La tomografía por emisión de positrones-resonancia magnética ( PET/RM , PET-RM o PET/RM ) es una tecnología de imagen híbrida que incorpora imágenes morfológicas de tejidos blandos mediante resonancia magnética (RM) e imágenes funcionales mediante tomografía por emisión de positrones (PET) . [ 1 ]
La combinación de PET y RM se mencionó en una tesis doctoral de 1991 de R. Raylman. [ 2 ] La detección simultánea de PET/RM se demostró por primera vez en 1997; sin embargo, transcurrieron otros 13 años y se necesitaron nuevas tecnologías de detectores para que los sistemas clínicos estuvieran disponibles comercialmente. [ 3 ]
Aplicaciones
Actualmente, los principales campos clínicos de la PET/RM son la oncología , [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] la cardiología , [ 7 ] la neurología , [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] y la neurociencia . [ 11 ] En la actualidad se están llevando a cabo activamente estudios de investigación para comprender los beneficios del nuevo método de diagnóstico PET/RM. La tecnología combina la exquisita caracterización estructural y funcional del tejido que proporciona la RM con la extrema sensibilidad de la imagen PET del metabolismo y el seguimiento de tipos celulares o receptores celulares marcados de forma única.
fabricantes
Varias compañías ofrecen sistemas combinados de PET/RM clínicos y preclínicos; los sistemas clínicos están disponibles en United Imaging , Philips , Siemens y GE . Existen diversos enfoques para la combinación de ambas tecnologías. Algunos diseños consisten esencialmente en máquinas separadas, ubicadas en la misma sala, con una camilla que permite trasladar al paciente de un escáner a otro. [ 12 ] [ 13 ] Los sistemas totalmente integrados son los más difíciles de lograr técnicamente, pero ofrecen los mayores beneficios en términos de la capacidad de realizar adquisiciones simultáneas y perfectamente alineadas. [ 14 ] [ 15 ]
Sistemas clínicos
Los dos primeros sistemas clínicos de PET/RM de cuerpo entero fueron instalados por Philips en el Hospital Mount Sinai de Estados Unidos y en el Hospital Universitario de Ginebra , Suiza , en 2010. El sistema constaba de un escáner PET y un escáner de RM separados por una camilla giratoria. [ 16 ] [ 17 ]
Siemens fue la primera empresa en ofrecer adquisiciones simultáneas de PET/RM, con los primeros sistemas instalados en 2010 basados en detectores de fotodiodos de avalancha . [ 18 ] [ 3 ]
Actualmente, Siemens y GE son las únicas empresas que ofrecen un sistema PET/RM de cuerpo completo totalmente integrado y de adquisición simultánea. El sistema de Siemens (Biograph mMR) recibió la marca CE [ 19 ] y la aprobación de la FDA [ 20 ] para su comercialización en 2011.
El sistema GE (SIGNA PET/MR) recibió la homologación 510K y la marca CE en 2014.
Sistemas preclínicos
Actualmente, la combinación de tomografía por emisión de positrones (PET) e imágenes por resonancia magnética (IRM) como modalidad de imagen híbrida está recibiendo gran atención no solo en sus aplicaciones clínicas emergentes, sino también en el campo preclínico. En los últimos años se han desarrollado varios diseños basados en diferentes tipos de tecnología de detectores PET, algunos de los cuales se han utilizado para los primeros estudios preclínicos. [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]
Varias empresas ofrecen insertos de escáner PET preclínicos compatibles con RM para su uso en el túnel de una RM existente, lo que permite la adquisición simultánea de imágenes PET/RM. [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]
Comparación con PET-CT
La combinación de PET con tomografía computarizada (TC) de rayos X es la tecnología de imagen PET más consolidada. Tanto con PET/TC como con PET/RM, la ventaja principal reside en combinar la imagen funcional proporcionada por PET con la información estructural ( anatómica ) de la TC o la RM. Si bien las imágenes de diferentes modalidades, obtenidas en distintas sesiones de exploración, pueden superponerse mediante el registro de imágenes , la adquisición simultánea ofrece una mejor alineación y correlación directa. La combinación de modalidades de imagen en una sola sesión de exploración también tiene la ventaja de reducir el número de citas y, por lo tanto, mejorar la comodidad del paciente. [ 28 ] [ 29 ]
Las mismas decisiones clínicas que influirían en la elección entre imágenes de TC o RM independientes también determinarían las áreas donde se preferiría PET/TC o PET/RM. [ 14 ] Por ejemplo, una ventaja de la RM en comparación con la TC es su contraste superior de tejidos blandos, mientras que la TC tiene la ventaja de ser mucho más rápida que la RM.
