PennPET Explorer: Estudis humans en un equip Whole-Body.

15.02.2020

Article original: Pantel AR, Viswanath V, Daube-Witherspoon ME, Dubroff JG, Muehllehner G, Parma MJ, et al. PennPET Explorer: Human Imaging on a Whole-Body Imager. J nucl Med 2020; 61: 144-151

DOI: 10.2967/jnumed.119.231845

Societat: The Journal of Nuclear Medicine @SNM_MI

Paraules clau: PET, whole-body imager, human imaging

Abreviatures i acrònims utilitzats: PET (tomografia per emissió de positrons), 18F-FDG (fluor 18 fluorodesoxiglucosa), FOV (camp de visió), LYSO (oxiortosilicato de luteci amb itri), 68Ga-DOTATATE (Gal·li 68 DOTA-octreotate), 18F-ENS (fluor 18 òxid nítric sintasa), 18F-FTP (fluor 18 fluortriporide), 90Y (itri 90), 89Zr (zirconi 89), CT (tomografia computeritzada).

Línia editorial d'el nombre: The Journal of Nuclear Medicine és una revista amb periodicitat mensual de la Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. S'hi dóna cobertura a la recerca en tots els camps abastats de la medicina nuclear i la imatge molecular. A l'posseir aquest gran camp de recerca, els articles vénen classificats per temàtica, ja siguin de cardiologia, oncologia, teràpia molecular, etc.
Entre tots els articles que podem trobar en el nombre del mes, cal destacar un altre article dels mateixos autors on expliquen el disseny i el rendiment de el mateix equip.

Motiu per a la selecció
Les primeres imatges obtingudes a partir de radiofàrmacs emissors de positrons daten de la dècada de 1950. Fins a 1970 no es va desenvolupar un equip PET tal com el coneixem ara, i va ser el 1996 quan es va posar en marxa el primer servei PET hospitalari a Espanya.
Durant tot aquest temps els equips PET han evolucionat amb els avenços tecnològics, també s'han desenvolupat nous radiofàrmacs que permeten l'estudi metabòlic de diferents patologies, tot i que l'estrella segueix sent la 18F-FDG, que s'ha reafirmat i ha ocupat un lloc indispensable en la pràctica clínica oncològica.
Des de fa temps sabem els avantatges que ofereix una PET whole-body, però en aquest article es fa una comparació de les imatges obtingudes entre aquest equip i un equip PET clínic convencional i s'esmenten els seus avantatges.
Tot i que no és imprescindible, recomano la lectura de l'altre article publicat en el mateix número de la revista i abans esmentat que fa referència a el disseny i paràmetres de l'equip, el que permet una major comprensió.
Recomano disposar de les imatges de l'article original per a una millor valoració.

Resum
Els estudis moleculars mitjançant PET ofereixen la possibilitat d'interpretar processos biològics de forma no invasiva mitjançant la detecció de les radiacions emeses per un radiofàrmac administrat a l'pacient. Els últims avenços en aquests equips permeten l'obtenció d'imatges de qualitat diagnòstica amb temps o dosis més reduïts. No obstant això, aquests segueixen sent ineficients, ja que són limitats per un FOV axial (o cobertura en l'eix z) de menys de 26-cm, detectant només un 1% dels fotons emesos i necessitant adquirir diverses camps per capturar l'extensió anatòmica necessària. Per abordar aquesta limitació es va crear el projecte EXPLORER, desenvolupant un PET whole-body, d'on van néixer dos equips, un amb un FOV axial de 194-cm i el segon, el PennPET, amb 64-cm. L'article parla de l'PennPET i dels seus primers estudis en humans. Els grups a estudi van ser 3, el primer format per subjectes voluntaris sans, el segon de subjectes amb patologia i el tercer per subjectes a assajos per a nous radiofàrmacs. L'objectiu és demostrar la diferència d'un equip whole-body respecte a un de convencional, mostrant els seus beneficis respecte a les aplicacions actuals i les seves possibles noves funcions.

El disseny de l'PennPET està descrit en profunditat en l'altre article publicat. En aquest article s'enumeren les seves principals característiques, que són les següents: el detector està compost per tres anells de detectors formant un FOV axial de 64 cm, els cristalls són LYSO i estan connectats a fotomultiplicadors digitals de silici desenvolupats per Philips, mostrant una resolució temporal de 250 ps, ​​una sensibilitat de 55 kcps / MBq (sent 9 vegades més gran que amb un sol anell de detectors), una resolució espacial de 4 mm i una resolució energètica de l'12%.
A la taula 1 de l'article trobem tots els subjectes estudiats (9 subjectes i 10 estudis), les seves dades (edat, sexe, índex de massa corporal i altura), el grup a què pertanyen, el radiofàrmac administrat, el temps d'exploració de cada estudi, el temps d'incorporació de l'radiofàrmac i l'equip PET utilitzat.

