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Revista médica de Chile

versión impresa ISSN 0034-9887

Rev. méd. Chile v.130 n.5 Santiago mayo 2002

http://dx.doi.org/10.4067/S0034-98872002000500013 

Artículo de revisión
Aplicaciones clínicas del PET

Patricio González E, Teresa Massardo V, José Canessa G,
Pamela Humeres A y M Josefina Jofré M.

Positron emission tomography
imaging (PET) in clinical practice

Functional imaging using PET (positron emission tomography) has a great impact on current medical practice. It allows to explore, in a very precise way, different processes such as tissue flow and metabolism. Fluor-deoxyglucose labeled with F18 fluorine represents glucose metabolism. Among its main applications are detection, staging, follow up and recurrence assessment of malignant tumors; myocardial viability detection in patients with myocardial infarction or ischemic cardiomyopathy, and evaluation of hyperactive epileptogenic foci in brain. The basis and clinical applications of PET tomography are reviewed especially oriented to its cost benefit relationship, change in patient management and diagnostic value of the most accepted oncological indications. Important economic resources may be saved with PET in this field, considering appropriate staging and recurrence detection, avoiding expensive therapeutic approaches in advanced disease (Rev Méd Chile 2002; 130: 569-79).
(Key Words: Diagnostic imaging; Medical oncology; Tomography, emission-computed)

Recibido el 9 de octubre, 2001. Aceptado en versión corregida el 21 de marzo, 2002.
Centro de Medicina Nuclear, Hospital Clínico Universidad de Chile.
Centro Radiológico Fleming. Clínica Santa María. Hospital Dipreca. Hospital Militar.

Los avances tecnológicos se han extendido rápidamente a todos los ámbitos de la sociedad y de la medicina. La Medicina Nuclear no es una excepción. Entre los progresos más importantes de esta especialidad y relacionados a la obtención de imágenes con nuevos radionúclidos, es fundamental mencionar la técnica Positron Emission Tomography (PET)1,2.

Nos ha parecido relevante dar a conocer cuáles son los usos actuales en la práctica clínica de este nuevo procedimiento, junto a algunos conceptos generales de la técnica. La razón para ello es que a partir del año 2002, contaremos con esta metodología en nuestro país, gracias a la instalación de un ciclotrón en la Comisión Chilena de Energía Nuclear y Cámaras PET en algunos Hospitales o Clínicas.

¿QUÉ ES ELPET?

El PET es una técnica tomográfica que permite la obtención de imágenes en forma no invasiva de diversos órganos, mediante el uso de agentes de flujo sanguíneo, compuestos metabólicos o para receptores marcados con emisores de positrones. Los elementos emisores de positrones de actual uso clínico requieren en su mayoría de un acelerador de partículas o ciclotrón para ser producidos1.

El CICLOTRÓN

La Figura 1 representa un esquema del funcionamiento del ciclotrón. Mediante una corriente eléctrica se activa un magneto, capaz de acelerar partículas, generalmente cargadas. En este caso las partículas utilizadas son átomos de hidrógeno con carga positiva (protones). Estas son dirigidas al área de aceleración por un dispositivo denominado impulsor ("Puller"). Una vez alcanzada suficiente energía y velocidad estas partículas son desviadas por el extractor hacia los elementos denominados blancos o compuestos a irradiar, que varían según el isótopo que se desee producir3. En el caso que se ilustra corresponde a átomos de oxígeno enriquecido (oxígeno 18). El impacto introduce el protón en el núcleo del oxígeno 18, transformándolo en flúor 18 y produciéndose la expulsión de un neutrón.


Figura 1. Esquema del ciclotrón.

La Tabla 1 muestra los isótopos más importantes producidos por un ciclotrón y usados en la tomografía PET. Como se puede apreciar una característica de éstos es que todos ellos son emisores de positrones y tienen una vida media física muy corta. Por ello este dispositivo debe estar en el mismo hospital o cerca de él para permitir su máximo aprovechamiento. En circunstancias especiales, particularmente en protocolos de investigación, la corta vida media hace posible realizar inyecciones seriadas para estudios dinámicos manteniendo una dosis de radiación mínima.


