Ocena zmian SUVmax w badaniach wczesnych w porównaniu do

Radioizotopowa diagnostyka nowotworów
Szczególne możliwości badania PET/CT
z użyciem znakowanej glukozy
Katarzyna Fronczewska-Wieniawska
Małgorzata Kobylecka
Leszek Królicki
Zakład Medycyny Nuklearnej WUM
Medycyna nuklearna
Dział medycyny zajmujący się
wykorzystaniem otwartych źródeł
promieniowania jonizującego
w badaniach diagnostycznych i leczeniu.
Definicja WHO
Schemat badania radioizotopowego
Struktura versus funkcja
kwestia życia lub śmierci
żywy
martwy
Podział medycyny nuklearnej
Klasyczna MN, Obrazowanie met.
Pojedynczego fotonu
(single photon emission)
SPECT
Obrazowanie po jednoczesnej
emisji dwóch fotonów
Techniką pozytonowej tomografii
(positon emission tomography)
PET
Metoda PET oparta jest na zjawisku anihilacji elektronu
i pozytonu, prowadzącym do zmiany ich masy na energię,
emitowaną w postaci kwantów gamma
Układ do detekcji
anihilacji fotonów
gamma; impuls na
wyjściu pojawia się tylko
przy równoczesnej
detekcji fotonów przez
oba liczniki
Slide 8
Główna zaleta PET wynikająca z podstaw biologicznych
Radioizotopy/radiofarmaceutyki pozwalają śledzić in vivo procesy
biochemiczne, bez ich zakłócenia (11C, 13N, 15O, 18F )
Główne ograniczenie PET wynikające z podstaw fizycznych
Stosowane radioizotopy
mają bardzo krótki okres
półtrwania:
11C= 20 min
13N= 10 min
15O= 2 min,
18F = 110 min
Cyklotrony z przeznaczeniem do produkcji izotopów promieniotwórczych
cyklotrony lekkich jonów (protony, deuterony) z systemem do wymiany naświetlanych tarcz do
produkcji żądanego beta emitera:
- małe wymiary,
- stosunkowa prostota w budowie i obsłudze,
- niskie koszty eksploatacji,
- duża niezawodność.
Zautomatyzowane moduły do:
- syntezy,
- oczyszczania,
- sterylizacji,
- przygotowania próbki w formie
gotowej do natychmiastowej iniekcji.
Pomieszczenie szpitalne, gdzie dokonuje się
końcowy etap PET:
- iniekcja radiofarmaceutyku pacjentowi,
- skanowanie pacjenta,
- obróbka wyników.
PET/CT Biograph (Siemens)
Brownell, Sweet, Aronow 1953
1. Skan rentgenowski (ok. 9 s)
tzw. topogram
2. Badanie CT (ok. 1 min)
- dane o anatomicznym obrazie
badanych struktur (mapa dla PET)
- dane o rozkładzie gęstości tkanek
(korekcja pochlaniania)
3. Badanie PET (ok. 3 min)
- „łóżko”- jednoczasowo badany
odcinek ciała (obszar gantry o
szerokości 13 cm, czas akwizycji 3
minuty)
Badanie PET całego ciała zajmuje
od 10 do 20 minut.
18FDG PET - diagnostyka nowotworów
• W badaniu CT nowotwór zwykle jest wykrywany gdy
osiągnie wielkość 10-100g lub 1010 -1011 komórek
• Obecnie systemy PET mają rozdzielczość 0.4 – 1.0 cm,
co odpowiada w przybliżeniu 0.1-0.5 – 1.0 g (lub 108
– 109 komórek)
• Ujemny wynik PET oznacza że nie ma komórek guza
albo jest ich mniej niż 107
18FDG PET - diagnostyka nowotworów
Ujemny wynik PET po zakończeniu leczenia zwykle
sugeruje dobrą prognozę, ale niekoniecznie
koresponduje z
BRAKIEM KOMÓREK NOWOTWOROWYCH
Dodatni wynik PET po zakończeniu leczenia (po
wykluczeniu zmian zapalnych) wskazuje na obecność
aktywnego guza.
Wahl et al. RECIST to PERCIST: PET Tumor Response JNM vol 50 (5) Supp May 2009
Unikalne możliwości techniki 18FDG PET
• Zaburzenie funkcji zwykle znacznie wyprzedza zmiany
w budowie anatomicznej
• PET różnicuje procesy złośliwe i łagodne
• PET różnicuje nawrót guza od zmiany resztkowej,
martwicy lub blizny po leczeniu
• PET ocenia aktualny stopień zaawansowania choroby
• PET określa stopień odpowiedzi na leczenie
farmakologiczne (odpowiedź metaboliczna występuje wcześniej niż
morfologiczna; PET pozwala oszacować efektywność leczenia bez
oczekiwania na redukcję wielkości guza).
