PET – Tomografia a Emissione di Positroni

PET – Tomografia ad emissione di positroni

Cos’è la PET

La PET (Tomografia ad Emissione di Positroni) è una tecnica di immaging che quantifica la radioattività nel corpo. Sfrutta l’iniezione di radiofarmaci nell’organismo per studiarne l’accumulo negli organi e in tessuti patologici. Può quindi essere definita una metodica di imaging “funzionale” in quanto studia l’assorbimento di un farmaco nei tessuti. La PET permette la ricostruzione di un’immagine tridimensionale, e viene spesso combinata con la TC (PET-TC), in modo da abbinare l’immagine funzionale della PET con la precisione dell’immagine anatomica della TC, la tomografia computerizzata. La PET può essere combinata anche con la risonanza magnetica, ma questo avviene meno frequentemente.

Principi fisici

All’inizio dell’esame un radiofarmaco, di solito il fluoro-desossi-D-glucosio (F18FDG) viene iniettato per via endovenosa. Si tratta di un composto simile al normale glucosio, lo zucchero che tutte le cellule dell’organismo assorbono per produrre energia. Anche l’FDG viene assorbito dalle cellule, in quantità tanto maggiore quanto più rapido è il loro metabolismo. I tumori sono ammassi di cellule a metabolismo molto elevato, e pertanto assorbono quantità elevatissime di questo composto. Il fluorodeossiglucosio viene convertito in un composto che si accumula nelle cellule, e può essere rilevato e quantificato, poiché è un composto radioattivo.

Tale composto radioattivo decade rilasciando positroni (da qui il nome di PET), particelle che vengono rilasciate, interagiscono con degli elettroni formando fotoni ad alta energia, che vengono rilevati a loro volta da appositi detettori. A questo punto i detettori permettono di ricavare un’immagine.

Simile al funzionamento della PET è quello della SPECT (Tomografia a Emissione di Singolo Fotone), anch’essa basa il suo funzionamento sul decadimento di un tracciante radioattivo, che tuttavia decade rilasciando radiazioni gamma, rilevate direttamente dall’apparecchio.

La PET TC (talvolta erroneamente definita PET TAC) consta di due diverse metodiche di imaging, che vengono però eseguite da un solo apparecchio, con un singolo esame.

Per i principi fisici della TC, si rimanda a questa pagina sulla tomografia computerizzata.

Utilizzi della PET

Le indicazioni di PET e PET-TC sono differenti. Più spesso la PET viene eseguita assieme alla TC, per permettere una miglior valutazione di tutte le strutture, poiché la PET da sola ha una scarsa risoluzione.

La PET può essere impiegata:

  • in ambito oncologico, per la diagnosi di tumore, la determinazione della sua estensione e della sua risposta a terapia, e per rilevare eventuali ricadute. Spesso si ricorre alla PET totale body, con scansione di tutti i distretti corporei, in modo da evidenziare zone di eventuale captazione anomala del radiofarmaco.
  • in ambito neurologico, per la diagnosi precoce di malattia di Alzheimer, nello studio delle epilessie e delle loro cause scatenanti, e per studiare determinate aree della corteccia cerebrale e le loro funzioni
  • in ambito cardiologico, per lo studio del muscolo cardiaco e del suo metabolismo: un infarto può danneggiare il miocardio riducendo il metabolismo in modo evidente.

La PET-TC viene impiegata:

  • per definire l’estensione di un tumore quando questo può essere trattato radicalmente. Ciò perché la tecnica permette di stabilire accuratamente l’estensione della malattia prima del trattamento, in maniera da studiarne la risposta. Anche in questo caso spesso si ricorre alla PET-TC totale body, con scansione di tutto il corpo, per una stadiazione completa della malattia.
  • nei pazienti con precedenti tumori ed indagini di imaging standard dubbie, che sembrano indicare una ricaduta ma senza certezza, la PET-TC può risolvere il dubbio
  • per valutare una lesione di natura non chiara, ad esempio un nodulo solitario del polmone.
  • per guidare una biopsia, ad esempio in caso di mesotelioma pleurico
Tomografia ad emissione di positroni

Imagine PET di encefalo di un paziente affetto da morbo di Alzheimer: si può notare la perdita funzionale del lobo temporale.

Confronto tra PET e le altre metodiche diagnostiche

La PET non può essere considerata una metodica diagnostica di primo livello, al contrario di Rx ed ecografia, in parte perché ha costi elevati, ed anche perché ha indicazioni molto più ristrette (si applica soprattutto in ambito oncologico), mentre Rx ed ecografia hanno costi inferiori ed impieghi più ampi.

In confronto alle altre metodiche di imaging avanzato (RMN, TC) la PET ha la particolarità di essere una metodica di imaging funzionale, più che morfologico, basandosi sul metabolismo dei tessuti. Questo è importante perché le alterazioni metaboliche dei tessuti avvengono prima di quelle morfologiche. Queste ultime richiedono più tempo per divenire evidenti. Quindi una tumore di recente comparsa, può se piccolo non essere visibile alla TC, ma risulta più facilmente visibile alla PET.

