Tomografia por emissão de positrões

A tomografia por emissão de pósitrons (PET) é um método para estudar a atividade metabólica e funcional dos tecidos corporais in vivo. O método baseia-se no fenômeno de emissão de pósitrons observado em um radiofármaco introduzido no corpo durante sua distribuição e acumulação em vários órgãos. Em neurologia, a principal aplicação do método é o estudo do metabolismo cerebral em diversas doenças. Alterações no acúmulo de nuclídeos em qualquer área do cérebro sugerem uma violação da atividade neuronal.

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Indicações para tomografia por emissão de pósitrons

As indicações para a tomografia por emissão de pósitrons incluem o teste de hibernação miocárdica em pacientes submetidos a cirurgia de revascularização do miocárdio ou transplante cardíaco, e a diferenciação entre metástase e necrose e fibrose em linfonodos aumentados em pacientes com câncer. A PET também é usada para avaliar nódulos pulmonares e determinar se estão metabolicamente ativos, além de diagnosticar câncer de pulmão, câncer de pescoço, linfoma e melanoma. A TC pode ser combinada com a tomografia por emissão de pósitrons para correlacionar dados morfológicos e funcionais.

Preparação para tomografia por emissão de pósitrons

A PET é realizada com o estômago vazio (a última refeição é de 4 a 6 horas antes do exame). A duração do exame é de 30 a 75 minutos, dependendo da extensão do procedimento. Durante os 30 a 40 minutos necessários para a introdução do medicamento administrado nos processos metabólicos do corpo, os pacientes devem estar em condições que minimizem a possibilidade de atividade motora, de fala e emocional, a fim de reduzir a probabilidade de resultados falso-positivos. Para isso, o paciente é colocado em uma sala separada com paredes à prova de som; o paciente fica deitado com os olhos fechados.

Métodos alternativos

Outros métodos de neuroimagem funcional, como espectroscopia de ressonância magnética, tomografia computadorizada por emissão de fóton único, perfusão e ressonância magnética funcional podem servir até certo ponto como uma alternativa à PET.

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Tomografia por emissão de fóton único

Uma opção mais barata para exame de radioisótopos da estrutura intravital do cérebro é a tomografia computadorizada por emissão de fóton único.

Este método baseia-se no registro da radiação quântica emitida por isótopos radioativos. Ao contrário do método PET, a tomografia computadorizada por emissão de fóton único utiliza elementos que não participam do metabolismo (Tc99, TI-01) e, com o auxílio de uma câmera y girando em torno do objeto, são registrados quanta únicos (fótons) em vez de pares.

Uma das modificações do método de tomografia computadorizada por emissão de fóton único é a visualização do fluxo sanguíneo cerebral local. O paciente recebe para inalar uma mistura gasosa contendo xenônio-133, que se dissolve no sangue, e, com o auxílio da análise computacional, é construída uma imagem tridimensional da distribuição das fontes de emissão de fótons no cérebro com uma resolução espacial de cerca de 1,5 cm. Este método é utilizado, em particular, para estudar as características do fluxo sanguíneo cerebral local em doenças cerebrovasculares e em vários tipos de demência.

Avaliação de resultados

A avaliação por PET é realizada por meio de métodos visuais e semiquantitativos. A avaliação visual dos dados por PET é realizada utilizando escalas em preto e branco e em diversas cores, permitindo determinar a intensidade do acúmulo de radiofármacos em diferentes partes do cérebro, identificar focos de metabolismo patológico e avaliar sua localização, contornos e tamanhos.

Em uma análise semiquantitativa, calcula-se a razão de acumulação do radiofármaco entre duas áreas de tamanho igual, uma das quais corresponde à parte mais ativa do processo patológico e a outra à área contralateral inalterada do cérebro.

O uso do PET em neurologia nos permite resolver os seguintes problemas:

• estudar a atividade de certas áreas do cérebro quando apresentadas a vários estímulos;
• realizar diagnóstico precoce de doenças;
• realizar diagnósticos diferenciais de processos patológicos com manifestações clínicas semelhantes;
• prever o curso da doença, avaliar a eficácia da terapia.

As principais indicações para o uso da técnica em neurologia são:

• patologia cerebrovascular;
• epilepsia;
• Doença de Alzheimer e outras formas de demência;
• doenças degenerativas do cérebro (doença de Parkinson, doença de Huntington);
• doenças desmielinizantes;
• tumores cerebrais.

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Epilepsia

A PET com 18-fluorodeoxiglicose permite a detecção de focos epileptogênicos, especialmente em formas focais de epilepsia, e a avaliação de distúrbios metabólicos nesses focos. No período interictal, a zona de foco epileptogênico é caracterizada por hipometabolismo de glicose, e a área de metabolismo reduzido, em alguns casos, excede significativamente o tamanho do foco estabelecido por métodos de neuroimagem estrutural. Além disso, a PET permite a detecção de focos epileptogênicos mesmo na ausência de alterações eletroencefalográficas e estruturais, podendo ser utilizada no diagnóstico diferencial de crises epilépticas e não epilépticas. A sensibilidade e a especificidade do método aumentam significativamente com o uso combinado de PET com eletroencefalografia (EEG).

