Boletín Nº 41 Mayo5.indd - Asociación Colombiana de Psiquiatría

 Artículo de revisión
Cuándo solicitar un PET/CT-FDG del sistema nervioso central
Sonia Bermúdez1, Álvaro Tafur2, Isabela Zapata3, Gonzalo Ucrós4,
Patricia Bernal5, Gustavo Triana6, Camila Rodríguez7
Introducción
El PET o tomografía por emisión de positrones es una modalidad de imagen de medicina nuclear
con más de 3 décadas de existencia y aplicación clínica. La fusión de imagen con la tomografía
computada (CT), esto es, el PETCT, es de más reciente introducción; y es esta tecnología, el
PETCT empleando 18 fluordesoxiglucosa (18FDG) como radiofármaco o radiotrazador, la que
está disponible en nuestro país.
La fluordesoxiglucosa es el resultado de la incorporación a la glucosa de un isótopo productor de
positrones: el Fluor18. La producción de estos isótopos requiere un ciclotrón, que es un acelerador
de partículas, y la incorporación del Fluor18 a la glucosa se hace en un laboratorio de radiofarmacia. La fluordesoxiglucosa tiene una vida de semidesintegración corta: aproximadamente, 110
minutos, en comparación con los tradicionales radiofármacos empleados en medicina nuclear.
Un positrón es un electrón cargado positivamente que se emite desde el radiofármaco, y que
al encontrarse con un electrón libre chocan y producen, por reacción de aniquilación, energía
electromagnética que puede ser detectada.
La fluordesoxiglucosa (FDG) inyectada en el organismo sigue la misma ruta de la glucosa; es
decir, es tomada por las células de mayor metabolismo, y, a diferencia de la glucosa, no continúa
la ruta para generación de energía, sino que es atrapada por la célula. Los tejidos que tienen un
consumo mayor de energía, es decir, los que más consumen glucosa, tienen mayor captación
de la FDG. Los tejidos de mayor metabolismo, como el corazón y el cerebro, son los de mayor
captación de FDG. Las células patológicas con alto metabolismo, como las de los tumores, también son ávidas de la 18FDG.
El PETCT es, pues, una modalidad de imagen que detecta alteraciones en el metabolismo de la
célula aun antes de que se produzcan las anormalidades morfológicas, que son las que usualmente
se visualizan por las modalidades de imagen convencional, como la tomografía computarizada
o la resonancia magnética. La fusión con la tomografía computarizada permite una localización
precisa de tales anormalidades metabólicas, e incrementa así su certeza diagnóstica.
Para la realización de este examen se requiere, entonces, el radiofármaco producido por un laboratorio de radiofarmacia adjunto a un ciclotrón que esté geográficamente cerca (teniendo en cuenta
Radióloga del Departamento de Imágenes Diagnósticas del Hospital Universitario Fundación Santa Fe de Bogotá.
Bogotá, Colombia.
2
Radiólogo del Hospital Militar Central y del Hospital de San José. Bogotá, Colombia.
3
Radióloga de la Clínica del Country. Bogotá, Colombia.
4
Médico nuclear, Departamento de Imágenes Diagnósticas del Hospital Universitario Fundación Santa Fe de Bogotá.
Bogotá, Colombia.
5
Médica nuclear institucional del Hospital Universitario Fundación Santa Fe de Bogotá. Bogotá Colombia.
6
Radiólogo del Departamento de Imágenes Diagnósticas del Hospital Universitario Fundación Santa Fe de Bogotá.
Bogotá, Colombia.
7
Radióloga y epidemióloga clínica. Universitetssjukhuset Örebro (Suiza).
1
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su corta vida media) y de un equipo que es una combinación entre un tomógrafo computarizado
o TC y un PET, que es una cámara de detección que tiene unos anillos con detectores del tipo
cristales de centelleo, los cuales generan energía lumínica al detectar la reacción de aniquilación
entre un positrón y un electrón.
La imagen final se logra gracias a sofisticados procesos de electrónica y de sistemas de computador
que reúnen toda esta información anatómica y funcional, lo que da como resultado una imagen
anatómica de alta resolución donde se superpone la imagen que muestra el metabolismo celular
de la FDG análogo al metabolismo de la glucosa en el organismo.
