tomografía por emisión de positrones

La tomografía por emisión de positrones (PET) con el radiotrazador [ ^¹⁸F ]fluorodesoxiglucosa (FDG) se utiliza ampliamente en oncología clínica. La FDG es un análogo de la glucosa que es captado por las células que utilizan glucosa y fosforilado por la hexocinasa (cuya forma mitocondrial se encuentra significativamente elevada en tumores malignos de rápido crecimiento ). ^{[ 6 ]} El atrapamiento metabólico de la molécula de glucosa radiactiva permite utilizar la tomografía PET. Las concentraciones del trazador FDG visualizado indican la actividad metabólica del tejido, ya que se corresponden con la captación regional de glucosa. La FDG se utiliza para explorar la posibilidad de que el cáncer se disemine a otros sitios del cuerpo ( metástasis cancerosa ). Estas tomografías PET con FDG para detectar metástasis cancerosa son las más comunes en la atención médica estándar (representan el 90% de las exploraciones actuales). El mismo trazador también puede utilizarse para el diagnóstico de ciertos tipos de demencia . Con menor frecuencia, se utilizan otros trazadores radiactivos , generalmente, aunque no siempre, marcados con flúor-18 ( ^¹⁸F ), para visualizar la concentración tisular de diferentes tipos de moléculas de interés dentro del cuerpo. ^{[ 7 ]}

Debido a que el grupo hidroxilo que se reemplaza por flúor-18 para generar FDG es necesario para el siguiente paso en el metabolismo de la glucosa en todas las células, no ocurren más reacciones en el FDG. Además, la mayoría de los tejidos (con la notable excepción del hígado y los riñones) no pueden eliminar el fosfato añadido por la hexocinasa. Esto significa que el FDG permanecerá atrapado en cualquier célula que lo absorba hasta que se desintegre, ya que los azúcares fosforilados , debido a su carga iónica, no pueden salir de la célula. Esto da como resultado un marcado radiactivo intenso de los tejidos con alta captación de glucosa, como el cerebro normal, el hígado, los riñones y la mayoría de los cánceres, que tienen una mayor captación de glucosa que la mayoría de los tejidos normales debido al efecto Warburg . Como resultado, la PET con FDG se puede utilizar para el diagnóstico, la estadificación y el seguimiento del tratamiento de los cánceres, particularmente en el linfoma de Hodgkin , ^{[ 8 ]} el linfoma no Hodgkin , ^{[ 9 ]} y el cáncer de pulmón . ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

Una revisión de la investigación de 2020 sobre el uso de PET para el linfoma de Hodgkin encontró evidencia de que los hallazgos negativos en las exploraciones PET intermedias están relacionados con una mayor supervivencia general y supervivencia libre de progresión ; sin embargo, la certeza de la evidencia disponible fue moderada para la supervivencia y muy baja para la supervivencia libre de progresión. ^{[ 13 ]}

Otros isótopos y radiotrazadores se están introduciendo lentamente en oncología para fines específicos. Por ejemplo,El metomidato marcado con 11C ⁽ 11C-metomidato) se ha utilizado para detectar tumores de origen adrenocortical . ^{[ 14 ] [ 15 ]} Además, la PET/TC con fluorodopa (FDOPA) (también llamada PET/TC con F-18-DOPA) ha demostrado ser una alternativa más sensible para encontrar y localizar feocromocitomas que la gammagrafía con iobenguano (MIBG). ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} Para el cáncer de próstata , existe un creciente interés en utilizar una gammagrafía PET con radionúclidos administrados a través de un ligando dirigido al antígeno de membrana específico de la próstata (PSMA), una estrategia que permite obtener imágenes del tumor primario y las metástasis circundantes en una sola exploración. La combinación se denomina gammagrafía PSMA . ^{[ 19 ]}