En el primer subjecte, voluntari sa i estudiat amb 18F-FDG, es van realitzar imatges en diferents temps al PennPET després d'una primera exploració en el PET clínic. Es van comparar imatges d'aquest pacient obtingudes en l'PennPET amb les obtingudes en el PET clínic, amb temps d'adquisició de 16 minuts (el corresponent a la durada de l'adquisició en el PET clínic) i 2 minuts, en cadascuna d'elles. La imatge de 16 minuts de l'PennPET mostra millor qualitat que l'obtinguda en el PET clínic adquirit amb el mateix temps, sent aquesta última de similar qualitat a la de 2 minuts de l'PennPET. A la figura 1B observem la gran qualitat d'imatge obtinguda a PennPET de el mateix tall axial de fetge amb diferents temps d'adquisició (des de 16 minuts fins a 37s).

Les imatges obtingudes a l'PennPET en el segon subjecte (voluntari sa i estudiat amb 18F-FDG) mostren una gran qualitat amb tan sols 10 minuts d'exploració, permetent l'obtenció simultània d'imatges de el cervell i gran part de el cos, podent obtenir imatges de l' cos complet amb equips de major FOV axial. No s'observa gran diferència de resolució espacial al cervell en aquesta adquisició respecte a l'obtinguda amb el cervell al centre de l'FOV, tenint aquesta última un gran nombre de comptes que poden beneficiar-nos per a la quantificació.

En el subjecte 3, voluntari sa i estudiat amb 18F-FDG, es van obtenir imatges dinàmiques des dels 10 fins als 40 minuts després de l'administració de l'radiofàrmac al PennPET. Després es va realitzar una PET whole-body en el PET clínic i tot seguit una altra vegada en el PennPET es van obtenir imatges en diferents temps fins a les 18,6 hores post administració (més de 10 vegades la vida mitjana de l'isòtop). La possibilitat d'obtenir imatges després de tant de temps i amb dosis molt baixes ens permet valorar les cinètiques tardanes i dosimetries de diferents radiofàrmacs. Al revolt activitat / temps s'aprecia un augment de la captació amb el temps en una fractura costal, mentre que la captació cerebral fisiològica es va reduint.

En el subjecte 7 (voluntari sa i estudiat amb 18F-FDG) se li va realitzar un estudi dinàmic d'1 hora al PennPET, immediatament després de l'administració de l'radiofàrmac, per valorar la seva cinètica precoç. Es mostren imatges de 1 segon obtingudes en diferents moments i corbes activitat / temps dels principals vasos i òrgans, el que demostra la capacitat de l'equip per a estudis dosimètrics de manera simultània per a les diferents estructures corporals.

En el subjecte 5 (pacient amb càncer de còlon metastàtic) es va realitzar la primera exploració en el PET clínic i les altres en el PennPET, en el subjecte 10 (mateix pacient, després del tractament) es va seguir el mateix protocol. En les imatges obtingudes es fa més evident la malaltia peri hepàtica en el PennPET, tant abans com després de l'tractament. A les imatges de l'PennPET basal s'observa una captació en un gangli epifrénico que passa desapercebuda en el PET clínic.

En el subjecte 8, pacient amb tumor neuroendocrí metastàsic estudiat amb 68Ga-DOTATATE, es van obtenir imatges de 10 minuts en el PET clínic després de 65 minuts de l'administració de l'radiofàrmac. L'estudi realitzat en el PennPET amb un temps d'adquisició de 20 minuts va ser després de 3 hores i mitja de l'administració de l'radiofàrmac (3 vegades la vida mitjana de l'isòtop). La qualitat de les imatges obtingudes en els dos equips no mostra diferències significatives. La possibilitat d'obtenir imatges de qualitat diagnòstica amb una activitat tan baixa pot portar grans avantatges, sobretot en un radioisòtop com el 68Ga, per la seva baixa vida mitjana, baixa disponibilitat i elevat cost.

