A IMPORTÂNCIA DO PET/CT NO DIAGNÓSTICO PRECOCE DO CÂNCER THE IMPORTANCE OF PET / CT DIAGNOSTIC EARLY CANCER

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1 Centro de Imagem e Saúde CIMAS São Paulo SP A IMPORTÂNCIA DO PET/CT NO DIAGNÓSTICO PRECOCE DO CÂNCER THE IMPORTANCE OF PET / CT DIAGNOSTIC EARLY CANCER Juliana Thaina Lopes Pinéo Fone: (85) Endereço: Rua Nossa Senhora das Graças 758 Fortaleza - Ceará

2 A IMPORTÂNCIA DO PET/CT NO DIAGNÓSTICO PRECOCE DO CÂNCER THE IMPORTANCE OF PET / CT DIAGNOSTIC EARLY CANCER Trabalho de conclusão de curso apresentado à banca examinadora do curso de Pós Graduação em Tomografia Computadorizada e Medicina Nuclear, no Instituto Cimas, como requisito para obtenção do grau de Especialização em Tomografia e Medicina Nuclear. Orientador: Prof.:

3 A IMPORTÂNCIA DO PET/CT NO DIAGNÓSTICO PRECOCE DO CÂNCER ¹PINEO, Juliana Thaina Lopes. ² RESUMO O PET/CT é um exame que combina técnicas da Tomografia Computadorizada com a Medicina nuclear. É um tomógrafo projetado e arquitetado para a detecção de radioisótopos emissores de pósitrons e o único capaz de realizar imagens bioquímicas in vivo. Vem revolucionando grandes áreas da medicina moderna, particularmente a Oncologia, Cardiologia e a Neurologia. É um método capaz de detectar com enorme precocidade mínimas áreas de tumor (até 4 mm) que não podem ser vistas nos demais exames, senão tardiamente, quando o tumor já apresenta grandes dimensões e portanto maior gravidade para o paciente. É utilizado um traçador, o radiofármaco FDG, que é gerado por aceleradores Cíclotron, chamado fluordeoxiglicose, formada por moléculas de glicose marcada com o radioisótopo flúor-18. A dose absorvida é a mesma de um exame de TC, exigindo então salas planejadas e preparo dos pacientes. A fusão de imagens entre CT e PET permite a localização mais acurada do alvo a ser tratados com radiação. ABSTRACT The PET / CT is a test that combines techniques of CT with nuclear medicine. It is a CT scanner designed and engineered for the detection of positron-emitting radioisotopes and the only one capable of performing in vivo biochemical image. It has revolutionized large areas of modern medicine, particularly oncology, cardiology and neurology. It is a method capable of detecting with great precocity minimum tumor areas (up to 4 mm) that can not be seen in other tests, but later, when the tumor already has large and therefore more serious for the patient. It used a tracer, the radiopharmaceutical FDG, which is generated by Cyclotron accelerators, called fluordeoxiglicose, consisting of glucose molecules labeled with the radioisotope fluorine-18. The absorbed dose is the same as a CT scan, requiring then planned rooms and preparing the patients. The image fusion between CT and PET allows more accurate location of the target to be treated with radiation.

