Zastosowanie PET -CT w diagnostyce i terapii chorób nowotworowych, układu sercowo-naczyniowego i ośrodkowego układu nerwowego Na świecie istnieje już ponad 500 ośrodków dysponujących skanerami PET i wciąż powstają nowe. Jest to najbardziej dynamicznie rozwijająca się technologia medycyny nuklearnej. Większość publikowanych doniesień naukowych, prac oraz badań klinicznych opiera się na obrazach PET lub pomiarach dokonywanych z użyciem pierwiastków emitujących pozytony. Obecnie w Polsce działają dwa państwowe ośrodki tego typu: w Bydgoszczy i Gliwicach. Czas oczekiwania na badanie refundowane przez NFZ wynosi 16 tygodni. Oprócz państwowych ośrodków powstają także prywatne, jako pierwsza i jak na razie jedyna otwarcie Centrów planuje Euromedic International Polska. Na przełomie lutego i marca 2007 uruchomiony zostanie ośrodek we Wrocławiu, a pod koniec drugiego kwartału w Warszawie. PET – zasada działania PET (Pozytronowa/Pozytonowa Tomografia Emisyjna) jest metodą obrazowania z wykorzystaniem pierwiastków promieniotwórczych emitujących pozytony. Podstawową a zarazem najbardziej niezwykłą cechą obrazu pozytonowego jest odzwierciedlenie procesów fizjologicznych lub patologicznych zachodzących w organizmie na poziomie pojedynczej komórki. Podając odpowiedni radiofarmaceutyk, czyli substancję związaną z pierwiastkiem emitującym pozytony jesteśmy w stanie zobrazować przemiany, jakim podlega on w żywym organizmie. Tak, więc obraz, który oglądamy mówi przede wszystkim o funkcji. Nie jest to przedstawienie struktur anatomicznych jak np. w obrazach z tomografu komputerowego lub rezonansu magnetycznego (CT, MRI). Większość radiofarmaceutyków to substancje codziennie wykorzystywane przez organizm (na przykład glukoza) lub ich analogi. Dzięki temu możliwe jest uwidocznienie i zlokalizowanie nieprawidłowości już na poziomie komórki lub grupy komórek, nawet, jeśli anatomicznie dany fragment narządu niczym nie różni się od otaczających tkanek. Jak powstają pozytony?
Pierwiastki promieniotwórcze to atomy, które posiadają nadmiar energii. Aby przejść do stanu podstawowego (czyli stanu równowagi energetycznej) muszą pozbyć się tego nadmiaru, co odbywa się drogą emisji różnych form energii, między innymi pozytonów. Pozyton jest korpuskularną formą energii, to znaczy, że posiada masę. Jego masa i ładunek są identyczne jak elektronu z tą różnicą, że elektron posiada ładunek ujemny, a pozyton – dodatni. Pozytony powstają z rozpadu protonów znajdujących się w jądrze atomu. Po rozpadzie w jądrze atomu pozostaje powstały z protonu neutron, natomiast pozyton i cząstka nie posiadająca masy (antyneutrino) emitowane są na zewnątrz. Droga, którą przebywa pozyton zależy między innymi od otaczającego środowiska. W tkankach ludzkich odległość ta zwykle nie przekracza 2 mm. Po utracie części energii kinetycznej pozyton zderza się z elektronem krążącym po orbicie innego atomu. Podczas zderzenia uczestniczące w nim elektron i pozyton ulegają anihilacji, czyli tracą masę, która wraz z ich energiami przekształcona zostaje w dwa kwanty promieniowania, każdy o energii 511 KeV (kiloelektronowoltów), poruszające się w przeciwnych kierunkach. Właśnie te kwanty promieniowania „widzi” skaner PET. Budowa skanera PET-CT
