Definição de PET Scan

Tomografia por emissão de pósitrons ou varredura do animal de estimação, por sua sigla em inglês, é uma técnica diagnóstica não invasiva pertencente à medicina nuclear. As imagens obtidas no PET Scan fornecem informações sobre a atividade e o metabolismo de determinados tecidos do corpo humano.

A antimatéria tem muitas aplicações possíveis devido à grande quantidade de energia que libera ao reagir com a matéria comum. Uma das aplicações que a antimatéria tem atualmente é a obtenção de imagens diagnósticas do corpo humano. O PET Scan usa pósitrons, que são as antipartículas dos elétrons, para atingir esse objetivo.

Reação matéria e antimatéria

Uma maneira simples de entender a diferença entre matéria e antimatéria é a seguinte: a primeira é feita de partículas e a segunda é feita de antipartículas. Bem, mas o que é uma antipartícula? É um tipo de partícula que tem a mesma massa de seu análogo, mas algumas de suas propriedades, como sua carga elétrica, são invertidas.

Pensemos, por exemplo, no pósitron, que é a antipartícula do elétron. Um pósitron tem a mesma massa de um elétron, mas sua carga elétrica é positiva, embora sua magnitude seja igual à do elétron. A carga elétrica do elétron é -e≈-1,6×10^-19 C e a carga elétrica do pósitron é +e=+1,6×10^-19.

Quando uma partícula e uma antipartícula se encontram, elas se aniquilam. Nesse processo, são geradas energia e um par de fótons que, ao serem gerados, viajam em direções opostas.

e^–+e⁺→γ+γ (511 keV)

A energia liberada nessas aniquilações é imensa, o que tornou a antimatéria uma candidata ideal para uso como fonte de energia no futuro. No entanto, produzir antimatéria é muito difícil e muito caro, por isso estamos longe de poder usá-la como fonte de energia. O que podemos fazer atualmente é usar aniquilações partícula-antipartícula para obter imagens do corpo humano.

Como funciona o PET Scan?

O PET Scan basicamente aproveita os fótons liberados nas aniquilações de elétrons e pósitrons para gerar imagens de determinados tecidos. Fluor-18 é um radioisótopo que decai radioativamente via β-decaimento⁺ para dar origem a um isótopo estável de oxigênio-18. Nesse tipo de decaimento, um próton decai radioativamente para produzir um nêutron, um pósitron e um neutrino de elétron.

p⁺→n+e⁺+ν_e

No caso do Fluor-18, o decaimento radioativo se parece com:

¹⁸F→¹⁸o+e⁺+ν_e

O Fluor-18 é capaz de se ligar a uma molécula de glicose, substituindo-a por um grupo hidroxila. Esta incorporação de Fluor-18 em glicose resulta em um composto chamado Fluorodeoxyglucose (FDG).

Um estudo de PET Scan começa introduzindo uma amostra de FDG no paciente por via intravenosa. FDG é distribuído por todo o corpo através da corrente sanguínea. A glicose é a principal fonte de energia para nossas células, então elas começam a metabolizar o FDG como se fosse glicose normal.

Uma vez dentro das células, os radioisótopos Fluor-18 incorporados às moléculas de FDG decaem radioativamente e emitem pósitrons. Os pósitrons se aniquilam rapidamente com os elétrons ao seu redor, gerando pares de fótons que viajam em direções opostas. Com a ajuda de alguns detectores que são colocados à volta do paciente, são recolhidos todos os pares de fotões resultantes das referidas aniquilações e mapeados os locais onde ocorreram.

Que informações as imagens do PET Scan nos fornecem?

As imagens obtidas no PET Scan mostram os locais onde houve maior degradação do FDG, ou seja, onde houve maior consumo de energia pelas células. Estas imagens a priori servem para fazer avaliações metabólicas de determinados tecidos e poder determinar o seu funcionamento. Por exemplo, se algum tecido que sabemos consumir muita energia aparece com um brilho fraco em uma imagem de PET Scan, isso pode indicar uma falha nesse tecido.

Uma das coisas que consomem mais energia quando estão no corpo são os tumores cancerígenos. As células cancerígenas são células que se dividem incontrolavelmente a uma taxa elevada. O processo de divisão celular requer um maior consumo de energia, portanto é de se esperar que os tumores cancerígenos usem muita energia.

As imagens do PET Scan podem dar indicações dos locais onde pode existir um tumor malignos porque aparecem mais brilhantes indicando que houve um maior consumo de energia no referido zonas.

Embora o radioisótopo e a antimatéria sejam usados ​​no estudo PET Scan, a dose de a radiação recebida pelo paciente é muito baixa e o traçador radioativo é eventualmente removido do corpo.