Una clara ventaja de la PET/RM en comparación con la PET/TC es la menor dosis total de radiación ionizante obtenida. En las aplicaciones de PET/TC corporal, la parte de TC del examen constituye aproximadamente el 60-80% de la dosis de radiación, mientras que el resto proviene del radiofármaco PET . [ 30 ] En cambio, la RM no genera radiación ionizante. Por lo tanto, la PET/RM resulta atractiva en niños, especialmente para exámenes de seguimiento seriados, como los que se utilizan en oncología o en enfermedades inflamatorias crónicas. [ 31 ]
Corrección de atenuación
Los sistemas PET/RM no ofrecen una forma directa de obtener mapas de atenuación , a diferencia de los sistemas PET o PET/TC independientes. [ 32 ] [ 33 ]
La corrección de atenuación (CA) de los sistemas PET independientes se basa en una exploración de transmisión (mapa μ) adquirida mediante una fuente de varilla giratoria de 68 Ge ( germanio-68 ), que mide directamente la atenuación de fotones a 511 keV. [ 32 ] [ 34 ] Los sistemas PET/CT utilizan una exploración CT de baja dosis para la CA. Dado que los rayos X tienen un rango de energías inferior a 511 keV, los valores de CA se aproximan con precisión a partir de las unidades Hounsfield . [ 35 ]
No existe correlación entre la intensidad de la imagen de RM y la intensidad electrónica, por lo que la conversión de imágenes de RM en un mapa de atenuación es difícil. [ 36 ] [ 32 ] [ 34 ] Esta es un área de investigación activa y se han desarrollado diversos enfoques. Un método utiliza una secuencia de RM de Dixon y segmenta la imagen resultante en grasa y agua, con factores de atenuación preestablecidos. Las desventajas de este método incluyen la falta de atenuación ósea y la pérdida del verdadero rango continuo de factores de atenuación. Sin embargo, las comparaciones con mapas de atenuación de PET/CT para fines oncológicos han demostrado que esta es una técnica utilizable. [ 34 ] El método de Dixon se puede combinar con secuencias de tiempo de eco ultracorto (UTE) para identificar mejor el hueso y aumentar las posibles clases de tejido para la segmentación. Más secuencias aumentan el tiempo de adquisición de RM y, por lo tanto, el riesgo de artefactos de movimiento. [ 37 ]
En áreas del cuerpo con estructuras predecibles (por ejemplo, la cabeza), se pueden utilizar métodos de segmentación (donde el tejido se categoriza utilizando los datos de la imagen de RM) o de atlas . En los métodos de atlas, una imagen de RM estándar, con datos de atenuación de TC asociados, se puede deformar para ajustarse a la anatomía real del paciente. Las desventajas de este método incluyen la dificultad con anatomía inusual, la necesidad de una biblioteca de imágenes adecuada y la necesidad de tener en cuenta la atenuación de la bobina de RM. [ 34 ] Los métodos de TC sintética o sustitutiva (sCT) para generar datos similares a la TC a partir de RM también son de interés para la planificación de la radioterapia y se han investigado principalmente para sitios en la cabeza. Si bien algunos de estos utilizan una técnica de atlas, muchos adoptan un enfoque de vóxel donde las intensidades de vóxel reales (datos de contraste) se utilizan en combinación con aprendizaje automático (entrenado con datos de RM/TC) para asignar valores de densidad electrónica. [ 34 ] [ 38 ] [ 39 ]
En muchos de los métodos anteriores, los artefactos de la resonancia magnética (por ejemplo, debido al movimiento fisiológico) pueden afectar la precisión de la corrección de atenuación. [ 34 ] [ 40 ]
Véase también
Referencias
- ↑ Antoch, Gerald; Bockisch, Andreas (2008). "PET/RM combinada: ¿una nueva dimensión en la imagenología oncológica de cuerpo entero?". European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging . 36 (S1): 113– 120. doi : 10.1007/s00259-008-0951-6 . ISSN 1619-7070 . PMID 19104802. S2CID 8153201 .