Podstawowe elementy każdego skanera to kryształ scyntylacyjny, fotopowielacze oraz układy pozycjonujące. Ponadto w maszynie znajduje się wiele innych, skomplikowanych układów elektronicznych korygujących zjawiska fizyczne towarzyszące anihilacji i emisji promieniowania. Kryształ scyntylacyjny zwykle podzielony jest na małe, kwadratowe lub prostokątne fragmenty, z których każdy posiada własne fotopowielacze. Fragmenty te, nazywane detektorami blokowymi, ułożone są w formie kilku pierścieni otaczających łóżko, na którym leży badana osoba. Dlatego skanery wyglądają jak ogromne koła, z otworem w środku. Fotopowielacze przymocowane są do powierzchni kryształu scyntylacyjnego oraz połączone obwodami elektronicznymi z innymi podzespołami skanera. Poszczególne detektory oddzielone są od siebie przegrodami, najczęściej zbudowanymi z tungstenu (pierwiastek dobrze pochłaniający promieniowanie gamma o wysokiej energii). Zadaniem przegród jest selekcja zmierzających w kierunku kryształu kwantów promieniowania tak, aby tylko kwanty padające pod odpowiednim kątem (a zatem lecące z określonego miejsca w organizmie) mogły uderzyć w kryształ scyntylacyjny. Możliwe jest również wykonywanie badań bez przegród, w tak zwanym 3D mode, czyli w trybie trójwymiarowym. Kwant promieniowania, padając na kryształt scyntylacyjny, powoduje emisję kilku kwantów promieniowania widzialnego – to tak, jakby kryształ scyntylacyjny wytwarzał bardzo słabe błyski – o wiele za słabe, by je zobaczyć. Kwanty światła widzialnego uderzają w katodę fotopowielacza wybijając z niej kilka elektronów. Powstała w ten sposób wiązka elektronów, wzmocniona wiele milionów razy pada na anodę fotopowielacza i zostaje zamieniona na impuls elektryczny. Sygnał ten przekazany zostaje do kolejnych obwodów elektronicznych i po złożonej obróbce staje się elementem obrazu, który widać na monitorze. Obraz ten zapisywany jest w formie cyfrowej, co umożliwia jego dalsze opracowanie oraz zapisywanie na trwałych nośnikach. Obecnie większość skanerów (w tym zainstalowany we Wrocławiu) to urządzenia PET-CT. Oznacza to, że składają się zarówno ze skanera PET jak i nowoczesnego tomografu komputerowego. Oba badania wykonywane są bezpośrednio po sobie (w ramach jednej procedury) a konstrukcja urządzenia oraz nowoczesne oprogramowanie umożliwiają nałożenie obrazów. Uzyskujemy więc obraz funkcji narządów z możliwością dokładnej lokalizacji anatomicznej. Zastosowanie PET-CT w onkologii Rak płuca
W Polsce nowotwory płuca i klatki piersiowej są najczęstszą przyczyną zgonu wśród zgonów na nowotwory. Ich liczba przekracza łączną liczbę zgonów z powodu raka piersi, jelita grubego i gruczołu krokowego. Diagnostyka W diagnostyce podstawową rolę odgrywa RTG klatki piersiowej oraz CT. Często jedyną stwierdzaną patologią jest pojedyncza zmiana ogniskowa, niekiedy po zastosowaniu nowocześniejszej metody (np. CT o wyższej rozdzielczości) opisuje się kilka zmian. Obraz zmiany zwykle zmusza do rozważenia diagnostyki inwazyjnej, ponieważ rzadko pozwala jednoznacznie wykluczyć proces rozrostowy. Lokalizacja wewnątrzoskrzelowa guza pozwala uzyskać materiał diagnostyczny na drodze bronchofiberoskopii w 90% przypadków, pozaoskrzelowa – tylko u około 55% pacjentów. Biopsja przezścienna jest metodą z wyboru w diagnostyce zmian położonych obwodowo (85% skuteczność). W 20-30% przypadków powikłaniem jest odma opłucnowa. Zastosowanie metod inwazyjnych wiąże się, więc z istotnym ryzykiem powikłań bez gwarancji, że uzyskamy jednoznaczną odpowiedź, co do charakteru zmiany. Wykonanie badania PET po wykryciu ogniska o niejasnej etiologii podczas diagnostyki obrazowej pozwala stwierdzić, czy mamy do czynienia z nowotworem. Czułość i swoistość PET wynoszą odpowiednio 95% i 81%. Jednocześnie jest to badanie jest nieinwazyjne i całkowicie bezpieczne dla pacjenta. Jednak nie pozwala jednoznacznie ocenić nacieku nowotworowego zwłaszcza, jeśli guz znajduje się w śródpiersiu. W takiej sytuacji doskonale sprawdza się jako badanie komplementarne z CT. Często pozwala uniknąć procedur inwazyjnych (redukcja kosztów i ryzyka powikłań). Podczas stagingu PET pozwala z 88% czułością i 91% swoistością wykryć przerzuty w śródpiersiowych węzłach chłonnych (odpowiednie wartości dla CT wynoszą 63 % i 76%), a więc jest równie skuteczny jak mediastinoskopia, ale pozbawiony związanego z nią ryzyka. Wykonanie badania PET całego ciała (narażenie na promieniowanie jest wielokrotnie mniejsze niż podczas CT i nie zależy od zakresu badania) pozwala od razu wykryć lub z dużym prawdopodobieństwem wykluczyć przerzuty odległe. Zmiany przerzutowe wykrywane są u około 11% chorych z prawidłowym wynikiem CT, a u 41% chorych wynik badania PET zmusza do upstagingu i zmiany postępowania (np. rezygnacji z leczenia chirurgicznego). Terapia
