Radioizotopowa diagnostyka nowotworów Szczególne możliwości badania PET/CT z użyciem znakowanej glukozy Katarzyna Fronczewska-Wieniawska Małgorzata Kobylecka Leszek Królicki Zakład Medycyny Nuklearnej WUM II Letnia Szkoła Energetyki i Chemii Jądrowej
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
Slide 7 Układ do detekcji anihilacji fotonów gamma; impuls na wyjściu pojawia się tylko przy równoczesnej detekcji fotonów przez oba liczniki
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
Cyklotrony z przeznaczeniem do produkcji izotopów promieniotwórczych: - małe wymiary, - stosunkowa prostota w budowie i obsłudze, - niskie koszty eksploatacji, - duża niezawodność. Zautomatyzowane moduły do: - syntezy, - oczyszczania, - sterylizacji, - przygotowania próbki radiofarmaceutyku. Pomieszczenie szpitalne: - iniekcja radiofarmaceutyku, - 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) Badanie PET całego ciała ok. 20 minut.
18FDG PET - diagnostyka nowotworów W badaniu CT nowotwór zwykle jest wykrywany gdy osiągnie wielkość 10-100g lub 10 10-10 11 komórek Obecnie systemy PET mają rozdzielczość 0.4 1.0 cm, co odpowiada w przybliżeniu 0.1-0.5 1.0 g (lub 10 8 10 9 komórek) Ujemny wynik PET oznacza że: albo nie ma komórek guza, albo że jest ich mniej niż 10 7
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 bliznę i wznowę procesu nowotworowego, po leczeniu PET ocenia aktualny stopień zaawansowania choroby PET określa stopień odpowiedzi na leczenie farmakologiczne (odpowiedź metaboliczna występuje wcześniej niż morfologiczna)
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."
18FDG PET: gromadzenie fizjologiczne i patologiczne wnęka płucna serce wątroba Szpik kostny nerki jelita przerzut zapalenie stawu 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
Pojedynczy guzek płuca
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 Potencjalne znaczenie w planowaniu radioterapii Dokładna ocena obszaru naświetlania Optymalizacja dawki leczniczej Ograniczenie dawki w obrębie narządów sąsiadujących
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
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 są jednymi z najbezpieczniejszych. Pochłonięta dawka promieniowania jonizującego jak w klasycznych badań radiologicznych. Powikłania związane z podaniem radiofarmaceutyków - sporadyczne. Powikłania po podaniu środków kontrastowych (stosowanych w innych typach badań diagnostycznych) są znacznie większe.
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