La preparación del examen con ayuno del paciente alista a las células para captar la FDG en
el momento de su inyección. Los niveles de glicemia deben ser normales o bajos, para evitar
la competencia de la glucosa del organismo con la FDG. Una vez inyectado el paciente, debe
permanecer en el mayor reposo posible, sin estímulos visuales o auditivos, para evitar procesos
metabólicos musculares o de cualquier otra célula que aumenten la captación de la FDG en estas
áreas, que no son el punto de interés del examen.
El consumo de glucosa es un reflejo de la actividad neuronal. Mientras más energía consuma un
área del cerebro, tiene mayor utilización de glucosa y mayor captación de la FDG. Normalmente
la corteza cerebral, los tálamos, los núcleos grises de la base, captan más que la sustancia blanca,
y, a su vez, el cerebro capta más que el cerebelo.
Por su permanente actividad, la corteza visual es la de mayor captación en los hemisferios cerebrales. Fármacos como los barbitúricos, la cafeína y la nicotina pueden modificar la captación
del cerebro y, por lo tanto, deben evitarse antes y durante el examen. Las alteraciones en esta
actividad neuronal que ocurren en las áreas epileptógenas, en trastornos cognoscitivos y neuropsiquiátricos son detectadas por las imágenes de PETCT en el cerebro (1).
La principal aplicación de esta modalidad de imagen es en oncología, para la detección y seguimiento de neoplasias como los carcinomas de pulmón, de colon, de cara y de cuello, o los
melanomas y linfomas (2). En el sistema nervioso central (SNC) las principales aplicaciones son:
la evaluación de pacientes con epilepsia refractaria, donde el foco primario de descarga eléctrica
anormal se puede diferenciar del tejido normal en periodos interictales, por ser hipometabólico; también, el estudio de las demencias y enfermedades neurodegenerativas; en particular, la
diferenciación entre la demencia por enfermedad de Alzheimer y otros tipos de demencias, y la
evaluación de tumores recidivantes y su diferenciación con los cambios postradioterapia.
La identificación del foco primario en epilepsias refractarias únicamente como examen prequirúrgico y la diferenciación de la enfermedad de Alzheimer de la demencia frontotemporal son
las dos únicas aplicaciones del PET en el SNC aprobadas por las empresas pagadoras de salud
en Estados Unidos.
El potencial de desarrollo e investigación de esta modalidad de imagen es casi infinito. El empleo
de otros radiofármacos más específicos análogos a los procesos del SNC, como la dopamina,
o análogos al β amiloide, como el componente Pittsburgh1(3), permitirán en el futuro cercano
diagnósticos más específicos de enfermedad de Alzheimer o enfermedad de Parkinson.
1
El componente Pittsburgh es un radiofármaco en desarrollo para estudios de PET cerebral. Es análogo al β amiloide,
de tal manera que se fija donde hay placas de β amiloide, sustrato patológico de la enfermedad de Alzheimer y, por
lo tanto, proporcionará un diagnóstico preciso de esta enfermedad.
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Este articulo se limita a exponer las aplicaciones actuales del PET empleando como radiofármaco
18FDG, que es el estudio disponible en la práctica clínica.
PET en la evaluación del paciente con epilepsia refractaria
La localización de focos epilépticos en pacientes con enfermedad refractaria de difícil control en
candidatos a resección quirúrgica es la principal aplicación del PETCT en el sistema nervioso
central. La detección y localización de estos focos en el periodo interictal se basa en la detección
de áreas hipometabólicas por pérdida neuronal y, por tanto, con reducción en el transporte y
oxidación de la glucosa mitocondrial (4) (Fig. 1).
Fig. 1. PETCT . Paciente con esclerosis mesial. Hipometabolismo del lóbulo temporal izquierdo. Nótese la menor captación del lóbulo temporal izquierdo en su región medial y, en menor grado, en el lado
derecho.