Dos pacients inclosos en protocols d'investigació van ser estudiats amb el PennPET després d'un protocol específic d'investigació. El primer (subjecte 6) va ser explorat després de 2 hores de l'administració endovenosa de 226 MBq de 18F-NOS, un radiofàrmac experimental amb l'objectiu de valorar inflamació. Es va observar una captació ocular no esperada i que no es va apreciar en la PET d'investigació a causa de que es troba fora de l'FOV. El segon (subjecte setembre) va ser explorat 2 hores i mitja després de l'administració de 18F-FTP, agent d'imatge per als receptors de dopamina D3. Es van adquirir imatges dinàmiques durant 30 minuts centrades en la vesícula biliar, ja que els estudis dosimètrics mostren que la paret d'aquesta rep els majors nivells de dosi, mostrant, una altra vegada, el gran potencial d'un equip whole-body per a estudis dosimètrics.

Aquests resultats dels primers estudis amb humans en un PET whole-body d'alta sensibilitat (PennPET) mostren les principals avantatges de l'equip, que per al seu ús clínic són, una major qualitat d'imatge, un menor temps d'adquisició i una menor activitat administrada (menor dosimetria). En el camp de la investigació se suma la possibilitat d'obtenir imatges dinàmiques de tot el cos, permetent estudiar alhora cervell i cos.

Algunes noves opcions que trobarem amb aquest tipus d'equips poden ser la possibilitat d'adquirir imatges amb dosis molt baixes, la qual cosa permet l'estudi metabòlic passades més hores de l'administració, sent de gran utilitat a l'hora de valorar les cinètiques dels nous radiofàrmacs i realitzar estudis dosimètrics. A causa de l'poc temps necessari per obtenir imatges de qualitat es podrien realitzar adquisicions toràciques en apnea i en pediatria reduir el nombre de sedacions. En cas de no ser necessària la sedació, es pot reduir l'activitat administrada i per tant la dosimetria, molt important en pacients pediàtrics. Destacar també la possibilitat d'obtenir imatges amb menor activitat de radioisòtops de baixa disponibilitat com el 68Ga, o altres més inusuals com el 90Y o 89Zr. Una altra opció és l'estudi de gliomes després del rentat fisiològic de la 18F-FDG en la matèria grisa normal aportant major contrast.
Les principals limitacions de l'estudi són la no disponibilitat d'un TC en aquest equip experimental, el que implica l'adquisició d'una TC en un altre equip i el registre d'imatges per corregir l'atenuació. Per a les imatges més tardanes (com les de 18h), les limitacions són la manca d'experiència en els mètodes de correcció (sobretot en el radiació de fons) per a la quantificació de l'estudi amb la baixa dosi restant, i els canvis fisiològics (com els àpats de l'pacient, alliberament d'insulina i excreció), que no van ser controlats per a l'estudi.

Valoració Personal i crítica
Crec que l'interessant d'aquest article és veure la part pràctica d'aquests nous equips, tant en la millora de les exploracions conegudes, com la possibilitat de la incorporació de noves tècniques.
Una mica del que no es parla en l'article, tot i que tampoc és el seu propòsit, és la relació entre activitat administrada i temps d'adquisició, aquest em sembla un debat molt interessant ja que crec que actualment, a causa de la pressió assistencial als centres de treball, es tendeix sempre a la reducció de temps per augmentar així el volum d'exploracions.
L'estructuració de l'article en dificulta la lectura, ja que, a l'parlar primer dels mètodes de reconstrucció de tots els subjectes, després les dosis administrada i imatges adquirides, i finalment dels resultats, això obliga a retrocedir en diverses ocasions per revisar les dades mostrats anteriorment. És per això que he preferit mostrar els mètodes i resultats subjecte a subjecte.
 
Etiquetes
Societat a la qual pertany la publicació: SNMMI
Secció i òrgan-sistema: Física i instrumentació / translacional
Tècnica radiològica: PET-TC
Tipus d'article: Article original
 
Albert Tomas Corella
Hospital universitari Vall d'Hebron, TSIDMN
atomas@vhebron.net

Noticias Relacionadas

Estudi preliminar de les limitacions tècniques de l'automatització en ecografia mamària: del procediment al diagnostic.
Estudi preliminar de les limitacions tècniques de l'automatització en ecografia mamària: del procediment al diagnostic.
Transferència de coneixement: Els Tècnics en Radiodiagnòstic en comparació amb altres professionals sanitaris.
Transferència de coneixement: Els Tècnics en Radiodiagnòstic en comparació amb altres professionals sanitaris.
Generació de mapa d'atenuació basat en deep learning per SPECT de perfusió miocàrdica.
Generació de mapa d'atenuació basat en deep learning per SPECT de perfusió miocàrdica.
Rang d'interpretació de l'radiòleg en un programa de cribratge d'1 milió de mamografies digitals.
Rang d'interpretació de l'radiòleg en un programa de cribratge d'1 milió de mamografies digitals.