Medicina nucleare e PET: cos'è e cosa cura?

Introduzione

La medicina nucleare è una branca della medicina che fa uso di traccianti radioattivi (radiofarmaci) per

valutare funzioni corporee,
diagnosticare
e trattare malattie.

Telecamere speciali permettono di seguire il percorso di tali traccianti radioattivi.

SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography, ossia tomografia computerizzata a emissione di fotone singolo)
e PET (Positron Emission Tomography, ossia tomografia a emissione di positroni)

sono le due modalità di applicazione più comuni della medicina nucleare.

Gli specialisti di medicina nucleare si occupano di un’ampia gamma di patologie, ma nella pratica clinica le branche mediche che più hanno beneficiato di questo approccio strumentale sono:

oncologia (diagnosi e trattamento del cancro),
cardiologia (studio e valutazione del cuore),
nefro-urologia (reni e vie urinarie),
ortopedia (condizioni relative ad ossa e articolazioni),
reumatologia (artropatie in genere e alcune affezioni dei muscoli scheletrici e dei nervi),
neuropsichiatria (disturbi mentali legati a malattie del sistema nervoso).

Sebbene i rischi derivanti dall’esposizione del corpo umano a radiazioni a basso livello non siano ancora pienamente compresi, l’approccio universalmente adottato prevede la massima cautela possibile, attraverso l’utilizzo della dose ragionevolmente più bassa possibile (in inglese ALARP, As Low As Reasonably Practicable). Sulla base di questo principio il rischio associato al paziente è sempre il passo possibile e soprattutto deve presentare un rapporto rischio/beneficio favorevole.

iStock.com/wenht

Traccianti radioattivi

I traccianti radioattivi sono costituiti da vettori molecolari strettamente legati a un atomo radioattivo, in parole più semplici si tratta di un farmaco che funge da taxi per un piccolo atomo radioattivo.

I vettori (ossia i nostri taxi) variano notevolmente in base allo scopo dell’esame, alcuni traccianti impiegano molecole che interagiscono con specifiche proteine o zuccheri nel corpo e possono anche impiegare le cellule del paziente.

Per esempio, nei casi in cui sia necessario stabilire la fonte esatta di un sanguinamento intestinale, si possono marcare con atomi radioattivi campioni di globuli rossi prelevati dal paziente. I globuli rossi così marcati vengono quindi re-iniettati nel paziente; la SPECT permetterà di seguire il percorso del sangue nel paziente. Un eventuale accumulo di radioattività nell’intestino evidenzia l’area in cui si localizza il problema.

Nella maggioranza degli studi in medicina nucleare il tracciante radioattivo viene somministrato al paziente tramite iniezione endovenosa, ma può anche essere somministrato per

via inalatoria,
ingestione orale,
direttamente iniettato in un organo.

La modalità di somministrazione del tracciante dipende dal tipo di malattia in studio.

I traccianti approvati vengono detti radiofarmaci, perché devono ottemperare a specifici standard di sicurezza ed efficacia per una determinata indicazione clinica. Il medico nucleare seleziona il tracciante più adatto a ottenere dati specifici e affidabili in funzione del singolo paziente.

Il tracciante usato determina se studiare il paziente con la SPECT o con la PET.

Tomografia computerizzata a emissione di fotone singolo (SPECT)

Le apparecchiature SPECT generano immagini tridimensionali (3D) della distribuzione del tracciante radioattivo somministrato al paziente. Le immagini 3D sono ricostruite dal computer a partire da numerose immagini del corpo ottenute da diversi angoli.

Gli apparecchi SPECT usano gamma-camere per rilevare emissioni gamma dai traccianti iniettati al paziente. I raggi gamma sono un tipo di luce che viaggia con lunghezze d’onda diverse dallo spettro visibile. Le gamma-camere sono montate su un gantry rotante che permette di spostare i rilevatori intorno al paziente, sdraiato e immobile su un sostegno.

Tomografia a emissione di positroni (PET)

Questa tecnica usa radiofarmaci per creare immagini tridimensionali.

La differenza principale tra SPECT e PET è il tipo di tracciante radioattivo impiegato, mentre la SPECT si basa su raggi gamma, il decadimento dei traccianti usati nella PET genera particelle infinitesimali note come positroni. Il positrone è una particella con una massa circa uguale a un elettrone ma di carica opposta.

I positroni reagiscono con gli elettroni del corpo; quando queste due particelle si combinano, si annullano a vicenda. Questo processo produce una piccola quantità di energia sotto forma di due fotoni che vengono emessi in direzioni opposte. Il sistema di rilevazione della PET misura questi fotoni e usa tali dati per creare immagini degli organi interni.

A cosa serve la medicina nucleare?

La SPECT è usata principalmente nella diagnosi e monitoraggio delle cardiopatie, per esempio delle ostruzioni coronariche. Ci sono traccianti radioattivi per rilevare disturbi delle ossa, della colecisti e dell’intestino (sanguinamenti). Di recente, sono diventati disponibili radiofarmaci SPECT per la diagnosi di morbo di Parkinson e per la diagnosi differenziale tra tale morbo e altre sindromi con disturbi motori e demenze.
Lo scopo principale della PET è il rilevamento del cancro e il monitoraggio della sua progressione, la risposta al trattamento e l’identificazione di metastasi. L’impiego dello zucchero nell’organismo dipende dall’intensità dell’attività cellulare e tissutale, che risulta fortemente aumentata nelle cellule a rapida divisione come quelle cancerose. In effetti, il grado di aggressività della maggior parte dei cancri è grossolanamente proporzionale alla velocità di utilizzazione del glucosio. Negli ultimi 15 anni, i migliori traccianti per rilevare un cancro e le sue metastasi sono consistiti in molecole radiomarcate di glucosio leggermente modificato (fluorodeossiglucosio o FDG).

Uno strumento combinato che produca in un solo esame sia PET che TAC degli stessi distretti corporei è diventato in tutto il mondo il principale mezzo di indagine per immagini per la stadiazione di molti cancri.

Di recente, è stata approvata dall’FDA (l’analogo americano dell’Istituto Superiore della Sanità) una sonda PET per la diagnosi del morbo di Alzheimer, la cui accuratezza diagnostica era precedentemente possibile solo post-mortem.

In assenza di questa indagine PET, il morbo di Alzheimer può essere difficile da distinguere dalla demenza di origine vascolare o da altre forme di demenza che colpiscono gli anziani.

Rischi e pericoli

La dose totale di radiazioni erogate al paziente dalla maggior parte dei radiofarmaci usati in medicina nucleare non supera quella di una radiografia di routine o di un esame TAC.

Ci sono legittime preoccupazioni sulla possibile induzione di tumori, anche con bassi livelli di radiazioni, per gli effetti cumulativi di esami di diagnostica per immagini; questo rischio è però considerato molto basso rispetto ai benefici derivanti da un’indagine medica necessaria.

Analogamente ai radiologi, i medici nucleari sono assolutamente determinati a mantenere l’esposizione dei pazienti alle radiazioni al minimo possibile, e somministrano pertanto la più piccola quantità possibile di radiofarmaci in grado di fornire un risultato affidabile.