La PET cardíaca se puede utilizar para evaluar el flujo sanguíneo miocárdico y también para diagnosticar afecciones cardíacas como la enfermedad de las arterias coronarias , la amiloidosis cardíaca y la sarcoidosis cardíaca . ^{[ 35 ]} También se ha utilizado para probar la eficacia de nuevas terapias antiateroscleróticas. ^{[ 36 ]} Los radiotrazadores comúnmente utilizados en la PET cardíaca son el rubidio-82 , el nitrógeno-13 amoniaco y el oxígeno-15 agua. ^{[ 37 ]}

En comparación con la SPECT cardíaca , otra modalidad de imagen de medicina nuclear comúnmente utilizada en cardiología, la PET ofrece una calidad de imagen superior y una mayor precisión diagnóstica para la enfermedad de las arterias coronarias. ^{[ 38 ]} A pesar de las ventajas técnicas de la PET sobre la SPECT, existe cierto debate sobre qué modalidad es más rentable: ^{[ 39 ]} Los escáneres SPECT son generalmente más baratos y tienen una base instalada más amplia, ^{[ 40 ]} aunque algunos estudios han encontrado que el uso de PET resulta en una menor utilización posterior de la atención médica. ^{[ 41 ]}

La obtención de imágenes de infecciones con tecnologías de imagen molecular puede mejorar el diagnóstico y el seguimiento del tratamiento. Clínicamente, la PET se ha utilizado ampliamente para obtener imágenes de infecciones bacterianas utilizando FDG para identificar la respuesta inflamatoria asociada a la infección. Se han desarrollado tres agentes de contraste PET diferentes para obtener imágenes de infecciones bacterianas in vivo: [ ¹⁸ F] maltosa , ^{[ 42 ]} [ ¹⁸ F] maltohexaosa y [ ¹⁸ F] 2-fluorodesoxi sorbitol (FDS). ^{[ 43 ]} El FDS tiene el beneficio adicional de poder dirigirse solo a Enterobacteriaceae .

En los ensayos preclínicos, un nuevo fármaco puede ser radiomarcado e inyectado en animales. Estos estudios se denominan estudios de biodistribución. La información sobre la absorción, retención y eliminación del fármaco a lo largo del tiempo se puede obtener de forma rápida y rentable en comparación con la técnica anterior de sacrificar y diseccionar a los animales. Comúnmente, la ocupación del fármaco en un supuesto sitio de acción se puede inferir indirectamente mediante estudios de competencia entre el fármaco no marcado y compuestos radiomarcados para unirse con especificidad al sitio. De esta manera, se puede utilizar un solo radioligando para probar muchos candidatos a fármacos potenciales para el mismo objetivo. Una técnica relacionada consiste en realizar exploraciones con radioligandos que compiten con una sustancia endógena (de origen natural) en un receptor determinado para demostrar que un fármaco provoca la liberación de la sustancia natural. ^{[ 44 ]}

Se ha construido un PET animal en miniatura lo suficientemente pequeño como para escanear una rata completamente consciente. ^{[ 45 ]} Este RatCAP (PET animal consciente de rata) permite escanear animales sin los efectos confusos de la anestesia . Los escáneres PET diseñados específicamente para la obtención de imágenes de roedores , a menudo denominados microPET, así como los escáneres para primates pequeños , se comercializan para la investigación académica y farmacéutica. Los escáneres se basan en centelleadores microminiatura y fotodiodos de avalancha amplificados (APD) a través de un sistema que utiliza fotomultiplicadores de silicio de un solo chip . ^{[ 1 ]}

En 2018, la Facultad de Medicina Veterinaria de UC Davis se convirtió en el primer centro veterinario en utilizar un escáner PET clínico pequeño para el diagnóstico clínico de animales (en lugar de para investigación). Debido a su costo y a la escasa utilidad para detectar metástasis cancerosas en animales de compañía (el uso principal de esta técnica), se prevé que la tomografía por emisión de positrones (PET) veterinaria sea poco frecuente en un futuro inmediato.

La tomografía por emisión de positrones (PET) se ha utilizado para obtener imágenes de músculos y huesos. El FDG es el trazador más utilizado para la obtención de imágenes musculares, y el NaF-F18 es el trazador más utilizado para la obtención de imágenes óseas.

