Monroy González A.G. et al.

UPdate 2012; 1 (2): 33-39

El uso del PET con 18F-FDG en Cardiología

The use of 18F-FDG PET in Cardiology

Monroy González Andrea de Guadalupe1, Sánchez Escalona Daniela 1, Telich-Tarriba

José Eduardo 2, 3, Marroquín Donday Luis 3, 5, Juárez Orozco Luis 1, 4, Peñarrieta Daher

Edgar 3, 5, Valles Terrazas Mario 3, Jiménez Moisés 3, Alexánderson Erick 3, 4

1) Facultad de Medicina, Universidad Nacional Autónoma de México 2) Escuela de Medicina, Universidad Panamericana 3) Departamento de Cardiología Nuclear, Instituto Nacional de Cardiología “Ignacio Chávez” 4) Unidad PET/CT - Ciclotrón, Universidad Nacional Autónoma de México 5) Facultad Mexicana de Medicina, Universidad La Salle

Resumen: La fluordesoxiglucosa marcada con flúor-18 (18F-FDG), un análogo de la glucosa, es el radiofármaco más

utilizado para la realización de estudios con Tomografía por Emisión de Positrones (PET), especialmente

fusionado con Tomografía Computarizada (CT).

Se ha planteado que el estudio de PET con 18F-FDG puede ser utilizado para identificar y cuantificar la

inflamación de placas ateroescleróticas coronarias, de forma que se pueda anticipar su ruptura

independientemente de la apariencia estenosis en la angiografía, mediante un método no invasivo. Por otro

lado, el estudio de PET con 18F-FDG, es considerada la técnica de referencia para determinar la presencia de

miocardio viable, lo cual ayuda a seleccionar correctamente a pacientes que se beneficiarán de una

revascularización coronaria.

El estudio de PET con 18F-FDG permite conocer el estado de inflamación de una placa ateroesclerótica para

determinar el riesgo de ruptura de la placa, sin embargo son necesarios más estudios para poder aplicar esta

técnica a la clínica.

Palabras clave: 18F-FDG, PET, aterosclerosis, viabilidad miocárdica

Abstract: The fluorodeoxyglucose labeled with fluorine-18 (18F-FDG), a glucose analogue, is the most widely used

radiopharmaceutical studies with Positron Emission Tomography (PET), especially fused with computed

tomography (CT).

It has been suggested that 18F-FDG PET can be used for the identification and quantification of inflammatory

activity in coronary atherosclerotic plaques in order to determine its rupture risk by a noninvasive method,

regardless of the angiographic appearance of stenosis. In addition, the PET scan is considered the gold standard

for detecting the presence of viable myocardium, which helps to properly select patients who will benefit

from coronary revascularization.

18F-FDG PET can indicate the state of inflammation of an atherosclerotic plaque to determine the risk of a

plaque rupture; further studies are needed to apply this technique to the clinical practice.

Keywords: 18F-FDG, PET, atherosclerosis, myocardial viability,

REVISIÓN

UPdate 2012; 1(2): 33-39

Introducción La fluorodesoxiglucosa marcada con flúor-18 (18F-FDG), un análogo de la glucosa con remplazo de un ion hidroxilo del carbono 2 por una molécula radiactiva de flúor. Es el radiofármaco más utilizado para la realización de estudios con Tomografía por Emisión de Positrones (PET). 1

El método más común de producción de flúor-18 es el bombardeo de 18O-agua con protones en un ciclotrón, para posteriormente realizar una sustitución nucleofílica con un azúcar que contiene grupos acetilo para producir 2-[18F]-fluoro-2-desoxi-D glucosa. Debido a que la 18F-FDG tiene una vida media de 109 minutos, es recomendable que los centros de imagen PET incorporen un ciclotrón para producir la 18F-FDG. 2

La 18F-FDG se comporta de manera análoga a la molécula de glucosa en muchas situaciones y es transportada al interior de la célula activamente a través de proteínas transportadoras conocidas como GLUTs. Una vez dentro de la célula, la 18F-FDG es fosforilada por la hexoquinasa; posteriormente la glucosa libre sigue la vía glucolítica normal, mientras que el 18F se acumula dentro de las células. El PET identifica la acumulación del radiofármaco en los tejidos y al correlacionar las imágenes obtenidas con la anatomía del paciente, se distinguen las zonas de captación fisiológica de las captaciones anormales, esto se logra mediante equipos híbridos que integran la tomografía computada (CT) con la PET. 1