- ↑ "Reducción de los efectos de alcance de los positrones mediante la aplicación de un campo magnético: Para uso con tomografía por emisión de positrones" . ProQuest 303945199 .
- 1 2Luna , Antonio; Vilanova, Joan C.; Hygino da Cruz, L. Celso Jr.; Rossi, Santiago E. (2013). Imágenes funcionales en oncología: bases biofísicas y enfoques técnicos . Medios de ciencia y negocios de Springer. pag. 421.ISBN 9783642404122.
- ↑ Buchbender C; Heusner TA; Lauenstein TC; Bockisch A; et al. (junio de 2012). "PET/RM oncológica, parte 1: tumores del cerebro, cabeza y cuello, tórax, abdomen y pelvis" . Journal of Nuclear Medicine . 53 (6): 928–38 . doi : 10.2967/jnumed.112.105338 . PMID 22582048 .
- ↑ Buchbender C; Heusner TA; Lauenstein TC; Bockisch A; et al. (agosto de 2012). "PET/RM oncológica, parte 2: tumores óseos, tumores de tejidos blandos, melanoma y linfoma" . Journal of Nuclear Medicine . 53 (8): 1244– 52. doi : 10.2967/jnumed.112.109306 . PMID 22782313 .
- ↑ Martinez-Möller A; Eiber M; Nekolla SG; et al. (septiembre de 2012). "Consideraciones sobre el flujo de trabajo y el protocolo de exploración para la PET/RM de cuerpo entero integrada en oncología" . Journal of Nuclear Medicine . 53 (9): 1415–26 . doi : 10.2967/jnumed.112.109348 . PMID 22879079 .
- ↑ Rischpler C; Nekolla SG; Dregely I; Schwaiger M (marzo de 2013). "Imágenes híbridas PET/RM del corazón: potencial, experiencias iniciales y perspectivas futuras" . Journal of Nuclear Medicine . 54 (3): 402–15 . doi : 10.2967/jnumed.112.105353 . PMID 23404088 .
- ↑ "Imágenes de pacientes con traumatismo craneoencefálico más rápidas y seguras con nueva tecnología en los NIH" . 18 de septiembre de 2015. Archivado del original el 29 de septiembre de 2011.
- ↑ Dimou E; Booij J; Rodrigues M; et al. (junio de 2009). "PET y resonancia magnética de amiloide en la enfermedad de Alzheimer y el deterioro cognitivo leve". Current Alzheimer Research . 6 (3): 312– 9. doi : 10.2174/156720509788486563 . PMID 19519314 .
- ↑ Bremner JD; Vythilingam M; Vermetten E; et al. (mayo de 2003). "Estudio de resonancia magnética y tomografía por emisión de positrones sobre déficits en la estructura y función del hipocampo en mujeres con abuso sexual infantil y trastorno de estrés postraumático". The American Journal of Psychiatry . 160 (5): 924– 32. doi : 10.1176/appi.ajp.160.5.924 . PMID 12727697 .
- ↑ Cho, Zang Hee; Son, Young Don; Choi, Eun Jung; Kim, Hang Keun; Kim, Jeong Hee; Lee, Sang Yoon; Ogawa, Seiji; Kim, Young Bo (3 de agosto de 2012). "Imágenes moleculares del cerebro humano in vivo con un sistema PET/MRI dedicado al cerebro". Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine . 26 (1): 71– 79. doi : 10.1007/s10334-012-0329-4 . PMID 22864642. S2CID 10721235 .
