Definición de PET Scan
Licenciado en Física
La Tomografía por Emisión de Positrones o PET Scan, por sus siglas en inglés, es una técnica de diagnóstico no invasiva perteneciente a la medicina nuclear. Las imágenes obtenidas en el PET Scan brindan información de la actividad y metabolismo de ciertos tejidos del cuerpo humano.
La antimateria tiene muchas posibles aplicaciones debido a la gran cantidad de energía que libera al reaccionar con la materia ordinaria. Una de las aplicaciones que tiene la antimateria actualmente es la obtención de imágenes diagnósticas del cuerpo humano. El PET Scan utiliza positrones, que son las antipartículas de los electrones, para lograr este objetivo.
Reacción de materia y antimateria
Una manera sencilla de entender la diferencia entre materia y antimateria es la siguiente: La primera está hecha de partículas y la segunda está hecha de antipartículas. Bueno, pero, ¿Qué es una antipartícula? Es un tipo de partícula que tiene la misma masa que su análoga, pero algunas propiedades de estas, como su carga eléctrica, están invertidas.
Pensemos por ejemplo en el positrón que es la antipartícula del electrón. Un positrón tiene la misma masa que un electrón, pero su carga eléctrica es positiva, aunque la magnitud de esta sea igual a la del electrón. La carga eléctrica del electrón es de -e≈-1.6×10-19 C y la carga eléctrica del positrón es de +e=+1.6×10-19.
Cuando una partícula y una antipartícula se encuentran se aniquilan mutuamente. En este proceso se genera energía y un par de fotones que al generarse viajan en sentidos opuestos.
e–+e+→γ+γ (511 keV)
La energía liberada en estas aniquilaciones es inmensa, esto ha hecho que la antimateria sea una candidata ideal para usarse como fuente de energía en un futuro. No obstante, producir antimateria es muy difícil y muy caro, por lo que estamos lejos de poder usarla como fuente de energía. Lo que si podemos hacer actualmente es utilizar aniquilaciones partícula – antipartícula para obtener imágenes del cuerpo humano.
¿Cómo funciona el PET Scan?
El PET Scan básicamente se aprovecha de los fotones liberados en las aniquilaciones de electrones y positrones para generar imágenes de ciertos tejidos. El Fluor-18 es un radioisótopo que decae radioactivamente por medio de desintegración β+ para dar lugar a un isótopo estable de Oxígeno-18. En este tipo de desintegración un protón decae radioactivamente para producir un neutrón, un positrón y un neutrino electrónico.
p+→n+e++νe
En el caso del Fluor-18 el decaimiento radioactivo se ve como:
18F→18O+e++νe
El Fluor-18 es capaz de unirse a una molécula de glucosa sustituyendo un grupo hidroxilo de esta. Esta incorporación de Fluor-18 a la glucosa da como resultado un compuesto llamado Fluorodesoxiglucosa (FDG).
Un estudio de PET Scan comienza introduciendo por vía intravenosa una muestra de FDG al paciente. La FDG se distribuye por todo el cuerpo a través del torrente sanguíneo. La glucosa es la principal fuente de energía de nuestras células, así que estas comienzan a metabolizar la FDG como si de glucosa normal se tratase.
Una vez dentro de las células los radioisótopos de Fluor-18 incorporados en las moléculas de FDG decaen radioactivamente y emiten positrones. Los positrones rápidamente se aniquilan con los electrones que se encuentren a su alrededor y generan pares de fotones que viajan en sentidos opuestos. Con ayuda de algunos detectores que se colocan alrededor del paciente se recolectan todos los pares de fotones resultantes de dichas aniquilaciones y se mapean los sitios en donde estas ocurrieron.
¿Qué información nos brindan las imágenes por PET Scan?
Las imágenes obtenidas en el PET Scan muestran aquellos sitios en donde hubo mayor degradación de FDG, es decir, en dónde hubo mayor consumo energético por parte de las células. Estas imágenes a priori sirven para hacer evaluaciones metabólicas de ciertos tejidos y poder determinar su funcionamiento. Por ejemplo, si algún tejido que sabemos que consume mucha energía aparece con un brillo tenue en una imagen de PET Scan podría indicar alguna falla en dicho tejido.
Una de las cosas que consume más energía cuando se encuentra en el cuerpo son los tumores cancerosos. Las células cancerosas son células que se dividen sin control a una tasa elevada. El proceso de división celular requiere de un consumo energético más alto, por lo tanto, es de esperarse que los tumores cancerosos utilicen mucha energía.
Las imágenes por PET Scan pueden dar indicios de aquellos lugares en los que podría existir un tumor maligno debido a que aparecen más brillantes indicando que hubo un mayor consumo de energía en dichas zonas.
A pesar de que en el estudio de PET Scan se utilizan radioisótopo y antimateria, la dosis de radiación que recibe el paciente es muy baja y el trazador radioactivo eventualmente es eliminado del cuerpo.
Trabajo publicado en: Jul., 2023.
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