Wskazania do badań PET
z zastosowaniem 18FDG
• Wzrost markerów, przy ujemnym CT/MRI
• Niespecyficzny obraz CT/MRI
• (wznowa, zmiany poterapeutyczne?)
• Przy istniejących przerzutach:
• określenie zaawansowania choroby
• identyfikacja innych odległych ognisk.
• Wczesna ocena odpowiedzi na leczenie
Wskazania do badań PET
z zastosowaniem 18FDG (refundacja NFZ)
•
•
•
•
•
Raki głowy i szyi
Chłoniaki
Raki płuc
Pojedynczy guz płuca
Raki jelita grubego
i odbytnicy
• Czerniak
• Raki tarczycy
•
•
•
•
•
•
Guzy mózgu
Raki jajnika
Raki przełyku
Kardiologia
Padaczka
Radioterapia
Fenotyp nowotworowy oceniany w badaniu 18FDG-PET
adaptacja komórek nowotworowych do warunków
niedotlenienia
• Zjawisko Warburga:
– komórki nowotworowe zużywają
głównie glukozę
Otto Warburg
– „rozwój raka jest procesem anaerobowym”
• „the prime cause of cancer is the replacement of the respiration of
oxygen in normal body cells by a fermentation of sugar."
Krew tętnicza - 18FDG
PUŁAPKA METABOLICZNA!!!
Zewnątrzkomórkowe
FDG
wewnątrzkomórkowy
FDG-6-P
wewnątrzkomórkowe
FDG
Krew żylna FDG
FDG
18FDG PET: gromadzenie fizjologiczne i patologiczne
serce
wnęka
płucna
wątroba
Szpik kostny
nerki
jelita
zapalenie stawu
przerzut
pęcherz moczowy
Interpretacja badania 18FDG PET
• Ocena jakościowa
• Ocena półilościowa z użyciem stosunku
aktywności w zmianie do tła lub narządu
referencyjnego
• Ocena półilościowa SUV
aktywność w ROI (mikroCi/ml)
SUV = -----------------------------------------------Dawka (mCi) /waga (kg)
Pojedynczy guzek płuca
Rak płuc - meta
Rak płuc - meta
Pojedynczy guzek płuca
Rak jelita grubego - zmiana pierwotna
i zmiany ogniskowe w wątrobie
Rak jajnika – zmiany przerzutowe
do sieci i wątroby
Chłoniak Hodgkina - ocena przed i po leczeniu
Rak jelita grubego – przerzuty do kości
Rak jelita grubego – przerzuty do kości
Czerniak
Chłoniak
Chłoniak
PET/CT - planowanie radioterapii
• Potencjalne znaczenie w planowaniu
radioterapii
• Dokładna ocena obszaru naświetlania
– Optymalizacja dawki leczniczej
– Ograniczenie dawki w obrębie narządów
sąsiadujących
PET/CT - planowanie radioterapii
CT
Terapia zaplanowana
przy użyciu CT
PET/CT
Terapia zaplanowana
przy użyciu PET/CT
Fazio et al. Institute H San
Raffaele, Milano
PET/CT - planowanie radioterapii
Obszar czerwony:
Target volume
zaplanowany przy użyciu CT
Obszar żółty:
Target volume
zaplanowany przy użyciu
FDG-PET
PET/CT - planowanie radioterapii
• Zwiększenie obszaru naświetlań o co najmniej 25%
– U 17% chorych na raka głowy i szyi oraz raka płuc
– U 34% chorych na raka miednicy mniejszej
• Zmniejszenie obszaru o co najmniej 25%
– U 33% chorych na raka głowy i szyi
– U 67% chorych na raka płuc
– U 19% chorych na raka miednicy mniejszej
Zmiana planowania radioterapii – 56% chorych
Ciernik i wsp. 2003
• Metody radioizotopowe stosowane w medycynie zaliczane są do
jednych z najbezpieczniejszych.
• Pochłonięta dawka promieniowania jonizującego jest w większości
wypadków zbliżona do dawki, na którą narażeni są pacjenci przy
wykonywaniu klasycznych badań radiologicznych.
• Powikłania wynikające z podania radiofarmaceutyków zdarzają się
tylko sporadycznie.
• Powikłania po podaniu środków kontrastowych, stosowanych w
innych typach badań diagnostycznych, są znacznie większe.
Niemal każde działanie człowieka związane jest z ryzykiem…
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