Distribución normal del 18F-FDG

Una o dos horas después de la administración endovenosa del radiofármaco, un estudio PET puede registrar las zonas de mayor captación en el cuerpo. En condiciones normales el cerebro, el corazón y el tracto urinario son los sitios con mayor captación de 18F-FDG.

El cerebro tiene prioridad relativa al resto del cuerpo para la utilización de glucosa, la sustancia gris supratentorial e infratentorial, los núcleos de la base, el tálamo y el cerebelo son los sitos que captan con mayor avidez. 3 El miocardio utiliza ácidos grasos libres como principal fuente de energía, no obstante, del 30 al 40% de la energía procede del metabolismo de la glucosa. 3 El 18F-FDG tiene una ruta de eliminación urinaria, en la mayoría de los casos se identifican los cálices, la pelvis renal y los uréteres. 1

USOS 18F-FDG EN CARDIOLOGÍA

Ateroesclerosis

La ateroesclerosis es una enfermedad de la capa íntima de las arterias de mediano y gran calibre, caracterizada por la proliferación de células musculares lisas y depósito de lípidos en forma de placas, con complicaciones como cardiopatía isquémica, isquemia cerebrovascular y enfermedad vascular arterial periférica obstructiva.

FIGURA 1.

DISTRIBUCIÓN NORMAL DEL 18F-FDG.

Imagen coronal de PET (A) y PET / CT (B) que

muestran la distribución normal de la FDG

White fat, factitious hyperglycemia, and the role of

FDG PET to enhance understanding of adipocyte

metabolism. Hoffmann M.

Monroy González A.G. et al.

UPdate 2012; 1 (2): 33-39

pet La cardiopatía isquémica es un trastorno en el cual parte del miocardio recibe una cantidad insuficiente de sangre y oxígeno, debido a estenosis luminar significativa de una arteria coronaria.

La técnica de imagen estándar actual para detectar dichas lesiones es la angiografía, la cual proporciona alta resolución del sitio y la severidad de la estenosis luminal, pero no brinda información acerca de inflamación de la placa. 7 Con los avances en el conocimiento de la anatomía de la placa y de las limitaciones de la angiografía, se ha estimulado el desarrollo de nuevas técnicas de imagen para identificar y cuantificar la inflamación en las placas ateroescleróticas de los vasos. 4, 5

Esto abre una puerta al PET con 18F-FDG, ya que se ha demostrado que las placas de ateroma contienen numerosas células inflamatorias, en particular macrófagos, y porque la 18F-FDG se acumula en zonas donde hay dichas células.7

Se ha observado que la evolución de las placas hacia procesos trombóticos depende más de la

composición de la placa, que del grado de estenosis 6, y también se ha sugerido, que la inflamación está presente en un grado mayor en las placas sintomáticas, que en las placas asintomáticas, por lo que se ha planteado la posibilidad de que el PET con 18F-FDG pueda ser utilizada para anticipar la ruptura de la placa, independientemente de la apariencia estenosis en la angiografía y por un método no invasivo.5 La importancia de este hallazgo radica en que mayor parte de los infartos al miocardio y muerte cardiacas repentinas están relacionadas con la ruptura de placas, que en la mayoría de los pacientes no presentaban limitación importante de flujo. 6.

Existen diversos estudios comprobando la capacidad del PET con 18F-FDG para identificar y cuantificar la inflamación de placas ateroescleróticas en carótidas humanas. 5,7,9, 10 Se ha demostrado acumulación de 18F-FDG en la aorta, el tronco de la coronaria izquierda y en la arteria descendente anterior en aquellos pacientes con síndrome coronario agudo. 11 Se han publicado resultados demostrando que las recurrencias, re-estenosis o la

FIGURA 2. DISTRIBUCIÓN NORMAL DEL 18F-FDG.