La sustancia radiactiva utilizada en las prácticas clínicas de la tomografía por emisión de positrones (PET) es un azúcar simple llamado fluorodesoxiglucosa (FDG). ^{[ 59 ]} Se pueden utilizar muchos trazadores diferentes para investigaciones o estudios clínicos con diversos fines de imagen, dependiendo del proceso objetivo dentro del cuerpo, tales como:

• La fluorodesoxiglucosa ([ ^18F ]FDG o FDG) se usa comúnmente para detectar el cáncer , ya que las células cancerosas necesitan azúcar para crecer. ^{[ 59 ]}
• [ ¹⁸ F] El fluoruro de sodio (Na ¹⁸ F) se utiliza ampliamente para detectar la formación ósea. ^{[ 60 ]}
• El agua marcada con oxígeno-15 ( ^15O ) se utiliza para cuantificar el flujo sanguíneo miocárdico. ^{[ 61 ]}
• La metionina marcada con carbono-11 ( ^11C ) se utiliza para obtener imágenes de tumores cerebrales. ^{[ 62 ]}

Los radionúclidos se incorporan a compuestos que el cuerpo utiliza normalmente, como la glucosa (o sus análogos), el agua o el amoníaco , o a moléculas que se unen a receptores u otros sitios de acción farmacológica. Estos compuestos marcados se conocen como radiotrazadores . La tecnología PET permite rastrear la vía biológica de cualquier compuesto en seres humanos vivos (y en muchas otras especies), siempre que pueda ser radiomarcado con un isótopo PET. Se siguen sintetizando radiotrazadores para nuevas moléculas y procesos diana. En el momento de redactar este texto, ya existen docenas en uso clínico y cientos aplicados en investigación. En 2020, el radiotrazador más utilizado en la tomografía por emisión de positrones (PET) clínica es, con diferencia, el derivado de carbohidratos FDG. Este radiotrazador se utiliza prácticamente en todas las exploraciones oncológicas y en la mayoría de las neurológicas, constituyendo así la gran mayoría (>95 %) de los radiotrazadores utilizados en PET y PET-CT.

Debido a la corta vida media de la mayoría de los radioisótopos emisores de positrones, los radiotrazadores se han producido tradicionalmente utilizando un ciclotrón cerca del equipo de imagen PET. La vida media del flúor-18 es lo suficientemente larga como para que los radiotrazadores marcados con flúor-18 puedan fabricarse comercialmente en ubicaciones externas y enviarse a los centros de imagen. Recientemente, se han comercializado generadores de rubidio-82 . ^{[ 64 ]} Estos contienen estroncio-82, que se desintegra por captura electrónica para producir rubidio-82 emisor de positrones.

Se ha revisado el uso de isótopos emisores de positrones de metales en exploraciones PET, incluidos elementos no mencionados anteriormente, como los lantánidos. ^{[ 65 ]}

El isótopo ⁸⁹ Zr se ha aplicado al seguimiento y cuantificación de anticuerpos moleculares con cámaras PET (un método llamado "inmuno-PET"). ^{[ 66 ] [ 67 ] [ 68 ]}

La vida media biológica de los anticuerpos suele ser del orden de días; véanse, por ejemplo, el daclizumab y el erenumab . Para visualizar y cuantificar la distribución de estos anticuerpos en el organismo, el isótopo PET ^89Zr resulta idóneo, ya que su vida media física coincide con la vida media biológica típica de los anticuerpos (véase la tabla anterior).

Para realizar la exploración, se inyecta un isótopo trazador radiactivo de corta duración en el sujeto vivo (generalmente en el torrente sanguíneo). Cada átomo trazador se ha incorporado químicamente a una molécula biológicamente activa. Existe un periodo de espera mientras la molécula activa se concentra en los tejidos de interés. A continuación, se coloca al sujeto en el escáner de imágenes. La molécula más utilizada para este fin es la FDG, un azúcar, cuyo periodo de espera suele ser de una hora. Durante la exploración, se registra la concentración en los tejidos a medida que el trazador se desintegra.

