PET U KLINIČKOJ PRAKSI

ONKOLOGIJA KARDIOLOGIJA NEUROLOGIJA

DEFINICIJA POZITRONSKA EMISIONA TOMOGRAFIJA PET je tomografska tehnika koja prikazuje i meri trodimenzionalnu distribuciju radioaktivnosti na osnovu anihilacionih fotona koji potiču od radiofarmaka čiji su radionuklidi pozitronski emiteri. To je neinvazivna kvantitativna procena funkcije nekog organa odnosno biohemijskih procesa. • anihilacioni foton: γ foton (elektromagnetni talas)

energije 511 keV koji nastaje iz procesa anihilacije • pozitronski emiteri: radioaktivni izotopi koji pri

radioaktivnom raspadu emituju β + česticu

Prednosti pozitronske emisione tomografije PET u odnosu na „konvencionalnu“

scintigrafiju • bolja prostorna rezolucija (jasnije slike, veći broj

uočenih promena) • mogućnost apsolutne kvantifikacije ( kod

konvencionalne scintigrafije se radi semikvantifikacija tj. relativna kvantifikacija

• koristi značajno veći broj radiofarmaka koji su obeleženi radionuklidima čiji su atomi u sastavu ljudskog tela

18 F.... T ½ 110 min

PET SPECT emisija pozitrona (β+) emisija gama fotona bolja rezolucija 5mm manja rezolucija

skuplja mašina (sve češće spojena sa CT ili

MR)

jeftinija investicija (dvoglava ili troglava kamera je jeftinija od PET mašine; može

takođe biti spojena sa CT...SPECT/CT)

kraći poluživot radiofarmaka

duži poluživot radiofarmaka

razlike između dve vrste niklearnomedicinskih tomografskih studija

prva PET multidetektorska kamera konstruisana na MIT 1969. (Gordon L. Brownell i saradnici)

planarni sken koji pokazuje najveće nakupljanje RF na mestu tumora mozga

prva oprema koja koristi princip registracije pozitronske slike

konstrusio je Gordon L. Brownell (levo) 1962.

PET oprema sa 32 detektora u heksagonalnom rasporedu, koju su

konstruisali Phelps i Hoffman 1976. Tomograf sa cirkularno raspoređenim

detektorima od BGO, konstruisan na Institutu za neurologiju u Montrealu 1978.

PCR-II (1985), PET sa prstenastim fiksiranim detektorima od DGO konstruisan 1985.

Funkcijske slike mozga dobijene pomoću PCR-II. RF je obeleživač dopaminskih receptora 11 C -CFT i FDG obeleživač

metabolizma mozga

Blok detektor „jedinica“ od grupe dektora koji

koriste isto elektronsko kolo Jedinice su aranžirane u krug oko

pacijenta: detektuju „pravu koincidenciju“ (true coincidence)

Dobar PET detektor bi trebalo da ima • dobru zaustavnu moć za γ fotone od 511 keV tj. veliku gustinu • kratko vreme reakcije tj. brz fluoroscentni raspad • veliki broj svetlosnih fotona po MeV zaustavljene energije

scintilator (detektor) hemijsko ime

gustina kristala (g/cm3 )

vreme fluoroscentnog

raspada (ns) natrijumjodid NaI (Tl)∗ 3,67 230

bizmutgermanat Bi4Ge3O12 (BGO) 7,13 300 barijumfluorid BaF2 4,89 0,8

gadolinijum ortosilikat Gd2SiO5 (Ce) ∗ GSO 6,7 30-60

lutecijum ortosilikat Lu2SiO5 (Ce) ∗ LSO 7,4 40

∗ ( element koji „obogaćuje“ detektorski kristal i proizvodi scintilu )

Šematski prikaz rada CT PET tomografski preseci miokarda

Anihilacija: 18 F oslobađa pozitron iz jezgra i prelazi u 18 O; β+ se sudara sa e- iz tkiva, „stapa“ se s njim, gubi čestičnu prirodu; ta E energija dve čestice prelazi u E energiju dva γ fotona od 511 keV svaki

Indikacije za FDG-PET

• postavljanje osnovne dijagnoze posle uobičajenih dijagnostičkih postupaka

• „stejdžing“ maligne bolesti: na osnovu veličine i lokalizacije primarnog tumora i raširenosti metastaza određuje se klinički stadijum bolesti