La esclerosis mesial temporal es el sustrato patológico más común de la epilepsia refractaria y
presenta diversas alteraciones, como gliosis localizada al hipocampo, con pérdida del número de
neuronas, y reorganización sináptica y de los axones que altera la función neuronal y se puede
relacionar con las descargas generadoras de convulsiones (4,5).
La resección quirúrgica del polo temporal afectado es el tratamiento de elección en los pacientes cuyo tratamiento médico no es efectivo. El objetivo de los estudios de diagnóstico es,
entonces, la detección de la esclerosis mesial, la que, si bien puede ser bilateral, generalmente
es ­asimétrica.
El diagnóstico de la esclerosis mesial temporal y la determinación de la lateralidad de la misma
se basan en la correlación de estudios anatómicos como la resonancia magnética, que demuestren el menor volumen y zonas de alta señal en el hipocampo afectado, estudios eléctricos
como el electroencefalograma y estudios de (tomografía por emisión de positrones empleando
­fluordesoxiglucosa (PETFDG) que muestren el hipometabolismo en la misma localización.
En las epilepsias llamadas neocorticales el foco de descarga eléctrica anormal es extratemporal;
a menudo, estas áreas corresponden a zonas de alteración de la migración neuronal, detectables
o no por estudios de resonancia magnética, y que de, igual manera, presentan reducción de la
actividad de la [18F]FDG; por lo tanto se visualizarán como áreas hipometabólicas focales localizadas en la corteza cerebral, y son más frecuentes en los lóbulos frontales.
Es importante tener en cuenta que, debido a las conexiones existentes entre los diferentes grupos
neuronales del cerebro, la zona epileptógena al iniciar la actividad eléctrica anormal transmite
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estas descargas a otros grupos neuronales y, sucesivamente, esta transmisión puede llegar a
extenderse hasta convertir una epilepsia focal en generalizada.
Las anormalidades metabólicas que existen en estas zonas de transmisión también pueden ser
detectadas por el PET y pueden dificultar la identificación del foco primario de descarga eléctrica
anormal, que es el objetivo del examen, pues es esta área la susceptible de tratamiento quirúrgico.
Estas anormalidades se pueden ver en el tálamo del mismo lado del foco primario en el hemisferio
cerebeloso contralateral o en la corteza supratentorial en casos de esclerosis mesial.
La evaluación de trastornos cognoscitivos
El diagnóstico temprano y la clasificación de los trastornos cognoscitivos en la población adulta
son útiles, pues permiten intervenciones tempranas que pueden modificar el curso de la enfermedad con retardo en la aparición de la discapacidad de estas personas.
A medida que la población envejece las demencias se convierten en un problema de salud pública,
y por esto hoy día es tan importante la investigación dirigida al conocimiento de su etiología (6) y
al tratamiento, que, por supuesto, será más efectivo cuanto más tempranamente se diagnostique
la enfermedad. El PET como herramienta diagnóstica de alta efectividad es, entonces, un método
que, independientemente de su costo, es útil y eficaz en este sentido, al permitir diagnosticar y
caracterizar tempranamente la enfermedad (7,8).
La enfermedad de Alzheimer, la forma más frecuente de demencia en el adulto mayor, tiene como
sustrato patológico la formación de placas de amiloide y los ovillos fibrilares de la proteína Tau (6,9).
Su presentación en estadios tempranos durante estudios de PET/CT-FDG se manifiesta como áreas
hipometabólicas localizadas en las regiones temporoparietales y en el cíngulo posterior (10).
En estadios más tardíos estas zonas hipometabólicas se visualizan en los lóbulos frontales, pero
característicamente respetan las áreas sensoriomotoras (11) (Fig. 2). Comparado con otros métodos
de imagen, como resonancia magnética (RM), la volumetría de los lóbulos temporales es un método
de mayor utilidad; especialmente, en el diagnóstico temprano de la enfermedad (12-14).
Fig. 2. Paciente con enfermedad de Alzheimer. Hipometabolismo bilateral en regiones parietotemporales
(flechas).
