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La exploración combinada SPECT-CT se puede utilizar para proporcionar simultáneamente información anatómica y funcional sobre un órgano de interés en particular.
La tomografía computarizada por emisión de fotón único, o SPECT, mide directamente la radiación de una especie radiactiva inyectada por vía intravenosa a través de una cámara gamma. Esto permite obtener imágenes no invasivas de la actividad biológica en lugar de solo una instantánea del órgano.
Cuando se combinan con la tomografía computarizada o la TC, las imágenes SPECT-CT proporcionan datos metabólicos e información anatómica que pueden ser útiles para una amplia variedad de aplicaciones.
Este video ilustrará los principios básicos de las imágenes combinadas de SPECT-CT y proporcionará una breve descripción general de cómo se adquieren, reconstruyen y analizan las imágenes de SPECT-CT.
Las imágenes SPECT-CT utilizan dos modalidades de imágenes separadas, SPECT y CT, para combinar la evaluación funcional y la información anatómica para mejorar la capacidad diagnóstica general.
En la tomografía computarizada, se recopilan múltiples imágenes de rayos X en 2D para crear un modelo 3D de la anatomía del paciente o del animal. Durante las imágenes por tomografía computarizada, los rayos X se emiten desde una fuente. A medida que los rayos X se mueven a través del paciente, algunos de los rayos X se absorben y el resto pasa a través del paciente. En general, los materiales de mayor densidad, como el hueso, absorben más rayos X que los materiales de menor densidad, como los tejidos blandos.
Los rayos X restantes, no absorbidos, son recogidos por un detector colocado en el otro lado del paciente que determina la intensidad de los rayos X no absorbidos en las unidades Hounsfield. Esto produce una imagen 2D llamada corte. A continuación, la fuente de rayos X y el detector se giran alrededor del paciente para adquirir una colección de cortes en 2D. A continuación, los cortes se reconstruyen para crear un modelo 3D.
De manera análoga a la tomografía computarizada, la SPECT es una técnica de imagen nuclear que adquiere la emisión de radiación de un marcador radiactivo que se inyecta en el paciente. El trazador inyectado se desintegra con el tiempo, emitiendo rayos gamma que son fotografiados por una cámara gamma para crear una imagen 2D.
Al igual que la tomografía computarizada, la cámara gamma recopila imágenes 2D en varios lugares para generar un corte, que se puede reconstruir en un modelo 3D.
En este estudio, mostramos la imagen SPECT-CT de un ratón. Las imágenes reconstruidas de TC y SPECT de ratón se superponen para crear una imagen que muestra evaluaciones anatómicas y funcionales, como se muestra en el SPECTRACE coloreado y la tomografía computarizada en escala de grises.
Ahora que hemos revisado los principios básicos de las imágenes SPECT-CT, veamos ahora el protocolo.
Primero, abra el software del sistema. Luego, configure la parte de la tomografía computarizada de la exploración para permitir que el tubo de rayos X se caliente seleccionando la opción en el software. El sistema comenzará a calentar el tubo.
Colocar al ratón en una cámara de inducción de anestesia y anestesiar al animal con isoflurano. Luego, transfiera el mouse a una mesa de trabajo equipada con un cono nasal. A continuación, verifique que el mouse esté inconsciente usando la técnica de pellizcar los dedos de los pies. A continuación, inyecte al ratón anestesiado el radionúclido tecnecio-99m. Espere hasta que el radionúclido se distribuya en el torrente sanguíneo y comience a descomponerse. Las exploraciones pueden iniciarse casi de inmediato para las aplicaciones de cardiología, mientras que el tiempo de espera para obtener imágenes de los tumores puede ser de varias horas a días.
A continuación, coloque el ratón en la cama de escenario SPECT-CT que está equipada con sensores de monitorización de ECG y respiración. Asegure el cono de la nariz e inicie el flujo del anestésico. Encienda el calentador de cama del mouse y controle los parámetros fisiológicos del mouse utilizando los sensores y la cámara interna del dispositivo.
