PennPET Explorer: Estudios humanos en un equipo Whole-Body.

15.02.2020

Artículo original: Pantel AR, Viswanath V, Daube-Witherspoon ME, Dubroff JG, Muehllehner G, Parma MJ, et al. PennPET Explorer: imágenes humanas en un generador de imágenes de cuerpo entero. J Nucl Med 2020; 61:144–151

DOI:  10.2967/jnumed.119.231845  

Sociedad: The Journal of Nuclear Medicine  @SNM_MI

Palabras clave: PET, generador de imágenes de cuerpo entero, imágenes humanas

Abreviaturas y acrónimos utilizados: PET (tomografía por emisión de positrones), 18F-FDG (flúor 18 fluorodesoxiglucosa), FOV (campo de visión), LYSO (oxiortosilicato de lutecio con itrio), 68Ga-DOTATATE (Galio 68 DOTA-octreotate), 18F-NOS (flúor 18 óxido nítrico sintasa), 18F-FTP (flúor 18 fluortriporide), 90Y (itrio 90), 89Zr (zirconio 89), CT (tomografía computerizada).

Línea editorial del número: The Journal of Nuclear Medicine es una revista con periodicidad mensual de la Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. En ella se da cobertura a la investigacion en todos los campos abarcados de la medicina nuclear y la imagen molecular. Al poseer este gran campo de investigación, los artículos vienen clasificados por temática, ya sean de cardiología, oncología, terapia molecular, etc.
Entre todos los artículos que podemos encontrar en el número del mes, cabe destacar otro artículo de los mismos autores donde explican el diseño y el rendimiento del mismo equipo.

Motivo para la selección
Las primeras imágenes obtenidas a partir de radiofármacos emisores de positrones datan de la década de 1950. Hasta 1970 no se desarrolló un equipo PET tal y como lo conocemos ahora, y fue en 1996 cuando se puso en marcha el primer servicio PET hospitalario en España.
Durante todo este tiempo los equipos PET han evolucionado con los avances tecnológicos, también se han desarrollado nuevos radiofármacos que permiten el estudio metabólico de distintas patologías, aunque la estrella sigue siendo la 18F-FDG, que se ha reafirmado y ha ocupado un puesto indispensable en la práctica clínica oncológica.
Desde hace tiempo sabemos las ventajas que ofrece una PET whole-body, pero en este artículo se hace una comparación de las imágenes obtenidas entre este equipo y un equipo PET clínico convencional y se mencionan sus ventajas.
Aunque no es imprescindible, recomiendo la lectura del otro artículo publicado en el mismo número de la revista y antes mencionado que hace referencia al diseño y parámetros del equipo, lo que permite una mayor comprensión.
Recomiendo disponer de las imágenes del artículo original para una mejor valoración.

Resumen
Los estudios moleculares mediante PET ofrecen la posibilidad de interpretar procesos biológicos de forma no invasiva mediante la detección de las radiaciones emitidas por un radiofármaco administrado al paciente. Los últimos avances en estos equipos permiten la obtención de imágenes de calidad diagnóstica con tiempos o dosis más reducidos. No obstante, éstos siguen siendo ineficientes, ya que son limitados por un FOV axial (o cobertura en el eje z) de menos de 26-cm, detectando sólo un 1% de los fotones emitidos y necesitando adquirir varias campos para capturar la extensión anatómica necesaria. Para abordar esta limitación se creó el proyecto EXPLORER, desarrollando un PET whole-body, de donde nacieron dos equipos, uno con un FOV axial de 194-cm y el segundo, el PennPET, con 64-cm. El artículo habla del PennPET y de sus primeros estudios en humanos. Los grupos a estudio fueron 3, el primero formado por sujetos voluntarios sanos, el segundo de sujetos con patología y el tercero por sujetos en ensayos para nuevos radiofármacos. El objetivo es demostrar la diferencia de un equipo whole-body respecto a uno convencional, mostrando sus beneficios respecto a las aplicaciones actuales y sus posibles nuevas funciones.

