aspectos tecnicos spect cerebral

Margarita Nez.

Tecnloga en Medicina Nuclear.Escuela Universitaria de TecnologaMdica,Universidad de la Repblica.Av. Italia S/N, Montevideo, Uruguay.

Correspondencia:

Margarita Nez.Escuela Universitaria de TecnologaMdica,Universidad de la Repblica.Av. Italia S/N, Montevideo, Uruguay

Email: [email protected]

Cita / Reference:

Nez, Margarita. SPECT cerebral:aspectos tcnicos a tomar en cuentapara obtener estudios de calidaddiagnstica. Alasbimn Journal 12 (48):April 2010. Article N AJ48-8http://www.alasbimnjournal.cl/alasbimn/index.php?option=com_content&task=category&sectionid=25&id=191&Itemid=272

Alasbimn Journal Year 12, Number 48, April 2010 / Ao 12, N 48, abril 2010SPECT cerebral: aspectos tcnicos a tomar en cuenta para obtenerestudios de calidad diagnstica. AJ48-8

Introduccin

Los procedimientos de SPECT cerebral son altamente demandantes del punto de vista tcnico.Las imgenes estn influenciadas por varios aspectos no relacionados con la patologa delpaciente que tienen que ver con la calidad del estudio tomogrfico, tales como el radiofrmacoutilizado, condiciones ambientales al momento de la inyeccin del radiotrazador, aspectos de lainstrumentacin, parmetros de adquisicin, tcnicas de procesamiento y presentacin de laimagen. Dado el gran nmero de factores que pueden influir en el aspecto de las imgenes, esde suma importancia seguir cuidadosamente todos los pasos del protocolo de estudio as comorealizar un estricto control de calidad de los elementos involucrados. Se discutirn acontinuacin varios de los aspectos tcnicos mencionados.

Preparacin del paciente

Debe indicarse previamente al paciente que evite el consumo de tabaco, cafena, alcohol yotras drogas vasoactivas que potencialmente afecten el flujo sanguneo cerebral.

Para la ptima interpretacin del estudio es importante registrar datos tales como: historiaclnica del paciente, utilizacin de drogas, resultados de exmenes neurolgicos oneuropsicolgicos, situacin mental al momento del estudio (confusin, orientacin tmporo-espacial), medicacin recibida y hora de la ltima dosis, y asimismo estudios morfolgicosrealizados tales como TC o RM (1,2,3,4,5,6,7).

Los pacientes referidos para estudios cerebrales pueden estar confundidos, desorientados y/opresentar alteracin de la memoria por lo cual es necesario adoptar precauciones adicionales.Se debe evaluar la capacidad de cooperacin del paciente, y aquellos portadores de demenciadeben ser vigilados en forma constante. Si existe dficit neurolgico pueden requerirse cuidadosespeciales y/o monitorizacin. En los casos que se necesite sedacin, la misma debe seradministrada luego de la inyeccin del radiotrazador. Es muy importante explicar elprocedimiento detallado al enfermo antes de proceder a su preparacin. El paciente necesitasentirse cmodo a fin de cooperar, y tambin se le debe informar cunto tiempo tomar elestudio.

Radiofrmacos

Los radiofrmacos empleados para SPECT cerebral no sern objeto de descripcin detallada.Solamente mencionaremos que actualmente los ms utilizados para perfusin cerebral son el99mTc-ECD y 99mTc-HMPAO, de biodistribucin levemente diferente pero de similar utilidad

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clnica(1,2,3,6,7). Cabe recordar la importancia de utilizar tecnecio recin eluido para lapreparacin del radiofrmaco, as como determinar siempre la pureza radioqumica delpreparado antes de la administracin del mismo, siguiendo las instrucciones especificadas porel fabricante. La dosis a administrar y el lapso de espera para la realizacin de las imgenesdepender del radiotrazador, variando entre un mnimo de 30 minutos para el ECD y 45-50minutos para el HMPAO, el cual presenta un aclaramiento sanguneo algo ms lento. Cuandose realiza un estudio con HMPAO, deber tenerse en cuenta el limitado tiempo de estabilidadluego de la reconstitucin, salvo que se incorporen estabilizantes. La dosis habitual para adultosen ambos casos es de 740-1110 MBq (20-30 mCi).

Tcnicas de inyeccon

Es necesario que el procedimiento de inyeccin est estandarizado. Se debe colocar al pacienteuna va venosa al menos 10 minutos antes de la inyeccin del trazador y luego asegurarse quepermanezca en reposo, cmodamente ubicado en un lugar tranquilo y en penumbra(2,7,8). Lacanalizacin venosa se realiza previamente para evitar la sensacin de dolor al momento deadministrar la dosis ya que la distribucin cerebral del trazador podra sufrir modificacionesrespecto al reposo.