Cuando el radioisótopo experimenta una desintegración por emisión de positrones (también conocida como desintegración beta positiva ), emite un positrón, una antipartícula del electrón con carga opuesta. El positrón emitido viaja en el tejido una corta distancia (normalmente menos de 1  mm, pero depende del isótopo ^{[ 69 ]} ), durante la cual pierde energía cinética, hasta que se desacelera hasta un punto en el que puede interactuar con un electrón. ^{[ 70 ]} El encuentro aniquila tanto al electrón como al positrón, produciendo un par de fotones de aniquilación ( gamma ) que se mueven en direcciones aproximadamente opuestas. Estos se detectan cuando llegan a un centelleador en el dispositivo de escaneo, creando un destello de luz que es detectado por tubos fotomultiplicadores o fotodiodos de avalancha de silicio (Si APD). La técnica se basa en la detección simultánea o coincidente de un par de fotones que se mueven en direcciones aproximadamente opuestas (en el sistema de referencia de su centro de masas estarían exactamente opuestos , pero el escáner no puede saberlo, por lo que incorpora una ligera tolerancia a los errores de dirección). Los fotones que no llegan en pares temporales (es decir, dentro de una ventana temporal de unos pocos nanosegundos) se ignoran.

La fracción más significativa de aniquilaciones electrón-positrón produce dos  fotones gamma de 511 keV emitidos casi exactamente a 180 grados entre sí. Por lo tanto, es posible localizar su fuente a lo largo de una línea recta de coincidencia (también llamada línea de respuesta o LOR ). En la práctica, la LOR tiene un ancho distinto de cero, ya que los fotones emitidos no están separados exactamente 180 grados. Si el tiempo de resolución de los detectores es inferior a 500 picosegundos en lugar de unos 10 nanosegundos , es posible localizar el evento en un segmento de una cuerda , cuya longitud está determinada por la resolución temporal del detector. A medida que mejora la resolución temporal, la relación señal-ruido (SNR) de la imagen también mejora, lo que requiere menos eventos para lograr la misma calidad de imagen. Esta tecnología aún no es común, pero está disponible en algunos sistemas nuevos. ^{[ 71 ]}

Los datos brutos recopilados por un escáner PET son una lista de "eventos de coincidencia" que representan la detección casi simultánea (normalmente, con un intervalo de entre 6 y 12 nanosegundos) de fotones de aniquilación por un par de detectores. Cada evento de coincidencia representa una línea en el espacio que conecta los dos detectores a lo largo de la cual se produjo la emisión de positrones (es decir, la línea de respuesta).

Las técnicas analíticas, al igual que la reconstrucción de datos de tomografía computarizada (TC) y tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT), se utilizan comúnmente, aunque el conjunto de datos recopilado en PET es mucho más pobre que el de TC, por lo que las técnicas de reconstrucción son más difíciles. Los eventos de coincidencia se pueden agrupar en imágenes de proyección, llamadas sinogramas . Los sinogramas se ordenan según el ángulo de cada vista y la inclinación (para imágenes 3D). Las imágenes de sinograma son análogas a las proyecciones capturadas por los escáneres de TC y se pueden reconstruir de manera similar. Las estadísticas de los datos obtenidos de esta manera son mucho peores que las obtenidas mediante tomografía de transmisión. Un conjunto de datos PET normal tiene millones de recuentos para toda la adquisición, mientras que la TC puede alcanzar unos pocos miles de millones de recuentos. Esto contribuye a que las imágenes PET parezcan más "ruidosas" que las de TC. Dos fuentes importantes de ruido en la PET son la dispersión (un par de fotones detectados, al menos uno de los cuales se desvió de su trayectoria original por la interacción con la materia en el campo de visión, lo que lleva a que el par se asigne a una LOR incorrecta) y los eventos aleatorios (fotones que se originan en dos eventos de aniquilación diferentes pero que se registran incorrectamente como un par de coincidencia porque su llegada a sus respectivos detectores ocurrió dentro de una ventana de tiempo de coincidencia).

