PROYECTOS – Tomógrafo por Emisión de Positrones (PET)

Desarrollo de un Tomógrafo por Emisión de Positrones de tecnología nacional y bajo costo que logré satisfacer la demanda creciente de esta costosa técnica en el sistema de salud  Argentino y Latinoamericano.

 

Marco Teórico:

 

  • La tomografía por emisión de positrones (PET) es una técnica de diagnóstico por imágenes que permite evaluar el metabolismo celular por métodos no invasivos. El uso del la misma se incrementó en el país desde mediados de la década del 90, con la instalación del primer equipo en la Fundación Escuela de Medicina Nuclear de Mendoza.

  • Actualmente en la ciudad de Buenos Aires y en el Gran Buenos Aires hay instalados más de veinte equipos. Son primariamente empleados en oncología, cardiología y neuropsiquiatría. En oncología se lo usa para el diagnóstico y seguimiento de cáncer de pulmón, cerebro, melanoma, mama, linfoma, cáncer colorrectal, etc. Por otra parte, actualmente los tratamientos con diagnóstico temprano del cáncer tiene una tasa de éxito del 90 al 95%, en cambio, la detección tardía tiene una tasa de mortalidad del 75%.

  • PET es la única herramienta que hace uso de la posibilidad de medir la actividad celular alterada que en el caso del cáncer es de hasta 70 veces mayor que las células sanas. Algunos especialistas sostienen que las personas de entre 50 y 75 años debieran ser sometidas a estudios PET como práctica corriente en un esquema de medicina preventiva, ya que la incidencia anual de cáncer en esta franja poblacional es de 0,5%, en Argentina la población objetivo susceptible de ser examinada es de alrededor de 5.200.000 personas [MNS, 2009], esta aspiración es coincidente con el Programa Nacional de Control de Cáncer. Si estos diagnósticos contribuyeran, aun con el 50 % de efectividad, se podrían salvar alrededor 17.000 personas anualmente.

  • Una de las principales dificultades para la difusión de esta técnica son los costos. El costo actual de un equipo PET nuevo, es de alrededor 1,5 millones de USD y el costo promedio por estudio es de alrededor de 1900 dólares- En el país algunos relevamientos privados estiman entre 640 y 1560 estudio/año/equipo y el costo promedio de un estudio es de alrededor de 1200 dólares con una dosis por paciente entre 1 o 2 mCi a 10 mCi dependiendo del equipo. Con estas cifras se necesitan entre 1200 y 5000 equipos para este trabajo. Se puede afirmar que el potencial crecimiento de esta técnica es muy grande, aun bajo las hipótesis más conservadoras.

  • Para que este crecimiento sea realidad es muy importante la reducción de los costos por estudio. Dado que el costo del equipo impacta en alrededor de un 45 % del costo total del estudio y de la dosis por estudio que impacta en otro 30%, es necesario el diseño de equipos PET de alta sensibilidad y de bajo costo.

 

Descripción del Proyecto:

El AR-PET es el primer tomógrafo por emisión de positrones (PET) desarrollado en Argentina. El mismo es resultado de un trabajo en conjunto de grupos de trabajo de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) y la Universidad Tecnológica Nacional (UTN-FRBA) y con la colaboración del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA). En la tecnología desarrollada se puso especial énfasis en reducir los insumos importados, limitándolos a los estrictamente imprescindibles, como cristales centelladores, fotomultiplicadores y microchips electrónicos. Tanto la mecánica como la electrónica se diseñaron en forma modular para lograr un armado y mantenimiento rápido y económico.

La estructura modular y desmontable permite un mantenimiento y transporte sencillo

 

 

  • El diseño propuesto se basa en la utilización de 6 cristales centelladores de NaI (Tl) de 400 x 300 x 2,5 mm3 en geometría hexagonal, logrando de esta forma un campo de visión amplio a costo reducido mediante.
  • La arquitectura es totalmente digital con capacidad de procesamiento distribuido. La misma consta de varias etapas basadas en la utilización de FPGAs. La arquitectura propuesta y la alta capacidad de procesamiento de la misma permite la aplicación de algoritmos avanzados sin introducción de tiempos muertos en el sistema. Para la generación de imágenes son necesarios algoritmos de reconstrucción tomográfica que influyen en gran medida en la calidad  final de las imágenes, por esta razón se han desarrollado técnicas de reconstrucción iterativa que mediante el uso de modelos adecuados permite lograr imágenes de mayor calidad y menor ruido. Para satisfacer los altos requerimientos computacionales los mismos se han implementado en procesadores gráficos (GPUs).
  • En lo que hace al aspecto mecánico del equipo, se ha diseñado un pórtico que permite la rotación continua alrededor del campo de visión en forma sincrónica con el movimiento de la camilla, esta adquisición en modo helicoidal evita zonas muertas y mejora la uniformidad y la resolución espacial.

 

 

El diseño del equipo ha sido en gran parte concluido. Se han construido 3 de los 6 cabezales que forman el escáner, y la mecánica se encuentra en construcción. En los próximos meses se espera lograr obtener las primeras imágenes generadas con un tomógrafo por emisión de positrones de tecnología argentina.