La Tabla 2 presenta los radiofármacos más importantes utilizados para las indicaciones clínicas del PET. Las moléculas a marcar pueden ser metabolitos como la glucosa o sus análogos, aminoácidos, ácidos grasos, agua y oxígeno. También pueden ser moléculas afines a receptores celulares diversos. Esto le da una característica especial a la técnica de PET respecto a su capacidad de explorar las funciones de la célula y de diversos tejidos u órganos. En el ejemplo ilustrado en el esquema del ciclotrón, el flúor 18 se ha empleado para marcar fluorodeoxiglucosa (FDG). Este compuesto es un análogo de la glucosa, siendo captado y fosforilado en las células por la hexokinasa, y es un excelente trazador del metabolismo glucolítico3.


El positrón es un electrón positivo, emitido desde el núcleo del átomo en desintegración. A escasa distancia del núcleo, a lo más algunos mm, el positrón se "aniquila" con un electrón negativo, dando lugar a la formación de 2 rayos gama, de 511 KeV (kilo electrón voltio), emitidos en direcciones opuestas en casi 180 grados.

LA CÁMARA PET

La emisión de estos rayos gama, hace posible que detectores con cristales especiales ubicados en sentidos también opuestos puedan detectar simultáneamente a los fotones producidos por la aniquilación. Al ser detectados por cristales ubicados radialmente alrededor del paciente, es posible localizar su plano de origen con excelente resolución espacial.

La Figura 2 nos muestra el esquema de la cámara PET. Se describe este equipo en su versión más completa, llamada cámara PET dedicada. Posee miles de pequeños detectores en forma de cubo o paralelepípedo de hasta 4 mm de arista, dispuestos en anillos en el gantry cuya forma es circular, análogamente a un tomógrafo computado o equipo de resonancia magnética.


Figura 2. Esquema de detección de la cámara PET. Se muestra un corte transaxial pasando por tórax y ventrículo izquierdo (ver texto).

Las características de las imágenes del PET comparadas a SPECT, se pueden observar en la Tabla 3.


Resumidamente y de los parámetros se concluye que la cámara PET tiene alta sensibilidad, excelente resolución espacial, alcanzando a 4-5 mm y además la cuantificación es más certera permitiendo obtención de valores absolutos y relativos de flujo sanguíneo y parámetros metabólicos o funcionales4,5. Su desventaja es que es un equipo de alto valor, aunque como veremos más adelante se ha demostrado que es costo-eficiente1-3.

APLICACIONES CLÍNICAS

La patología en nuestro país es similar a la de otras naciones occidentales. A modo de ilustración la Figura 3 nos muestra las últimas estadísticas respecto a causas de muerte en Chile, según Ministerio de Salud, en 1998 y analizada recientemente por Medina6. Las enfermedades cardiovasculares ocuparon el primer lugar con 29%, equivalentes a 22.011 casos por año, seguida en segundo lugar por los tumores malignos con 23% y 17.266 casos en el año. En tercer lugar están las enfermedades respiratorias con 13,5% y 9.798 casos anuales6.


Figura 3. 10 causas de muerte más frecuentes en Chile (1998). Expresadas en porcentaje. CV= Cardiovascular; CA= Cáncer; ER= Enfermedades respiratorias; TR= Traumatismos; SD= Sistema digestivo; NC= No clasificadas; END= Endocrinólogicas; GU= Genitourinarias; INF= Infecciosas; SNC= Sistema nervioso central.

Es en la patología correspondiente a las dos primeras causas de muerte donde las técnicas de la tomografía PET tienen su mayor rendimiento. Entre 80% y 85% del uso de PET corresponde a aplicaciones oncológicas, en 10% de los casos a aplicaciones cardiovasculares y el otro 10% a patología neurológica ya sea de origen vascular o por enfermedades degenerativas2,7-12.

A continuación se analizará en forma concisa, las indicaciones más importantes de la tomografía PET.