- ↑ Torigian, Drew A.; Zaidi, Habib; Kwee, Thomas C.; Saboury, Babak; Udupa, Jayaram K.; Cho, Zang-Hee; Alavi, Abass (abril de 2013). "Imágenes PET/RM: aspectos técnicos y posibles aplicaciones clínicas". Radiology . 267 (1): 26– 44. doi : 10.1148/radiol.13121038 . PMID 23525716 .
- ↑ "El pasado, el presente y el futuro de los escáneres PET/RM" . Imaging Technology News . 5 de mayo de 2017. Consultado el 15 de enero de 2019 .
- 1 2 Jadvar, Hossein; Colletti, Patrick M. (enero de 2014). " Ventaja competitiva de PET/RM" . European Journal of Radiology . 83 (1): 84– 94. doi : 10.1016/j.ejrad.2013.05.028 . PMC 3800216. PMID 23791129 .
- ^ Mannheim, Julia G.; Schmid, Andreas M.; Schwenck, Johannes; Katiyar, Prateek; Herfert, Kristina; Pichler, Bernd J.; Disselhorst, Jonathan A. (julio de 2018). "Sistemas híbridos PET/MRI". Seminarios de Medicina Nuclear . 48 (4): 332– 347. doi : 10.1053/j.semnuclmed.2018.02.011 . PMID 29852943 . S2CID 46924919 .
- ↑ Wood, Harry (28 de mayo de 2010). "El escáner PET-RM abre una nueva frontera en la imagen médica" . Medical Technology Business Europe . Consultado el 15 de enero de 2019 .
- ↑ Muzic, Raymond F.; DiFilippo, Frank P. (julio de 2014). "Tomografía por emisión de positrones-resonancia magnética: revisión técnica" . Seminars in Roentgenology . 49 (3): 242– 254. doi : 10.1053/j.ro.2014.10.001 . PMC 4451572. PMID 25497909 .
- ↑ Zaidi, Habib (2016). PET/RM: Avances en instrumentación y procedimientos cuantitativos, un número de PET Clinics . Elsevier Health Sciences. ISBN 9780323417686.
- ↑ "Siemens recibe la marca CE para su sistema de resonancia magnética molecular de cuerpo entero" . Sector sanitario, Siemens AG. 1 de junio de 2011. Consultado el 5 de enero de 2014 .
- ↑ "La FDA aprueba un nuevo sistema para realizar exploraciones PET y RM simultáneas" . Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. 10 de junio de 2011. Archivado del original el 14 de junio de 2011. Consultado el 4 de enero de 2014 .
- ↑ Judenhofer, Martin S.; Cherry, Simon R. (2013). "Aplicaciones para PET/RM preclínica". Seminars in Nuclear Medicine . 43 (1): 19– 29. doi : 10.1053/j.semnuclmed.2012.08.004 . PMID 23178086 .
- ↑ Schulz, Volkmar; Weissler, Bjoern; Gebhardt, Pedro; Solf, Torsten; Lerche, Christoph; Fischer, Peter; Ritzert, Michael; Piamonte, Claudio; Goldschmidt, Benjamín; Vandenberghe, Stefan; Salomón, André; Schaeffter, Tobías; Marsden, Paul (2011). "Inserto de PET/MR preclínico basado en SiPM para una RM 3T humana: primeros experimentos de imágenes". Registro de la conferencia del Simposio de Ciencias Nucleares del IEEE 2011 . págs. 4467– 4469. doi : 10.1109/NSSMIC.2011.6152496 . ISBN 978-1-4673-0120-6. S2CID 27832030 .
- ↑ Wehner, Jakob; Weissler, Bjoern; Dueppenbecker, Peter; Gebhardt, Pierre; Schug, David; Ruetten, Walter; Kiessling, Fabian; Schulz, Volkmar (2013). "Inserción de PET/RM utilizando SiPM digitales: Investigación de la compatibilidad con RM" . Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment . 734 (Pt B): 116– 121. Bibcode : 2014NIMPA.734..116W . doi : 10.1016/j.nima.2013.08.077 . PMC 4376059. PMID 25843999 .
