imágenes y no constituye una base para decisiones diagnósticas o de tratamiento individuales.

History

La medicina nuclear surgió del uso de trazadores radiactivos y la gammacámara a mediados del siglo XX. La tomografía por emisión de positrones surgió como un método tomográfico para trazadores emisores de positrones, y los enfoques de reconstrucción estadística, como la maximización de la expectativa de máxima verosimilitud (maximum-likelihood expectation maximisation), mejoraron la calidad de la imagen de emisión (Shepp & Vardi, 1982). La introducción de la PET/TC híbrida, y posteriormente la PET/RM, combinó la imagen funcional y anatómica, mientras que las guías estandarizadas codificaron la práctica cuantitativa (Boellaard et al., 2014).

Key figures

• Lawrence Shepp
• Yehuda Vardi

Seminal works

• shepp-vardi-1982

Frequently asked questions

¿En qué se diferencia la PET de la TC o la RM?

La TC y la RM mapean la anatomía directamente, mientras que la PET mapea la distribución de un radiotrazador administrado y, por lo tanto, muestra la función o el metabolismo; la PET se fusiona comúnmente con la TC o la RM para que los hallazgos funcionales puedan localizarse en la anatomía.

¿Qué se detecta para formar una imagen PET?

El trazador emite positrones que se aniquilan con electrones, cada aniquilación produce dos fotones en direcciones opuestas; la detección de estos fotones en coincidencia localiza el evento y permite reconstruir tomográficamente la distribución del trazador.