Para conocer su potencial uso en la práctica clínica nos ha parecido de interés evaluar al menos tres aspectos. El primero de ellos dice relación con el rendimiento en términos de sensibilidad, especificidad, valor predictivo positivo y negativo y exactitud, comparando con tomografía computada en los casos en que esta información está disponible. El segundo aspecto está relacionado con la capacidad de la tomografía PET para modificar la conducta a seguir con el paciente. El tercero está relacionado con su costo eficiencia.

Los datos han sido tomados de la literatura de los últimos 10 años, destacando entre ellas la publicación de Gambhir13. Esta contiene una vasta revisión de la literatura, de la cual nos ha parecido útil enfatizar las indicaciones con los porcentajes más altos de rendimiento así como los de mayor impacto en el manejo de pacientes, criterios que explican el actual uso rutinario que ha alcanzado la técnica en países en que se dispone de ella.

En forma general, podemos señalar que la tomografía PET se puede usar para:

1. Diagnóstico
2. Evaluación y estadificación
3. Evaluar recurrencia
4. Evaluar respuesta al tratamiento
5. Pronóstico

Dependiendo de la patología, la tomografía PET puede ser de utilidad en una o más de estas indicaciones específicas. El Anexo 1 muestra una lista resumida de ellas y de las cuales existe suficiente información en la literatura con la fundamentación pertinente.

La Tabla 4 muestra los valores de sensibilidad (SENS), especificidad (ESPE), valor predictivo positivo (VPP), valor predictivo negativo (VPN) y exactitud (EXA) de la tomografía PET13. En cuadros oncológicos fue además comparada con tomografía computada. Estos últimos datos son en tumores en que la información estaba disponible. Además comprende indicaciones diagnósticas, de evaluación con estadificación y evaluación de recurrencia.


En promedio en los tumores, se encontró 14% de mejor sensibilidad, 11% de más especificidad, 18% de mayor VPP, 10% de mejor VPN y 15% de más exactitud con PET respecto a CT. Estos datos han sido obtenidos de varios trabajos, algunos retrospectivos. Al respecto, las cifras también se han confirmado en trabajos prospectivos. A modo de ejemplo, Pieterman encontró valores similares en la estadificación en tumor pulmonar de células no pequeñas al comparar con PET14.

En la Tabla 5 se observa el efecto del uso del PET en la modificación del manejo del paciente en diversas patologías y sus indicaciones específicas. Se han incluido los más trascendentes, eligiendo a aquellos cuyo valor fue igual o superior a 30%. Como se puede ver, hay diversas condiciones en que se supera el 50%. El caso del cáncer de mama ahí señalado tiene un valor de 100%. Esto puede entenderse debido a que la presencia de un PET positivo sugiere fuertemente malignidad y, por lo tanto, una conducta más agresiva (cirugía) que una conducta expectante. El número de casos era inferior a 10 en esta tabulación.


En promedio, y en todas las patologías hasta ahora estudiadas con suficiente solidez, este cambio en el manejo del paciente correspondió hasta 30%, dato obtenido en 5.062 pacientes13,15-18.

ANÁLISIS COSTO-EFECTIVIDAD DEL PET

En la actualidad resulta clave analizar el valor de las técnicas en relación con los costos implícitos en prevención, diagnóstico y tratamiento de las enfermedades y en qué medida se pueden traducir en ahorro creciente de recursos. Por ello se ha incluido la información encontrada en la literatura que se relaciona con este aspecto, en especial, en estudios oncológicos.

Antes de presentar la información puede ser útil conocer algunas definiciones utilizadas por los especialistas en administración de salud, para comprender mejor el alcance de este tipo de análisis. Se entiende por Efectividad al rendimiento de un procedimiento en la práctica clínica rutinaria. Por Eficiencia al rendimiento de un procedimiento en la práctica clínica rutinaria cuando además se toma en cuenta el costo. Se define como Eficacia al rendimiento de un procedimiento en situación ideal (en general, en protocolos de investigación).