- ↑ Omidvari, Negar; Cabello, Jorge; Topping, Geoffrey; Schneider, Florian Roland; Paul, Stephan; Schwaiger, Markus; Ziegler, Sibylle I (4 de octubre de 2017). "Evaluación del rendimiento PET de MADPET4: un inserto PET para animales pequeños para un escáner de resonancia magnética de 7 teslas". Física en Medicina y Biología . 62 (22): 8671– 8692. doi : 10.1088/1361-6560/aa910d . PMID 28976912. S2CID 4352807 .
- ↑ Wehner, J; Weissler, B; Dueppenbecker, PM; Gebhardt, P; Goldschmidt, B; Schug, D; Kiessling, F; Schulz, V (21 de marzo de 2015). "Evaluación de la compatibilidad con RM del primer inserto preclínico PET-RM equipado con fotomultiplicadores de silicio digitales" . Física en Medicina y Biología . 60 (6): 2231– 2255. Bibcode : 2015PMB....60.2231W . doi : 10.1088/0031-9155/60/6/2231 . PMID 25684065 .
- ↑ Goldenberg, Joshua M.; Cárdenas-Rodríguez, Julio; Pagel, Mark D. (26 de enero de 2018). "Resultados preliminares que evalúan el tratamiento con metformina en un modelo preclínico de cáncer de páncreas mediante PET con [18F]FDG y resonancia magnética acidoCEST simultáneas " . Molecular Imaging and Biology . 20 ( 4): 575–583 . doi : 10.1007/s11307-018-1164-4 . PMC 6043393. PMID 29374343 .
- ↑ Nagy, Kálmán; Tóth, Miklós; Mayor, Peter; Patay, Győző; Egri, G.; Häggkvist, Jenny; Varrón, Andrea; Farde, Lars; Halldin, Christer; Gulyás, Balázs (2013). "Evaluación del rendimiento del sistema nanoScan PET/MRI para animales pequeños" . Revista de Medicina Nuclear . 54 (10): 1825–1832 . doi : 10.2967/jnumed.112.119065 . PMID 23990683 .
- ↑ Kaplan, Deborah Abrams (12 de junio de 2013). "PET/RM: Reflexiones dos años después de la aprobación de la FDA" . Diagnostic Imaging . Archivado del original el 16 de abril de 2019. Recuperado el 15 de enero de 2019 .
- ↑ Pichler BJ , Wehrl HF, Kolb A, Judenhofer MS (2008). "Tomografía por emisión de positrones/resonancia magnética: ¿la próxima generación de imágenes multimodales?" . Semin Nucl Med . 38 (3): 199–208 . doi : 10.1053/j.semnuclmed.2008.02.001 . PMC 2762705. PMID 18396179 .
- ↑ Martí-Climent, Josep M.; Prieto, Elena; Morán, Verónica; Sancho, Lidia; Rodríguez-Fraile, Macarena; Arbizu, Javier; García-Velloso, María J.; Richter, José A. (diciembre de 2017). "Estimación de dosis efectiva para procedimientos PET/CT oncológicos y neurológicos" . Investigación EJNMMI . 7 (1): 37. doi : 10.1186/s13550-017-0272-5 . ISSN 2191-219X . PMC 5403773 . PMID 28439843 .
- ↑ Ehman, Eric C.; Johnson, Geoffrey B.; Villanueva-Meyer, Javier E.; Cha, Soonmee; Leynes, Andrew Palmera; Larson, Peder Eric Zufall; Hope, Thomas A. (noviembre de 2017). "PET/RM: ¿Dónde podría reemplazar a la PET/TC?" . Journal of Magnetic Resonance Imaging . 46 (5): 1247– 1262. doi : 10.1002/jmri.25711 . PMC 5623147 . PMID 28370695 .