Biodistribución de la FDG. PET coronal(A), PET/CT de fusión (B), y las imágenes de TC (C). La captación más intensa se observa en

grasa intra-abdominal (flecha). Se demuestra además captación gástrica y miocárdica intensa, mientras que se aprecia poca captación

hepática y prácticamente nula absorción muscula

White fat, factitious hyperglycemia, and the role of FDG PET to enhance understanding of adipocyte metabolism. Hoffmann M.

REVISIÓN

UPdate 2012; 1(2): 33-39

muerte se produce en los pacientes con ateromas con alta captación de 18F-FDG, independientemente del tratamiento recibido, ya sea endarterectomía carotídea, la implantación de un stent en la carótida o la terapia antiplaquetaria. 5

Sin embargo la detección de las placas coronarias mediante PET con 18F-FDG es complicada debido a las limitaciones técnicas de la PET como la radiación y el movimiento rápido de estos vasos durante los ciclos cardíacos y respiratorios. Estas limitaciones probablemente evitarán que el PET con 18F-FDG tenga un papel importante en la evaluación de la aterosclerosis coronaria, aunque se considera la posibilidad de uso en la detección de placas ateroscleróticas más grandes, como un parámetro adicional o se realice en otras circunstancias, como monitorear la respuesta al tratamiento con agentes farmacológicos.12 Por lo tanto se necesitarán más estudios para que ésta técnica esté lista para su utilización clínica.

Viabilidad miocárdica

La viabilidad miocárdica, es un concepto establecido con estudios experimentales y clínicos que han

demostrado que la disfunción contráctil del miocardio, resultado de episodios isquémicos, recupera su función después de la restauración de la perfusión sanguínea, éste es el concepto de miocardio hibernante. La reperfusión se puede llevar a cabo mediante intervenciones como la terapia trombolítica, angioplastia o bypass de arteria coronaria, en consecuencia, la evidencia definitiva de la viabilidad miocárdica es la mejoría de la función contráctil, independientemente de la intervención terapéutica empleada. 13

El proceso de hibernación no es estable y definido, sino que progresa hacia la muerte celular y la sustitución del tejido contráctil por fibrosis tisular. El tejido se encuentra en una situación de estabilidad celular no contráctil, en donde la membrana y el metabolismo celular están conservados sin evidencia o mínima presencia, de apoptosis. La persistencia de esta situación puede llevar a una inestabilidad y evolucionar a apoptosis celular. Todo ello hace que la identificación del tejido y el tiempo hasta la revascularización sean muy importantes para el pronóstico de la recuperación contráctil. 14

FIGURA 3 Imágenes representativas de la FDG PET (A), CT (B), PET / CT (C) y angiografía coronaria (D) del paciente con

una buena supresión coronaria con 18FDG (flechas). 7

Monroy González A.G. et al.

UPdate 2012; 1 (2): 33-39

Determinar si existe viabilidad miocárdica en un paciente que sufrió un infarto al miocardio permite identificar si una terapia de revascularización puede tener beneficio. Es importante seleccionar correctamente a los pacientes que son candidatos a revascularización coronaria. La revascularización del miocardio viable mejora la función sistólica global y regional del ventrículo izquierdo, la capacidad funcional, la incidencia de eventos cardiovasculares y la sobrevida. 15 Entre los pacientes con disfunción ventricular, los que tienen peor pronóstico son aquellos que presentan miocardio hibernante y no son referidos a revascularización. 16

El estudio de PET dispone de trazadores específicos de flujo (13NH3) y de metabolismo cardíaco (18F-FDG), por lo que está considerada la técnica de referencia para determinar la presencia de miocardio viable.

Los patrones establecidos para el diagnóstico de miocardio viable mediante PET son:

- Patrón match: perfusión relativamente conservada, con un metabolismo variable; su interpretación es la ausencia de viabilidad en el área de la necrosis.