4 1- INTRODUÇÃO A medicina atual apresenta inúmeros desafios à prática clínica aos médicos assistentes no cuidado diário de seus pacientes. A crescente evolução e avanço dos métodos de imagem no diagnóstico e no acompanhamento de doenças geram um aumento considerável no custo referente à incorporação dessas novas tecnologias no sistema de saúde. Assim, um dos maiores desafios que a sociedade vem enfrentando é solucionar a questão sobre a utilização de métodos diagnósticos mais precisos nos cuidados aos pacientes. (Radiologia Brasileira, 2010). Em meados da década de 80, a tomografia por emissão de pósitrons (PET), utilizando a fluordesoxiglicose marcada com flúor-18 ( 18 F-FDG), foi introduzida como método de imagem in vivo da atividade metabólica do corpo humano. As células malignas, em sua grande maioria, apresentam alto metabolismo glicolítico comparado aos tecidos normais. Esta diferença no consumo de glicose favorece a detecção de doença pela 18 F-FDG PET. Assim, notou-se uma mudança no paradigma de avaliação dos tumores, historicamente avaliados através dos métodos de imagem morfológicos como a tomografia computadorizada (CT), para uma análise associada baseada no metabolismo. Uma vez que os processos metabólico-bioquímicos precedem as alterações morfoestruturais, é inexorável verificar as vantagens na avaliação, tanto no diagnóstico quanto no acompanhamento, de pacientes oncológicos através da PET. A 18 F-FDG PET auxilia no diagnóstico de neoplasias (diferenciando tumores benignos de malignos), no estadiamento, na avaliação da resposta terapêutica precoce e tardia, na avaliação de recidiva tumoral e no reestadiamento de pacientes oncológicos. Isto é importante porque as mudanças funcionais precedem as mudanças estruturais, portanto conseguimos, com o PET, demonstrar modificações antes que elas sejam visualizadas nos outros métodos. Como por exemplo, na tomografia e ressonância (IPEN, 2009). No Brasil, a metodologia PET foi inicialmente introduzida em 1998 com as câmaras de cintilação com circuito de coincidência. Posteriormente, em 2003, equipamentos PET/CT foram gradativamente incorporados ao arsenal diagnóstico. Recentemente, notou-se um aumento crescente no número de equipamentos instalados em instituições públicas e privadas, associado a um número, também crescente, de instalações de cíclotrons (equipamentos que produzem os isótopos emissores de

5 pósitron utilizados na realização dos exames). Os cíclotrons existentes no Brasil estão localizados em diferentes regiões do país, o que possibilita a descentralização da realização dos exames de PET/CT. 2 DESENVOLVIMENTO 2.1- PET / CT O PET / CT é um aparelho híbrido que combina e funde as imagens de um tomógrafo com as imagens captadas por detectores de radiação emitida pelo radionuclídeo incorporado no paciente. A medicina nuclear efetua seus exames com a monitoração de radioisótopos que foram ministrados ao paciente e sua atuação metabólica. Utiliza-se da marcação de medicamentos que irão se combinar com determinados elementos dentro do corpo humano permitindo mensurar o seu deslocamento ou acúmulo. O iodo, por exemplo, é particularmente incorporado pela glândula tireóide. Assim sendo, se um paciente ingere um composto contendo iodo radioativo, após algum tempo, com um conjunto de detectores de radiação, pode-se mapear os locais de maior concentração desse elemento no organismo. O tecnécio tem preferência de agregação aos ossos, em outro exemplo, permitindo observar e mapear o esqueleto após algum tempo da incorporação da dose. No caso do PET o radionuclídeo usado é um pósitron emissor, daí o seu nome (iniciais de Positron Emission Tomography). A emissão de uma partícula beta positiva resulta na desintegração com um fóton monocromático de energia igual 0,511 MeV. O elemento radioativo utilizado neste exame decai emitindo dois fótons de energia única, um na direção oposta do outro. Esta característica única permite localizar pequenas emissões ou pequenos volumes. A utilização mais difundida atualmente é o exame associado à moléculas de glicose. A glicose é requisitada pelo organismo em maior escala pelas células em multiplicação. Como o câncer tem associado uma multiplicação desordenada de células, é fácil detectar focos deste quando ainda muito pequenos. Com este método facilita-se o seu tratamento, pois é detectado mais precocemente. O PET/CT se mostra muito mais eficaz em relação aos outros métodos, devido à sensibilidade e exatidão das imagens, oferecendo mais que uma estrutura anatômica, ou seja, representa a fisiologia da lesão (CAMARGO, 2005). No decorrer da passagem pela matéria, os pósitrons, assim como os elétrons, perdem parte de sua energia cinética após causar excitação de elétrons externos presentes na matéria,