Radioterapia jest metodą z wyboru u chorych z nieoperacyjnym NSLC, jednak nie wszyscy odpowiadają na leczenie standardowymi dawkami. PET pozwala zidentyfikować grupę chorych, którzy wymagają zwiększenia dawki dla uzyskania pozytywnego efektu. Jest to również bardzo dobra metoda do kontroli po leczeniu i wczesnej diagnostyki wznowy miejscowej. Zmiany strukturalne spowodowane wcześniejszym naświetlaniem lub zabiegiem nie wpływają na obraz - możliwe jest uwidocznienie ogniska rozrostu w bliźnie. Podsumowanie Badanie PET-CT pozwala określić charakter zmiany w płucu, dokonać stagingu, ocenić skuteczność prowadzonego leczenia i kontrolować chorego po leczeniu. Guzy mózgu Diagnostyka Obrazowanie guzów mózgu było pierwszym onkologicznym zastosowaniem skanerów PET. Obecnie każdy nowoczesny skaner pozwala wykonać badanie mózgu. Na podstawie intensywności metabolizmu glukozy możliwe jest zróżnicowanie guzów o wysokim i niskim gradingu (są to zmiany hipo- lub hipermetaboliczne w obrazach PET) oraz wnioskowanie co do typu histologicznego nowotworu, zwłaszcza z uwzględnieniem obrazu CT. W doniesieniach naukowych stwierdzono korelację gromadzenia FDG (radiofarmaceutyku na bazie glukozy) z prognozowanym przeżyciem chorego (około 7 miesięcy w zmianach hypermetabolicznych i 33 miesiące w zmianach hypometabolicznych). Badanie PET umożliwia także wybranie właściwego miejsca do biopsji lub określenie obszaru zabiegu w zmianach złożonych z obszarów martwiczych, torbieli, obrzękniętej tkanki mózgowej. Makroskopowe odróżnienie tych obszarów bywa bardzo trudne. Obrazowanie metabolizmu glukozy wykorzystywane jest również w diagnostyce wznowy miejscowej, kiedy obszary martwicze po radioterapii lub interwencji neurochirurgicznej nie pozwalają jednoznacznie zinterpretować obrazu NMR, nawet po zastosowaniu gadolinu. Podsumowanie Badanie FDG (fluorodeoksyglukozą) pozwala zlokalizować i ocenić zasięg guza, zaplanować zabieg (lub biopsję) i zweryfikować jego doszczętność, ułatwia prognozowanie przeżycia oraz kontrolę chorego po leczeniu. Rak jelita grubego Rak jelita grubego stanowi w Polsce około 10% nowotworów złośliwych, niezależnie od płci. Każdego roku jest on przyczyną śmierci około 8000 osób a wykrywany jest u około 11000. Diagnostyka Podstawowe znacznie w diagnostyce mają kolonoskopia i biopsja. Większość pacjentów poddawana jest leczeniu chirurgicznemu, aby uniknąć miejscowych powikłań, wzrostu guza (niedrożność przewodu pokarmowego) a wielu przypadkach aby wyleczyć chorego. Jest to metoda z wyboru. Niestety w chwili wykrycia nowotworu 50% chorych ma przerzuty do okolicznych węzłów chłonnych i narządów odległych. Obecność przerzutów istotnie zmienia postępowanie, tymczasem zmiany w otrzewnej, krezce lub węzłach chłonnych mogą nie zostać uwidocznione w badaniu CT. Możliwość taką daje PET, niezależnie od zmian anatomicznych wynikających z wcześniejszej interwencji chirurga. Dokładność wynosi ponad 90%. W diagnostyce przerzutów do wątroby PET jest skuteczniejszy niż CT i równie czuły jak CT portografia. Następnym problemem jest diagnostyka wznowy. Monitorowanie biochemiczne markera nowotworowego CEA pozwala wykryć wznowę z 59% czułością i 84% swoistością, nie daje jednak informacji o jej umiejscowieniu. Obraz CT takiej zmiany często jest niejednoznaczny lub trudny do interpretacji. Czułość i