El diseño del PennPET está descrito en profundidad en el otro artículo publicado. En este artículo se enumeran sus principales características, que son las siguientes: el detector está compuesto por tres anillos de detectores formando un FOV axial de 64-cm, los cristales son LYSO y están conectados a fotomultiplicadores digitales de silicio desarrollados por Philips, mostrando una resolución temporal de 250 ps, una sensibilidad de 55 kcps/MBq (siendo 9 veces mayor que con un solo anillo de detectores), una resolución espacial de 4mm y una resolución energética del 12%.
En la tabla 1 del artículo encontramos todos los sujetos estudiados (9 sujetos y 10 estudios), sus datos (edad, sexo, índice de masa corporal y altura), el grupo al que pertenecen, el radiofármaco administrado, el tiempo de exploración de cada estudio, el tiempo de incorporación del radiofármaco y el equipo PET utilizado.

En el primer sujeto, voluntario sano y estudiado con 18F-FDG, se realizaron imágenes en distintos tiempos en el PennPET después de una primera exploración en el PET clínico. Se compararon imágenes de este paciente obtenidas en el PennPET con las obtenidas en el PET clínico, con tiempos de adquisición de 16 minutos (lo correspondiente a la duración de la adquisición en el PET clínico) y 2 minutos, en cada una de ellas. La imagen de 16 minutos del PennPET muestra mejor calidad que la obtenida en el PET clínico adquirido con el mismo tiempo, siendo esta última de similar calidad a la de 2 minutos del PennPET. En la figura 1B observamos la gran calidad de imagen obtenida en PennPET del mismo corte axial del hígado con diferentes tiempos de adquisición (desde 16 minutos hasta 37s).

Las imágenes obtenidas en el PennPET en el segundo sujeto (voluntario sano y estudiado con 18F-FDG) muestran una gran calidad con tan solo 10 minutos de exploración, permitiendo la obtención simultánea de imágenes del cerebro y gran parte del cuerpo, pudiendo obtenerse imágenes del cuerpo completo con equipos de mayor FOV axial. No se observa gran diferencia de resolución espacial en el cerebro en esta adquisición respecto a la obtenida con el cerebro en el centro del FOV, teniendo ésta última un gran número de cuentas que pueden beneficiarnos para la cuantificación.

En el sujeto 3, voluntario sano y estudiado con 18F-FDG, se obtuvieron imágenes dinámicas desde los 10 hasta los 40 minutos tras la administración del radiofármaco en el PennPET. Después se realizó una PET whole-body en el PET clínico y a continuación otra vez en el PennPET se obtuvieron imágenes en distintos tiempos hasta las 18,6 horas post administración (más de 10 veces la vida media del isótopo). La posibilidad de obtener imágenes después de tanto tiempo y con dosis muy bajas nos permite valorar las cinéticas tardías y dosimetrías de distintos radiofármacos. En la curva actividad/tiempo se aprecia un aumento de la captación con el tiempo en una fractura costal, mientras que la captación cerebral fisiológica se va reduciendo.

En el sujeto 7 (voluntario sano y estudiado con 18F-FDG) se le realizó un estudio dinámico de 1 hora en el PennPET, inmediatamente después de la administración del radiofármaco, para valorar su cinética precoz. Se muestran imágenes de 1 segundo obtenidas en distintos momentos y curvas actividad/tiempo de los principales vasos y órganos, lo que demuestra la capacidad del equipo para estudios dosimétricos de manera simultánea para las diferentes estructuras corporales.

En el sujeto 5 (paciente con cáncer de colon metastásico) se realizó la primera exploración en el PET clínico y las otras en el PennPET, en el sujeto 10 (mismo paciente, tras el tratamiento) se siguió el mismo protocolo. En las imágenes obtenidas se hace más evidente la enfermedad peri hepática en el PennPET, tanto antes como después del tratamiento. En las imágenes del PennPET basal se observa una captación en un ganglio epifrénico que pasa desapercibida en el PET clínico.

En el sujeto 8, paciente con tumor neuroendocrino metastásico estudiado con 68Ga-DOTATATE, se obtuvieron imágenes de 10 minutos en el PET clínico tras 65 minutos de la administración del radiofármaco. El estudio realizado en el PennPET con un tiempo de adquisición de 20 minutos fue tras 3 horas y media de la administración del radiofármaco (3 veces la vida media del isótopo). La calidad de las imágenes obtenidas en ambos equipos no muestra diferencias significativas. La posibilidad de obtener imágenes de calidad diagnóstica con una actividad tan baja puede traer grandes ventajas, sobre todo en un radioisótopo como el 68Ga, debido a su baja vida media, baja disponibilidad y elevado coste.

