O PET digital é melhor que o analógico

Por que - e como - o PET digital é melhor que o analógico

Cada contador de fótons digitais no detector Vereos PET / CT contém milhares de sensores de estado sólido que contam digitalmente os fótons individuais.

Analógico é aproximado. Digital é específico.

Aí reside a diferença fundamental entre o PET digital e seu primo analógico.

Vemos essa diferença todos os dias em relógios, um exibindo números, o outro contando o tempo com mãos grandes e pequenas. Versões digitais e analógicas do PET são assim, mas muito mais sofisticadas, de acordo com Michael A. Miller, Ph.D., um físico da Philips Healthcare.

O detector digital de contagem de fótons, que é a espinha dorsal do Vereos PET / CT da Philips , usa sensores de estado sólido para contar os fótons de cintilação individuais criados durante uma varredura PET. Os detectores de PET analógicos não podem contar fótons individuais. Em vez disso, esses detectores, que são incorporados à grande maioria dos PET / CTs instalados, registram flashes de luz.

Se os agricultores de alface usassem tecnologias semelhantes, seus detectores digitais contariam as folhas de alface. Os detectores analógicos contariam as cabeças. Quando aplicado à medicina clínica, a exatidão se traduz em opções, disse Miller, especialista em tomografia computadorizada e imagem molecular avançada.

Vereos pode ser usado para aumentar a qualidade das imagens dos pacientes em comparação com aquelas obtidas com PET / CT analógicas, tornando as lesões mais fáceis de detectar (veja no blog, “ Como Digital PET / CT Pode Melhorar os Cuidados Clínicos ”). Alternativamente, o PET / CT digital pode manter a qualidade da imagem alcançada durante um tempo de varredura substancialmente reduzido, tão baixo quanto um terço ou menos dos 10 a 15 minutos típicos. Ou, os médicos - exercendo seu conhecimento e experiência para praticar medicina - podem escolher uma terceira opção: manter a qualidade da imagem e o tempo de varredura, mas reduzir a dose de radiofármaco injetada no paciente.

"O detector nos permite obter melhores dados e fazer melhores correções", disse Miller. Isso, por sua vez, cria imagens de maior qualidade.

Como funciona o PET

Independentemente de o detector ser digital ou analógico, a imagem PET opera com os mesmos princípios. Os pósitrons liberados por um radiofármaco injetado em um paciente criam fótons de alta energia. Quando esses fótons colidem com cristais de cintilação no detector, eles são convertidos em óticos. É aqui que o tipo de detector é importante.

O detector digital em Vereos conta com fótons óticos individualmente. “Com um acoplamento um-para-um entre os cristais de cintilação e os sensores digitais, existem muitos canais, cada um com uma taxa de contagem relativamente baixa. Então, acabamos com bom desempenho na taxa de contagem ”, explicou Miller.

A precisão resultante suporta um melhor desempenho em cálculos de tempo de voo (TOF), disse Miller. Estes, como o nome indica, refletem os milionésimos de segundo em que os fótons de alta energia estão em voo e fornecem a base para determinar as localizações do radiofármaco no corpo do paciente.

Consequentemente, o Vereos se destaca por ajudar os médicos a detectar o câncer, que normalmente envolve o radiofármaco, a fluorodesoxiglucose (F-18 FDG). Marcado com radioisótopo de flúor-18, esta molécula de glicose é o radiofármaco “go-to” quando utiliza PET / CT para as suas aplicações mais comuns, a detecção de cancro. Isso ocorre porque as células cancerígenas, que são hipermetabólicas, consomem glicose mais rapidamente do que o tecido saudável. Isso causa o acúmulo de quantidades extraordinariamente grandes do radioisótopo de flúor em lesões cancerígenas.

Imagens de PET representam a distribuição de FDG no corpo do paciente. O contexto dessas imagens - como o mapa subjacente à localização GPS de um carro - é fornecido por uma tomografia computadorizada de alta resolução do paciente, que também fornece dados sobre a atenuação de fótons, informações usadas para produzir imagens PET.

História do PET / CT

O primeiro scanner PET / CT híbrido foi introduzido e avaliado clinicamente em 2000. Mas o próprio PET remonta ao início dos anos 1970, quando tubos fotomultiplicadores foram usados ​​para registrar flashes de cintilação. Hoje muitos PET / CTs instalados contam com essa tecnologia inerentemente analógica.

Por outro lado, a Vereos usa tecnologia digital. Os dados para suas imagens PET são obtidos a partir de telhas de silício de estado sólido, que estão dispostas em um polígono multifacetado que circunda o paciente. Sensores de luz e matrizes de processamento de dados são conectados nesses blocos. Colocá-los juntos torna a contagem de fótons rápida, precisa e livre do ruído eletrônico produzido em sistemas analógicos.

Essa falta de ruído vem do sinal binário criado pelo detector da Vereos. Os sinais não requerem amplificação, porque os dados são processados ​​nos próprios blocos. E, como os sinais são digitais, eles não precisam ser convertidos do analógico. Juntos, esses atributos produzem uma alta relação sinal-ruído.

Embora a exatidão possível com a Vereos dependa do detector, “há muitas outras peças que entram”, disse Miller. Esses vários elementos, trabalhando juntos, produzem “qualidade de imagem realmente excelente”.

Por exemplo, ele disse, a arquitetura digital do scanner permite calibração automática e regular. Ele também oferece estabilidade e consistência, o que garante aos usuários que as diferenças entre as imagens atuais e anteriores não são devidas à variabilidade no PET / CT.

"A consistência dos Vereos é ao nível em que as pessoas não precisam se preocupar com isso", disse Miller. "Isso melhora a confiança clínica."

A imagem digital oferece outro benefício. Como as imagens PET são digitais, elas podem ser facilmente fundidas com as da TC. Essa fusão oferece vantagens substanciais aos médicos que interpretam essas imagens. (Veja o blog, " Como Digital PET / CT pode melhorar o atendimento clínico .")

Juntamente com as capacidades digitais que vêm da tecnologia de contagem de fótons digitais, bem como o processamento e calibração, a Vereos oferece imagens uniformes, disse ele. Por essa razão, a concentração de atividade e os valores padronizados de consumo (SUVs) podem ser medidos com precisão.

"O Vereos atinge um alto desempenho de imagem, que suporta as necessidades clínicas e é facilitado pelas tecnologias (digitais)", disse Miller, que coloca a Vereos no ápice da hierarquia do PET / CT. “Isso realmente dá às pessoas o que elas estão procurando quando querem - sem nenhuma pergunta.”