Tomografía por emisión de positrones

La tomografía por emisión de positrones (PET) es un método para estudiar la actividad metabólica y funcional de los tejidos corporales in vivo. Este método se basa en el fenómeno de emisión de positrones observado en un radiofármaco introducido en el organismo durante su distribución y acumulación en diversos órganos. En neurología, su principal aplicación es el estudio del metabolismo cerebral en diversas enfermedades. Los cambios en la acumulación de nucleidos en cualquier área del cerebro sugieren una alteración de la actividad neuronal.

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Indicaciones de la tomografía por emisión de positrones

Las indicaciones para la tomografía por emisión de positrones incluyen la detección de hibernación miocárdica en pacientes sometidos a cirugía de revascularización coronaria o trasplante cardíaco, así como la distinción entre metástasis, necrosis y fibrosis en ganglios linfáticos agrandados en pacientes con cáncer. La PET también se utiliza para evaluar nódulos pulmonares y determinar su actividad metabólica, así como para diagnosticar cáncer de pulmón, cáncer de cuello, linfoma y melanoma. La TC puede combinarse con la tomografía por emisión de positrones para correlacionar datos morfológicos y funcionales.

Preparación para la tomografía por emisión de positrones

La PET se realiza en ayunas (la última comida se realiza de 4 a 6 horas antes del examen). La duración del examen es de 30 a 75 minutos, dependiendo del alcance del procedimiento. Durante los 30 a 40 minutos necesarios para la introducción del fármaco administrado en los procesos metabólicos del organismo, los pacientes deben estar en condiciones que minimicen la posibilidad de actividad motora, del habla y emocional para reducir la probabilidad de falsos positivos. Para ello, el paciente se coloca en una habitación separada con paredes insonorizadas, con los ojos cerrados.

Métodos alternativos

Otros métodos de neuroimagen funcional, como la espectroscopia de resonancia magnética, la tomografía computarizada por emisión de fotón único, la perfusión y la resonancia magnética funcional, pueden servir hasta cierto punto como alternativa a la PET.

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Tomografía por emisión de fotón único

Una opción menos costosa para el examen con radioisótopos de la estructura intravital del cerebro es la tomografía computarizada por emisión de fotón único.

Este método se basa en el registro de la radiación cuántica emitida por isótopos radiactivos. A diferencia del método PET, la tomografía computarizada por emisión monofotónica utiliza elementos que no participan en el metabolismo (Tc99, TI-01) y, con la ayuda de una cámara en Y que gira alrededor del objeto, se registran cuantos individuales (fotones) en lugar de pares.

Una de las modificaciones del método de tomografía computarizada por emisión monofotónica es la visualización del flujo sanguíneo cerebral local. Se administra al paciente una mezcla de gases para inhalar que contiene xenón-133, el cual se disuelve en la sangre. Mediante análisis computarizado, se construye una imagen tridimensional de la distribución de las fuentes de emisión de fotones en el cerebro con una resolución espacial de aproximadamente 1,5 cm. Este método se utiliza, en particular, para estudiar las características del flujo sanguíneo cerebral local en enfermedades cerebrovasculares y en diversos tipos de demencia.

Evaluación de resultados

La evaluación PET se realiza mediante métodos visuales y semicuantitativos. La evaluación visual de los datos PET se realiza utilizando tanto blanco y negro como diversas escalas de color, lo que permite determinar la intensidad de la acumulación de radiofármacos en diversas partes del cerebro, identificar focos de metabolismo patológico y evaluar su localización, contornos y tamaño.

En un análisis semicuantitativo, se calcula la relación de acumulación de radiofármaco entre dos áreas de igual tamaño, una de las cuales corresponde a la parte más activa del proceso patológico y la otra a la zona contralateral inalterada del cerebro.

El uso de la PET en neurología nos permite solucionar los siguientes problemas:

• estudiar la actividad de ciertas áreas del cerebro cuando se presentan diversos estímulos;
• realizar diagnósticos precoces de enfermedades;
• realizar diagnósticos diferenciales de procesos patológicos con manifestaciones clínicas similares;
• Predecir el curso de la enfermedad, evaluar la eficacia de la terapia.