No momento de uma crise epiléptica, um aumento no metabolismo regional da glicose é observado na área do foco epileptogênico, frequentemente em combinação com a supressão em outra área do cérebro, e após a crise, o hipometabolismo é novamente registrado, cuja gravidade começa a diminuir de forma confiável 24 horas após a crise.

A PET também pode ser utilizada com sucesso na decisão sobre indicações de tratamento cirúrgico para diversas formas de epilepsia. A avaliação pré-operatória da localização dos focos epilépticos permite escolher as táticas de tratamento ideais e estabelecer um prognóstico mais objetivo do resultado da intervenção proposta.

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Patologia cerebrovascular

No diagnóstico de acidente vascular cerebral isquêmico, a PET é considerada um método para determinar tecido cerebral viável e potencialmente recuperável na zona de penumbra isquêmica, o que permitirá especificar as indicações para terapia de reperfusão (trombólise). O uso de ligantes do receptor central de benzodiazepínicos, que servem como marcadores de integridade neuronal, permite uma distinção bastante clara entre tecido cerebral irreversivelmente danificado e viável na zona de penumbra isquêmica em um estágio inicial do acidente vascular cerebral. Também é possível realizar diagnósticos diferenciais entre focos isquêmicos recentes e antigos em pacientes com episódios isquêmicos repetidos.

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Doença de Alzheimer e outros tipos de demência

No diagnóstico da doença de Alzheimer, a sensibilidade do PET varia de 76 a 93% (média de 86%), o que é confirmado por materiais de estudo de autópsia.

A PET na doença de Alzheimer é caracterizada por uma diminuição focal pronunciada do metabolismo cerebral, principalmente nas áreas de associação neocortical do córtex (córtex cingulado posterior, temporoparietal e multimodal frontal), com alterações mais pronunciadas no hemisfério dominante. Ao mesmo tempo, os gânglios da base, o tálamo, o cerebelo e o córtex, responsáveis pelas funções sensoriais e motoras primárias, permanecem relativamente intactos. O mais típico da doença de Alzheimer é o hipometabolismo bilateral nas áreas temporoparietais do cérebro, que em estágios avançados pode estar associado a uma diminuição do metabolismo no córtex frontal.

A demência por doença cerebrovascular é caracterizada por um envolvimento predominante dos lobos frontais, incluindo o cíngulo e o giro frontal superior. Pacientes com demência vascular também costumam apresentar áreas irregulares de metabolismo diminuído na substância branca e no córtex, frequentemente envolvendo o cerebelo e os subcórtices. A demência frontotemporal apresenta metabolismo diminuído no córtex frontal, temporal anterior e medial. Pacientes com demência por corpos de Lewy apresentam déficits metabólicos temporoparietais bilaterais que lembram a doença de Alzheimer, mas frequentemente envolvem o córtex occipital e o cerebelo, que geralmente estão intactos na doença de Alzheimer.

Padrão de alterações metabólicas em várias condições associadas à demência

Etiologia da demência	Zonas de perturbação metabólica
Doença de Alzheimer	Danos ao córtex parietal, temporal e cingulado posterior ocorrem mais precocemente, com preservação relativa do córtex sensório-motor primário e do córtex visual primário, e com preservação do estriado, tálamo e cerebelo. Nos estágios iniciais, o déficit costuma ser assimétrico, mas o processo degenerativo eventualmente se manifesta bilateralmente.
Demência vascular	Hipometabolismo e hipoperfusão em áreas corticais, subcorticais e cerebelo afetadas
Demência do tipo frontal	O córtex frontal, o córtex temporal anterior e as regiões mediotemporais são afetados primeiro, com um grau de gravidade de dano inicialmente maior do que o córtex parietal e temporal lateral, com preservação relativa do córtex sensório-motor primário e do córtex visual.
Coreia de Huntington	Os núcleos caudado e lenticular são afetados mais precocemente, com envolvimento difuso gradual do córtex
Demência na doença de Parkinson	Características semelhantes à doença de Alzheimer, mas com maior preservação da região mediotemporal e menor preservação do córtex visual
Demência com corpos de Lewy	Distúrbios típicos da doença de Alzheimer, mas com menor preservação do córtex visual e possivelmente do cerebelo

O uso do PET como preditor do desenvolvimento de demência do tipo Alzheimer, especialmente em pacientes com comprometimento cognitivo leve e moderado, é promissor.

Atualmente, estão sendo realizadas tentativas para estudar a amiloidose cerebral in vivo por meio de PET, utilizando ligantes amiloides especiais, com o objetivo de diagnóstico pré-clínico de demência em indivíduos com fatores de risco. O estudo da gravidade e da localização da amiloidose cerebral também permite um aprimoramento confiável do diagnóstico em diferentes estágios da doença. Além disso, o uso da PET, especialmente em dinâmica, permite prever com maior precisão o curso da doença e avaliar objetivamente a eficácia da terapia.