Por otra parte, se entiende por Análisis Costo Beneficio aquel que compara procedimientos médicos basado en costo dando valores financieros a parámetros cualitativos. Tanto los datos de entrada como los diferentes procedimientos se expresan en unidades monetarias. Corresponde a Análisis Costo Efectivo el que establece una diferencia en efectividad clínica intentando comparar el costo por resultado medido individualmente, ej: casos identificados. Los efectos de diferentes procedimientos pueden variar pero pueden ser medidos en unidades naturales idénticas (casos correctamente diagnosticados). Beneficios adicionales justifican costos adicionales. Ej: F-18 FDG versus CT en clasificar nódulo solitario19-21.

La Tabla 6 presenta en forma resumida los datos más recientes de la literatura a este respecto y ordenados según patología e indicaciones específicas. El PET resulta ser costo efectivo, lográndose mediante su uso, ahorro significativo de recursos, variable según la patología, pero en promedio de U$ 1.397 por paciente22-32.

Estos datos corresponden a países desarrollados con acceso a una amplia gama de técnicas diagnósticas y terapéuticas. Por otro lado, probablemente en países en vías de desarrollo, el PET no sea costo efectivo.

En el caso de países en situación intermedia como el nuestro, se plantea que también el PET es costo efectivo, según estimaciones del Organismo Internacional de Energía Atómica.

CONCLUSIÓN

De acuerdo a las evidencias en la literatura, la tomografía PET, es una técnica que aparece con indicaciones precisas tanto en patología oncológica como cardiovascular y neurológica y en estos casos, con rendimiento superior a las técnicas tomográficas anatómicas como la tomografía computada.

Cabe destacar por su rendimiento y ayuda en el manejo del paciente con cáncer gastroesofágico, hepático-vía biliar, broncopulmonar, uterino-ovárico, prostático, mamario, colorrectal, pancreático, linfomas, renal, de cabeza y cuello, vesical, de encéfalo, melanoma, de tejidos blandos, testicular, de tiroides y en viabilidad miocárdica.

De gran importancia es su costo efectividad en varios cuadros como cáncer broncopulmonar, de mama, colorrectal, linfomas, tumores de cabeza y cuello y en melanoma. También en epilepsia y evaluación de viabilidad miocárdica.

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ANEXO 1. INDICACIONES CLÍNICAS ACTUALES DEL PET

Aplicaciones en Oncología

Cáncer pulmonar

- Diagnóstico de masa pulmonar.
- Estadificación de cáncer pulmonar de células no pequeñas.
- Evaluación de recurrencia.
- Seguimiento de respuesta a tratamiento.

Cáncer colorrectal

- Evaluación de sospecha de recurrencia y re-estadificación.
- Seguimiento de respuesta a tratamiento.
- Evaluación de lesiones hepáticas metastásicas.

Melanoma

- Estadificación de las lesiones de mayor espesor del melanoma al momento del diagnóstico.
- Evaluación de compromiso linfático en lesiones de espesor intermedio.
- Confirmación de recurrencia de la enfermedad.
- Seguimiento de respuesta al tratamiento.
- Re-estadificación antes de extirpación quirúrgica de metástasis únicas.

Linfoma

- Estadificación antes del tratamiento.
- Control de respuesta a tratamiento.
- Detectar recurrencias.
- Ayudar en el diagnóstico diferencial.

Cáncer de cabeza y cuello

- Localización del sitio del tumor primario.
- Determinación de la extensión de la enfermedad primaria.
- Estadificación de diseminación hacia nódulos linfáticos.
- Detección de recurrencia.
- Evaluación de respuesta a tratamiento.

Cáncer de mama

- Determinar si una masa mamaria es benigna o maligna (esto es especialmente dificultoso en mama densa, implantes y posterior a tratamiento. Aproximadamente entre 60% y 85% de las biopsias resultan benignas).
- Estadificación de nódulos linfáticos internos mamarios y axilares.
- Detección de enfermedad metastásica.
- Detección de recurrencia local o a distancia.
- Seguimiento de respuesta al tratamiento del tumor.

Tumores cerebrales

1. Manejo Inicial

- Diagnóstico del grado de malignidad.
- Determinación de la extensión para planear tratamiento.
- Biopsia dirigida.
- Determinación del pronóstico.