• procena odgovora na terapiju kod lečenja tumora • „ristejdžing“: ako je stadijum maligne bolesti određen drugom

dijagnostičkim postupcima, PET, kao senzitivnija metoda, može preciznije da odredi raširenost i metaboličku aktivnost metastaza i primarnog tumora i na taj način da promeni prvobitni kilinički stadijum tumora bilo u niži bilo u viši klinički stadijum

• određivanje lokalizacije primarnog tumora ako pacijent ima u krvi povećane vrednosti tumorskih markera

• planiranje radioterapije

• 18FDG je analog glukoze • tumorske ćelije eksprimiraju povećan proj membranskih

transportera ( GLUT -1) • u tumorskom ćelijama je povećana aktivnost heksokinaze • 18FDG se prenosi u tumorske ćelije i fosforiliše se u 18 FDG-

6-PO4 (fluorodeoksiglukoza 6 fosfat) koji je negativno naelektrisan i biva zarobljen u tumorskoj ćeliji („trapped“)

• pošto je fluor u molekulu FDGa umesto OH- grupe u glukozi, ne podleže daljem metabolizmu uz pomoć aparata za metabolizam glukoze

• normalne ćelije i mnoge tumorske ćelije imaju nisku aktivnost glukozo-6-fosfataze te je defosforilacija mala

• 18FDG se nakuplja proporcionalno glikolizi • neka tkiva kao jetra ili primarni tumori jetre imaju nisku

glikolizu pa se na FDG skenu s vremenom ti tumori prikazuju kao mesta smanjene metaboličke aktivnosti („hladna“polja)

mehanizam nakupljanja 18FDG

priprema pacijenta za izvođenje PET (sken-a) „studije“ • gladovanje 4 do 6 sati pre studije: gladovanjem se smanjuje nivo

insulina u krvi i smanjuje se preuzimanje FDG u mišićima i masnom tkivu dovodeći do velike razlike između “backgrounda” (osnovne aktivnosti; aktivnosti u tkivu koje nije ciljno tkivo) i tumorskog tkiva pa se akumulacija RF bolje uočava u tumoru. Smanjuje se i aktivnost miokarda (smanjuje se nakupljanje FDGa u miokardu) pa se promene u medijastinumu jasno vide

• kofein smanjuje metaboličku aktivnost u miokardu jer prebacuje srčani metabolizam sa glukoze na masne kiseline

• izbegavanje povećane fizičke aktivnosti 24 sata pre studije • mirovanje posle davanja FDG • može da se da Benzodiazepin da se ne bi prikazalo braon masno

tkivo koje je ostatno embrionalno tkivo i služi za termoregulaciju • dobra hidracija pacijenta ( FDG se izlučuje mokraćom) • pacijent bi trebalo da mokri neposredno pre snimanja (može da se

da i diuretik da bi se mokraća iz povećane ili loše bešike što bolje ispraznila

radiofarmak mehanizam nakupljanja kliničke studije

2-[18F]-2 deoksiglukoza 18 FDG metabolizam glukoze

metabolizam mozga; matabolizam glikoze u

miokardu; detekcija tumora i procena

ćelijskog metabolizma tumora;

13NH3 perfuzija perfuzija srčanog mišića

15 O 2 metabolizam kiseonika moždani metabolizam kiseonika

11C metionin preuzimanje aminokiselina i proteina

studije sinteze proteina u tumoru

C15O zapremina krvi zapremina krvi u mozgu; zapremina krvi u srcu

Radijaciona doza koju pacijent prima u PET/CT studiji potiče iz radiofarmaka i iz eksternog izvora zračenja tj. rendgenske cevi kompjuterizovane tomografije ( kod PET/CT

se koristi niskodozni CT) Radijaciona doza koja potiče od FDGa je oko 2 × 10−2 mSv/MBq (ICRP podatak) ili

oko 3–4 mSv za aplikovanu aktivnost od 185 MBq.