Dos pacientes incluidos en protocolos de investigación fueron estudiados con el PennPET después de un protocolo específico de investigación. El primero (sujeto 6) fue explorado tras 2 horas de la administración endovenosa de 226 MBq de 18F-NOS, un radiofármaco experimental cuyo objetivo es valorar inflamación. Se observó una captación ocular no esperada y que no se apreció en la PET de investigación debido a que se encuentra fuera del FOV. El segundo (sujeto 9) fue explorado 2 horas y media tras la administración de 18F-FTP, agente de imagen para los receptores de dopamina D3. Se adquirieron imágenes dinámicas durante 30 minutos centradas en la vesícula biliar, ya que los estudios dosimétricos muestran que la pared de esta recibe los mayores niveles de dosis, mostrando, otra vez, el gran potencial de un equipo whole-body para estudios dosimétricos.

Estos resultados de los primeros estudios con humanos en un PET whole-body de alta sensibilidad (PennPET) muestran las principales ventajas del equipo, que para su uso clínico son, una mayor calidad de imagen, un menor tiempo de adquisición y una menor actividad administrada (menor dosimetría). En el campo de la investigación se suma la posibilidad de obtener imágenes dinámicas de todo el cuerpo, permitiendo estudiar a la vez cerebro y cuerpo.

Algunas nuevas opciones que encontraremos con este tipo de equipos pueden ser la posibilidad de adquirir imágenes con dosis muy bajas, lo que permite el estudio metabólico pasadas más horas de la administración, siendo de gran utilidad a la hora de valorar las cinéticas de los nuevos radiofármacos y realizar estudios dosimétricos. Debido al poco tiempo necesario para obtener imágenes de calidad se podrían realizar adquisiciones torácicas en apnea y en pediatría reducir el número de sedaciones. En caso de no ser necesaria la sedación, se puede reducir la actividad administrada y por tanto la dosimetría, muy importante en pacientes pediátricos. Destacar también la posibilidad de obtener imágenes con menor actividad de radioisótopos de baja disponibilidad como el 68Ga, u otros más inusuales como el 90Y o 89Zr. Otra opción es el estudio de gliomas tras el lavado fisiológico de la 18F-FDG en la materia gris normal aportando mayor contraste.
Las principales limitaciones del estudio son la no disponibilidad de un TC en este equipo experimental, lo que implica la adquisición de una TC en otro equipo y el registro de imágenes para corregir la atenuación. Para las imágenes más tardías (como las de 18h), las limitaciones son la falta de experiencia en los métodos de corrección (sobre todo en el radiación de fondo) para la cuantificación del estudio con la baja dosis restante, y los cambios fisiológicos (como las comidas del paciente, liberación de insulina y excreción), que no fueron controlados para el estudio.

Valoración Personal y crítica
Creo que lo interesante de este artículo es ver la parte práctica de estos nuevos equipos, tanto en la mejoría de las exploraciones conocidas, como la posibilidad de la incorporación de nuevas técnicas.
Algo de lo que no se habla en el artículo, aunque tampoco es su propósito, es la relación entre actividad administrada y tiempo de adquisición, este me parece un debate muy interesante ya que creo que actualmente, debido a la presión asistencial en los centros de trabajo, se tiende siempre a la reducción de tiempos para aumentar así el volumen de exploraciones.
La estructuración del artículo dificulta su lectura, ya que, al hablar primero de los métodos de reconstrucción de todos los sujetos, después las dosis administrada e imágenes adquiridas, y por último de los resultados, eso obliga a retroceder en varias ocasiones para revisar los datos mostrados anteriormente. Es por eso que he preferido mostrar los métodos y resultados sujeto a sujeto.


Etiquetas
Sociedad a la que pertenece la publicación: SNMMI
Sección y órgano-sistema: Física e instrumentación/traslacional
Técnica radiológica: PET-TC
Tipo de artículo: Artículo original

Albert Tomas Corella
Hospital universitari Vall d'Hebron, TSIDMN
atomas@vhebron.net