A continuación, deslice la cama del ratón dentro del colimador. A continuación, adquiera una sola imagen axial del ratón como referencia para determinar la ubicación de los animales tal y como reside durante la exploración SPECT. Usando esto como imagen de referencia, establezca una región de interés para un escaneo SPECT piloto. Este escaneo piloto ayudará al usuario a definir la configuración para el escaneo SPECT experimental, incluido el número de imágenes recopiladas, el tiempo por imagen, el modo de escaneo o la ruta de rotación del detector y el modo de paso para mejorar la precisión de la imagen o aumentar la velocidad de la imagen.
A continuación, defina los parámetros para la tomografía computarizada, como la corriente y el voltaje del tubo, el ángulo de rotación, la velocidad de la exploración y el número de imágenes tomadas en cada ángulo de rotación. Por último, inicie la adquisición de datos pulsando el botón de inicio de adquisición. La duración del análisis depende de los parámetros del análisis, pero suele durar entre 30 y 60 minutos.
Una vez finalizado el escaneo, retire la cama del colimador y retire el ratón de la cama. Vigile el ratón hasta que esté consciente y pueda moverse normalmente. Las imágenes de SPECT y CT recopiladas ahora pueden reconstruirse individualmente y combinarse posteriormente mediante el software incorporado.
Repasemos ahora los resultados de las imágenes SPECT-CT.
Esta figura muestra una exploración SPECT-CT combinada representativa obtenida utilizando un trazador de base de tecnecio-99m en un ratón. La exploración SPECT-CT combinada muestra los datos SPECT en tonos de amarillo a naranja en la figura superpuesta a los datos de TC que se muestran en tonos de gris.
Dentro de los datos del SPECT, el grado de actividad fisiológica se demuestra por la intensidad del color. Así, las áreas de amarillo muestran mayor actividad que las áreas de color naranja.
Veamos ahora cómo se utilizan las técnicas de medicina nuclear para obtener datos de imagen más precisos para mejorar el diagnóstico médico.
En los exámenes de detección del cáncer, se usa un marcador radiactivo para dirigirse selectivamente a un receptor específico de la superficie celular que se encuentra en los tumores. La captación del marcador radiactivo en una imagen de SPECT-CT indica la presencia de un tumor.
La PET-MRI integrada es otra técnica de imagen híbrida que se utiliza para diagnosticar enfermedades y monitorear el tratamiento, ya que proporciona un alto contraste de tejidos blandos e información metabólica. Las regiones de alto contraste indican la absorción del marcador radiomarcado y pueden sugerir metástasis en los exámenes de detección del cáncer. Estas imágenes combinadas de PET y RMN muestran múltiples metástasis pulmonares hipermetabólicas y una metástasis en el tracto de salida del ventrículo derecho del corazón.
Para medir la eficacia de las nuevas estrategias de tratamiento para el infarto de miocardio, se requiere la evaluación de la etapa aguda y el resultado a largo plazo. Se administran agentes de contraste intravenosos para la obtención de imágenes secuenciales por TEP-RMN del corazón del ratón. El procedimiento de resonancia magnética suele durar 30 minutos y la tomografía por emisión de positrones dura 45 minutos. Esto es importante en la evaluación de nuevas terapias porque es posible que no se conozca el curso del tiempo. Las áreas aumentadas en la resonancia magnética representan tejido no viable y corresponden a áreas de absorción reducida de FDG que sugieren posibles bloqueos coronarios o infarto.
Acabas de ver la Introducción de JoVE a la Tomografía Computarizada por Emisión Combinada de Fotón Único y las Imágenes de Tomografía Computarizada. Ahora debería saber cómo configurar los parámetros SPECT y CT, realizar el escaneo combinado y analizar la imagen. También debe saber cómo se utilizan las imágenes nucleares en aplicaciones biomédicas. ¡Gracias por mirar!