En los diagnósticos diferenciales se considera el trastorno cognoscitivo leve, en el cual pueden
encontrarse áreas hipometabólicas localizadas en la corteza entorrina localizada en la región medial de los lóbulos temporales (15,16). En la demencia frontotemporal las zonas hipometabólicas
se localizan en la región frontal y temporal anterior, y tardíamente se pueden extender hacia la
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región parietal. Pueden, así mismo, comprometer las áreas sensoriomotoras; a diferencia de la
enfermedad de Alzheimer, respetan el cíngulo.
En la demencia por cuerpos de Lewy, en correlación con el hallazgo clínico de alucinaciones
visuales, el compromiso se extiende hacia los lóbulos occipitales, lo que indica compromiso de
la corteza visual primaria.
Las demencias de tipo vascular pueden presentar un patrón de disminución del metabolismo
multifocal subcortical, cambio que puede observarse no solo en los hemisferios cerebrales, sino
en el cerebelo.
Aplicaciones en trastornos neuropsiquiátricos
En el campo de la psiquiatría y neuropsiquiatría se pueden realizar imágenes en reposo o con estímulos provocadores. Los diferentes estudios no son del todo concordantes, reflejan la complejidad
de las alteraciones cerebrales y de las conexiones de acuerdo con la anormalidad bioquímica o
metabólica de estas enfermedades. En pacientes con esquizofrenia y trastorno obsesivo-compulsivo se pueden encontrar zonas de hipometabolismo hacia la corteza prefrontal, que se asocian a
áreas hipermetabólicas en los núcleos grises de la base en el trastorno obsesivo-compulsivo.
En el caso de la depresión se describen áreas de hipometabolismo predominante hacia la corteza
prefrontal ventromedial. El examen puede ser útil en la diferenciación con demencias. También se
han estudiado pacientes con adicciones a medicamentos, en quienes se encuentran zonas hipometabólicas en las áreas corticales frontoorbitarias, así como en las amígdalas y el hipocampo (16-18).
PET en evaluación de tumores
El PET/CT-FDG no es un examen de diagnóstico ni de caracterización de las neoplasias cerebrales, y no reemplaza los métodos de imagen, como la resonancia magnética, en la detección
o caracterización de estos.
Por su alto recambio metabólico, los tumores gliales de alto grado o las lesiones metastásicas pueden
ser visualizadas como zonas de hipercaptación en los estudios de PET. Esta propiedad se utiliza en
el escenario de la diferenciación de neoplasia residual confrontando con cambios posradioterapia o
cicatriciales, cuya diferenciación por las imágenes convencionales tiene dificultad diagnóstica (19).
Se encuentran en investigación nuevos radiotrazadores, como la Cmetionina, que permitirían la
cuantificación de las zonas necróticas dentro del tumor o que se unen a la membrana celular, y
permiten una mejor cuantificación de su actividad en estudios de PET (20).
Conclusión
Las principales aplicaciones en la práctica clínica del PET/CT-FDG en el sistema nervioso, y
donde el examen hoy día tiene un mayor rendimiento diagnóstico, son: evaluación del paciente
con epilepsia intratable y candidato a cirugía, y la evaluación de pacientes con enfermedad de
Alzheimer; específicamente, en su diferenciación con demencia frontotemporal, aplicaciones estas
aprobadas por las empresas pagadoras de salud.
En la evaluación de los pacientes con tumores cerebrales residuales en su diferenciación con
radionecrosis y en la evaluación de trastornos psiquiátricos, su aplicación clínica es menor, pero
el desarrollo y la investigación en estos campos son prometedores.
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Referencias
1. Macapinlac HA. Positron emission tomography of the brain. Neuroimaging Clin N Am.
2006;16(4):591-603.
2. Rohren EM, Turkington TG, Coleman RE. Clinical applications of PET in oncology. Radiology.
2004;231(2):305-32.
3. Butters M, Klunk WT, Mathis CA, Price JC, Ziolko SK, Hoge JA, et al. Imaging Alzheimer
pathology in late-life depression with PET and Pittsburgh Compound-B. Alzheimer Dis Assoc
Disord. 2008;22(3):261-8.