swoistość PET w wykrywaniu wznowy i przerzutów raka jelita grubego wynoszą odpowiednio 90% i ponad 70%, a więc jest to skuteczniejsze narzędzie niż CT. Tak optymistyczne dane nie dotyczą raka śluzowo-komórkowego: czułość 40%, swoistość 60%. Trudną grupą są chorzy z niewyjaśnionym wzrostem poziomu CEA i prawidłowym wynikiem badań obrazowych. W tej grupie, u dwóch trzecich badanie metabolizmu glukozy pozwala zlokalizować guz, z czułością i swoistością przekraczającymi odpowiednio 90% i 70%. Porównanie czułości i swoistości PET i CT w diagnostyce przerzutów omawianego nowotworu wykazało największą przewagę pierwszej metody w miednicy i jamie brzusznej a zwłaszcza przestrzeni zaotrzewnowej. Nie wykazano natomiast przewagi PET w poszukiwaniu przerzutów do płuc. Zastosowanie PET w poszukiwaniu wznowy umożliwia wczesne wykrycie rozrostu nawet o niewielkich rozmiarach, nietypowej lokalizacji i w zmienionych warunkach anatomicznych (wcześniejsze leczenie chirurgiczne, radioterapia). Podsumowanie Największe znaczenie badanie PET ma w stagingu (oceny chorych o podwyższonym ryzyku choroby), restagingu (ponownego stagingu po przeprowadzeniu diagnostyki i ewent. Wykryciu innych chorób współistniejących) oraz diagnostyce wznowy. Chłoniaki
Chłoniak Hodgkina rozpoznawany jest w Polsce u 800-1000 osób w ciągu roku. Stanowi około 0,7% wszystkich nowotworów. Pozostałe chłoniaki złośliwe to około 6000 zachorowań rocznie. Diagnostyka W diagnostyce chłoniaków stosuje się badanie fizykalne, badanie morfologiczne krwi, CT, biopsję węzłów chłonnych, biopsję szpiku. Podstawowym narzędziem w ocenie stopnia zaawansowania choroby jest CT. Ograniczenie tej metody stanowi kryterium wielkości w ocenie węzłów chłonnych oraz niesatysfakcjonująca czułość w ocenie zajęcia szpiku kostnego, wątroby i śledziony. Zarówno chłoniak Hodgkina jak i chłoniaki nieziarnicze cechują się wzmożonym metabolizmem glukozy, co umożliwia ocenę zaawansowania procesu podczas jednego badania PET. Czułość i swoistość tomografii pozytonowej w stagingu chłoniaków wynoszą odpowiednio 90% i 93%. Intensywność utylizacji FDG u nieleczonych chorych okazała się być dobrym czynnikiem prognostycznym. Jednocześnie wykazano, że zastosowanie CT oraz PET u jednego chorego pozwoliło wykryć więcej ognisk rozrostu niż zastosowanie każdej z metod osobno. PET okazał się być również bardziej czuły i swoisty niż scyntygrafia kości w diagnostyce zajęcia szpiku. Wykonanie badania FDG zmienia staging u 7% do 22% pacjentów. Terapia Drugim ważnym wskazaniem do badania PET jest monitorowanie skuteczności terapii. Obraz tomografii transmisyjnej (CT) często jest niejednoznaczny z powodu np. rezydualnej masy w śródpiersiu. Podanie znakowanej glukozy pozwala stwierdzić, czy w masie tkankowej pozostałej po radio- i chemioterapii są ogniska nowotworowe oraz ocenić odpowiedź na zastosowane leczenie. Ocenę skuteczności najlepiej jest przeprowadzić około 40 dni po zakończeniu leczenia. Wskazania do badań PET w chłoniakach obejmują staging chorych przed leczeniem w połączeniu z CT i innymi stosowanymi metodami, ocenę skuteczności chemioterapii w początkowej fazie leczenia (np. po 2 kursach) celem selekcji grupy wymagającej zmiany postępowania, kontrolę po zakończeniu leczenia. Czerniak Czerniak skóry jest nowotworem o największej w Polsce dynamice wzrostu zachorowań. Co 10 lat następuje podwojenie liczby zachorowań w ciągu roku. Podstawową metodą stagingu czerniaka jest ocena samej zmiany, jej grubości i głębokości nacieku. U chorych w II stopniu klinicznego zaawansowania chorego prawdopodobieństwo zajęcia węzłów chłonnych wynosi od 20% do 50%. Ocena węzłów ma krytyczne znaczenie dla planowania leczenia w tej grupie chorych. Czułość PET w wykrywaniu przerzutów przekracza 90% dla zmian o objętości powyżej 80 