- 1 2 3 Keereman, Vincent; Mollet, Pieter; Berker, Yannick; Schulz, Volkmar; Vandenberghe, Stefaan (1 de febrero de 2013). "Desafíos y métodos actuales para la corrección de atenuación en PET/RM". Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine . 26 (1): 81– 98. doi : 10.1007/s10334-012-0334-7 . ISSN 0968-5243 . PMID 22875599. S2CID 22198626 .
- ^ van Dalen, Jorn A.; Visser, Eric P.; Vogel, Wouter V.; Corstens, Frans HM; Oyen, Wim JG (1 de marzo de 2007). "Impacto de la corrección de atenuación basada en Ge-68 / Ga-68 versus CT en PET". Física Médica . 34 (3): 889– 897. Bibcode : 2007MedPh..34..889V . doi : 10.1118/1.2437283 . ISSN 2473-4209 . PMID 17441234 .
- 1 2 3 4 5 6 Wagenknecht, Gudrun; Kaiser, Hans-Jürgen; Mottaghy, Felix M.; Herzog, Hans (1 de febrero de 2013). " MRI para la corrección de atenuación en PET: métodos y desafíos" . Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine . 26 (1): 99– 113. doi : 10.1007/s10334-012-0353-4 . ISSN 0968-5243 . PMC 3572388. PMID 23179594 .
- ↑ Bai, Chuanyong; Shao, Ling; Silva, AJ Da; Zhao, Zuo (octubre de 2003). "Un modelo generalizado para la conversión de números CT a coeficientes de atenuación lineal". IEEE Transactions on Nuclear Science . 50 (5): 1510– 1515. Bibcode : 2003ITNS...50.1510B . doi : 10.1109/tns.2003.817281 . ISSN 0018-9499 .
- ↑ Hofmann, Matthias; Pichler, Bernd; Schölkopf, Bernhard; Beyer, Thomas (1 de marzo de 2009). "Hacia la PET/RM cuantitativa: una revisión de las técnicas de corrección de atenuación basadas en RM" . European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging . 36 (1): 93– 104. doi : 10.1007/s00259-008-1007-7 . hdl : 11858/00-001M-0000-0013-C595-F . ISSN 1619-7070 . PMID 19104810 .
- ↑ Vandenberghe, Stefaan; Marsden, Paul K (21 de febrero de 2015). "PET-RM: una revisión de los desafíos y soluciones en el desarrollo de imágenes multimodales integradas" . Física en Medicina y Biología . 60 (4): R115– R154. arXiv : 1510.04875 . Bibcode : 2015PMB....60R.115V . doi : 10.1088/0031-9155/60/4/R115 . PMID 25650582 .
- ↑ Edmund, Jens M.; Nyholm, Tufve (26 de enero de 2017). "Una revisión de la generación de TC sustitutiva para la radioterapia solo con RM" . Oncología Radiológica . 12 (1): 28. doi : 10.1186/s13014-016-0747-y . PMC 5270229. PMID 28126030 .
- ↑ Larsson, Anne; Johansson, Adam; Axelsson, Jan; Nyholm, Tufve; Asklund, Thomas; Riklund, Katrine; Karlsson, Mikael (7 de septiembre de 2012). "Evaluación de un método de corrección de atenuación para imágenes PET/RM de la cabeza basado en imágenes de TC sustitutas". Magnetic Resonance Materials in Physics, Biology and Medicine . 26 (1): 127– 136. doi : 10.1007/s10334-012-0339-2 . PMID 22955943. S2CID 7334804 .
- ↑ Hofmann, Matthias; Pichler, Bernd; Schölkopf, Bernhard; Beyer, Thomas (23 de diciembre de 2008). "Hacia la PET/RM cuantitativa: una revisión de las técnicas de corrección de atenuación basadas en RM" . European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging . 36 (S1): 93–104 . doi : 10.1007/s00259-008-1007-7 . hdl : 11858/00-001M-0000-0013-C595-F . PMID 19104810 .
- Medicina nuclear
- imágenes por resonancia magnética