Scopri Come Funziona la Tomografia PET e le Sue Sorprendenti Applicazioni

La PET (Positron Emission Tomography) o Tomografia a Emissione di Positroni è un esame di medicina nucleare che permette di studiare tutto il corpo umano con un'elevata risoluzione e fornisce informazioni sul metabolismo degli organi interni e dei tessuti.

Principi Fondamentali della PET

La PET si basa sulla somministrazione al paziente di isotopi radioattivi capaci di emettere positroni. Questi, dopo aver percorso un brevissimo tratto nella materia, si annichilano reagendo con un elettrone, con emissione di due fotoni. Questi fotoni vengono rilevati dallo scanner PET.

Nella PET vengono iniettate sostanze radioattive, che vengono tracciate dall’apparecchiatura lungo il loro percorso per studiare le aree in cui si distribuiscono, proprio grazie al fatto che emettono positroni e particelle luminose. Le immagini registrate dall’apparecchiatura evidenziano le aree dove il tracciante si è distribuito e accumulato. Queste vengono ricostruite da un software che fornisce una ricostruzione tridimensionale colorata.

Una volta in circolo, il tracciante radioattivo emette particolari particelle, chiamate positroni, che vengono captate da uno scanner (tomografo).

L'immagine restituita dal tomografo consente di valutare in che modo si distribuiscono questi traccianti all'interno di un organo o di un determinato tessuto biologico.

Componenti Essenziali per l'Esecuzione della PET

Per effettuare studi PET è necessario avere un tomografo. Per l’approvvigionamento dei radioisotopi positrone emittenti (tutti a brevissima emivita che va da 1,3 fino a 110 minuti) occorre utilizzare un ciclotrone e un acceleratore di particelle cariche negativamente. Quando le particelle raggiungono un’energia predeterminata vengono direzionate fuori dal ciclotrone verso un bersaglio dove viene prodotto ľisotopo positrone radioemittente. Dopo la produzione delľisotopo (carbonio, ossigeno, azoto o fluoro) viene trasformato in radiofarmaco per mezzo di un’unità di sintesi alľinterno del laboratorio di radiochimica.

Radiofarmaci Utilizzati nella PET

La PET può utilizzare una sostanza normalmente presente nell'organismo (ad esempio, il glucosio) per legare la sostanza radioattiva somministrata (come il Fluoro 18 nel caso del glucosio).

I radiofarmaci sono molecole che contengono al loro interno un atomo radioattivo e possono essere utilizzati sia a scopo diagnostico sia terapeutico. Il radiofarmaco ha un’emivita breve e si lega chimicamente a una molecola che si mostra più attiva a livello metabolico (vettore). Uno dei radiofarmaci più utilizzato è il fluorodesossiglucosio (glucosio radioattivo o marcato), che, dopo essere stato introdotto nell’organismo, ha la caratteristica di essere assunto dalle cellule allo stesso modo del glucosio.

Come Funziona la PET?

L'esame PET prevede la somministrazione per via endovenosa di una certa quantità di radiomarcatori o radiocomposti metabolici: la tomografia a emissione di positroni impiega una sostanza normalmente presente nell'organismo (ad esempio, il glucosio) marcata con una molecola radioattiva (come il Fluoro 18 nel caso del glucosio).

Dopo avere svuotato la vescica il paziente può sottoporsi all’esame vero e proprio, per il quale viene fatto accomodare su un lettino a scorrimento fluido che si inserisce nell’apparecchiatura. Lo studio della distribuzione di tracciante radioattivo dura dai 20 ai 60 minuti (a seconda del sito che si deve esaminare) e richiede che il paziente stia fermo.

Dopo aver superato accurati controlli di qualità, il tracciante è pronto per essere iniettato; quando il liquido si è distribuito in tutto il corpo (ci vuole circa un’ora), il paziente viene fatto passare attraverso uno scanner Pet, strutturalmente molto simile a quello della Tac.

Durante l’attesa, si raccomanda al paziente di stare fermo e di non parlare, per evitare fattori confondenti dovuti alla intercettazione del tracciante da parte degli organi corporei. Successivamente, si procede al posizionamento del paziente sul lettino all’interno dello scanner PET.

Applicazioni Cliniche della PET

Le applicazioni della PET sono molteplici e comprendono lo studio di malattie reumatologiche, infettive, neurologiche ecc. Inoltre, serve anche per comprendere se il protocollo terapeutico attuato contro la patologia è stata efficace.

La PET (Positron Emission Tomography) è una metodica di diagnostica per immagini che consente di individuare precocemente i tumori e di valutarne la dimensione e la localizzazione.