mm3 i znacznie spada, jeśli ognisko jest mniejsze. Dlatego podstawową metodą oceny węzłów drenujących okolicę zmiany pierwotnej jest biopsja węzła wartowniczego. W grupie pacjentów obciążonych dużym ryzykiem (grubość nacieku powyżej 4 mm) prawdopodobieństwo przerzutów do węzłów chłonnych wynosi 62%, do narządów odległych 72%. Metaanaliza badań wykazała czułość i swoistość badań PET odpowiednio 92% i 90%. Wyniki fałszywie dodatnie dotyczyły najczęściej innych zmian złośliwych i ognisk zapalnych. Fałszywie negatywne obrazy uzyskiwano badając zmiany w skórze o niewielkiej ilości komórek oraz nowotwory mniejsze niż 5 mm. Wskazania do badań PET w czerniaku: ocena chorych z grupy wysokiego ryzyka (staging), podejrzenie wznowy. Rak piersi Rak piersi jest najczęstszym nowotworem złośliwym u kobiet. W Polsce rocznie wykrywa się 12000 nowych przypadków. 5000 kobiet każdego roku umiera z powodu raka piersi. Diagnostyka Zarówno komórki guza pierwotnego jak i przerzutów wykazują patologicznie wzmożoną utylizację glukozy. Czułość i specyficzność PET w obrazowaniu guza pierwotnego wynoszą około 88% i 77%. W porównaniu ze scyntygrafią kości PET uwidacznia więcej zmian osteolitycznych, podczas gdy tradycyjna scyntygrafia jest skuteczniejsza w obrazowaniu zmian z przewagą komponenty osteoblastycznej. Przeprowadzone badania nad zastosowaniem znakowanej glukozy do stagingu a zwłaszcza do oceny węzłów chłonnych pachy dały bardzo zachęcające wyniki, nie pozwalają jednak na rezygnację z badania węzłów wartowniczych oraz limfadenektomii pachowej, jeśli jest wskazana. Obecnie z powodzeniem testowane są analogi estrogenów znakowane fluorem i zapewne wkrótce będzie można skutecznie obrazować komórki nowotworu posiadające receptory estrogenowe. Terapia PET okazał się dobrym narzędziem do kontroli skuteczności leczenia (chemio- i hormonoterapii) zwłaszcza, jeśli rozmiar zmiany przekraczały 3 cm. U chorych, które odpowiedziały na leczenie obserwowano wyraźny spadek aktywności metabolicznej. Podsumowanie Podsumowując należy stwierdzić, że tomografia pozytonowa może być wykorzystana do oceny zaawansowania raka piersi jako metoda komplementarna do pozostałych. PET dobrze identyfikuje chore jako odpowiadające na leczenie lub nie, jeśli zmiana pierwotna była większa niż 3cm, co pozwala zmodyfikować postępowanie w grupie bez spodziewanych efektów leczenia. Nowotwory tkanki kostnej i mięśniowej Diagnostyka Tomografia pozytonowa jest skuteczną metodą w obrazowaniu guzów kości i tkanki mięśniowej. W opublikowanych badaniach obserwowano korelację intensywności utylizacji glukozy ze stopniem zróżnicowania histologicznego zmiany (grading), co pozwoliło różnicować zmiany łagodne i złośliwe. PET okazał się również użytecznym narzędziem do oceny efektów terapii. Wyzwaniem jest grupa chorych na nowotwory, które często dają przerzuty do układu kostnego, czyli rak piersi, prostaty, płuca. Wielu takich chorych w badaniu NMR, CT lub scyntygrafii wykaże zaburzenia sugerujące zmiany przeciążeniowo-zwyrodnieniowe o różnym stopniu zaawansowania oraz cechy obniżenia trzonów kręgów lub ucisku na worek oponowy. Ocena etiologii obserwowanych zaburzeń niekiedy jest bardzo trudna. Wykonanie badania z użyciem FDG pozwoli wyjaśnić, czy mamy do czynienia z procesem przerzutowym. Podsumowanie Wskazania do badania PET obejmują ocenę zmiany pierwotnej lub ewentualnego przerzutu, jeśli obraz radiologiczny i scyntygraficzny nie pozwala określić etiologii. Nowotwory głowy i szyi Rocznie w Polsce notuje się około 7000 nowych przypadków nowotworów głowy i szyi, a około 3000 osób umiera z ich powodu. Ponad 80% tych guzów to raki płaskonabłonkowe wywodzące się z nabłonka wyściełającego drogi oddechowe i przewód pokarmowy. Diagnostyka Pierwszym etapem postępowania w tej grupie pacjentów