Idealmente, las condiciones de reposo psico-fsico (que incluyen abstenerse de hablar o leer)deben mantenerse durante algunos minutos antes y despus de la inyeccin del trazador. Unavez administrado el mismo, ste se dirigir preferentemente a reas del cerebro que estnrecibiendo mayor flujo sanguneo durante la inyeccin. Si el paciente es inyectado en un lugarruidoso y bajo luz brillante, los sectores del cerebro correspondientes a las reas auditiva yvisual tendrn mayor suministro de sangre de lo que recibiran en condiciones normales. Estoresultar en hiperperfusin de las regiones occipitales (visin) y temporales (audicin) lo quepuede llevar a una errnea interpretacin de las imgenes (figura 1).

Figura 1. Imgenes volumtricas (3D) deSPECT cerebral en proyeccin posteriormostrando la distribucin del radiotrazador30 minutos despus de la inyeccin. A:Inyeccin en condiciones ptimas. B:Incremento focal de captacin en lacorteza visual (flecha), debido a malapreparacin del paciente por inyeccinbajo luz intensa.

Para lograr reproducibilidad de los estudios es importante contar con un espacio especialmenteacondicionado, tranquilo, sin ruidos intensos y preferentemente en penumbra, para la inyeccindel paciente. Se recomienda sin embargo que el mismo mantenga los ojos abiertos. Esimportante comprender que la preparacin incorrecta afectar las imgenes de SPECT cerebraly podra dar lugar a una falsa interpretacin.


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Posicionamieno del paciente

El paciente debe ser colocado en la camilla de estudio en posicin supina, preferentemente conuna pequea almohada debajo de las rodillas lo cual puede ayudar a aliviar la presin sobre laespalda. Los brazos pueden colocarse a los lados del cuerpo o sobre el abdomen, a fin de dejarlibre la regin ceflica.

Es fundamental que el paciente est muy relajado, lo que contribuir a minimizar susmovimientos durante el estudio. Para ello es importante atender sus necesidades, por ejemplo,advertirle cunto tiempo demorar el procedimiento, sugerirle ir al bao antes de comenzar,tener en cuenta que puede sentir fro por el aire acondicionado de la sala, eventualmentecubrirlo con una manta. En fin, asegurarse que el paciente est confortable lo que le permitirtolerar el estudio sin moverse.

Es preferible contar con algn dispositivo para la colocacin y sujecin de la cabeza, lo queayudar al correcto posicionamiento pero tambin a la inmovilizacin de la misma (figura 2). Sedebe colocar la cabeza lo ms alineada posible con el eje corporal y con el mentn hacia elpecho (desde el extremo de la camilla verificar que el mentn, la nariz y la frente del pacienteestn alineados). Es til asegurar la cabeza firmemente con una banda para evitar movimientosdurante la adquisicin.

A efectos de conseguir el menor radio de rotacin posible, se debe procurar incluir solamente lacabeza del paciente en el campo de visin evitando los hombros, para lo cual la misma debeocupar el sector inferior del campo. Verificar que la cabeza est centrada con respecto al eje xdel detector, rotar luego la cmara a 90 y en esta posicin centrar la cabeza en el campo devisin elevando o disminuyendo la altura de la camilla (figura 2). Debe comprobarse que latotalidad del cerebro quede contenido dentro del campo visual durante toda la rotacin.

Antes de comenzar la adquisicin, es muy importante verificar que el cabezal detector estnivelado. Asimismo, debe comprobarse que el detector gire libremente sin que nada interfieracon el movimiento de la cmara durante la adquisicin de SPECT(3,8). Cualquier objeto encima odebajo de la cmara puede constituir un obstculo importante para la rotacin del detector ydaar el equipo o lesionar al paciente. Si existe una va venosa, conexin a un monitorelectrocardiogrfico, algn tipo de drenaje o tubo de oxgeno, se debe asegurar que estoselementos no interfieran con la rotacin de la cmara.


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Parmetros de adquisicin del estudio

Los parmetros usados para adquisicin en SPECT no estn determinados al azar, sino quedeben ser seleccionados para ajustarse ptimamente a un cierto tipo de estudio. Existen variosparmetros que necesitamos elegir: ColimadorEl cerebro es un rgano complejo cuyas regiones pueden presentar cambios sutiles en ladistribucin del radiofrmaco, por lo cual es necesario adquirir un estudio de alto conteo con lamejor resolucin posible. En la mayora de los casos se utiliza un colimador de alta o deultra-alta resolucin y orificios paralelos, pero si hubiera disponible algn colimador especficopara cerebro como el de abanico (fan-beam) (figura 3) debe utilizrselo. El objetivo principal delcolimador en abanico es proporcionar mayor sensibilidad y resolucin (4,6,7,8). Este colimadorposee los orificios paralelos en una direccin (paralela al eje mayor del paciente) peroconvergentes en la otra direccin (paralela al eje transversal del paciente), de manera tal que sefocaliza en una lnea en vez de un punto. El enfoque resulta en una magnificacin, lo queimplica que los fotones gama de un objeto pequeo ocuparn un espacio mayor en la superficiedel detector y por tanto mejora la sensibilidad y resolucin (como en el caso del colimadorpinhole).

Figura 3. A la izquierda, diagrama mostrando cmo opera un colimador en abanico; a laderecha el diseo del colimador y una proyeccin del haz de fotones aceptados.