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Doença de Parkinson

A PET com o uso do ligante específico B18-fluorodopa permite a determinação quantitativa da deficiência na síntese e armazenamento de dopamina nos terminais estriatais pré-sinápticos na doença de Parkinson. A presença de alterações características permite estabelecer um diagnóstico e organizar medidas preventivas e terapêuticas já nos estágios iniciais, às vezes pré-clínicos, da doença.

O uso da PET permite o diagnóstico diferencial da doença de Parkinson com outras doenças cujo quadro clínico inclui sintomas extrapiramidais, como atrofia multissistêmica.

O estado dos próprios receptores de dopamina pode ser avaliado por PET com o ligante do receptor H2, _racloprida. Na doença de Parkinson, o número de terminais dopaminérgicos pré-sinápticos e a quantidade de transportador de dopamina na fenda sináptica são reduzidos, enquanto em outras doenças neurodegenerativas (por exemplo, atrofia multissistêmica, paralisia supranuclear progressiva e degeneração corticobasal), o número de receptores de dopamina no estriado é reduzido.

Além disso, o uso do PET nos permite prever o curso e a taxa de progressão da doença, avaliar a eficácia da terapia medicamentosa e ajudar a determinar indicações para tratamento cirúrgico.

Coreia de Huntington e outras hipercinesias

Os resultados do PET na coreia de Huntington são caracterizados por uma diminuição no metabolismo da glicose nos núcleos caudados, o que torna possível o diagnóstico pré-clínico da doença em indivíduos com alto risco de desenvolver a doença de acordo com os resultados dos testes de DNA.

Na distonia de torção, a PET com 18-fluorodeoxiglicose revela uma diminuição no nível regional do metabolismo da glicose nos núcleos caudado e lentiforme, bem como nos campos de projeção frontal do núcleo talâmico mediodorsal, com um nível metabólico geral intacto.

Esclerose múltipla

PET com 18-fluorodeoxiglicose em pacientes com esclerose múltipla demonstra alterações difusas no metabolismo cerebral, incluindo na substância cinzenta. Os distúrbios metabólicos quantitativos identificados podem servir como um marcador da atividade da doença, bem como refletir os mecanismos fisiopatológicos do desenvolvimento de exacerbações, auxiliar na previsão do curso da doença e avaliar a eficácia da terapia.

Tumores cerebrais

A TC ou RM permite obter informações confiáveis sobre a localização e o volume do dano tumoral no tecido cerebral, mas não oferece a capacidade completa de diferenciar lesões benignas de malignas com alta precisão. Além disso, os métodos de neuroimagem estrutural não têm especificidade suficiente para diferenciar a recorrência tumoral da necrose por radiação. Nesses casos, a PET torna-se o método de escolha.

Além da 18-fluorodesoxiglicose, outros radiofármacos são utilizados para diagnosticar tumores cerebrais, como ^{a 11} C-metionina e ^{a 11} C-tirosina. Em particular, a PET com ¹¹ C-metionina é um método mais sensível para a detecção de astrocitomas do que a PET com 18-fluorodesoxiglicose, podendo também ser utilizada para avaliar tumores de baixo grau. A PET com ¹¹ C-tirosina permite diferenciar tumores malignos de lesões cerebrais benignas. Além disso, tumores cerebrais altamente e pouco diferenciados apresentam diferentes cinéticas de absorção deste radiofármaco.

Atualmente, a PET é um dos exames mais precisos e de alta tecnologia para o diagnóstico de diversas doenças do sistema nervoso. Além disso, esse método pode ser usado para estudar o funcionamento do cérebro em pessoas saudáveis para fins de pesquisa científica.

O uso do método, devido à insuficiência de equipamentos e ao alto custo, permanece extremamente limitado e disponível apenas em grandes centros de pesquisa, mas o potencial da PET é bastante elevado. A introdução de uma técnica que permita a realização simultânea de RM e PET, com a subsequente combinação das imagens obtidas, parece extremamente promissora, o que permitirá a obtenção do máximo de informações sobre as alterações estruturais e funcionais em diversas partes do tecido cerebral.

O que é tomografia por emissão de pósitrons?

Diferentemente da ressonância magnética ou tomografia computadorizada padrão, que fornecem principalmente uma imagem anatômica de um órgão, a PET avalia alterações funcionais no nível do metabolismo celular, que podem ser reconhecidas já nos estágios iniciais pré-clínicos da doença, quando os métodos de neuroimagem estrutural não revelam nenhuma alteração patológica.

A PET utiliza diversos radiofármacos marcados com oxigênio, carbono, nitrogênio e glicose, ou seja, metabólitos naturais do corpo, que são incluídos no metabolismo juntamente com seus próprios metabólitos endógenos. Como resultado, torna-se possível avaliar processos que ocorrem no nível celular.

O radiofármaco mais comumente usado em PET é a fluorodesoxiglicose. Outros radiofármacos comumente usados em PET incluem ^11C -metionina (MET) e ^11C -tirosina.

A carga de radiação na dose máxima do medicamento administrado corresponde à carga de radiação recebida pelo paciente durante a radiografia de tórax em duas projeções, tornando o exame relativamente seguro. É contraindicado para pessoas com diabetes mellitus e com nível de açúcar no sangue superior a 6,5 mmol/l. As contraindicações também incluem gravidez e lactação.