6 produzindo ionização e ainda radiação por bremsstrahlung, ou seja, o freamento da radiação pela matéria. Após perder a maior parte de sua energia cinética, o pósitron interage com um elétron, de maneira que a massa das duas partículas é convertida em radiação eletromagnética, na forma de dois fótons de 511 kev de energia, emitidos em direções opostas. Esse fenômeno é conhecido como aniquilação pósitron-elétron e serve de base para a técnica de diagnóstico PET, onde os pósitrons emitidos por radionuclídeos são aniquilados produzindo fótons que serão detectados. A medida da radiação é feita levando-se em conta a energia do fóton transferida para excitar os elétrons dentro do detector. Na maioria dos equipamentos de PET, utilizam-se cintiladores para detecção da radiação. O cintilador é normalmente constituído de um cristal que produz luz pela influência da radiação incidente, acoplado a um tubo fotomultiplicador que converte a luz em pulsos eletrônicos (LION, 2002). O poder extraordinário destas imagens, principalmente das imagens de fusão, fez-se sentir logo na primeira paciente a ser submetida a estes estudos na América Latina, no dia 30/5/2003. Era uma paciente de 49 anos de idade, com câncer de mama havia dez anos, submetida à mastectomia radical, quimioterapia e radioterapia, e que agora apresentava elevação do marcador tumoral. As imagens PET mostraram apenas duas lesões no terço proximal do braço direito, mas não era possível decidir a sua localização exata: partes moles, linfonodos, ossos... As imagens CT não mostravam as lesões. Mas a fusão de imagens mostrou claramente serem metástases no úmero direito, alterando significativamente a conduta para esta paciente. Para nossa sorte, o poder das imagens de fusão ficou evidente já nesta primeira paciente, e com toda a humildade procuramos captar e aprender a mensagem da melhor forma possível (CAMARGO, 2005). 2.2 MEDICINA NUCLEAR A medicina nuclear envolve o uso de materiais radioativos, chamados de radiofármacos ou radioisótopo, no estudo e tratamento de várias condições clinicas e doenças. Radioisótopos específicos, chamados de traçadores, são introduzidos no organismo através de injeção ou inalação, e/ou oralmente, para avaliar órgãos e funções metabólicas especificas. Esses traçadores se concentram em órgãos específicos, emitindo radiação gama que é medida por uma câmara gama de cintilação (equipamento de detecção de raios gama usado na medicina nuclear). Com base na intensidade do

7 sinal, pode-se determinar a função de um determinado órgão (BONTRAGER; LAMPIGNANO, 2006). A Medicina Nuclear é a modalidade da Medicina que utiliza a radioatividade para diagnosticar e tratar doenças. Os radiofármacos empregados em técnicas de Medicina Nuclear contêm, em sua estrutura, uma molécula, que direciona o radioisótopo para o órgão ou tecido em estudo e um radionuclídeo, que pode emitir radiação gama ou beta. Para uso em diagnósticos, o radioisótopo deve ser emissor gama, pois é penetrante e pode ser detectado externamente. Para fins de tratamento são preferidos os emissores beta, os quais podem causar destruição localizada de tecidos. É a única técnica que fornece informações estruturais e de funcionamento dos órgãos e está entre os mais seguros procedimentos em Medicina. Os testes in vivo requerem o uso de um radioisótopo que emitirá fótons ou pósitrons, para serem detectados externamente por instrumentos adequados. Atualmente, as técnicas de maior interesse para diagnóstico em Medicina Nuclear são a Tomografia por Emissão de Pósitrons (conhecida pela sigla inglesa PET. Em geral, os sistemas PET são constituídos de detectores múltiplos, variando de dois a oito detectores posicionados em forma de círculo ao redor do paciente. Cada detector é conectado a um detector oposto por um sistema de coincidência e dessa forma, todas as contagens coincidentes são adquiridas simultaneamente por um computador, para a construção da imagem (LION, 2002) FDG -18 (Fluordeoxiglicose) O radiofármaco Flúor-deoxiglicose apresenta a mesma biodistribuição da glicose, permitindo a diferenciação de lesões benignas e malignas com alto grau de precisão. Estudos demonstram que a intensidade de captação de 18 F-FDG pela lesão se relaciona com o grau de malignidade. Quando comparados ao tecido normal, vários tipos de câncer apresentam aumento do mecanismo anaeróbico de utilização da glicose como fonte de energia (NGHI et al., 2008). O flúor 18, associado à glicose, é avidamente captado por tecidos com intensa atividade metabólica, tais como o miocárdio, tecido nervoso e neoplasias. O radioisótopo irá decair emitindo pósitrons que irão se aniquilar com elétrons do meio adjacente, neste processo emitem dois feixes de radiação do tipo gama diametralmente opostos, sendo estes captados pelos detectores do Gantry do PET. Esse equipamento é constituído por uma unidade captadora de raios gama e por um tomógrafo