Da qui l’importanza per una diagnosi precoce. Per il resto tuttavia la PET ha applicazioni più ristrette rispetto a TC ed RMN. Risulta più utile quando combinata a una di queste due metodiche, piuttosto che da sola. Come la TC espone il paziente a radiazioni ionizzanti (la dose di radiazioni è simile, per una singola PET o TC). A differenza di TC ed RM necessita sempre della somministrazione di un farmaco per essere eseguita, mentre TC ed RMN possono essere fatte senza mezzo di contrasto.

Rispetto alla SPECT, la PET risulta essere più costosa. I traccianti impiegati nelle due metodiche sono diversi, la SPECT sfrutta farmaci a base di iodio o tecnezio che decadono rilasciano radiazioni gamma. La PET permette di visualizzare le strutture con maggior contrasto e risoluzione spaziale. Per il resto le due metodiche sono simili, entrambe permettono imaging funzionale e possono essere combianate con RM e TC.

Il principio di funzionamento della scintigrafia, infine, è simile a quelli di PET e SPECT, basandosi sempre sulla somministrazione di radioisotopi e sulla captazione di raggi gamma da appositi detettori. Al contrario di PET e SPECT, tuttavia, le immagini della scintigrafia non sono tridimensionali.

Controindicazioni della PET

La PET è un esame sicuro senza effetti collaterali noti. Data l’iniezione di un farmaco radioattivo, la PET è però controindicata nelle donne in gravidanza. Non sono note o riportate in letteratura reazioni allergiche al fluoro-deossi-D-glucosio. In alcuni pazienti, dopo la somministrazione del farmaco radioattivo, è consigliabile limitare per qualche giorno il contatto con gravide e bambini (vale ad esempio per gli insegnanti), perché il metabolismo del farmaco può essere lento e questi soggetti possono essere più sensibili al contatto con persone a cui è stato somministrato un radioarmaco.

Nei casi in cui si effettui una PET-TC o una PET-RM, valgono le controindicazioni per i due esami (TC o RM), che possono essere eseguiti con relativo liquido di contrasto.

Limitazioni della PET

Come le altre metodiche di imaging anche la PET ha alcune limitazioni.

La maggiore è rappresentata dalla comparsa di artefatti da movimento. Significa cioè che eventuali movimenti involontari del paziente durante l’esame genereranno errori nell’immagine che risulterà meno utile ed attendibile.

La presenza di alcuni artefatti da movimento non può essere evitata: cuore, intestino e polmoni sono organi sempre in movimento. I computer integrati nelle macchine possono parzialmente correggere questi artefatti.

Impianti e protesi generano anch’essi artefatti legati alla loro elevata densità, la loro presenza va segnalata prima dell’esecuzione di un qualunque esame di imaging.

Alcune strutture, pur non essendo tumori, possono captare un elevato quantitativo di radiofarmaco, perché presentano al loro interno cellule con metabolismo elevato, o cellule in rapida duplicazione. È il caso di ascessi, aree di infiammazione o reazioni ad eventuali corpi estranei che possono rendersi evidenti come aree di marcata captazione. La vescica risulta essere sempre evidente e ben visibile all’esecuzione di una PET, perché il radiofarmaco dopo essere stato metabolizzato ed espulso dal rene vi si accumula prima di essere espulso con le urine.

L’esecuzione di una PET ha l’ulteriore limite di richiedere una complessa preparazione all’esame, non comune agli altri esami di imaging.

PET: preparazione all’esame

Ai pazienti verrà richiesto di digiunare nelle 4-6 ore prima dell’esecuzione dell’esame, per minimizzare l’assorbimento del fluoro-deossi-D-glucosio dal cuore ed aumentare l’assorbimento da parte di eventuali tumori. Prima dell’esame bisogna evitare di assumere alcolici o bevande conteneti caffeina. I pazienti possono bere acqua senza problemi.

Prima di iniettare il farmaco radioattivo, verrà misurato il livello di glucosio nel sangue. Valori sotto 150 mg/dl di glicemia sono desiderabili per condurre l’esame. È essenziale che il paziente abbia un buon controllo della glicemia (può essere un problema nei pazienti diabetici), perché la captazione del farmaco nei tessuti è ridotta dal glucosio. Nelle 24 ore prima dell’esame e dopo l’iniezione del farmaco i pazienti devono evitare attività fisica intensa, per evitare che il farmaco venga assorbito dal muscolo, falsando l’esame.

Dopo l’iniezione del radiofarmaco, il movimento del paziente ed anche il parlare devono essere limitati, sempre per evitare la metabolizzazione da parte del muscolo.

L’esame inizia circa 60 minuti dopo l’iniezione. È importante assumere una posizione comoda all’inizio dell’esame, perché l’esecuzione della PET richiede 30-45 minuti, durante i quali è importante che il paziente non si muova, per evitare la comparsa di artefatti. Se si esegue una PET-TC, l’esame TC viene eseguito subito prima della PET e richiede solo 60-70 secondi.

Fonti:

  1. Positron emission tomography, A.Prof Frank Gaillard and Dr Aditya Shetty et al.
  2. PET-CT indications, Dr Dan J Bell and Dr Ki Yap et al.
  3. An Introduction to PET-CT Imaging, Vibhu Kapoor, MD, Barry M. McCook, MD, and Frank S. Torok, MD

 

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