De usarse este colimador, debe tenerse en cuenta que el software necesario para lareconstruccin es diferente del habitual, ya que los clculos deben referirse a distintassuposiciones geomtricas. La reconstruccin con el colimador en abanico requiere que los datosadquiridos sean reposicionados para formar un grupo de proyecciones paralelas: este procesoes llamado rebinning(10) . Tamao de la matrizComo en las imgenes planares, el tamao de la matriz debe ser tal que no se pierda laresolucin del sistema(1,2,3). De acuerdo al teorema de muestreo, en una imagen planardebemos asegurarnos que la matriz elegida resulte en un tamao de pixel que no supere lamitad de la resolucin de la cmara, o sea que el ancho a mitad de altura (FWHM) debe estarrepresentado por 2 pixeles. Si existieran menos de 2 pixeles, se perder resolucin y existir laposibilidad de artefactos por el efecto de muestreo (aliasing). Si pasamos a una matriz mayor


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de lo necesario, realmente no ganaremos resolucin y podramos estar incrementando lacantidad de ruido presente en la imagen. Slo necesitamos asegurarnos que la matriz sea losuficientemente grande para no perder la resolucin del sistema (figura 4).

Figura 4. Corte transversal del cerebro representado en diferentes matrices. Obsrvesela degradacin progresiva de la resolucin de la imagen a medida que aumenta eltamao del pxel (arriba izquierda, matriz 256x256; abajo derecha, matriz 16x16).

En SPECT podemos utilizar argumentos similares. En este caso, la regla general es que eltamao de la matriz sea lo suficientemente grande para que existan 2,5 pixeles por FWHM. Senecesitan algunos pixeles ms por distancia de resolucin que en estudios planares: esto es asporque la resolucin de la imagen reconstruida es en definitiva un promedio de la resolucin dela cmara, que vara constantemente durante la rotacin al cambiar la distancia entre eldetector y el paciente. En la prctica, la resolucin de la imagen reconstruida puede serestimada de manera relativamente fcil si conocemos la resolucin planar del sistema, ya quela resolucin reconstruida es similar a la resolucin planar medida a una distancia equivalente alradio de rotacin. Por ejemplo, si tenemos un estudio de SPECT adquirido con un radio derotacin de 20 cm, entonces la resolucin reconstruida ser aproximadamente la misma que laresolucin planar a 20 cm. Para un colimador de alta resolucin, esta es tpicamente de 12-15mm.

Para decidir acerca del tamao de la matriz, necesitamos conocer la resolucin esperada delsistema y el tamao de la imagen adquirida. Siguiendo el ejemplo anterior, necesitamosasegurarnos que la resolucin est representada por 2,5 pixeles, o sea que el tamao del pxeldeber ser 15 mm / 2,5 mm = 6 mm. Si estamos usando una cmara con un campo de visinde 500 mm, el tamao de la matriz deber ser >500 mm / 6 mm = 83 pixeles de ancho. Portanto, en este caso ser necesario una matriz de 128x128 para asegurarnos de no perderresolucin (128 es el tamao superior de matriz ms cercano a 83).

MagnificacinEn SPECT cerebral puede aplicarse un factor de magnificacin (zoom), lo cual esparticularmente til dado que de esta manera puede utilizarse una matriz de adquisicin de64x64 obteniendo un tamao de pxel cercano al de una matriz de 128x128 (2,3,4,5). El efecto dela amplificacin consiste en usar la matriz para representar slo una parte del campo de visinde la cmara. Si seleccionamos un factor de zoom de 1,4 el campo de visin tendr un tamaode 500 mm / 1,4 = 357 mm. Por tanto, el tamao requerido de matriz debera ser al menos de


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357 mm / 6 mm = 59,5 pixeles. Una matriz de 64x64 sera entonces suficiente usando estefactor de magnificacin.

La dificultad para adquirir con un factor de magnificacin es el cuidado extremo que debeaplicarse para asegurar que la totalidad del cerebro quede incluido en el campo de visin entodas las proyecciones. El factor de zoom a aplicar depender del tamao del campo y de lacmara utilizada. Por ejemplo, con una cmara estndar de campo rectangular puede aplicarseun factor de magnificacin de 2. Sin embargo, con un campo de 400 mm un factor demagnificacin menor puede ser ms apropiado.

Tipo de rbitaEl tipo de rbita a utilizar depender del sistema; sin duda la rbita de eleccin ser aquella quepermita obtener el menor radio de rotacin (figura 5). Se debe recordar que cuanto ms cercaest el detector del paciente, mayor ser la calidad del estudio por lo cual se debe tratar deminimizar la distancia paciente-detector. Si el equipo ofrece la posibilidad de definir una rbitaelptica, sta ser la apropiada (4,5). Otros equipos poseen dispositivos para contornoautomtico, los cuales tambin son adecuados a este fin; otras veces se requiere definir larbita manualmente previo al estudio, en cuyo caso se debe tomar cuidado (ya que luego elequipo la reproducir durante la adquisicin) tratando de conseguir un radio de rotacin no mayorde de 15cm.