Si tratta di un esame in cui le informazioni funzionali fornite dalla PET vengono sovrapposte alle informazioni anatomiche che emergono dalla TC.

Oncologia

In ambito oncologico, le cellule tumorali sono molto attive e hanno bisogno di maggiore energia rispetto a quelle sane. Tutte le cellule che hanno una attività intensa consumano glucosio e, di conseguenza, in queste aree del corpo il glucosio si accumulerà maggiormente. Nelle aree in cui l'attività cellulare è molto elevata, il tracciante radioattivo emetterà un segnale più intenso e ben visibile.

Le applicazioni della PET in oncologia riguardano quasi tutti i tipi di tumori poiché è possibile utilizzare i radiofarmaci più̀ idonei per ogni tipo: tumori cerebrali, del distretto testa-collo, del polmone, della mammella, del tratto gastroenterico, del sistema genito-urinario, di ossa, muscoli e tessuti molli, linfomi e mielomi, melanoma, neoplasie endocrine e neuroendocrine.

La PET viene utilizzata per la diagnosi, la caratterizzazione, la valutazione della risposta alla terapia ed il monitoraggio dei tumori nell’80% dei casi. Le immagini ottenute con questa tecnica documentano le aree di aumentato metabolismo da parte delle cellule tumorali rispetto a quelle normali, evidenziando quindi la sede della neoplasia e delle eventuali metastasi.

Neurologia

La PET cerebrale con FDG è una tecnica di imaging che permette di rilevare l'attività metabolica del glucosio nel cervello. Il FDG è una molecola di glucosio modificata a cui è stato aggiunto l'isotopo radioattivo Fluoro-18.

Una delle principali applicazioni della PET cerebrale con FDG è la diagnosi delle malattie neurodegenerative come il morbo di Alzheimer, il morbo di Parkinson, e la demenza frontotemporale. Queste condizioni sono caratterizzate da una riduzione dell'attività metabolica in specifiche regioni cerebrali.

La PET cerebrale con FDG può essere utile anche nella valutazione pre-chirurgica dei pazienti con epilessia resistente ai farmaci. In oncologia, la PET con FDG è utilizzata per identificare il coinvolgimento cerebrale da parte di tumori maligni. Alcuni studi hanno indagato l'uso della PET con FDG per comprendere meglio i disturbi psichiatrici come la schizofrenia e il disturbo bipolare.

Cardiologia

La Pet, presente nei laboratori di ricerca da più di 20 anni, viene principalmente utilizzata in cardiologia (metabolismo e vitalità miocardia), in neurologia e in psichiatria (epilessia, patologie degenerative, morbo di Parkinson, schizofrenia).

PET-TAC: Integrazione di Immagini Funzionali e Anatomiche

Per sfruttare ancor meglio le caratteristiche dell'esame PET sono state sviluppate delle apparecchiature dette PET-TAC che possono registrare immagini legate al funzionamento di un organo o di un tessuto (immagine PET) in contemporanea alle informazioni sulla loro forma e composizione (immagini morfologiche) normalmente date dalla TAC.

La TC evidenzia le alterazioni anatomiche dei tessuti esaminati, mentre la PET consente di studiare la funzionalità degli organi.

Preparazione all'Esame PET

La persona che si sottopone alla PET deve osservare digiuno assoluto nelle 6 ore precedenti l’esame. Il giorno precedente l’alimentazione deve escludere i carboidrati, che possono interferire con il glucosio che viene somministrato durante l’esame. Non occorre un abbigliamento particolare. Per quando è programmato l'esame, conviene non presentarsi con bracciali, collane o anelli.

La persona che si sottopone alla PET viene ricevuta dal medico nucleare, che la informa sulle modalità della procedura. Viene registrato il suo peso, utile al calcolo della dose corretta di radiofarmaco da iniettare. Successivamente viene inserito un catetere venoso attraverso il quale verrà iniettato il radiofarmaco ed una soluzione fisiologica che idrata in maniera ottimale i tessuti. Il radiofarmaco viene preparato al momento perché la sua radioattività decade piuttosto rapidamente.

Considerazioni sulla Radioattività

Il primo, e più importante, è l’esposizione, anche se limitata, a radiazioni ionizzanti. Esiste, poi, un fattore legato al tempo di decadimento del tracciante usato, studiato per essere breve in maniera da minimizzare l’esposizione.

Interpretazione dei Risultati

Le zone nelle quali si accumula di più sono quelle nelle quali l’attività metabolica delle cellule è accelerata. Se la PET è negativa, significa che l’esame non ha rilevato la presenza di cellule con attività metabolica intensa.