4. Van Paesschen W, Dupont P, Sunaert S, Goffin K, Van Laere K. The use of SPECT and PET
in routine clinical practice in epilepsy. Curr Opin Neurol. 2007;20(2):194-202.
5. Henry TR, Votaw JR. The role of positron emission tomography with [18F] fluorodeoxyglucose in the evaluation of the epilepsies. Neuroimaging Clin N Am. 2004;14(3):517-35, ix.
6. Blennow K, de Leon MJ, Zetterberg H. Alzheimer’s disease. Lancet 2006;368(9533):387403.
7. Perneczky R, Drzezga A, Diehl-Schmid J, Schmid G, Wohlschläger A, Kars S, et al. Schooling
mediates brain reserve in Alzheimer’s disease: findings of fluoro-deoxy-glucose-positron
emission tomography. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2006;77(9):1060-3.
8. Silverman DH, Gambhir SS, Huang HW, Schwimmer J, Kim S, Small GW, et al. Evaluating
early dementia with and without assessment of regional cerebral metabolism by PET: a
comparison of predicted costs and benefits. J Nucl Med. 2002;43(2):253-66.
9. Lascola C. Molecular imaging in Alzheimer’s disease. Neuroimaging Clin N Am.
2005;15(4):827-35, x-xi.
10. Van Heertum R. PET and PET/CT Brain Imaging. In: Wahl R, (editor). Syllabus categorical
course in diagnostic radiology: Clinical PET and PET/CT Imaging. Baltimore: Radiological
Society of North America; 2007. p. 41-56.
11. Choo IH, Lee DY, Youn JC, Jhoo JH, Kim KW, Lee DS, et al. Topographic patterns of brain
functional impairment progression according to clinical severity staging in 116 Alzheimer
disease patients: FDG-PET study. Alzheimer Dis Assoc Disord. 2007;21(2):77-84.
12. Silverman DH, Small GW, Chang CY, Lu CS, Kung De Aburto MA, Chen W, et al. Positron
emission tomography in evaluation of dementia: Regional brain metabolism and long-term
outcome. JAMA. 2001;286(17):2120-7.
13. Matsunari I, Samuraki M, Chen WP, Yanase D, Takeda N, Ono K, et al. Comparison of 18FFDG PET and optimized voxel-based morphometry for detection of Alzheimer’s disease:
aging effect on diagnostic performance. J Nucl Med. 2007;48(12):1961-70.
14. Zakzanis KK, Graham SJ, Campbell Z. A meta-analysis of structural and functional brain
imaging in dementia of the Alzheimer’s type: a neuroimaging profile. Neuropsychol Rev.
2003;13(1):1-18.
15. Mosconi L, Pupi A, De Cristofaro MT, Fayyaz M, Sorbi S, Herholz K. Functional interactions
of the entorhinal cortex: an 18F-FDG PET study on normal aging and Alzheimer’s disease.
J Nucl Med. 2004;45(3):382-92.
16. Mosconi L. Brain glucose metabolism in the early and specific diagnosis of Alzheimer’s disease.
FDG-PET studies in MCI and AD. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2005;32(4):486-510.
17. Parsey RV, Mann JJ. Applications of positron emission tomography in psychiatry. Semin
Nucl Med. 2003;33(2):129-35.
18. Montzandree R, Jiménez A, Coullaut J, Lopez-Ibor J, Carreras JL. PET en neurología y
psiquiatría I. PET con FDG en el estudio del SNC. Rev Esp Med Nuclear. 2002;21(5):37086.
26
19. Spence AM, Mankoff DA, Muzi M. Positron emission tomography imaging of brain tumors.
Neuroimaging Clin N Am. 2003;13(4):717-39.
20. Chung JK, Kim YK, Kim SK, Lee YJ, Paek S, Yeo JS, et al. Usefulness of 11C-methionine
PET in the evaluation of brain lesions that are hypo - or isometabolic on 18F-FDG PET. Eur
J Nucl Med Mol Imaging. 2002;29(2):176-82.
No hay compromisos comerciales o financieros
que puedan generar un conflicto de interés con este artículo.
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Sonia Bermúdez
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