Figura 5. Diagrama mostrando distintos tipos de rbita; a la izquierda rbita circular, enel centro rbita de contorno automtico y a la derecha rbita elptica. (el esquemamuestra al paciente con la cabeza hacia un lado en los dos ltimos casos solamentecon fines demostrativos). La rbita circular mantiene una mayor distancia entre elpaciente y el detector por lo cual no es deseable.

Nmero de proyeccionesUna decisin igualmente importante es el nmero de ngulos de la adquisicin. El teorema demuestreo se aplica tambin para el muestreo radial, por lo tanto es deseable que el espacioentre los ngulos sea similar al tamao del pxel. La circunferencia completa de la rbita (o sea,la distancia total recorrida por el detector) estar dada por 2r. Por tanto, es posible calcular elnmero de ngulos de modo que la distancia entre ellos sea suficientemente pequea. Denuevo, recurriendo al ejemplo anterior donde necesitbamos un distancia de 6 mm, si el radiodel crculo incluyendo el rgano de inters fuera de 10 cm, entonces el nmero de ngulosdebera ser >2r/ 6 105. Por tanto, necesitaramos usar 120-128 ngulos en una adquisicin de360 (1,4,5,6). El muestreo angular es independiente del tamao de matriz usado, de manera quean si se aplica un factor de magnificacin, este es el nmero de pasos requerido.

Tiempo por proyeccinLa regla principal para determinar el tiempo por proyeccin es simplemente adquirir durante el


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mximo tiempo posible. Suponiendo que el paciente est confortable y se mantiene inmvil,probablemente 30 o 40 minutos sea el mximo tiempo tolerable. Esto significa que se deberanadquirir unos 15 a 18 segundos por proyeccin en un sistema de un solo detector utilizando 128pasos angulares. Si se utiliza una cmara de dos detectores, el tiempo por ngulo (por detector)puede ser mantenido igual, de modo que el tiempo total de adquisicin ser la mitad; sinembargo, es preferible incrementar el tiempo por ngulo (p. ej. 20-30 s) para adquirir mayornmero de cuentas (3,4,5). Adquisicin en modo paso y disparo (step & shoot) vs. modo continuoNormalmente se realiza la adquisicin con la cmara detenida en cada ngulo y luego moviendoel detector a la siguiente posicin angular. El problema con este mtodo es que, durante eltiempo insumido para desplazarse desde una posicin a otra, el detector no registra cuentas. Eltiempo desperdiciado puede ser significativo: por ejemplo, si se adquieren 120 proyecciones y eldesplazamiento de un ngulo a otro toma 2 segundos, el tiempo total desperdiciado ser de 4minutos.

Un mtodo alternativo es la adquisicin continua, donde el detector rota adquiriendo informacinpermanentemente para el mismo nmero de proyecciones que se usaba con el modo paso ydisparo. Obviamente, al moverse el detector potencialmente se degrada la resolucin mientrasest adquiriendo datos. Sin embargo, si se programan 120 ngulos, la distancia angular entreproyecciones ser solamente de 3 grados y por tanto este movimiento tendr escaso efectosobre la imagen mientras que se podrn ahorrar 4 minutos de adquisicin (3,8). En cambio, si setoman 60 proyecciones la distancia angular ser de 6 grados y entonces el modo continuo no esrecomendable ya que la posibilidad de prdida de resolucin es mayor.

Nmero de detectores de la gamacmaraActualmente es comn el uso de sistemas SPECT con mltiples detectores, los que operan enforma independiente entre s, de modo que dos detectores adquieren dos proyecciones distintasal mismo tiempo (tanto en configuracin de 180 como de 90). A menudo estos sistemas seconsideran muy complejos, aunque suponiendo que ambos cabezales estn correctamentealineados y los detectores posean la misma sensibilidad, no hay diferencia respecto a unsistema de un solo cabezal. El control de calidad se torna algo ms tedioso debido a queexisten dos o ms cabezales para verificar en vez de uno. Esencialmente, cada detector debeser tratado como una cmara individual (5,8).

La nica diferencia con estos sistemas es que los datos son adquiridos con todos los cabezalesal mismo tiempo lo que resulta en mayor cantidad de cuentas por ngulo, o una adquisicin msrpida dependiendo de lo que se requiera con mayor prioridad. Algunos consideran la rapidezcomo la mayor ventaja de estos instrumentos; sin embargo el objetivo debera ser obtenerestudios de mayor calidad ya sea usando un colimador de mayor resolucin o adquiriendo unmayor nmero de cuentas. Un estudio de menor duracin tambin puede resultar de mejorcalidad solamente por disminuir la probabilidad de movimiento del paciente.

Procesamiento de imgenes

Revisin de las proyeccionesUna vez terminada la adquisicin es muy importante revisar las proyecciones adquiridas enbusca de posibles movimientos del paciente u otras fallas. Se deben visualizar primeramentelas imgenes en modo cine, pero tambin el sinograma o el linograma de las proyeccionesayudan a verificar la presencia de movimiento (figura 6). Si se comprueba movimientosignificativo, lo mejor es adquirir nuevamente el estudio SPECT. La mayora de los paquetes de


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software contienen programas de correccin de movimiento, aunque la efectividad de losmismos depende del tipo y magnitud de movimiento presente en las imgenes (3,6). Se debetener en cuenta que la presencia de movimiento dar lugar a artefactos en la reconstruccin conla consiguiente dificultad de interpretacin (figura 7).