- Patrón mismatch: flujo reducido, con conservación del metabolismo; su interpretación es la presencia de viabilidad en el área de la necrosis. 17

El PET tiene importantes implicaciones para el pronóstico basado en los hallazgos de viabilidad y su ausencia, incluso en pacientes con disfunción ventricular izquierda severa. Esto fue demostrado por Rohatgi et al., quienes encontraron que en los pacientes con viabilidad miocárdica basada en PET que no se sometieren a revascularización, presentan una tasa de eventos cardiacos adversos a 1 año del 47% en comparación con 11% de los pacientes sometidos a revascularización. 16

Por lo tanto, el patrón mismatch identifica un subgrupo de pacientes con riesgo alto para complicaciones cardiovasculares si no lleva a cabo la revascularización. La sobrevivencia es significativamente mayor en los pacientes

FIGURA 4. Estudio de PET con FDG y 13

NH3 realizado el día 30 postinfarto de miocardio, muestra una reducción en la

captación de glucosa en los segmentos medio y apical del territorio anterior, discordante con la práctica normalidad del

flujo miocárdico en dicha zona (13NH3). Patrón mismatch. 16

REVISIÓN

UPdate 2012; 1(2): 33-39

revascularizados y que presentan el patrón mismatch. 16 La información sobre el pronóstico parece ser independiente de los marcadores tradicionales, como FEVI o la clasificación NYHA.

Además Demirkol et al. demostraron que el tamaño del defecto, representante de miocardio hibernante, analizado mediante PET era predictivo de la recuperación funcional después de revascularización, lo cual tiene suma importancia porque los pacientes que tienen la peor función ventricular son aquellos con mayor riesgo perioperatorio de morbilidad y mortalidad, pero son los que tienen mejor mejoría cuando se someten a revascularización. 16

Numerosos estudios han mostrado un elevado rendimiento de la PET para el diagnóstico del miocardio viable, con valores predictivos negativos entre el 76 y el 90% y valores predictivos positivos entre el 82 y el 100%. Se puede valorar la viabilidad miocárdica con técnica PET desde varios enfoques: el estudio del metabolismo miocárdico (18F-FDG, ácidos grasos, etc.), la valoración del flujo miocárdico (13N-amonio, 15O-agua, rubidio-82, etc.), o de ambos al mismo tiempo.14

Debido a que el equipo de PET no siempre se encuentra disponible se han propuesto técnicas alternativas diagnósticas para viabilidad miocárdica, dentro de estas se encuentra la tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) con talio y 18F-FDG, así como el metoxi-isobutil-isonitrilo (MIBI) y la Imagen por Resonancia Magnética (IRM), técnicas que han comprobado ser buenas alternativas.18-19 Sin embargo no debemos de olvidar que la obtención de imágenes de PET con 18F-FDG se encuentra establecida como el estándar de oro para la detección de viabilidad miocárdica.

Conclusiones

El 18F-FDG, es el radiotrazador más utilizado en el estudio de PET, gracias a su analogía con la glucosa permite estudiar el metabolismo de esta sustancia es distintos tejidos.

En el área de cardiología, el estudio PET con 18F-FDG permite conocer el estado de inflamación de una placa ateroesclerótica para determinar el riesgo de ruptura de la placa, sin embargo son necesarios más estudios para poder aplicar esta técnica a la práctica clínica. Además, permite detectar viabilidad miocárdica en pacientes después de un infarto agudo al miocardio o con una enfermedad isquémica crónica, esta información es muy valiosa,

ya que mediante técnicas de revascularización se puede recuperar el funcionamiento del miocardio hibernante.

Referencias 1. Delgado X. Captaciones fisiológicas en el cuerpo humano en estudios PET/CT con 18F-FDG. Oncología 2009; 19: 75-81. 2. Clanton J. FDG Production and Distribution. In: Delbeke D, Martin W, Patton J, Sander, M. Practical FDG imaging: a teaching file. New York: Springer-Verlag 2002: 37-44.