jest dokładne określenie zasięgu choroby, jest to bardzo ważne, ponieważ leczenie (z wyjątkiem niektórych przypadków raka krtani) najczęściej wiąże się z okaleczającą interwencją chirurgiczną. Właściwa ocena zaawansowania pozwala także dobrze zaplanować postępowanie pooperacyjne i postawić prawidłową prognozę. Obrazowanie głowy i szyi stanowi wyzwanie dla pozytonowej tomografii emisyjnej. Konieczna jest korekcja pochłaniania promieniowania, uwzględnienie dużej różnorodności metabolizmu glukozy w poszczególnych strukturach i jego znacznej zmienności osobniczej oraz licznych czynników wpływających na uzyskiwany obraz (np. żucie gumy przez chorego lub nie komfortowa pozycja podczas badania). Opublikowano kilka doniesień dotyczących wykorzystania PET w stagingu zmiany pierwotnej. Autorzy stwierdzają, że tomografia pozytonowa nie wniosła nowych, istotnych informacji w porównaniu ze stosowanymi technikami (głównie CT, endoskopia, badanie fizykalne). U 5% pacjentów nie udaje się uwidocznić zmiany pierwotnej. Użycie FDG pozwala zobrazować guz u 20% do 50% z nich. Prace dotyczące zastosowania PET w stagingu węzłów chłonnych wykazują 10% przewagę tej metody nad CT i MRI zarówno pod względem czułości jak i swoistości. Podobne różnice stwierdzono badając skuteczność w obrazowaniu przerzutów odległych. Terapia Ocena skuteczności terapii jest kluczowa dla planowania dalszego postępowania. Radioterapia powoduje wzrost nasilenia utylizacji glukozy napromienianych tkankach oraz w ich okolicy. Zmiany te mogą się utrzymywać nawet przez 12 – 16 miesięcy i wymagają ostrożności przy interpretacji obrazu PET. Chorzy leczeni chemicznie doskonale nadają się do badania emisyjnego. Obniżenie metabolizmu do poziomu obserwowanego w normalnej tkance można zauważyć już po tygodniu skutecznego leczenia. Czułość i swoistość w wykrywaniu rezydualnej masy guza w tej grupie chorych wynoszą 90%. Nawroty nowotworów głowy i szyi najczęściej występują w ciągu 24 miesięcy po zakończeniu leczenia. W piśmiennictwie wykazano, że najskuteczniejszą metodą w wykrywaniu nawrotu jest PET. W niektórych pracach badanie emisyjne obrazowało dwukrotnie więcej wznów niż tomografia transmisyjna (CT). Podsumowanie Konkludując wskazania do zastosowania PET w nowotworach głowy i szyi obejmują poszukiwanie zmiany pierwotnej, ocenę skuteczności leczenia (zwłaszcza chemioterapii) zarówno wczesną jak i po jego zakończeniu oraz poszukiwanie przerzutów odległych u chorych podejrzanych i diagnostykę wznowy. Guzy neuroendokrynne (NET) Diagnostyka Nowotwory pochodzące z komórek wewnątrzwydzielniczych stanowią złożony problem diagnostyczny i terapeutyczny. Często chory wykazuje kliniczne i biochemiczne wykładniki np. zespołu rakowiaka, nie udaje się natomiast odnaleźć ogniska pierwotnego, co uniemożliwia leczenie chirurgiczne. Badania naukowe nad zastosowaniem PET w tej grupie nowotworów wykazały, że nisko zróżnicowane guzy neuroendokrynne o wysokim indeksie mitotycznym tylko w niewielkim odsetku wykazują wzmożone gromadzenie fluorodeoksyglukozy (FDG). Problem ten rozwiązano stosując hydroksytryptofan znakowany węglem (11C-HTP). W porównaniu z CT znacznik ten okazał się czułym i swoistym markerem guzów NET. Dokumentacja naukowa obejmuje już ponad 200 opracowań. W wielu ośrodkach (np. w Szwecji) jest to rutynowa metoda stagingu guzów neuroendokrynnych. Terapia Równie dobre efekty uzyskano wykorzystując 11C-HTP do monitoringu efektów leczenia – ponad 95% korelacja ze zmianą poziomu U-5-HIAA. Uważa się , że zależność gromadzenia tryptofanu od skuteczności terapii dotyczy również guzów nie dających zwyżki poziomu HIAA lub chromograniny A. Inne nowotwory Badanie tomografii emisyjnej wykorzystywane jest również jako skuteczne narzędzie obrazowania u chorych z rakiem szyjki macicy