En la práctica, se requiere un procesamiento previo considerable de los datos: corrección de coincidencias aleatorias, estimación y sustracción de fotones dispersos , corrección del tiempo muerto del detector (después de la detección de un fotón, el detector debe "enfriarse" nuevamente) y corrección de la sensibilidad del detector (tanto para la sensibilidad inherente del detector como para los cambios en la sensibilidad debidos al ángulo de incidencia).

La retroproyección filtrada (FBP) se ha utilizado frecuentemente para reconstruir imágenes a partir de las proyecciones. Este algoritmo tiene la ventaja de ser sencillo y requerir pocos recursos computacionales. Sus desventajas son que el ruido de disparo en los datos brutos es prominente en las imágenes reconstruidas, y las áreas de alta captación del trazador tienden a formar rayas en la imagen. Además, la FBP trata los datos de forma determinista, sin tener en cuenta la aleatoriedad inherente a los datos PET, lo que requiere todas las correcciones previas a la reconstrucción descritas anteriormente.

Enfoques estadísticos basados ​​en la verosimilitud : Los algoritmos iterativos de expectativa-maximización estadísticos basados ​​en la verosimilitud ^{[ 72 ] [ 73 ]} , como el algoritmo de Shepp-Vardi ^{[ 74 ],} son ahora el método de reconstrucción preferido. Estos algoritmos calculan una estimación de la distribución probable de eventos de aniquilación que llevaron a los datos medidos, basándose en principios estadísticos. La ventaja es un mejor perfil de ruido y resistencia a los artefactos de rayas comunes con FBP, pero la desventaja son mayores requisitos de recursos informáticos. Una ventaja adicional de las técnicas de reconstrucción de imágenes estadísticas es que los efectos físicos que tendrían que ser corregidos previamente al usar un algoritmo de reconstrucción analítica, como fotones dispersos, coincidencias aleatorias, atenuación y tiempo muerto del detector, pueden incorporarse al modelo de verosimilitud que se usa en la reconstrucción, lo que permite una reducción de ruido adicional. También se ha demostrado que la reconstrucción iterativa produce mejoras en la resolución de las imágenes reconstruidas, ya que se pueden incorporar al modelo de probabilidad modelos más sofisticados de la física del escáner que los utilizados por los métodos de reconstrucción analítica, lo que permite una mejor cuantificación de la distribución de la radiactividad. ^{[ 75 ]}

Las investigaciones han demostrado que los métodos bayesianos que involucran una función de verosimilitud de Poisson y una probabilidad previa apropiada (por ejemplo, una probabilidad previa de suavizado que conduce a la regularización de la variación total o una distribución laplaciana que conduce a${\displaystyle \ell _{1}}$La regularización basada en ondículas u otro dominio), como mediante el estimador de tamiz de Ulf Grenander ^{[ 76 ] [ 77 ]} o mediante métodos de penalización bayesiana ^{[ 78 ] [ 79 ]} o mediante el método de rugosidad de IJ Good ^{[ 80 ] [ 81 ]} puede producir un rendimiento superior a los métodos basados ​​en la maximización de la esperanza que involucran una función de verosimilitud de Poisson pero no involucran tal prior. ^{[ 82 ] [ 83 ] [ 84 ]}

Corrección de atenuación : La atenuación se produce cuando los fotones emitidos por el radiotrazador dentro del cuerpo son absorbidos por el tejido intermedio entre el detector y la emisión del fotón. Dado que las diferentes longitudes de onda de resonancia (LOR) deben atravesar distintos espesores de tejido, los fotones se atenúan de forma diferencial. Como resultado, las estructuras profundas del cuerpo se reconstruyen con una captación de trazador falsamente baja. Esto debe corregirse al utilizar imágenes PET cuantitativas. ^{[ 85 ]}