Figura 6. La imagen superior muestra el linograma de un estudio en el cual hubomovimiento del paciente, acompaado por el correspondiente grfico que indica elnmero de pixeles de desplazamiento (flechas). En el centro se muestra el linogramadel mismo estudio una vez corregido el movimiento por software. La imagen inferiormuestra el sinograma del mismo estudio de SPECT cerebral.


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Figura 7. Cortes transversal, coronal y sagital del cerebro obtenidos con 99mTc-ECD.Las imgenes en la fila superior muestran artefactos predominando en regin frontalderecha, debidos al movimiento del paciente. En la fila inferior se presentan lasimgenes del mismo paciente sin efecto de movimiento.

Lmites de reconstruccin Una vez verificada la ausencia de movimiento o realizada la correccin del mismo, el siguientepaso antes de comenzar la reconstruccin de las imgenes consiste en establecer los lmitesde la reconstruccin por encima y por debajo del cerebro. Estos deben verificarse en distintasproyecciones para comprobar que todo el cerebro, incluyendo el cerebelo, quede contenidodentro de ellos (figura 8 A).

Figura 8. A) Muestra la correcta colocacin de los lmites superior e inferior para lareconstruccin del estudio. B) Muestra cmo debe reorientarse el cerebro de acuerdo alplano vertical y rbito-meatal.

Reconstruccin de las imgenesDependiendo del software disponible y las preferencias del usuario, la reconstruccin de lasimgenes puede realizarse por retroproyeccin filtrada o por mtodo iterativo. a) Retroproyeccin filtrada


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El enfoque bsico que se ha usado durante aos es la tcnica de retroproyeccin. Laretroproyeccin involucra la traslacin de los datos planares adquiridos a una matriz dereconstruccin. Las matrices de reconstruccin son perpendiculares a las matrices de lasimgenes planares en que se adquirieron los datos al girar el detector alrededor del paciente(normalmente, en nmero de 60-64 a 120-128). Habr tantas matrices de reconstruccin comolneas en las matrices de adquisicin (p. ej., si la adquisicin se realiz en matriz de 64x64,existirn 64 matrices de reconstruccin). La sumatoria o apilamiento de las matrices dereconstruccin, darn lugar a un volumen (en este caso un cubo) conteniendo la informacintridimensional del rgano en estudio. Cada unidad de esta matriz cbica final se denominavoxel, el cual puede ser imaginado como un pequeo cubo de un pxel de lado.

En el caso de la retroproyeccin simple, la informacin de fotones recibida por un pxel estrasladada a todos los dems pixeles perpendiculares al detector, dando lugar a lo que sedenomina suma de rayos (11,12). Si el objeto en estudio tiene forma puntual, la proyeccin delpunto desde cada matriz de adquisicin hacia la matriz de reconstruccin dar lugar a una seriede lneas o rayos cuyo entrecruzamiento originar una representacin de ese punto. El resultadoes una imagen reconstruida que brinda la localizacin correcta del punto pero a la vez contienetantas lneas entrecruzadas que da a la imagen aspecto de estrella. En una imagen mscompleja, este efecto es muy distorsionante y resta utilidad diagnstica a menos que seapliquen mtodos para corregirlo. La manera de hacerlo es mediante un filtro, y hablamosentonces de retroproyeccin filtrada. El propsito del filtro es, entonces, eliminar las lneasgeneradas en el proceso de retroproyeccin conservando la representacin del objeto original.

Para intentar eliminar la estrella alrededor del objeto reconstruido, se aplica un filtro quemultiplica cada componente de frecuencia por un factor proporcional a la frecuencia espacial. Elfiltro tiene simplemente una forma de rampa en el dominio de las frecuencias y una forma mscomplicada en el dominio espacial. Debe recordarse que el ruido se presenta como uncomponente de baja amplitud a todas las frecuencias. La aplicacin de un filtro rampaamplificar las altas frecuencias y producir un resultado muy ruidoso, mucho peor que unaimagen planar normal.

La retroproyeccin filtrada siempre involucra la utilizacin de un filtro rampa. Sin embargo, debeelegirse un segundo filtro (o la combinacin de un filtro de suavizado con un filtro rampa) paracontrolar el ruido (1,2,3,4,11,12). En realidad, los filtros de suavizado o pasa bajo (low-pass) sonfunciones matemticas aplicadas al filtro rampa (ventana) a fin de modificar el resultado final.Habitualmente, los filtros de suavizado permiten incorporar en el proceso de reconstruccin loscomponentes de menor frecuencia asociados con la seal proveniente del objeto original,eliminando los componentes de mayor frecuencia que representan predominantemente ruido.La retroproyeccin filtrada remueve el borroneado creado por el proceso de retroproyeccin,aunque no el que ocurre por el proceso de recoleccin de datos, dado que ste es causado porlas limitaciones de la resolucin espacial del sistema.