8 computadorizado, que irá gerar as duas imagens separadas e sobrepor as duas e assim obtendo a imagem anatômica e funcional da lesão. 2.4 APLICAÇÕES DO 18 F-FDG EM ONCOLOGIA maneiras: Segundo Nghi et al. (2008), o 18 F-FDG pode ser empregado na oncologia das seguintes Detecção do câncer primário Diferenciação de lesões benignas e malignas Avaliação do grau de malignidade Estadiamento da doença (corpo inteiro) Avaliação de lesões observadas ao CT e RM Planejamento da abordagem terapêutica Monitoração da resposta ao tratamento Detecção de recidiva local ou metastática. Aproximadamente um terço dos pacientes com câncer de região cervical desenvolvem o reaparecimento da doença, e a maioria desses reaparecimentos ocorrem dentro dos primeiros 2 ou 3 anos após completar a terapia. A FDG/PET tem demonstrado ter um papel relevante no monitoramento pós tratamento nestes pacientes. Baseado nos dados de tempo de recorrência da doença é recomendado que pacientes se submetam a rotina de inspeção incluindo um histórico, exames físicos e estudos da imagem clinicamente indicados. A rotina FDG-PET/CT deveria ser realizada três meses pós terapia, a cada 6 meses por 3 anos, a cada ano para 2 anos adicionais e então como clinicamente indicado.

9 2.5 - ÁREAS DE ATUAÇÃO DO PET Oncologia: Em Oncologia, tem sido usados para distinguir processos malignos de benignos, no estadiamento, detecção de recidiva, avaliação precoce e tardia da resposta à terapia, na determinação do prognóstico e da mudança de conduta clínica de pacientes com diversos tipos de tumores malignos. O PET/CT é uma ferramenta valiosa para estudar o metabolismo dos tumores. Em geral, as células malignas apresentam uma alta taxa de metabolismo em virtude de seu crescimento desordenado, usando prontamente a glicose como fonte de energia (BONTRAGER; LAMPIGNANO 2006). No planejamento de Radioterapia de Câncer de pulmão de células não pequenas, deve-se atentar para a importância em se delimitar o volume (GTV) a ser irradiado com precisão; isso devido ao fato dos pulmões serem muito sensíveis à radiação. Por causa da respiração, o tumor e órgãos no tórax se movimentam. Com os equipamentos de FDG-PET/CT disponiveis no mercado, o tempo de aquisição da TC é de alguns segundos, mais o tempo de aquisição da PET é da ordem de 30 à 45 minutos. Dessa forma, o tumor visto na TC reflete apenas uma das posições onde ele se movimenta durante a respiração, enquanto a imagem vista pela PET reflete toda a area desse movimento. É mais apropriado seguir o volume mostrado pelo PET do que pela TC de simulação. (FIGURA 01). Nos casos de linfoma o resultado do exame modifica o tratamento proposto em cerca de 40% das situações, o que significa melhor qualidade de vida, menor sofrimento, menos ansiedade e até maior sobrevida para o paciente. Os linfomas correspondem a 8% dos tumores malignos e, em geral, acometem jovens. Com a evolução dos métodos terapêuticos, a taxa de cura em longo prazo é de mais de 80%. Mas, para chegar a esse resultado, é preciso individualizar o tratamento, o que só pode ser feito com o PET/CT que avalia com precisão a extensão da doença e a resposta terapêutica. No câncer de mama, o resultado pode alterar a conduta em até 40% dos casos. Em 36% dos casos de câncer de mama avançado, usando a PET, há mudança no estadiamento e pode ocorrer mudança na conduta clínica em 58% dos casos. Além disso, o exame mostra a resposta da paciente à quimioterapia já nos primeiros ciclos do tratamento, o que também pode levar à mudança de conduta.