Una opción para estimar los coeficientes de atenuación es mediante una exploración de transmisión, utilizando una fuente de varilla ^{de 68} Ge que gira alrededor del paciente ^{[ 86 ]} Las exploraciones de transmisión miden directamente los valores de atenuación a 511  keV. ^{[ 87 ]} Con los escáneres PET-CT, los coeficientes de atenuación de fotones de 511 keV se pueden estimar utilizando las unidades Hounsfield de la exploración CT. ^{[ 88 ] [ 89 ]} La corrección de atenuación en los escáneres PET-MRI es más difícil, ya que las imágenes MRI no contienen directamente información sobre los coeficientes de atenuación del tejido, y los orificios del escáner son demasiado estrechos para una exploración de transmisión. ^{[ 90 ]} Se han propuesto varios métodos para el coeficiente de atenuación PET-MRI, incluyendo aprendizaje automático , algoritmos para estimar directamente los coeficientes de atenuación a partir de los datos de MRI o de emisión, y enfoques basados ​​en atlas (donde la exploración MRI se corregistra con una base de datos de imágenes CT). ^{[ 91 ]}

Si bien las imágenes corregidas por atenuación suelen ser representaciones más fieles, el proceso de corrección en sí mismo es susceptible a artefactos significativos. Como resultado, a menudo se reconstruyen y leen conjuntamente imágenes corregidas y sin corregir. ^{[ 92 ]}

Reconstrucción 2D/3D : Los primeros escáneres PET contaban con un único anillo de detectores, por lo que la adquisición de datos y la posterior reconstrucción se limitaban a un solo plano transversal. Los escáneres más modernos incluyen múltiples anillos, que forman esencialmente un cilindro de detectores.

Existen dos enfoques para reconstruir datos a partir de un escáner de este tipo:

1. Tratar cada anillo como una entidad separada, de modo que solo se detecten coincidencias dentro de un anillo, la imagen de cada anillo se puede reconstruir individualmente (reconstrucción 2D), o
2. Permitir la detección de coincidencias entre anillos, así como dentro de ellos, y luego reconstruir todo el volumen en conjunto (3D).

Las técnicas 3D ofrecen mayor sensibilidad (debido a que detectan y utilizan más coincidencias) y, por lo tanto, menor ruido, pero son más sensibles a los efectos de la dispersión y las coincidencias aleatorias, además de requerir mayores recursos informáticos. La aparición de detectores con resolución temporal de subnanosegundos permite una mejor supresión de coincidencias aleatorias, lo que favorece la reconstrucción de imágenes 3D.

PET de tiempo de vuelo (TOF) : En los sistemas modernos con una resolución temporal más alta (aproximadamente 3 nanosegundos), se utiliza una técnica denominada "tiempo de vuelo" para mejorar el rendimiento general. La PET de tiempo de vuelo emplea detectores de rayos gamma ultrarrápidos y un sistema de procesamiento de datos que permite determinar con mayor precisión la diferencia de tiempo entre la detección de dos fotones. Es imposible localizar con exactitud el punto de origen del evento de aniquilación (actualmente dentro de los 10  cm). Por lo tanto, sigue siendo necesaria la reconstrucción de la imagen. La técnica TOF proporciona una mejora notable en la calidad de la imagen, especialmente en la relación señal-ruido.

Las exploraciones PET se interpretan cada vez más junto con las tomografías computarizadas (TC) o las resonancias magnéticas (RM), y la combinación ( corregistro ) proporciona información tanto anatómica como metabólica (es decir, qué es la estructura y qué está haciendo bioquímicamente). Dado que la imagen PET es más útil en combinación con imágenes anatómicas, como la TC, los escáneres PET modernos ahora están disponibles con escáneres de TC multidetector de alta gama integrados (PET-TC). Como las dos exploraciones se pueden realizar de forma consecutiva durante la misma sesión, sin que el paciente cambie de posición entre ellas, los dos conjuntos de imágenes se registran con mayor precisión , de modo que las áreas anormales en la imagen PET se pueden correlacionar mejor con la anatomía en las imágenes de TC. Esto es muy útil para mostrar vistas detalladas de órganos en movimiento o estructuras con mayor variación anatómica, que es más común fuera del cerebro.