Normalan PET sken

Brown fat tissue

frontalni presek CT / PET sken / fuziona slika PET/CT / PET sken

Normalan PET/ CT sken; frontalni (koronalni) preseci

SUVmax: može se definisati kao mera koncentracije radiofarmaka u zapremini (volumenu) od interesta [ROI ali u smislu zapremine jer je PET tomografska rekonstrukcija pa uzima u obzir 3. dimenziju] u odnosu na koncentraciju u ostatku tela.

Act VOI – aktivnost u zapremini VOI VOI - volumen od interesta Actadministered - aktivnost aplikovana pacijentu u PET studiji

Otkrivene metastaze u limfnim žlezdama vrata

Glava i vrat tumor nepoznatog primarnog porekla

metastaze u limfnim čvorovima vrata

Otkriven je primarni orofaringealni karcinom

Glava i vrat tumor nepoznatog primarnog porekla

otkriven orofaringealni karcinom

PET - 18FDG – povećano preuzimanje od strane primarnog tumora (karcinom leve strane vrata) i metastaza u jetri, kostima, kičmenim

pršljenovima.

nazofaringealni karcinom

Octobar 30 Jul 19

hemioterapija

+

radioterapija

PET scintigrami pre i 4 meseca posle radijacione terapije ukazuju na kompletnu remisiju

Pre 45Gy 76Gy

remisija

bez efekta

praćenje efekta radioterapije

Karcinom glave i vrata: kompletna remisija posle

hemioterapije (PET 18 FDG).

18F-FDG 11C-metionine MRI

ASTROCITOM niskog stepena maligniteta 18F-FDG nema akumulacije RF / 11C-metionin

intenzivna akumulacija RF u tumoru

neurologija

PET mozga / 18FDG i 11C-metionin u istog bolesnika - koronalni (prvi red) i sagitalni preseci (drugi red): nakupljanje FDG u tumoru (levo, strelice) ne razlikuje se od fiziološkog, a metionin (desno) se u tumoru nakuplja daleko

intenzivnije nego u okolnom moždanom tkivu (anaplastični oligodendrogliomom).

18F-FDG 11C-metionin MRI metastaze u mozgu (non small cell lung carcinoma)

18F-FDG

11C-metionin

MRI

neurocisticerkoza

RADIJACIONA NEKROZA 11C-metionin

T/N 1.77 (1)

MRI 18F-FDG PET

gliom visokog stepena maligniteta

MRI 18F-FDG PET

gliom niskog stepena maligniteta (praktično bez FDG nakupljanja)

anaplastični astrocitom

MRI

18F-FDG 11C- metionin

Glioblastom

MRI 18F-FDG 11C-metionin

18F-FDG 11C-metionine MRI

Astrocitom niskog stepena maligniteta

18F-FDG 11C- metionin

gangliogliom

MRI

2000. 9.

1997. 2.

Alchajmerova bolest

Smanjen metabolizam u oba parijetalna lobusa smanjen metabolizam mozga u posterironim partijama parijetalnog režnja obostrano, više levo

Posle opearcije Pre operacije

recidiv tumora

Tumor visokog stepena maligniteta sa zonom nekroze u kojoj izostaje nakupljanje RF

11C-methionine PET MRI

PET / 18FDG – karcinom gornjeg režnja desnog plućnog krila.

metastaza tumora mozga u plućima (FDG)

Muškarac, 47 godina; dg: Status post thyreoidectomiam totalis pp carcinoma medullare gl. thyreoideae; MR: limfni čvorovi vrata do 15mm; CT nalaz: lgl

jugulodigastrično levo 16mm, desno 12 mm, medijastinum aortopulmonalno 23mm, paraaortalno 10mm; nivo kalcitonina 45 ng/ml; 18 FDG PET/CT lgl jugularno levo;

nalaz pomoću petavalentne DMSA [99m Tc (V)DMSA] negativan

Hurthlle cell karcinoma pre opearcije ( jedna od histološkuh formi diferentovanog karcinoma

štitaste žlezde)

Žena, 80 godina, dg: Status post thyreoidectomiam totalis ( op: 2008.) pp ca medullare glandulae thyreoideae; Sumnja i na papilarni tireoidni karcinom. 18 FDG PET/CT

nalaz: povećano nakupljanje RF u limfnim čvorovima gornjeg medijastinuma i hilusu pluća; SUVmax 3 do 11,9

