Medicina Nuclear e Imagem PET

A imagem de medicina nuclear, incluindo a tomografia por emissão de pósitrons (PET), exibe a distribuição de um radiotraçador administrado, em vez da anatomia diretamente. Como o sinal se origina do comportamento bioquímico do traçador, essas técnicas mapeiam a função fisiológica e metabólica; os emissores de pósitrons, em particular, permitem a reconstrução tomográfica da captação do traçador. A PET é, portanto, uma modalidade primariamente funcional, frequentemente fundida com TC ou RM para localização anatômica.

Definition

A imagem de medicina nuclear produz imagens a partir da radiação emitida por um radiotraçador administrado; na tomografia por emissão de pósitrons, o traçador emite pósitrons, cuja aniquilação produz fótons emparelhados detectados em coincidência para reconstruir um mapa tomográfico da distribuição do traçador.

Scope

O tópico aborda como os radiotraçadores geram o sinal de imagem, a detecção de coincidência de fótons de aniquilação que fundamenta a PET, a reconstrução de tomogramas de emissão, o uso de protocolos de aquisição padronizados para quantificação e a forma como as imagens funcionais são combinadas com a anatomia seccional. É uma referência sobre como essas imagens são geradas, não uma orientação clínica.

Core questions

• Como um radiotraçador administrado cria o sinal de imagem em medicina nuclear?
• Como a detecção de coincidência de fótons de aniquilação permite a reconstrução PET?
• Por que a imagem funcional é geralmente fundida com a imagem anatômica, como TC ou RM?
• Como a aquisição e a quantificação são padronizadas para que os valores de captação sejam comparáveis?

Key concepts

• Princípio do radiotraçador
• Aniquilação de pósitrons e detecção de coincidência
• Reconstrução de tomografia por emissão
• Imagem funcional e metabólica
• Quantificação padronizada da captação
• PET/TC e PET/RM híbridas
• Teranósticos

Mechanisms

Um radiofármaco marcado com um radionuclídeo é administrado e se distribui de acordo com seu alvo bioquímico; a radiação que ele emite é detectada externamente para mapear essa distribuição. Na PET, o radionuclídeo emite um pósitron que se aniquila com um elétron próximo, produzindo dois fótons de 511 keV viajando em direções opostas; a detecção desses em coincidência localiza a aniquilação ao longo de uma linha, e muitas dessas linhas são reconstruídas em uma imagem tomográfica. A reconstrução estatística iterativa, como a maximização da expectativa de máxima verossimilhança, modela o processo de emissão para melhorar a qualidade da imagem (Shepp & Vardi, 1982). Como o sinal reflete a função em vez da estrutura, a PET é geralmente adquirida como PET/TC ou PET/RM híbrida para que a captação possa ser localizada na anatomia, e a aquisição padronizada suporta a comparação quantitativa (Boellaard et al., 2014).

Clinical relevance

A medicina nuclear e a PET adicionam uma dimensão funcional e metabólica à imagem anatômica, e as recomendações sobre seu uso apropriado e desempenho padronizado apoiam uma interpretação consistente (Fletcher et al., 2008; Boellaard et al., 2014). O emparelhamento de traçadores diagnósticos com radionuclídeos terapêuticos — teranósticos — é descrito como um campo em crescimento (Turner, 2018). Esta entrada descreve como essas imagens são geradas e não é uma base para decisões individuais de diagnóstico ou tratamento.

History

A medicina nuclear surgiu do uso de traçadores radioativos e da gama-câmera em meados do século XX. A tomografia por emissão de pósitrons emergiu como um método tomográfico para traçadores emissores de pósitrons, e abordagens de reconstrução estatística, como a maximização da expectativa de máxima verossimilhança, melhoraram a qualidade da imagem de emissão (Shepp & Vardi, 1982). A introdução da PET/TC híbrida, e posteriormente da PET/RM, combinou a imagem funcional e anatômica, enquanto as diretrizes padronizadas codificaram a prática quantitativa (Boellaard et al., 2014).

Key figures

• Lawrence Shepp
• Yehuda Vardi

Seminal works

• shepp-vardi-1982

Frequently asked questions

Como a PET é diferente da TC ou RM?

A TC e a RM mapeiam a anatomia diretamente, enquanto a PET mapeia a distribuição de um radiotraçador administrado e, portanto, mostra a função ou o metabolismo; a PET é comumente fundida com a TC ou RM para que os achados funcionais possam ser localizados na anatomia.

O que é detectado para formar uma imagem PET?

O traçador emite pósitrons que se aniquilam com elétrons, cada aniquilação produzindo dois fótons em direções opostas; a detecção desses fótons em coincidência localiza o evento e permite que a distribuição do traçador seja reconstruída tomograficamente.