En el Instituto Jülich de Neurociencias y Biofísica, el dispositivo PET-RM más grande del mundo comenzó a funcionar en abril de 2009. Se trata de un tomógrafo de resonancia magnética (TRM)  de 9,4 teslas combinado con un PET. Actualmente, solo se pueden obtener imágenes de la cabeza y el cerebro con estas altas intensidades de campo magnético. ^{[ 93 ]}

Para la obtención de imágenes cerebrales, el registro de exploraciones de TC, RM y PET se puede realizar sin necesidad de un escáner PET-TC o PET-RM integrado mediante el uso de un dispositivo conocido como N-localizador . ^{[ 34 ] [ 94 ] [ 95 ] [ 96 ]}

Imagen de fusión PET-CT de cuerpo completo.

Imagen de fusión PET-RM del cerebro.

La minimización de la dosis de radiación para el sujeto es una característica atractiva del uso de radionúclidos de vida corta. Además de su función establecida como técnica de diagnóstico, la PET tiene un papel cada vez más importante como método para evaluar la respuesta a la terapia, en particular, la terapia oncológica, ^{[ 97 ]} donde el riesgo para el paciente por la falta de conocimiento sobre la progresión de la enfermedad es mucho mayor que el riesgo de la radiación de la prueba. Dado que los trazadores son radiactivos, generalmente no se utilizan en mujeres embarazadas. ^{[ 98 ]}

Las limitaciones para el uso generalizado de la PET se deben a los altos costos de los ciclotrones necesarios para producir los radionúclidos de corta duración para la exploración PET y a la necesidad de equipos de síntesis química in situ especialmente adaptados para producir los radiofármacos tras la preparación del radioisótopo. Las moléculas orgánicas de radiotrazadores que contendrán un radioisótopo emisor de positrones no pueden sintetizarse primero y luego prepararse el radioisótopo en su interior, ya que el bombardeo con un ciclotrón para preparar el radioisótopo destruye cualquier portador orgánico. En cambio, primero debe prepararse el isótopo y luego realizarse la química para preparar cualquier radiotrazador orgánico (como la FDG) muy rápidamente, en el corto tiempo que transcurre antes de que el isótopo se desintegre. Pocos hospitales y universidades son capaces de mantener tales sistemas, y la mayor parte de la PET clínica se realiza a través de proveedores externos de radiotrazadores que pueden abastecer a muchos centros simultáneamente. Esta limitación restringe la PET clínica principalmente al uso de trazadores marcados con flúor-18, que tiene una vida media de 110 minutos y puede transportarse a una distancia razonable antes de su uso, o a rubidio-82 (utilizado como cloruro de rubidio-82 ) con una vida media de 1,27 minutos, que se crea en un generador portátil y se utiliza para estudios de perfusión miocárdica . En los últimos años, algunos ciclotrones in situ con blindaje integrado y "laboratorios calientes" (laboratorios de química automatizados que pueden trabajar con radioisótopos) han comenzado a acompañar a las unidades de PET a hospitales remotos. La presencia del pequeño ciclotrón in situ promete expandirse en el futuro a medida que los ciclotrones se reduzcan en respuesta al alto costo del transporte de isótopos a las máquinas de PET remotas. ^{[ 99 ]} En los últimos años, la escasez de exploraciones PET se ha aliviado en los EE. UU., ya que la implementación de radiofarmacias para suministrar radioisótopos ha crecido un 30 por ciento anual. ^{[ 100 ]}

Debido a que la vida media del flúor-18 es de aproximadamente dos horas, la dosis preparada de un radiofármaco que contiene este radionúclido experimentará múltiples vidas medias de desintegración durante la jornada laboral. Esto requiere una recalibración frecuente de la dosis restante (determinación de la actividad por unidad de volumen) y una planificación cuidadosa en lo que respecta a la programación de pacientes.