10 3 - DISCUSSÃO Durante a realização deste trabalho, através de uma revisão de literatura concordo com Camargo(2005), Ipen (2009), que a PET/CT está aumentando a perspectiva de vida de pacientes oncológicos devido à sensibilidade e exatidão das imagens e a possibilidade de detectar antecipadamente as neoplasias. O equipamento registra, em um único exame, informações anatômicas e fisiológicas (in vivo) do paciente, permite a redução de custos de exames e de tratamentos desnecessários diminuindo intercorrências cirúrgicas e procedimentos invasivos. O alto custo deste exame tem sido a grande preocupação, devido às condições das pessoas de baixa renda. 4 - CONCLUSÃO De acordo com a revisão de literatura conclui-se que: O exame PET detecta precocemente o câncer. Essas informações obtidas podem mudar a conduta médica baseada no monitoramento da eficácia terapêutica, da diminuição de procedimentos invasivos e na identificação de metástases à distância. A fusão de imagens simultaneamente adquiridas em um único exame possibilita o mapeamento topográfico das lesões estudadas, onde é possível localizar áreas de maior atividade metabólica dentro do próprio tumor, verificando recidivas ou metástases, possibilitando aumentar as opções quanto ao planejamento radioterápico e cirúrgico. Este exame tem grande importância dentro da cardiologia e neurologia, onde o exame se torna precordial para diagnosticar lesões nestas regiões, O que muitas vezes o diagnóstico realizado por outros exames eram diagnosticados tardiamente.

11 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS IPEN. Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares. Ministério da Ciência e Tecnologia. São Paulo, Disponível em: < Acessado em: 23 Agosto CAMARGO, E. E. Experiência inicial com PET/CT. Radiologia Brasileira, São Paulo,v.38, n. 1, BONTRAGER, K.L., LAMPIGNANO, J.P. Tratado de posicionamento radiográfico e anatomia associada. Rio de Janeiro: Elsevier, p , LION, F.L. Desenvolvimento de novo método de produção de 'In a partir da irradiação de Cd com prótons. IPEN (Institui Autarquia Associada à Universidade de São Paulo), p. 6-7, NGHI, N. et al. F-18 FDG-PET and PET/CT imaging of cancer patients. SEMINÁRIO IN ULTRASOUND CT AND MRI. v. 27, p , Radiologia Brasileira Radiol Bras vol. 43 no.4 São Paulo July/Aug Disponível em: Acessado em: 23 set

12 Figuras relacionadas ao PET/CT. ANEXO TC PET PET/TC FIGURA 1 O Pet demonstra hiperatividade metabólica de glicose em tumor pulmonar. Fonte: Ata Médica- Javier. FIGURA 2 Aparelho usado para acelerar partículas carregadas em um padrão espiral para altos níveis de energia, usando um campo elétrico alternante. Fonte: IPEN, 2007.

13 FIGURA 3 Áreas de tratamento baseadas na imagem de fusão PET/CT. FIGURA 4 Exame de lesão neurológica, diagnosticado Astrocitoma. Fonte: Revista Imagem, 2006.