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Como Funciona o PET


Nos anos 60, os cientistas trabalhando com substancias radioativas descobriram um novo uso para elas. Uma espécie de dispositivo de obtenção de imagens, chamado gama camara, foi inventado, de modo a detectar a radiação emitida por átomos radioativos que se desintegravam. Por exemplo, se o médico que saber se a glândula tireóide está trabalhando adequadamente, ele injeta no sangue do paciente uma substância ligada a iodo radioativo. O iodo é facilmente capturado e usado pela glândula tireóide, pois os seus hormonios tem este elemento em sua composição. A gama camara detecta toda vez que o átomo de iodo radioativo emite um raio de energia (radiação gama), e amostra no mapa bidimensional da tireóide do paciente. Após um certo tempo, essa imagem se enche com pontinhos, e sua densidade é maior nas regiões onde o metabolismo da tireóide é mais alto (ou seja, onde as células estão trabalhando mais ativamente). Dessa maneira, nós conseguimos fazer um mapa funcional. A pessoa que tem uma glândula que funcione inadequadamente (a mais ou a menos) mostrará um mapa diferente, permitindo diagnosticar a causa da doença.

O PET funciona de acordo com um princípio similar. Entretanto, ele possui uma técnica altamente sofisticada para construir uma imagem do corpo do paciente.

Ciclotron
Um ciclotron para a síntese de radiofármacos

molécula de FDG O primeiro passo para se relizar imagens PET do cérebro, é injetar no paciente uma dose de radiofármaco. Esta é uma substância que pode ser absorvida por certas células no cérebro, concentrando-a ali. Por exemplo FDG( ) é uma molécula normal de glicose, o combustível básico de energia das células, ligado artificialmente a um átomo de fluor radioativo. Este elemento pode ser produzido por um aparelho chamado ciclotron, que também tem uma unidade para sintetizar a molécula de FDG.

As células no cérebro que são mais ativas em determinado período do tempo após a injeção, absorverão mais FDG,porque elas tem um metabolismo mais alto e necessitam mais energia.

O átomo de fluor na molécula FDG sofre um decaimento radioativo, emitindo um positron ( este é uma espécie de elétron, com uma carga elétrica positiva, portanto trata-se de anti-matéria) Quando o positron colide com o elétron ocorre uma aniquilação anti-matéria, liberando um jorro de energia, em forma de dois raios gama, orientados em direção oposta (180 graus uma da outra). Isto então será mostrado pelo aparelho PET. Por isso que o PET se chama Positron Emission Tomography.

Tomógrafo PET
O tomógrafo PET
Após injetar o radiofármaco, o paciente é colocado em uma cama móvel especial, que desliza por controle remoto para dentro de uma abertura circular do tomográfo ( chamado gantry).Colocados ao redor dessa abertura, dentro do gantry, existem diversos anéis de detectores de radiação. Cada detector de cristal emite um breve pulso de luz toda vez que é atingido por um raio gama vindo do radiosotopo dentro do corpo do paciente. O pulso de luz é amplificado ( aumentado a intensidade), por um fotomultiplicador, e a informação é mandada para o computador que controla o aparelho.O processo todo é chamado de cintilografia (de cintilação), que é o pulso da luz.

Detectores PETComo a radiação gama emitida dentro do cérebro é simetrica, o par de detectores posicionados a 180 graus um do outro simultaneamente poderão sentir os raios. Essa característica ímpar do PET dá uma maior resolução de imagem que qualquer outro método em medicina nuclear.

[Níveis de cinza e cor em imagem PET]
Um seção do cérebro obtida pelo PET

[Tipos de seções em PET]

Orientação da fatia
O computador que trabalha com os dados cintilograficos reconstroi os locais dentro de cérebro onde se originou cada pulso de radiação . Ele também conta o número de pulsos por segundo que vem de cada ponto da imagem. Isso ocorre porque as estruturas cerebrais que tem maior concentração do radiofármaco injetado emitem uma quantidade maior de radiação, significando que elas são mais ativas em termos de metabolismo cerebral ou circulação sanguínea. .

Fatia transversal no cérebroO computador mostra uma imagem que é semelhante a uma seção ou fatia passando pelo cérebro. A fatia pode seguir uma orientação horizontal (chamada seção transversal), como é mostrada aqui, ou uma orientação vertical (chamada seção coronal) .

O número de pulsos de radiação contados pelo computador em um intervalo fixo de tempo é mostrado na tela de video com um pontinho, cuja intensidade é mostrada em níveis de cinza (tonalidades de cinza). O preto significa atividade nula (contagem zero), e o branco puro significa o nível mais alto de contagem. A mesma imagem pode ser exibida em falsa cor, que permite obter um contraste melhor das regiões "quentes". A escala de falsa cor converte cada nível de cinza em um tom de cor em um arco-iris, sendo o vermelho representando a contagem mais alta, depois vindo o amarelo, depois o verde, e assim por diante. Azul, violeta e preto representam os níveis mais baixos de atividade.

[Imagem de DOPA no PET]
A atividade dos receptores de DOPA no cérebro
Um dos truques usados para mostrar atividade específica no cérebro é usar radiofármacos que se ligam quimicamente a certos neuronios. Neste exemplo, um radiofármaco que tem uma certa afinidade por células contendo o transmissor DOPA, concentra em uma área do cérebro chamada núcleos basais, que são responsáveis pelo controle do movimento. Essas células são danificadas na doença de Parkinson , de modo que elas têm concentração mais baixa de DOPA. Assim, o PET é um excelente método para quantificar a função cerebral em pessoas com essa doença.
[Imagens de 3D no PET]
Uma reconstrução 3d das imagens do PET
Tomando diversas fatias ao mesmo tempo, um programa de computador especial pode ser usado para fazer uma reconstrução tridimensional do cérebro, seguindo uma orientação ou qualquer perspectiva desejada pelo médico. Essas reconstruções são úteis para entender melhor a imagem global do cérebro, e detectar quais são os problemas funcionais presentes
[Sequencia rotativa de imagens de PET]

Clique na imagem para ver uma seqüência completa

Colocando essas diferentes visões como quadros de um filme, o computador PET pode mostrar isso como uma rotação animada.


Créditos das imagens: The Crumb Institute of Biological Imaging, Department of Pharmacology, University of California at Los Angeles. CTI The Niels Bohr Institute


De: A Tomografia PET: Uma Nova Janela Para o Cérebro
Por: Renato M.E. Sabbatini, PhD
Em: Cérebro & Mente, Março 1997.