PET: Tomografía de Emisión de Positrones Técnica de medicina nuclear Ciclotrón y cámaras...

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PET: Tomografía de Emisión de Positrones

• Técnica de medicina nuclear

• Ciclotrón y cámaras PET/TAC

• Permite cuantificar la cinética de sustancias trazadoras ionizantes

• En tejidos animales o humanos

• Permitiendo medir los procesos fisiológicos y bioquímicos

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Ciclotrón •acelerador de partículas

•transforma blancos no radiactivos en nucleidos inestables

• que generan positrones

•ejemplos: 18F, 11C y 15O

Dada la posibilidad de marcar el carbono y el oxígeno, gran parte de las substancias orgánicas existentes pueden ser marcadas y su trayecto dentro del organismo vivo revelado

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Emisión de positrones

Electrón

Positron (+)

511 keV

511 keV

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FDG

•La fluordeoxiglucosa marcada con 18F es el trazador más utilizado en la PET

•Tiene múltiples indicaciones en oncología y neurologia

•Muchos creen que la FDG es la PET

•El CUDIM aspira a tener una batería de trazadores que nos permita entrar en una etapa más avanzada de la técnica

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Tracers11C-Choline Prostata cancer, brain tumors11C- y 18F-Acetate Prostata cancer11C-Methionine Brain tumors, parathyroidea tumors11C- y 18F-Metomidate Adrenocortical carcinomas and adenomas11C-Raclopride D2 Receptors, prolactinoma; Parkinson, Parkinsonismo11C-Flumazenil Epilepsy, neurodegeneration11C-Hydroxytryptophan Neuroendocrin tumors11C-Hydroxiefedrine Pheochromocytoma11C- y 18F-DOPA Presinaptic degeneration : Parkinson, Parkinsonism11C-Deuterodeprenyl Astrocytosis cerebral, CJD, Alzheimer, etc11C- y 18F-PIB Amyloidosis, Alzheimer11C-Nomifensine Parkinson, Parkinsonism11C-Beta-CIT Parkinson, Parkinsonism11C-N-Methylspiperone Parkinson, Parkinsonismo, squizofrenia11C-SCH 23390 Parkinson (D1 receptors)11C-PK11195 Microgliosis18F-FDDPN Amyloidosis and neurofibrillary tangles11C-NST-ML10 Apoptosis in stroke15O Oxígen extraction and y consumtionde15O-CO Cerebral Bood volume15O-H2O Blood Flow

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NeurologyDementia: FDG, Deprenyl, PIB

Epilepsy: FDG and Flumazenil

Tumours: Methionine, Raclopride, FDG and Deprenyl

Parkinson’s disease: DOPA, FDG, Raclopride and CIT

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Dementia Tracers: FDG, Deprenyl, PIB

To differentiate between:

Alzheimer's disease, Lewy Bodies disease, frontotemporal dementia, multiinfarctions dementia, limbic encephalitis, Creutzfeldt-Jakob’s disease and corticobasal degeneration

Early Diagnosis and follow-up in Alzheimer's disease.

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PIB

Cognition

FDG

Diagnosis PIB Diagnosis FDG

Hypothetical steps in the disease progression

Critical pointCritical point

Time (years)

CognitionFDG

PIB

Engler, 2006

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•This tracer has good specificity for amyloid deposits in vitro and it seems also to be a promising candidate for application as an in vivo agent of processes related to amyloid plaque formation in man.

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Prion diseases

*Sporadic Creutzfeldt-Jakob disease (CJD)

*Familial CJD

*Fatal familial imnsomnia

*Gerstman-Sträussler-Scheinker syndrome

*Iatrogenic CJD

*Variant CJD (bovine spongiform encephalopathy)

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Neuropathologic changes

• Neuronal loss

• Astrocytosis

• Spongiform changes

• Deposits of Protease resistent prion protein in brain

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* Characterization of astrocytosis

* Characterization of neuronal degeneration

Tracers

[11C]-Deuterodeprenyl (MAO - B binding)

[18F]-FDG (glucose transport)

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*FDG and DED showed a typical pattern withdecreased glucose metabolism (cell dysfunction)and increased DED binding (astrocytosis)

Patients with definite and probable CJD

*Frontal, occipital and parietal cortices were the more affected regions

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Epilepsy Tracers: FDG and Flumazenil

• Preoperative investigation when MRT, EEG and SPECT have been inconclusive.

• FDG and Flumazenil can be combined to improve sensibility and specificity in the case of suspect foci outside the temporal lobe.

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Tumours Tracers: Methionine, Raclopride, FDG, Deprenyl

• To determinate tumour grade in astrocytomas.

• To differenciate between recidive and radiation necrosis

• To localize the best place for biopsy before operation.

• To follow up the treatment of meningeomas.

• To quantify the level of D2-receptors in Prolactinoma before treatment with D2-agonists.

• To control treatment in hypofysis tumours.

• To differenciate between meningeoma and suprasellar adenoma.

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11C-methionine

Astrocytoma:PET evaluation

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Parkinson’s disease Tracers: DOPA, FDG, Raclopride, CIT

• To differentiate between Parkinson's disease and Multipel System Atrophy.

• To differentiate between different MSA forms:

Striato-Nigral-Degeneration, Olivo-Ponto-Cerebellar Atrophy and Shy-Drager syndrome.

• To differentiate between Parkinson's disease and Dystonia.

• Diagnosis in Huntington’s and Wilson’s disease.

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ProgressiveSupranuclear

PalsyOphthalmoplegia

DysphagiaNeck stiffness

MSASND : No repons to L-Dopa treatment

OPCA: Ataxia

SDS: Autonomic dysfunction Orthostatism

Parkinson’s disease

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* 15-20% of patients with diagnosis IPD had APD

* In 23 confirmed cases of MSA, 65% responded to levodopa initially, 35% remained partially responsive until death

Hughes et al, J Neurol Neurosurg Psychiatry 1992

Neuropathology

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The distinction between IDP and other akinetorigid

extrapyramidal diseases is of prognostic and

therapeutic value

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* Characterization of presynaptic degeneration

* Characterization of postsynaptic degeneration

Tracers

L-[11C]-DOPA (dopamine synthesis)[11C]-CIT-FE (dopamine re-uptake)

[11C]-RAC (dopamine receptors)[18F]-FDG (glucose transport)

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20001

Engler

Substantia nigraDopaminPresynaptic neuron

Normal

RAC FDGPutamen

Neurodegeneration

D2-r

DOPA/CIT

Engler, 2001

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Substantia nigraDopaminPresynaptic neuron

D2-r

Normal

Parkinson’s disease without treatment

RAC FDGPutamen

NeurodegenerationDOPA/CIT

Engler, 2001

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Substantia nigraDopaminPresynaptic neuron

D2-r

Normal

Parkinson’s disease after treatment

RAC FDGPutamen

NeurodegenerationDOPA/CIT

Parkinson’s disease without treatment

Engler, 2001

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Engler, 2001

Substantia nigraDopaminPresynaptic neuron

D2-r

Normal

Striato-Nigral degeneration

RAC FDGPutamen

NeurodegenerationDOPA/CIT

Parkinson’s disease after treatment

Parkinson’s disease without treatment

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