Žena, 59 godina, dg: Neoplasma lobi superioris pulmonum dextri; patohistološki: karcinom pluća velikih ćelija sa neuroendokrinom diferencijacijom; imunohistohemijski: tumor pozitivan na sinaptofizin ( ++) i hromogranin A( ++); na CT tumor veličine 87x82 mm; 18 FDG PET/CT nalaz: Tu promena 11cm x 8.7 cm, centralno nekrotična promena,

ivično pojačano vezuje SUVmax 21-41

Žena, 32 godine; dg: St. post resectionem ilei pp NET gr II (dobro diferentovani); patohistološki nalaz: tumor 22mm + 2 limfne metastaze; karcinoidni aspekt

citomorfologije; Ki15% nekroza masivna; IHH: CgA ( -);Syn(+++);S100(+++) Ser( -); somatostatin( -); CD17(-); cd34 (+/-); desmin(-); dobro diferentovan NET G2; T2N1M2/6

18 FDG PET/CT nalaz: povećano nakupljanje RF SUVmax 7,8 retrovezikalno (neprecizno zbog aktivnosti u mok. bešici)

Muškarac, 29 godina; dg: NEN pancreatis mestastatica G2...G3; MR: multiple metastaze jetre i retroperitonelano desno; 18 FDG PET/CT nalaz: Povećan

metabolizam glukoze u tumoru, retroperitonealno i jetri; SUVmax 3.8 u tumoru a u jetri 5.7; na slici sa 99m Tc tektrotidom se vide multiple zone intenzivne

akumulacije RF koji ukazuju da metastaze NENa eksprimiraju veliki broj somatostatinskih receptora ( SSR)

tektrotid

PET / 18FDG – karcinom donjeg režnja desnog plućnog krila sa metastazama u nadbubrežne žlezde, limfne žlezde vrata i jetru.

karcinom pluća

desna pneumonektomija; bol u ramenu.

metastaza karcinoma pluća u mozgu otkrivena neočekivana metastaza u levom humerusu

metastaze karcinoma pluća u mozgu

karcinom pluća

porast CEA (karcinomski embrionalni antigen); CT nalaz negativan

karcinom kolona

metastaze karcinoma kolona

karcinom cerviksa 41 godišnja žena sa recidivom karcinoma

cerviksa uterusa i metastazama u limfniom čvorovima. „Whole

body“ PET slike pokazuju brojne zone intenzivnog nakupljanja FDGa u

levostranim supraklavikularnim limfnim čvorovima, medijastinalnim limfnim

čvorovima, aortnim i ilijačnim LČ, kao i u recidivu karcinoma (debela sterlica). Recidiv tumora i intrapelvični limfni

čvorovi su na bipsiji potvrdili metastaze tumora.

B

A

karcinom cerviksa

FDG- PET slike 54-godišnje žene sa recidivom karcinoma cerviksa. A. metastaze u plućima (strelica) i recidiv u vaginalnoj „manžetni“ (trouglasta strelica). B.

posle hemioterapije ne prikazuje se patološka akumulacija FDG

A

A

A

B

B

B

posle hemoterapije

(14.12.2014.)

pre hemioterapije

(25. 7. 2001.)

recidiv (16.4. 2016.)

Karcinom cerviksa : recidiv u supraklavikularnim LČ desno i LČ medijastinuma

Recidiv

B1

B2

B3 A

Sarkom uterusa

52 godošnjina žena sa primarnim sarkomom uterusa.Whole body (A) PET sken celog tela i ciljani preseci (B1:koronalni B2:aksijalni B3:sagitalni) FDG-PET images show fokalno povećano nakupljanje u tumorskoj masi u maloj karlici

A

B 2

B 3 B 1

A B

Karcinom vulve

11C-metionine PET u recidivu karcinoma jajnika

CT

FDG PET

Urinarna aktivnost u bešici

11C-metionin PET

PET / 18FDG – zone pojačanog nakupljnja u tumoru adneksa desno (karcinom jajnika) i metastazama u paraaortalnim limfnim žlezdama,

jetri, plućima i supraklavikularnim limfnim žlezdama

karcinom jajnika PET sken i transverzalni presek na CT

PET / 18FDG – karcinom desne dojke sa metastazama u regionalnim limfnim žlezdama