oraz do stagingu i restagingu chorych z rakiem jajnika. Niestety niska jest czułość PET w wykrywaniu zmian o niewielkiej masie (occult disease). Badanie metabolizmu glukozy wykorzystuje się również u chorych leczonych z powodu zróżnicowanego raka tarczycy. Wskazaniem jest podwyższony poziomem tyreoglobuliny i negatywny wynik badania jodem radioaktywnym 131I J131 . PET wykazał również skuteczność w wykrywaniu przerzutów raka rdzeniastego tarczycy u chorych z podwyższonym poziomem kalcytoniny oraz mięsaka kościopochodnego. Badanie z wykorzystaniem samego fluoru lub fluorodeoksyglukozy pozwala uwidocznić przerzuty mięsaka w tkankach miękkich i innych kościach kiedy badania obrazowe nie wykazują zmian. PET w kardiologii Diagnostyka Pozytonowa Tomografia Emisyjna okazała się wyjątkowo użyteczna w ocenie żywotności mięśnia sercowego u chorych z upośledzoną funkcją lewej komory. Kardiolog często staje przed trudną decyzją co do strategii dalszego postępowania (leczenie zachowawcze czy rewaskularyzacja) otrzymując niejednoznaczne wyniki z badania echokardiograficznego, próby wysiłkowej lub farmakologicznej lub scyntygrafii perfuzyjnej. Szczególnie trudna jest ocena żywotności mięśnia hibernowanego lub ogłuszonego. Idealnym rozwiązaniem jest wykonanie badania PET z użyciem fluorodeoksyglukozy. Pozwala ono jednoznacznie stwierdzić, które segmenty myocardium mają zachowaną aktywność metaboliczną, a więc posiadają żywe kardiomiocyty i postawić rokowanie co do powodzenia ewentualnego leczenia zabiegowego i jego wpływu na regionalną i globalną funkcje lewej komory. Szczególnie cennym wskaźnikiem rokowniczym jest FDG-blood flow mismatch, czyli wykazanie metabolizmu glukozy w obszarach o upośledzonej lub braku perfuzji w badaniu scyntygraficznym. Wartość predykcyjna co do poprawy funkcji dengo regionu po rewaskularyzacji wynosi 83%. Do badania perfuzyjnego również możemy wykorzystać skaner PET. Wystarczy użyć amoniaku znakowanego azotem lub cząsteczek wody z odpowiednim izotopem tlenu (O15). Przewagą tej techniki nad innymi metodami oceny perfuzji jest możliwość dokładnego ilościowego pomiaru objętości krwi perfundującej interesujący nas segment myocardium. Porównanie badań z użyciem FDG ze starszymi technikami oceny żywotności wykazało, że 38% do 47% ubytków perfuzji opisywanych jako trwałe w badaniu 4h po podaniu talu wykazywało aktywność metaboliczną. Znacznie lepsza korelację wyników osiągnięto po zastosowaniu protokołu badania talem stress – redistribution – reinjection. PET w neurologii. Obecnie najczęściej w badaniach mózgu wykorzystuje się FDG, aby zmierzyć współczynnik metabolizmu glukozy (Cerebral Metabolic Rate for Glukose – CMRGlc) oraz wodę znakowaną tlenem, aby dokładnie obliczyć regionalny mózgowy przepływ krwi (Regional Cerebral Blood Flow – RCBF). Parametry te znajdują zastosowanie w badaniu wielu schorzeń o podłożu neurologicznym. Diagnostyka Jednym z najważniejszych zastosowań PET w neurologii jest różnicowanie demencji. Zastosowanie tomografii pozytonowej pozwala np. wykryć ogólne upośledzenie CMRGcl ze szczególnie nasilonymi zmianami w płatach ciemieniowych i skroniowych. Obraz taki, zwłaszcza u osób poniżej 65 roku życia pozwala z dużą pewnością rozpoznać chorobę Alzheimera na około 13 miesięcy przed spełnieniem kryteriów NINCDS-ADRDA. Oczywiście nie jest to obraz patognomoniczny. W różnicowaniu pomocne jest wyliczanie współczynnika mesocortex/neocortex, obserwacja intensywności metabolizmu glukozy w obszarach sensomotorycznych, kory wzrokowej, pnia mózgu i móżdżku. Obiecującym polem zastosowania PET w chorobie Alzheimera jest selekcja pacjentów do odpowiedniej farmakoterapii oraz monitorowanie efektów leczenia. Według niektórych autorów, PET jest najczulszym narzędziem różnicującym otępienie pochodzenia