Las principales indicaciones para el uso de la técnica en neurología son:

• patología cerebrovascular;
• epilepsia;
• Enfermedad de Alzheimer y otras formas de demencia;
• enfermedades degenerativas del cerebro (enfermedad de Parkinson, enfermedad de Huntington);
• enfermedades desmielinizantes;
• tumores cerebrales.

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Epilepsia

La PET con 18-fluorodesoxiglucosa permite detectar focos epileptógenos, especialmente en formas focales de epilepsia, y evaluar trastornos metabólicos en estos focos. En el período interictal, la zona del foco epileptógeno se caracteriza por hipometabolismo de la glucosa, y el área de metabolismo reducido, en algunos casos, supera significativamente el tamaño del foco establecido mediante métodos de neuroimagen estructural. Además, la PET permite detectar focos epileptógenos incluso en ausencia de alteraciones electroencefalográficas y estructurales, y puede utilizarse en el diagnóstico diferencial de crisis epilépticas y no epilépticas. La sensibilidad y la especificidad del método aumentan significativamente con el uso combinado de la PET con la electroencefalografía (EEG).

En el momento de una crisis epiléptica, se observa un aumento del metabolismo regional de la glucosa en el área del foco epileptogénico, a menudo en combinación con la supresión en otra área del cerebro, y después de la crisis, se registra nuevamente un hipometabolismo, cuya gravedad comienza a disminuir de manera confiable 24 horas después de la crisis.

La PET también se puede utilizar con éxito para determinar las indicaciones de tratamiento quirúrgico de diversas formas de epilepsia. La evaluación preoperatoria de la localización de los focos epilépticos permite elegir las tácticas de tratamiento óptimas y realizar un pronóstico más objetivo del resultado de la intervención propuesta.

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Patología cerebrovascular

En el diagnóstico del ictus isquémico, la PET se considera un método para determinar tejido cerebral viable y potencialmente recuperable en la zona de penumbra isquémica, lo que permitirá especificar las indicaciones para la terapia de reperfusión (trombólisis). El uso de ligandos del receptor central de benzodiazepinas, que sirven como marcadores de la integridad neuronal, permite una distinción bastante clara entre tejido cerebral irreversiblemente dañado y viable en la zona de penumbra isquémica en una etapa temprana del ictus. También es posible realizar diagnósticos diferenciales entre focos isquémicos recientes y antiguos en pacientes con episodios isquémicos repetidos.

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Enfermedad de Alzheimer y otros tipos de demencia

En el diagnóstico de la enfermedad de Alzheimer, la sensibilidad de la PET varía entre el 76 y el 93% (promedio 86%), lo que se confirma mediante materiales de estudio de autopsia.

La PET en la enfermedad de Alzheimer se caracteriza por una disminución focal pronunciada del metabolismo cerebral, principalmente en las áreas de asociación neocortical de la corteza (corteza cingulada posterior, temporoparietal y multimodal frontal), con cambios más pronunciados en el hemisferio dominante. Al mismo tiempo, los ganglios basales, el tálamo, el cerebelo y la corteza, responsables de las funciones sensoriales y motoras primarias, permanecen relativamente intactos. El síntoma más típico de la enfermedad de Alzheimer es el hipometabolismo bilateral en las áreas temporoparietales del cerebro, que en etapas avanzadas puede combinarse con una disminución del metabolismo en la corteza frontal.

La demencia por enfermedad cerebrovascular se caracteriza por una afectación predominante de los lóbulos frontales, incluyendo la corteza cingulada y la circunvolución frontal superior. Los pacientes con demencia vascular también suelen presentar áreas irregulares de disminución del metabolismo en la sustancia blanca y la corteza, que a menudo afectan el cerebelo y las subcortezas. La demencia frontotemporal muestra una disminución del metabolismo en la corteza temporal frontal, anterior y medial. Los pacientes con demencia por cuerpos de Lewy presentan déficits metabólicos temporoparietales bilaterales similares a los de la enfermedad de Alzheimer, pero que a menudo afectan la corteza occipital y el cerebelo, que suelen estar intactos en la enfermedad de Alzheimer.

