Innovation is in our genes.
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TOMOGRAFIA POR EMISION DE POSITRONES
PET
Física y Aplicaciones
II Congreso Nacional de Física
Mario Rodriguez
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Imágenes Funcionales vsImágenes Anatómicas
PET, SPECT CT, Resonancia Magnética
Muestra la extensión de la enfermedad
Detecta cambios en la estructura y tamaño de un órgano
Útiles para monitorear tratamientos y evaluar su efectividad
Simplemente confirma la presencia de masas
Revela la enfermedad en etapas más tempranas
Puede diferenciar si una masa es benigna o maligna
Detecta anormalidades ntes que ocurra un cambio en la anatomía
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Un poquito de historia
En 1975 se fabricó el primer equipo de PET comercial
Hasta 1990 su uso fue casi exclusivamente en sitios de investigación
En 1990 se estableció el uso del PET como herramienta clínica, con aplicaciones en Oncología
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El principio básico de PET
1. Trazador emisor de positrones es inyectado en el cuerpo
2. Positrones emitidos (β+) viajan 1 – 3 mm
3. Positrones chocan con electrones (β-) causando una “anilacion”
4. La anilacion emite energia en forma de dos fotones de 511 keV volando a ~180 grados el uno del otro
5. Los fotones son detectados por detectores de centelleo opuestos
6. Se usa la discriminacion de energia para asegurarse que cada foton es de ~511 keV
7. La discriminacion temporal se utiliza para asegurarse que los fotones provienen de la misma anilacion. De esta forma se garantiza la exactitud en la localizacion del trazador
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5
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7
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Eventos Verdaderos
∆E energy window
∆E energy window
Eventos VerdaderosActividad Inyectada∝
� Una anilacion
� Energía de los fotones dentro de la
ventana de discriminacion de energía
� Detección de los fotones dentro de la
ventana de coincidencia
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Eventos Accidentales
� Dos anilaciones� Energía de los fotones dentro de
la ventana de discriminacion de energía
� Detección de los fotones dentro de la ventana de coincidencia
Eventos AccidentalesActividad Inyectada 2∝
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Reducción de Eventos Accidentales
Parametro relevante:
� Ventana de coincidencia
Ventana de coincidencia
Even
tos a
ccid
en
tale
s
12 ns
6 ns
4.5 ns
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Eventos Dispersados
� Una anilación
� Detección dentro de la ventana de coincidencia
� Pérdida de energía debido a la dispersión
� Sin embargo la eneriía aún esta dentro de la ventana de energía
La fracción de fotones dispersados depende del objeto
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Espectro de energía para eventos detectados en PET y reducción de la fracción de dispersión
Los eventos en PET están distribuidos a través de un rango de energía, es decir, no todos los eventos tienen exactamente 511 keV. La fraccion de dispersion se reduce con la ventana de energía.
350 – 650
Ventana de energía
425 – 650
Co
nte
o
Energía (keV)
0 100 200 300 400 700600500
Fotones dispersados
Fotones de 511 keV
BGO
LSO
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Reconstrucción de la Imagen
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Detectores utilizados en PET
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Emisores de Positrones
Núcleo rico en
protones
ν++→ +− eYXA
Z
A
Z 1
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Radioisótopo Vida Media (min)
11C 21
13N 10
15O 2
18F 110
Emisores de Positrones
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Que se puede detectar con PET?
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Enfermedades en las arterias coronarias
PET tiene la capacidad única de diferenciar si el músculo
cardíaco de un paciente se puede beneficiar de una cirugía de
la arteria coronaria para implante de un bypass
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Enfermedades en las arterias coronarias
Las flechas muestran tejido muerto: no hay beneficio con un bypass
Corazón normal
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Tumores
PET tiene mucha precisión diferenciando entre tumores benignos y malignos, así como también mostrando el grado de extensión anatómica de los tumores malignos. PET ayuda a detectar tumores de cerebro recurrentes, tumores de pulmón, colon, mamas, nodos linfáticos piel y otros órganos. Información obtenida del PET puede ser usada para determinar qué tipo de tratamiento o combinación de tratamientos es más adecuado para tratar exitosamente un tumor
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Tumores (Cáncer de mamas)
Cáncer de mamas que no fue detectado con las técnicas convencionales de imágenes (CT, Resonancia, mamografía)
Otra vista de la misma paciente. A través de una biopsia se encontró que los nódulos linfáticos estaban en metástasis
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Cerebro
PET puede proveer información para evaluar disfunciones del cerebro. PET puede mostrar la región del cerebro que causa los ataques cerebrales. Además es útil evaluando enfermedades degenerativas del cerebro como Alzheimer, Huntington y Parkinson.
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Cerebro
Cerebro normalCerebro de una niña de 9 años con una historia de ataques de epilepsia muy frecuentes. La flecha muestra el área responsable de los ataques. Una intervención quirúrgica paró los ataques
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PET-CT
Necesidad de tener ambas juntas: imágenes anatómicas e imágenes funcionales
Estudio con FDG: Pulmón o Vertebras?
Estudio con 124I: Hueso o tejido suave?
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Solución vía software o hardware
-Movimiento interno de los órganos
-Inconveniente para el paciente ya que son dos estudios separados los que hay que realizar
-El alineamiento del paciente debe ser sumamente preciso, lo cual es muy difícil lograr
-Resuelve todas las dificultades anteriores
-Las imágenes están listas inmediatamente
-Pero, la corrección para la atenuación de los fotones del estudio de PET es el reto principal para los Físicos Médicos
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Primer prototipo PET-CT
David Townsend, Físico Médico de la Universidad de Pittsburg presentó en 1998 el primer prototipo hibrido PET-CT. Esto lo logró con SIEMENS
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Corrección de atenuación vía CT
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Del prototipo al BIOGRAPH
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