naczyniowego (np. multiinfarct dementia) od innych jego rodzajów. Pierwotna postępująca afazja – w obrazie PET widzimy obniżoną aktywność metaboliczną w płatach ciemieniowych i skroniowych po lewej stronie, przy normalnym obrazie prawe półkuli. Choroba Parkinsona – obraz PET zwykle charakteryzuje się wzmożonym metabolizmem glukozy w jądrach podstawy położonych po przeciwnej stronie w stosunku do strony po której występują objawy. W przypadkach z towarzyszącym otępieniem trudno jest na podstawie samego obrazu FDG-PET zróżnicować chorobę Parkinsona z chorobą Alzheimera. W badaniach z wykorzystaniem znakowanej dopaminy (FDOPA) uwidoczniono znacznie obniżone gromadzenie radioznacznika w istocie czarnej i prążkowiu. Znacznik ten jest także wykorzystywany do monitorowania efektów terapii. PET a Narodowy Fundusz Zdrowia. Badania pozytonowej tomografii emisyjnej finansowane są ze środków NFZ w ściśle określonych przypadkach (ustawa z dnia 27 sierpnia 2004r. o świadczeniach finansowanych ze środków publicznych. Dz.U. z dnia 27 września 2004r.): a) pojedynczego przerzutu o nieznanym punkcie wyjścia w celu lokalizacji guza pierwotnego, przy braku potwierdzenia rozpoznania lokalizacji ogniska pierwotnego innymi dostępnymi badaniami, b) pojedynczego guzka płuca w celu różnicowania pomiędzy guzem łagodnym i złośliwym przy braku rozpoznania innymi dostępnymi metodami, c) niedrobnokomórkowego raka płuca w celu przedoperacyjnej oceny zaawansowania, jeżeli inne badania nie dają jednoznacznej oceny stopnia zaawansowania, d) ziarnicy i chłoniaków nieziarniczych w celu wstępnej lub końcowej oceny skuteczności chemioterapii, wczesnego rozpoznania nawrotu, jeżeli TK nie daje jednoznacznej oceny stopnia zaawansowania, e) choroby wieńcowej w celu oceny zamrożonego mięśnia sercowego do precyzyjnego ustalenia wskazań/przeciwwskazań do rewaskularyzacji w przypadku braku jednoznacznych informacji z innych badań, f) przed transplantacją serca w celu wykluczenia nieodwracalnego uszkodzenia w wyniku procesu zapalnego w przypadku braku możliwości wykluczenia tego stanu w innych badaniach, g) padaczki w celu lokalizacji ogniska pierwotnego w przypadku braku możliwości zlokalizowania ogniska w innych badaniach, h) mięsaków tkanek miękkich w celu oceny skuteczności chemioterapii po dwóch kursach i wczesnego wykrycia nawrotu, i) raka piersi w celu przedoperacyjnej oceny zaawansowania w przypadku leczenia oszczędzającego przed biopsją, jeżeli MR wykazuje pojedyncze ognisko, j) raka jajnika w celu wczesnego wykrycia nawrotu, jeżeli inne badania nie dają jednoznacznej odpowiedzi co do oceny stopnia zaawansowania i rozpoznania nawrotu, k) raka tarczycy w celu lokalizacji ogniska nawrotu w przypadku wzrostu poziomu tyreoglobuliny, jeżeli inne badania nie pozwalają zlokalizować ogniska nawrotu, l) podejrzenia przerzutów do kości, jeżeli inne badania nie pozwalają zlokalizować ogniska nawrotu, m) planowania radioterapii radykalnej o modulowanej intensywności wiązki w celu oceny rozkładu żywotnych komórek nowotworowych, hipoksji, proliferacji guza, jeżeli inne badania nie pozwalają w przypadku braku możliwości dokonania takiej oceny w innych badaniach, n) radiochirurgicznego leczenia raka płuca o wczesnym stopniu zaawansowania w celu wykluczenia istnienia innych ognisk nowotworowych, jeżeli inne badania nie pozwalają ich zlokalizować.
Niestety Narodowy Fundusz Zdrowia nie przewidział refundacji diagnozowania choroby Parkinsona tą metodą.
Bibliografia: 1. Sandler MP, Coleman RE, Patton JA, Wackers FJTh, Gottschalk A. Diagnostic nuclear medicine. 2003. 2. Krzakowski M. Onkologia kliniczna. 2006. 3. Belohlavek O, Jaruskova M, Simonova K, Kantorova I. Atlas of Positron Emission Tomography. 2004. Dr. n.med. Andrzej Kołodziejczyk Lek. Med. Piotr Piwkowski |
