Las modalidades de medicina nuclear, como la tomografía por emisión de positrones (PET) y la tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT), desempeñan un papel vital en muchas áreas de la atención médica, incluido el diagnóstico del cáncer y las imágenes cardíacas, entre otras. Además, los proyectos de investigación innovadores tienen como objetivo mejorar continuamente estas técnicas de imagen molecular, minimizando la cantidad de trazador radiactivo necesario, reduciendo el tiempo de imagen requerido o mejorando la calidad de la imagen. En el reciente Reunión Anual de la Sociedad de Medicina Nuclear e Imagen Molecular (SNMMI), los investigadores presentaron los últimos avances en instrumentación PET y SPECT.
El PET sin TC reduce la dosis de radiación
Los escáneres PET de cuerpo completo con un campo de visión axial largo pueden permitir escaneos PET de dosis extremadamente bajas. Pero la tomografía computarizada realizada al mismo tiempo para obtener mapas de atenuación puede administrar una dosis de radiación sustancial, anulando estos beneficios de dosis bajas. En la Reunión Anual de la SNMMI, Mohammadreza Teimoorisichani de Siemens Medical Imaging presentó una técnica de imagen PET totalmente cuantitativa que no requiere una tomografía computarizada de acompañamiento y reduce drásticamente la cantidad de radiación administrada al paciente. El enfoque podría resultar de particular beneficio para los pacientes pediátricos y aquellos que requieren múltiples exploraciones.
“La mayoría de los escáneres PET modernos utilizan centelleadores basados en lutecio para detectar fotones gamma”, explica Teimoorisichani en un comunicado de prensa. “El lutecio en el centelleador contiene una pequeña cantidad, menos del 3%, del radioisótopo 176Lu, que emite radiación de fondo durante el escaneo. En nuestro estudio, utilizamos esta radiación de fondo como fuente de transmisión para reconstruir simultáneamente mapas de atenuación e imágenes PET cuantitativas sin el uso de TC”.
Los investigadores evaluaron su técnica de reconstrucción propuesta utilizando datos de una exploración clínica FDG-PET adquirida con un escáner Siemens Biograph Vision Quadra PET/CT. Al paciente se le inyectaron aproximadamente 170 MBq de 18F-FDG y se escaneó 55 min después de la inyección durante 10 min. Utilizando los fotones gamma de 202 y 307 keV de 176Lu para reconstruir los mapas de atenuación, generaron imágenes PET utilizando varios algoritmos de reconstrucción sin TC.
La comparación de los resultados con las imágenes PET/CT estándar mostró que los errores de cuantificación más grandes en los mapas de atenuación aparecían alrededor del límite del paciente. De los diversos órganos examinados, el cerebro tuvo el mayor error cuantitativo (subestimación de la actividad del 15 al 21%). Sin embargo, las imágenes de PET reconstruidas sin TC mostraron errores cuantitativos de órganos promedio de 4.8% y 10% para dos técnicas de reconstrucción examinadas.
Además de reducir la dosis del paciente, el método propuesto también elimina el posible registro erróneo del mapa de atenuación que puede surgir debido al movimiento del paciente entre las tomografías computarizadas y la tomografía por emisión de positrones. El enfoque también podría proporcionar una técnica confiable para la corrección de atenuación en escáneres híbridos PET/MR.
“Este estudio es un paso importante hacia la obtención de imágenes PET cuantitativas sin TC prácticas”, señala Teimoorisichani. “Además de reducir la exposición del paciente a la radiación, una verdadera exploración PET cuantitativa de baja dosis puede tener un gran impacto en los estudios de investigación que pretenden comprender mejor la fisiología humana a nivel molecular y en la investigación relacionada con el desarrollo de radiofármacos. El algoritmo se está evaluando actualmente en un gran número de pacientes para descubrir todo su potencial”.
La SPECT autocolimada ofrece imágenes cardíacas rápidas
Un equipo de La Universidad de Tsinghua en Beijing ha diseñado un sistema cardíaco SPECT que realiza escaneos de 10 a 100 veces más rápido que los dispositivos SPECT actuales. El nuevo sistema emplea detectores activos en una arquitectura de múltiples capas que llevan a cabo la doble funcionalidad de detección y colimación. Este concepto de "autocolimación" mejora los enfoques SPECT convencionales para ofrecer un tiempo de exploración mucho más corto, una mejor calidad de imagen, un mayor rendimiento del paciente y una menor exposición a la radiación de los pacientes.
"SPECT es una importante herramienta de imagen no invasiva para el diagnóstico y estratificación de riesgo de pacientes con enfermedad coronaria", dice debin zhang en un comunicado de prensa. “Sin embargo, la SPECT convencional adolece de un tiempo de escaneo prolongado y una calidad de imagen deficiente como resultado de depender de un colimador mecánico. El nuevo sistema SPECT es capaz de realizar escaneos dinámicos de cuadros rápidos con alta calidad”.
La SPECT cardíaca autocolimada consta de tres unidades detectoras trapezoidales idénticas, unidas para formar un medio hexágono que encierra un campo de visión esférico. Cada unidad detectora consta de una placa de tungsteno interna que contiene muchas aberturas, seguida de cuatro capas detectoras apiladas, tres que contienen centelleadores escasamente dispuestos en un patrón de tablero de ajedrez y la exterior que contiene centelleadores muy juntos. Estos centelleadores realizan la doble función de detección y colimación de fotones.
Los investigadores compararon tres patrones de apertura en la placa de metal (que también proporciona parte de la colimación) y encontraron que una distribución aleatoria de 140 aperturas proporcionó un mejor rendimiento de señal a ruido que 48 o 140 aperturas en un patrón de cuadrícula. Usando esta configuración aleatoria, el SPECT cardíaco tuvo una sensibilidad promedio de 0.68 en el campo de visión.
En exploraciones de fantasmas, el sistema pudo separar barras de 4 mm en un fantasma de hot-rod y pudo identificar un defecto en un fantasma cardíaco en tan solo 2 segundos.
El equipo concluye que el diseño del detector propuesto tiene potencial para ampliar las aplicaciones clínicas de la SPECT cardiaca dinámica, al eliminar el impacto del movimiento respiratorio del paciente, aumentar el rendimiento del paciente, permitir la adquisición de imágenes con dosis ultrabajas y cuantificar con precisión el flujo sanguíneo miocárdico y la reserva de flujo coronario.