Existe una amplia variedad de filtros disponibles en un software de medicina nuclear(Butterworth, Hann, Hamming, Hanning, Shepp-Logan, Parzen, Gaussiano, etc). Todos estosson filtros de suavizado que pueden ser combinados con el filtro rampa o, en la mayora de loscasos, tambin pueden ser aplicados por separado. En general es posible seleccionarparmetros que modifican la forma de estos filtros, de modo que el resultado final depender nosolamente del tipo de filtro elegido sino tambin de sus parmetros.

Puede haber otros filtros disponibles, tales como el Metz y el Wiener; estos son llamados filtrosde restauracin (o combinados de restauracin y suavizado de altas frecuencias). Aunque estosfiltros son capaces de producir resultados atractivos en algunos estudios, el problema mayor esque amplifican el ruido en las frecuencias intermedias, creando a veces artefactos que puedenser confundidos con detalles reales por lo que deben ser aplicados con cautela.

Uno de los filtros ms difundidos en medicina nuclear es el Butterworth (BW), que funcionaespecialmente bien para SPECT (7,8,9). Este filtro posee dos parmetros que lo definen: la


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frecuencia de corte y el orden. Con el filtro BW, las frecuencias bajas de la imagen sonmultiplicadas por la unidad, de manera que no se produce efecto alguno; a mayoresfrecuencias, el valor del filtro es

La tcnica iterativa, tambin llamada algebraica, fue una de las primeras aplicadas en medicinanuclear para la reconstruccin de imgenes tomogrficas. Debido a que requera demasiadotiempo computacional, fue casi totalmente reemplazada por las tcnicas de retroproyeccin,pero actualmente gracias a la mayor disponibilidad de equipos potentes est siendo cada vezms utilizada dado que brinda mejor calidad de imagen y permite una cuantificacin ms exacta(6,7,8,9).

El mtodo de retroproyeccin, basado en las frecuencias espaciales, brinda un mtodo dereconstruccin muy eficiente pero asume que los datos son proyecciones simples de suma derayos. Cuando estn presentes otros efectos como la atenuacin, la radiacin dispersa(scatter) y el ruido estadstico, estos mtodos son susceptibles de crear artefactos. Encambio, el mtodo de reconstruccin iterativa toma en cuenta todas esas variables. La clave dela reconstruccin iterativa es una buena comprensin del proceso de recoleccin de datos deforma que pueda ser modelado en la computadora.

El proceso de repetir un acto realizando pequeos ajustes en base a la apreciacin del problema(ensayo y error) es lo que se conoce como un mtodo iterativo. Tpicamente, el proceso seacerca cada vez ms a la solucin a medida que se suceden los intentos. El mtodo iterativoest basado en una serie de aproximaciones secuenciales: comienza con una retroproyeccinsimple que genera una primera imagen reconstruida, luego se reproyectan hacia atrs los datosde esa imagen, desde la matriz de reconstruccin hacia las matrices de adquisicin (mtodoinverso al de la retroproyeccin). Como los datos originales de las matrices de adquisicin sonconocidos, la diferencia entre los datos reproyectados y los originales representan el errorproducido en el proceso de reconstruccin. Este error es usado para corregir la imagenreconstruida, la cual es reproyectada nuevamente y comparada otra vez con los originales. Elproceso se repite varias veces, hasta llegar a un resultado casi perfecto. El mtodo iterativoposee la gran ventaja de permitir incluir muchas variables que afectan la imagen: atenuacin,scatter, resolucin del colimador, etc. y por tanto es posible incorporar las correccionesrespectivas.

Reorientacin de los ejesLa reorientacin de las imgenes en SPECT cerebral se realiza de modo tal que los cortessiempre correspondan a un plano similar no importando la posicin exacta de la cabeza delpaciente durante la adquisicin del estudio. El propsito general de la reorientacin es asegurarque no existan asimetras artificiales y proporcionar una estandarizacin reproducible parainterpretacin e informe del estudio.

Para lograr esto, las imgenes del encfalo deben ser reorientadas de modo que la lnea mediase coloca en una direccin vertical en el plano frontal. Para asegurar que no existe inclinacinlateral del cerebro se puede verificar que la lnea media se mantenga en la misma posicinindependientemente del corte seleccionado. La orientacin de los cortes transversales debe serelegida de un modo reproducible. Comnmente se representan los cortes transversalesparalelos al plano rbito-meatal (1,2,3,4,5) aunque, puede ser utilizada una orientacin msespecfica para examinar los lbulos temporales (figuras 8B y 10). En TC y RM la seleccin delplano es mucho ms precisa debido al detalle anatmico y flexibilidad del posicionamiento delpaciente.

Un posicionamiento correcto del paciente durante la adquisicin puede facilitar la reorientacindel cerebro, y hasta hacer sta innecesaria. Es particularmente importante que la cabeza noest inclinada hacia un lado, de otro modo esta inclinacin adicional deber ser corregida. Debetomarse en cuenta que la interpretacin del estudio se basa en gran medida en el anlisis de lasimetra.

