Radioizotopowa diagnostyka nowotworów Szczególne możliwości badania PET/CT z użyciem znakowanej glukozy

Transkrypt

1 Radioizotopowa diagnostyka nowotworów Szczególne możliwości badania PET/CT z użyciem znakowanej glukozy Katarzyna Fronczewska-Wieniawska Małgorzata Kobylecka Leszek Królicki Zakład Medycyny Nuklearnej WUM

2 Medycyna nuklearna Dział medycyny zajmujący się wykorzystaniem otwartych źródeł promieniowania jonizującego w badaniach diagnostycznych i leczeniu. Definicja WHO

3 Schemat badania radioizotopowego

4

5 Struktura versus funkcja kwestia życia lub śmierci żywy martwy

6 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

7 Metoda PET oparta jest na zjawisku anihilacji elektronu i pozytonu, prowadzącym do zmiany ich masy na energię, emitowaną w postaci kwantów gamma

8 Slide 8 Układ do detekcji anihilacji fotonów gamma; impuls na wyjściu pojawia się tylko przy równoczesnej detekcji fotonów przez oba liczniki

9

10 Główna zaleta PET wynikająca z podstaw biologicznych Radioizotopy/radiofarmaceutyki pozwalają śledzić in vivo procesy biochemiczne, bez ich zakłócenia ( 11 C, 13 N, 15 O, 18 F ) Główne ograniczenie PET wynikające z podstaw fizycznych Stosowane radioizotopy mają bardzo krótki okres półtrwania: 11 C= 20 min 13 N= 10 min 15 O= 2 min, 18 F = 110 min

11 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.

12

13 PET/CT Biograph (Siemens) Brownell, Sweet, Aronow 1953

14 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.

15

16 18FDG PET - diagnostyka nowotworów W badaniu CT nowotwór zwykle jest wykrywany gdy osiągnie wielkość g lub komórek Obecnie systemy PET mają rozdzielczość cm, co odpowiada w przybliżeniu g (lub komórek) Ujemny wynik PET oznacza że nie ma komórek guza albo jest ich mniej niż 10 7

17 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

18 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).

19 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

20 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

21 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."

22 Krew tętnicza - 18FDG PUŁAPKA METABOLICZNA!!! Zewnątrzkomórkowe FDG wewnątrzkomórkowy FDG-6-P wewnątrzkomórkowe FDG Krew żylna FDG FDG

23 18FDG PET: gromadzenie fizjologiczne i patologiczne wnęka płucna serce wątroba Szpik kostny nerki jelita przerzut zapalenie stawu pęcherz moczowy

24 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)

25

26 Pojedynczy guzek płuca

27 Rak płuc - meta

28 Rak płuc - meta

29 Pojedynczy guzek płuca

30 Rak jelita grubego - zmiana pierwotna i zmiany ogniskowe w wątrobie

31 Rak jajnika zmiany przerzutowe do sieci i wątroby

32 Chłoniak Hodgkina - ocena przed i po leczeniu

33 Rak jelita grubego przerzuty do kości

34 Rak jelita grubego przerzuty do kości

35 Czerniak

36 Chłoniak

37 Chłoniak

38 PET/CT - planowanie radioterapii Potencjalne znaczenie w planowaniu radioterapii Dokładna ocena obszaru naświetlania Optymalizacja dawki leczniczej Ograniczenie dawki w obrębie narządów sąsiadujących

39 PET/CT - planowanie radioterapii CT PET/CT Terapia zaplanowana przy użyciu CT Terapia zaplanowana przy użyciu PET/CT Fazio et al. Institute H San Raffaele, Milano

40 PET/CT - planowanie radioterapii Obszar czerwony: Target volume zaplanowany przy użyciu CT Obszar żółty: Target volume zaplanowany przy użyciu FDG-PET

41 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

42

43 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.

44 Niemal każde działanie człowieka związane jest z ryzykiem

45 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