Patrón de cambios metabólicos en diversas afecciones asociadas con la demencia

Etiología de la demencia	Zonas de alteración metabólica
Enfermedad de Alzheimer	El daño a la corteza parietal, temporal y cingulada posterior se presenta más tempranamente, con relativa conservación de la corteza sensoriomotora primaria y la corteza visual primaria, así como del cuerpo estriado, el tálamo y el cerebelo. En las primeras etapas, el déficit suele ser asimétrico, pero el proceso degenerativo finalmente se manifiesta bilateralmente.
Demencia vascular	Hipometabolismo e hipoperfusión en áreas corticales, subcorticales y cerebelo afectados
Demencia de tipo frontal	La corteza frontal, la corteza temporal anterior y las regiones mediotemporales son las primeras en verse afectadas, con un grado de gravedad de daño inicialmente mayor que la corteza temporal parietal y lateral, con una relativa preservación de la corteza sensoriomotora y visual primaria.
Corea de Huntington	Los núcleos caudado y lenticular se ven afectados antes, con una afectación difusa gradual de la corteza.
Demencia en la enfermedad de Parkinson	Características similares a las de la enfermedad de Alzheimer, pero con mayor conservación de la región mediotemporal y menor conservación de la corteza visual.
Demencia con cuerpos de Lewy	Alteraciones típicas de la enfermedad de Alzheimer, pero con menor preservación de la corteza visual y posiblemente del cerebelo.

El uso de la PET como predictor del desarrollo de demencia tipo Alzheimer, especialmente en pacientes con deterioro cognitivo leve y moderado, es prometedor.

Actualmente, se está intentando estudiar la amiloidosis cerebral in vivo mediante PET, empleando ligandos amiloides especiales, para el diagnóstico preclínico de la demencia en personas con factores de riesgo. El estudio de la gravedad y la localización de la amiloidosis cerebral también permite mejorar la fiabilidad del diagnóstico en las diferentes etapas de la enfermedad. Además, el uso de la PET, especialmente en dinámica, permite predecir con mayor precisión la evolución de la enfermedad y evaluar objetivamente la eficacia del tratamiento.

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Enfermedad de Parkinson

La PET con el ligando específico B18-fluorodopa permite la determinación cuantitativa de la deficiencia en la síntesis y el almacenamiento de dopamina en las terminales estriatales presinápticas en la enfermedad de Parkinson. La presencia de cambios característicos permite establecer un diagnóstico y organizar medidas preventivas y terapéuticas ya en las etapas tempranas, a veces preclínicas, de la enfermedad.

El uso de la PET permite el diagnóstico diferencial de la enfermedad de Parkinson con otras enfermedades cuyo cuadro clínico incluye síntomas extrapiramidales, como la atrofia multisistémica.

_{El estado de los propios receptores de dopamina puede evaluarse mediante PET con racloprida,} ligando del receptor H2. En la enfermedad de Parkinson, el número de terminales dopaminérgicas presinápticas y la cantidad de transportador de dopamina en la hendidura sináptica están reducidos, mientras que en otras enfermedades neurodegenerativas (p. ej., atrofia multisistémica, parálisis supranuclear progresiva y degeneración corticobasal), el número de receptores de dopamina en el cuerpo estriado está reducido.

Además, el uso de PET nos permite predecir el curso y la tasa de progresión de la enfermedad, evaluar la efectividad de la terapia farmacológica y ayudar a determinar las indicaciones del tratamiento quirúrgico.