En estudios de epilepsia y en algunas demencias, es til reorientar el cerebro de modo que losplanos transversales sean paralelos al eje mayor de los lbulos temporales, los cuales se ven


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frecuentemente afectados en estos cuadros clnicos. Debe tomarse en cuenta que los lbulostemporales presentan una inclinacin de unos -30 respecto al plano rbito-meatal (figura 10, filainferior).

Figura 10. Muestra un corte transversal reorientado segn el plano rbito-meatal (filasuperior) y siguiendo el plano temporal (fila inferior).

El convencionalismo usado, comn para medicina nuclear y radiologa, exige la orientacin delas imgenes siempre de una misma manera. Al observar un estudio cerebral, se estarn viendolas imgenes desde los pies del paciente. De este modo, la parte izquierda de la imagenrepresenta el sector derecho del cerebro, mientras que la parte anterior del cerebro debe estaren la parte superior de la imagen.

Correccin de atenuacinLa atenuacin es un proceso que afecta la calidad de cada imagen adquirida, y se producecuando la radiacin atraviesa la materia e interacta con ella. En los tejidos biolgicos, laprincipal interaccin es la dispersin Compton, mediante la cual se pierde energa que setransfiere a la materia circundante. Esto tiene como consecuencia que parte de la radiacin esdesviada o completamente atenuada. El efecto de la atenuacin es que las estructurasprofundas aparentarn tener menos cuentas que las estructuras superficiales, ya que laradiacin emitida por ellas sufre mayor interaccin con la materia que se interpone con eldetector (figura 11a).

En la mayora de los sistemas SPECT se utiliza la correccin de atenuacin por el mtodo deChang, que supone un coeficiente de atenuacin constante de los tejidos objeto de estudio(13,14). Esta suposicin es razonablemente verdadera en el cerebro, pero no en otros rganos delcuerpo. El mtodo de correccin de atenuacin de Chang se utiliza para devolver a los pixelesde las estructuras profundas el valor correcto al compensar el efecto de la atenuacin


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ocasionada por un tejido de coeficiente conocido (figura 11b). El mtodo requiere definir loslmites del rgano en la imagen (figura 11c). Los valores de cuentas de los pixeles son luegoincrementados en proporcin a la distancia entre el borde del rgano y la localizacin del pxel aser corregido.

Figura 11: Arriba, izquierda: Perfil de actividad en un corte de cerebro con y sincorreccin de atenuacin mostrando cmo se afecta el conteo de las estructurasprofundas. Arriba, derecha: Diagrama que muestra la atenuacin sufrida por los fotonesal atravesar una distancia x antes de alcanzar el detector ( = coeficiente de atenuacinen agua para el istopo usado). Abajo: Cmo debe definirse la elipse en 3 cortessucesivos, incluyendo la totalidad del cerebro y lo que correspondera a la calotacraneana, para la correcta aplicacin del mtodo de correccin de Chang.

La correccin de atenuacin en las imgenes de SPECT cerebral es necesaria para visualizarlas pequeas estructuras profundas. Esto es de especial importancia con los nuevosradiotrazadores de receptores para estudiar los ncleos de la base, y en paricular cuando seaplican mtodos de cuantificacin. En los sistemas hbridos SPECT/CT, se utiliza lainformacin de la tomografa computada para generar un verdadero mapa de atenuacin, lo quepermite realizar una correccin ms perfecta al igual que ocurre con el PET/CT.

Presentacin de las imgenesUna vez que las imgenes se han reconstruido, reorientado y corregido por atenuacin, elestudio clnico est listo para ser interpretado. Para ello es necesario componer unapresentacin que sintetice toda la informacin recogida en el procedimiento. El aspecto de lasimgenes puede ser favorecido aplicando un factor de magnificacin (zoom)post-reconstruccin y una sustraccin de fondo para mejorar el contraste, aunque sta nodebera ser superior al 10% a fin de no introducir falsos defectos. Debe tomarse en cuenta quela magnificacin post-reconstruccin no tendr efecto sobre la resolucin de la imagen.

La mayora de los sistemas hace posible la presentacin de un juego de imgenes en un planopor vez (transversal, coronal y sagital) o los tres planos simultneamente donde se puedecolocar un cursor en una parte de la imagen y conseguir la imagen de interseccin en los otrosplanos automticamente (figuras 12 y 13). Este tipo de presentacin es muy adecuado paraubicar una estructura en los tres planos del espacio.


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Figura 12. Estructuras cerebrales en los tres planos: transversal, sagital y coronal.

Figura 13. Presentacin tpica de un estudio de SPECT cerebral donde se muestransimultneamente los tres cortes (transversales en el sector superior, coronales en elsector medio y sagitales en el sector inferior) y las imgenes volumtricas (derecha).

Constituye una buena prctica presentar siempre las imgenes de los pacientes con la mismaorientacin y la misma scala de colores. De otro modo existir variacin significativa depaciente a paciente, simplemente debido a cambios en la presentacin.


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Opcionalmente, dependiendo del software disponible y la informacin requerida, se puedenrealizar reconstrucciones volumtricas tridimensionales de superficie, as como aplicar mtodoscuantitativos o semi-cuantitativos (15,16,17,18).