3. Roldán E, Vega I, Valdivieso G, et al. Conceptos basicos del 18F-FDG PET/CT. Definición y variantes normales. Gac Méd Méx. 2008; 144: 137-146. 4. Alexanderson E, Slomka P, Cheng V, Meave A, Saldaña Y, García-Rojas L, Berman D. Fusion of positron emission tomography and coronary computed tomographic angiography identifies fluorine 18 fluorodeoxyglucose uptake in the left main coronary artery soft plaque. J Nucl Cardiol. 2008 Nov-Dec;15(6):841-3. Epub 2008 Aug 9. 5. Arauz A, Hoyos L, Zenteno M, Mendoza R, Alexanderson E. Carotid plaque inflammation detected by 18F-fluorodeoxyglucose-positron emission tomography. Pilot study. Clin Neurol Neurosurg. 2007 Jun 109(5):409-12. Epub 2007 Apr 5. 6. Fernández Ortiz A, Badimon J, Falk E, Fuster V. Cardiovascular Biology Laboratory, Massachusetts General Hospital, Boston. Characterization of the relative thrombogenicity of atherosclerotic plaque components: implications for consequences of plaque rupture. J Am Coll Cardiol. 1994; 23: 1562-9. 7. Rudd JHF, Warburton EA, Fryer TD, et al. Imaging Atherosclerotic Plaque Inflammation With [18F]-Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography. Circulation. 2002; 105:2708-2711. 8. Fernández Ortiz A, Badimon JJ, Falk E, Fuster V. Cardiovascular Biology Laboratory, Massachusetts General Hospital, Boston. Characterization of the relative thrombogenicity of atherosclerotic plaque components: implications for consequences of plaque rupture. J Am Coll Cardiol. 1994; 23: 1562-9. 9. Wykrzykowska J, Lehman S, Williams G, Anthony Parker J, Palmer MR, Varke S, et al. Imaging of Inflamed and Vulnerable Plaque in Coronary Arteries with 18F-FDG PET/CT in Patiens with Suppression of Myocardial Uptake

Monroy González A.G. et al.

UPdate 2012; 1 (2): 33-39

Using a Low-Carbohidrate, High-Fat Preparation. J Nucl Med 2009; 50: 563-568. 10. Rogers I, Nasir Khurram, Figueroa A, et al. Feasibility of FDG Imaging of the Coronary Arteries: Comparison Between Acute Coronary Syndrome and Stable Angina. JACC Am. Coll. Cardiol. Img. 2010; 3; 388-397.

11. Hucker W, Jaffer F. 18 F-FDG PET Imaging of Atherosclerosis- A New Approach to Detect Inflamed, High Risk Coronary Plaques?. Curr Cardiovasc Imaging Rep. 2011; 4: 1-3. 12. Sheikine Y, Akram K. FDG–PET imaging of atherosclerosis: Do we know what we see?. Atherosclerosis 2010; 10: 1016.

13. Gropler R, Bergmann S. Myocardial Viability. WhaIst the Definition?. The Journal of Nuclear Medicine. 1991; 32: 10-12. 14. Albert-Bertran FX et al. Valoración de la viabilidad miocárdica mediante gated-SPECT de perfusión miocárdica. Rev Esp Cardiol Supl. 2008; 8: 35B-48B. 15. L Castro, Erriest J, Camilletti J. La importancia de la detección de viabilidad miocárdica en la toma de decisiones en miocardiopatías dilatadas

avanzadas isquémico-necróticas. Rev Insuf Cardíaca 2009; 4: 194-200. 16. Demirkol M. Myocardial viability testing in patients with severe left ventricular dysfunction by SPECT and PET. Anadolu Kardiyol Derg 2008: 8; 60-70. 17. García J, Simó M, Castell J. Viabilidad miocárdica post-IAM con PET. Significación del patrón reverse mismatch. Revista Española de Cardiologia. 2005; 58: 1364-6. 18. Burt R, Perkins O, Oppenheim P, et al. Direct Comparison of Fluorine-18-FDG SPECT, Fluorine-18-FDG PET and Rest Thallium-201 SPECT for Detection of Myocardial Viability. J Nucl Med 1995; 36:176-179 19. Yen-Wen Wu1, Eiji Tadamura, Masaki Yamamuro, et al. Comparison of Contrast-Enhanced MRI with 18F-FDG PET/201TI SPECT in Dysfunctional Myocardium: Relation to Early Functional Outcome After Surgical Revascularization in Chronic Ischemic Heart Disease. The Journal of Nuclear Medicine. 2007; 48: 1096-1103.