Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET-CT)

Franciele Giongo e Luíza Fortes

Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Instituto de Biociências Departamento de Biofísica

Biofísica Biomédica III – BIO10016

Histórico – PET �  1896: Henri Becquerel descobre a radioatividade natural dos

sais de urânio;

�  1898: Pierre e Marie Curie descobrem o elemento rádio;

�  1913: Princípio do traçador proposto por George de Hevesy;

�  1932: Invenção do cíclotron por Ernest O. Lawrence;

�  1946-1947: Produção de radionuclídeos em larga escala;

Histórico – PET �  1951: Utilização de emissores de pósitrons para detectar tumores

de cérebro, proposta por Gordon L. Brownell ao neurocirurgião William H. Sweet;

�  1970: Desenvolvimento do PET por dois grupos de físicos, um da Universidade de Washington, chefiado por Michael E. Phelps, e um segundo grupo da UCLA, chefiado por Z.H.Cho;

�  1973: Michael Phelps et. al. realiza os primeiros exames de PET/scan na Universidade de Washington.

Histórico – PET �  1990: Até então, os exames de PET eram usados somente para

investigação médica;

�  Década de 1990: Tecnologia PET passa a ser usada na rotina de grande parte das clínicas nucleares com o uso de 18F-FDG;

�  1998: PET é usado pela primeira vez na oncologia, a fim de detectar estágios iniciais de câncer de pulmão;

�  2000: Combinação do PET com a Tomografia Computadorizada (PET-CT) por David Townsend e equipe, na Universidade de Pittsburgh.

PET-CT – Tomografia por Emissão de Pósitrons

Mecanismo de Funcionamento

Energia do fóton

Sinal luminoso

Sinal Eletrônico Imagem

Cristal de cintilação Fotodetector Computador

511 KeV

Fig. 1. Representação esquemática do funcionamento do PET-CT.

Mecanismo de Funcionamento

FUNCIONAMENTO14

� Evento verdadeiro (A);

� Erros da PET:~ Coincidências randômicas (B);~ Espalhamento (C);~ Atenuação.

� Efeitos físicos que poderiam comprometer a integridade dos dados registrados pelo PET são corrigidos antes da reconstrução das imagens.

Figura 7: Esquema de detector por coincidência em PET. (A) Evento verdadeiro; (B) coincidência randômica; (C) espalhamento.

�  Eventos verdadeiros;

�  Erros: São efeitos físicos que poderiam comprometer a integridade dos dados registrados pelo PET, sendo corrigidos antes da reconstrução das imagens;

�  Coincidências randômicas, espalhamento e atenuação.

Fig. 2. Esquema de um detector por coincidência de PET. Estão ilustrados os eventos verdadeiros (A), coincidências randômicas (B) e espalhamento (C).

Mecanismo de detecção

Energia do fóton

Sinal luminoso

Sinal eletrônico Imagem

Fotodetector Cristal de cintilação Computador

colimação eletrônica

Fig. 3. Funcionamento da colimação eletrônica na detecção de eventos verdadeiros.

Mecanismo de Funcionamento

FUNCIONAMENTO12

Figura 5: Diagrama esquemático simplificado da PET-CT. Centros do campo de detecção do PET e da CT estãoa 60 cm de distância. O gantry combinado de PET/CT tem 110 cm de profundidade, 170 cm de altura e 168cm de largura. (Beyer, Townsend et al., 2000)

PET-CT – Tomografia por Emissão de Pósitrons

Fig. 4. Diagrama esquemático do funcionamento do PET-CT. (Beyer, Townsend et al., 2000)

PET-CT – Tomografia por Emissão de Pósitrons 23 PROCESSAMENTO DA IMAGEM

Figura 9: (A) Imagens geradas por CT, PET, fusão e MIP. Em (B), cortes transaxiais

Fig. 5. (A) Imagens geradas por CT, PET, fusão e MIP. Em (B) cortes transaxiais.

