PET/TAC: bases físicas, instrumentación y avances

Resumen

Desde su introducción, el objetivo principal de un PET/TAC fue proporcionar estudios de alta calidad clínica tanto de PET como de TAC, y presentarlos a los médicos nucleares y radiólogos como una imagen fusionada y perfectamente alineada. El uso de las imágenes de PET y TAC fusionadas se convirtió en muy poco tiempo en rutina clínica, lo que demuestra el gran potencial que tienen estos equipos híbridos. Gracias a este éxito, los fabricantes se han centrado en diseñar sistemas PET y TAC de alto rendimiento y prestaciones, en lugar de ver al TAC en una función más reducida como la de mero corrector de la atenuación para PET. Desde el primer sistema PET/TAC comercial en 2001, tanto la componente PET como la TAC han mejorado enormemente. En el caso del PET, cristales centelleadores más rápidos y con alto poder de frenado como el LYSO han posibilitado la construcción de dispositivos con una mayor sensibilidad, con reducción en el número de coincidencias no deseadas y el uso de la técnica de tiempo de vuelo (TOF, Time of Flight). Todos estos avances llevan a un aumento de la detección de lesiones, especialmente en situaciones con fondo muy ruidoso. Los métodos de reconstrucción iterativos junto con las correcciones implementadas durante la reconstrucción y el uso de la función de dispersión de punto han proporcionado mejoras en la calidad de la imagen. Paralelamente, se han producido mejoras significativas en la instrumentación del TAC, y se puede considerar que los TAC de 64 y 128 filas de detectores han sido incorporados a los PET/TAC actuales. Con ello se pueden obtener imágenes anatómicas de alta calidad diagnóstica en unos pocos segundos y estas se usan tanto para la corrección de atenuación del PET como para proporcionar información diagnóstica. Además, en la actualidad casi todos los escáneres PET/TAC cuentan con su sistema de modulación de la dosis en función de la región escaneada que se imparte al paciente por estudio de TAC. En este artículo se revisarán las bases físicas del PET y del TAC por separado, se describirán las modificaciones realizadas en la instrumentación y los protocolos estándar de un sistema conjunto PET/TAC y se finalizará destacando los avances más importantes de este sistema híbrido.

Abstract

Since it was first introduced, the main goal of PET/CT has been to provide both PET and CT images with high clinical quality and to present them to radiologists and specialists in nuclear medicine as a fused, perfectly aligned image. The use of fused PET and CT images quickly became routine in clinical practice, showing the great potential of these hybrid scanners. Thanks to this success, manufacturers have gone beyond considering CT as a mere attenuation corrector for PET, concentrating instead on design high performance PET and CT scanners with more interesting features. Since the first commercial PET/CT scanner became available in 2001, both the PET component and the CT component have improved immensely. In the case of PET, faster scintillation crystals with high stopping power such as LYSO crystals have enabled more sensitive devices to be built, making it possible to reduce the number of undesired coincidence events and to use time of flight (TOF) techniques. All these advances have improved lesion detection, especially in situations with very noisy backgrounds. Iterative reconstruction methods, together with the corrections carried out during the reconstruction and the use of the point-spread function, have improved image quality. In parallel, CT instrumentation has also improved significantly, and 64- and 128-row detectors have been incorporated into the most modern PET/CT scanners. This makes it possible to obtain high quality diagnostic anatomic images in a few seconds that both enable the correction of PET attenuation and provide information for diagnosis. Furthermore, nowadays nearly all PET/CT scanners have a system that modulates the dose of radiation that the patient is exposed to in the CT study in function of the region scanned. This article reviews the underlying physics of PET and CT imaging separately, describes the changes in the instrumentation and standard protocols in a combined PET/CT system, and finally points out the most important advances in this hybrid imaging modality.