Corea de Huntington y otras hipercinesias

Los resultados de la PET en la corea de Huntington se caracterizan por una disminución del metabolismo de la glucosa en los núcleos caudados, lo que permite el diagnóstico preclínico de la enfermedad en individuos con alto riesgo de desarrollar la enfermedad según los resultados de las pruebas de ADN.

En la distonía de torsión, la PET con 18-fluorodesoxiglucosa revela una disminución del nivel regional del metabolismo de la glucosa en los núcleos caudado y lenticular, así como de los campos de proyección frontal del núcleo talámico mediodorsal, con un nivel metabólico global intacto.

Esclerosis múltiple

La PET con 18-fluorodesoxiglucosa en pacientes con esclerosis múltiple muestra cambios difusos en el metabolismo cerebral, incluyendo la sustancia gris. Los trastornos metabólicos cuantitativos identificados pueden servir como marcador de la actividad de la enfermedad, así como reflejar los mecanismos fisiopatológicos del desarrollo de exacerbaciones, ayudar a predecir la evolución de la enfermedad y evaluar la eficacia del tratamiento.

Tumores cerebrales

La TC o la RM permiten obtener información fiable sobre la localización y el volumen del daño tumoral en el tejido cerebral, pero no permiten diferenciar con precisión las lesiones benignas de las malignas. Además, los métodos de neuroimagen estructural carecen de la especificidad suficiente para diferenciar la recurrencia tumoral de la necrosis por radiación. En estos casos, la PET se convierte en el método de elección.

Además de la 18-fluorodesoxiglucosa, se utilizan otros radiofármacos para diagnosticar tumores cerebrales, como ^{la 11C} -metionina y ^{la 11C} -tirosina. En particular, la PET con ^11C -metionina es un método más sensible para detectar astrocitomas que la PET con 18-fluorodesoxiglucosa, y también puede utilizarse para evaluar tumores de bajo grado. La PET con ^11C -tirosina permite diferenciar tumores malignos de lesiones cerebrales benignas. Además, los tumores cerebrales altamente y pobremente diferenciados muestran diferentes cinéticas de absorción de este radiofármaco.

Actualmente, la PET es uno de los estudios más precisos y de alta tecnología para el diagnóstico de diversas enfermedades del sistema nervioso. Además, este método puede utilizarse para estudiar el funcionamiento del cerebro en personas sanas con fines de investigación científica.

El uso de este método, debido a la falta de equipo y su elevado coste, sigue siendo extremadamente limitado y solo está disponible en grandes centros de investigación. Sin embargo, el potencial de la PET es considerable. La introducción de una técnica que permite la realización simultánea de resonancia magnética y PET, con la posterior combinación de las imágenes obtenidas, parece sumamente prometedora, lo que permitirá obtener la máxima información sobre los cambios estructurales y funcionales en diversas partes del tejido cerebral.

¿Qué es la tomografía por emisión de positrones?

A diferencia de la resonancia magnética o la tomografía computarizada estándar, que proporcionan principalmente una imagen anatómica de un órgano, la PET evalúa cambios funcionales a nivel del metabolismo celular, que pueden reconocerse ya en las primeras etapas preclínicas de la enfermedad, cuando los métodos de neuroimagen estructural no revelan ningún cambio patológico.

La PET utiliza diversos radiofármacos marcados con oxígeno, carbono, nitrógeno y glucosa, es decir, metabolitos naturales del organismo que se incorporan al metabolismo junto con sus propios metabolitos endógenos. Como resultado, es posible evaluar los procesos que ocurren a nivel celular.

El radiofármaco más común utilizado en PET es la fluorodesoxiglucosa. Otros radiofármacos comúnmente utilizados en PET incluyen ^11C -metionina (MET) y ^11C -tirosina.

La carga de radiación a la dosis máxima del fármaco administrado corresponde a la carga de radiación recibida por el paciente durante la radiografía de tórax en dos proyecciones, por lo que el examen es relativamente seguro. Está contraindicado en personas con diabetes mellitus con una glucemia superior a 6,5 mmol/l. También está contraindicado en el embarazo y la lactancia.