PET-CT – Tomografia por Emissão de Pósitrons

� Vídeo: PET-CT Exam

PET-CT – Tomografia por Emissão de Pósitrons

�  Importante para o diagnóstico precoce de doenças e para avaliar o funcionamento normal dos órgãos;

�  O PET combinado com CT permite informações mais detalhadas, visto que o PET demonstra a função biológica do corpo antes que mudanças anatômicas ocorram, enquanto que o exame CT fornece informações sobre a anatomia do corpo.

Cíclotron

Fig. 6. Cíclotron de 30MeV do Instituto de Pesquisas Nucleares e Energéticas (IPEN), São Paulo.

Radionuclídeos �  18F: Mais usado, fluordeoxiglicose (FDG), análogo da

glicose. Por ser consumido por células ativas, sua presença indica função metabólica tecidual . Aplicabilidade principal em oncologia;

�  11C: Marca PIB (Pittsburgh compound) e é mundialmente utilizado para diagnóstico diferencial da Doença de Alzheimer;

Radionuclídeos �  13N: Função ventilatória, imagens de cérebro e

coração;

�  15O: Consumo de oxigênio, fluxo sanguíneo e perfusão pulmonar.

PRINCÍPIO DA TÉCNICA9

Figura 3: Principais radionuclídeos usados conjugados com radiofármacos, para PET.

Fig. 7. Principais radionuclídeos usados conjugados com radiofármacos no PET

Aplicabilidade �  Oncologia: detectar câncer, metástases, a efetividade de

uma terapia ontogênica e a presença de recidivas;

�  Cardiologia: determinar o fluxo sanguíneo cardíaco, o efeito de ataques cardíacos e infarto do miocárdio;

�  Neurologia: avaliar anormalidades cerebrais, tais como tumores, problemas de memoria, Doença de Alzheimer e localizar o foco epileptogênico em pacientes epilépticos candidatos a cirurgia.

Aplicabilidade APLICABILIDADE

METÁSTASES26

Figura 11: Imagens geradas por PET. Observação de metástases (A) na região tóraco-abdominal e (B) metástases no tórax.

(A) (B)

APLICABILIDADEMETÁSTASES

26

Figura 11: Imagens geradas por PET. Observação de metástases (A) na região tóraco-abdominal e (B) metástases no tórax.

(A) (B)�  Metástases

A B

Fig. 8. (A) Imagens geradas por PET de metástases (A) na região tóraco-abdominal e (B) no tórax.

Aplicabilidade

Fig. 9. A Figura 1 mostra atividade normal em um cérebro saudável, detectada por PET. A Figura 2, também um exame de PET, mostra o cérebro de um indivíduo com Doença de Alzheimer. A área cinza na Figura 2 mostra níveis mais baixos de atividade cerebral.

�  Doença de Alzheimer

Aplicabilidade

Fig. 10. Paciente de 56 anos com glioblastoma multiforme no lado direito na área frontal do cérebro próximo à fissura interhemisférica.

�  Glioblastoma multiforme

Aplicabilidade �  Doença de Alzheimer A B

Fig. 11. A imagem mostra o 4D PET-CT do mesmo paciente, (A) antes e (B) depois do tratamento contra o tumor. O exame indica que o tumor foi completamente destruído.

PET-CT no Brasil �  1998 – Instalação de uma câmara PET/ SPECT no Serviço de

Radioisótopos do Instituto do Coração (InCor) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HC-FMUSP);

�  2002 – Instalado o primeiro tomógrafo dedicado a PET no Serviço de Radioisótopos do InCor, substituindo o sistema PET/ SPECT;

�  Até o início de 2004, outros três sistemas, do tipo combinado PET/CT, foram instalados na Cidade de São Paulo, todos em hospitais privados.

PET-CT no Brasil �  Atualmente, o procedimento pode ser realizado em varias cidades

do Brasil, como São Paulo, Campinas, Brasília, Porto Alegre, Curitiba e Rio de Janeiro;

�  Com a criação do Instituto do Cérebro na PUCRS (InsCer), o inicio da produção de radiofármacos em Porto Alegre esta previsto para meados de Novembro.