2. Manejo post-tratamiento

- Diagnóstico diferencial entre recurrencia y necrosis por radiación.
- Biopsia dirigida (ésta ayuda a determinar dónde tomar muestra de tejido cerebral, diferenciando entre tumor, necrosis y edema).
- Determinación de la extensión del tumor para planear el tratamiento.
- Control de la respuesta al tratamiento (cirugía/radioterapia/quimioterapia) (esto involucra diferenciar el tumor de necrosis y edema para determinar en qué forma el tratamiento afectó al tumor).

Cáncer ovárico, de cérvix y uterino

- Estadificación de compromiso linfático.
- Identificación de enfermedad recurrente después de cirugía y radiación.
- Seguimiento de respuesta a tratamiento.

Cáncer vesical

- Estadificación primaria de nódulos linfáticos.
- Estadificación de metástasis sistémica.

Cáncer gastroesofágico

- Estadificación por posible diseminación del tumor.
- Evaluación de recurrencia.

Cáncer hepatocelular

- Diferenciación entre cirrosis y hepatoma.
- Seguimiento de respuesta a tratamiento diferenciando tumor de necrosis, edema y cicatrices.
- Identificación de lesiones multifocales.

Tumores de músculo y tejido conectivo

- Control de tratamiento de sarcoma.
- Graduación de sarcomas.
- Diferenciación entre masas benignas y malignas.
- Selección de sitios de biopsia.
- Evaluación de la extensión de sarcomas.

Cáncer pancreático

- Diferenciación entre masas por pancreatitis crónica y cáncer.
- Estadificación de nódulos y metástasis hepáticas.
- Evaluación de respuesta a quimioterapia.

Cáncer de próstata

- Evaluación complementaria de lesiones dudosas en imágenes convencionales.
- Diferenciación entre lesiones malignas y benignas en hueso.
- Evaluación de respuesta a tratamiento presentes en estudio basal.
- Identificación de metástasis en tejidos blandos.

Cáncer de células renales

- Detección de enfermedad metastásica.
- Evaluación a respuesta a quimioterapia en metástasis.
- Determinación de la naturaleza de masas renales.

Cáncer testicular

- Seguimiento de respuesta a tratamiento.
- Estadificación de enfermedad primaria.
- Evaluación de masa residual.
- Evaluación complementaria de marcadores tumorales elevados.

Cáncer de tiroides

- Evaluación complementaria cuando el cintigrama de cuerpo entero con Iodo 131 es negativo, pero los niveles de tiroglobulina (Tg) están elevados en paciente con cáncer tiroideo diferenciado conocido.
- Evaluación complementaria en cáncer tiroideo medular cuando los niveles de calcitonina están elevados y la imagen inicial con ácido dimercaptosuccinico (DMSA), Octreoscan o metaiodobencilguanidina (MIBG) es negativo.

Tumor primario desconocido

- Identificación del sitio primario para determinar tratamiento y evaluar posible resección.

Aplicaciones en cardiología

Viabilidad miocárdica

- Determinar qué pacientes con enfermedad miocárdica isquémica y síntomas de insuficiencia cardíaca congestiva deben ser tratados con cirugía de bypass de arterias coronarias, trasplante cardíaco o terapia médica conservadora12-14.

Aplicaciones en neurología

Enfoque en demencia

- Diagnóstico precoz de demencia versus pérdida benigna de memoria.
- Diagnóstico diferencial de demencia de enfermedad frontotemporal, de cuerpos de Lewy difusa o cerebrovascular.
- Diferenciación entre seudodemencia y depresión (ésta semeja un estado de demencia que es causada por depresión y no por enfermedad de Alzheimer).

Enfoque en epilepsia

- Diagnóstico de epilepsia parcial (resonancia nuclear magnética negativa).
- Localización de focos de epilepsia.
- Predicción de resultado quirúrgico (pronóstico).


Correspondencia a: Dr. Patricio González. Centro de Medicina Nuclear, Universidad de Chile. Santos Dumont 999 1E. Fax: 562-777-7618. E-mail: pgonzalez@ns.hospital.uchile.cl