El estudio puede sensibilizarse con pruebas y estmulos funcionales o farmacolgicos. Losparmetros de adquisicin no varan, debiendo obtenerse dos estudios, uno en condicionesbasales y otro bajo estmulo (3,4,5,19). Para localizacin de focos en pacientes epilpticostambin se deben realizar dos estudios, uno de ellos basal y otro habiendo inyectado al pacientedurante la crisis.

Fusin de imgenesDada la importancia de contar a la vez con informacin anatmica y fisiolgica as como lacreciente disponibilidad de mtodos estructurales y funcionales, a veces ya incorporados enequipos hbridos tales como PET/CT y SPECT/CT, la fusin de imgenes cerebrales dediferentes modalidades est cobrando gran inters para el diagnstico no invasivo, as comopara guiar la terapia. Es posible lograr imgenes de alta resolucin y presentacionestridimensionales en cualquier plano del espacio, con gran definicin de estructuras profundas(figura 14).

Figura 14. Imgenes adquiridas en equipo PET/CT: izquierda, corte transversal delcerebro con 18F-FDG; centro, fusin con imagen de CT; derecha, fusin PET/CT ypresentacin tridimensional (cortesa CMN de Guanabara, Ro de Janeiro, Brasil).

Debe distinguirse entre lo que se denomina fusin y el registro de imgenes. En trminosgenerales, la fusin implica un aprovechamiento sinrgico de imgenes relacionadasespacialmente. Las aplicaciones de la fusin dependen del desarrollo y empleo de algoritmospara el correcto registro espacial de las imgenes.

Existen numerosos algoritmos para el registro (20), todos los cuales incluyen la optimizacin dela similitud entre una imagen a la que se asignan parmetros mviles (llamada imagen flotante)y una imagen fija de referencia. El algoritmo de registro debe necesariamente contar con una oms medidas de similitud entre las imgenes a registrar. Estas medidas determinan la robustezy flexibilidad del algoritmo utilizado. Se puede utilizar varios tipos de medidas de similitud, quegeneralmente se dividen en 3 categoras: basadas en marcas externas, basadas en contornos osuperficies, y basadas en intensidad de voxels. La explicacin detallada de estos mtodosescapa al propsito del presente trabajo.

La mayora de los problemas prcticos iniciales con respecto al registro de imgenes se hasuperado y ya existe una amplia disponibilidad de software comercial, siendo posible lograractualmente una exactitud del orden de medio pxel para imgenes de diferentes modalidades(PET, SPECT, CT, RM). Aunque el registro basado en el hardware utilizando instrumentoshbridos es prcticamente automtico y muy preciso, el uso de herramientas de software paramanipular y fusionar imgenes procedentes de equipos remotos (o adquiridas en diferentes


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momentos) continuar jugando un importante papel en medicina nuclear. Debe recordarse quelos controles de calidad de SPECT no descriptos aqu (uniformidad, centro de rotacin entreotros) desempean un papel principal para la obtencin de estudios de calidad (21).

Resumen de aspectos tcnicos para un estudio de SPECT cerebral

Preparacin del paciente

Suspender drogas vasoactivas.Explicar el procedimiento.Valorar necesidad de sedacin (raramente).

Radiofrmaco99mTc-ECD, 99m Tc-HMPAO, otros para receptores.Dosis (adulto): 740-1110 MBq (20-30 mCi).

Tcnica de inyeccinColocar va venosa con anticipacin.Minimizar estmulos sensoriales.Posicionamiento del paciente.Inmovilizacin/confortabilidad.Soporte de cabeza.

Parmetros de adquisicin del estudioCmara preferentemente multicabezal.Colimador el de mayor resolucin disponible.Matriz 128x128 (64x64 con magnificacin).Orbita 360, preferentemente elptica o de contorno.N proyecciones 120/128.Tiempo por proyeccin 15/30 segundos.Tipo de adquisicin paso y disparo o continuo.

Procesamiento del estudioRevisin movimiento cine/linograma/sinograma.Colocacin de lmites.Reconstruccin iterativa/retroproyeccin filtrada (BW).Reorientacin plano rbito/meatal, plano temporal.Correccin de atenuacin Chang.Generacin 3D, cuantificacin (opcional segn software disponible).

Presentacin del estudioPlanos ortogonales.Zoom, sustraccin de fondo.Escala de colores.Imgenes 3D.Cuantificacin, fusin (CT, RM).Estudios dobles estmulo/basal, ictal/interictal.

Control de calidad del sistema SPECTUniformidad.Centro de rotacin


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Conclusiones

El estudio de SPECT cerebral es uno de los procedimientos de medicina nuclear que revistemayor complejidad del punto de vista tcnico. Intervienen en l numerosas variables que debenestar perfectamente controladas y ajustadas a los protocolos recomendados a fin de lograr unresultado de calidad diagnstica. El conocimiento de estos parmetros y de sus efectos sobrela imagen final nos debe ayudar a reconocer y prevenir artefactos que pueden incidir en lainterpretacin clnica.

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aspectos tecnicos spect cerebral

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