MOŽNOSTI ZOBRAZENÍ NÁDORŮ UROGENITÁLNÍHO TRAKTU POMOCÍ ¹⁸FDG-PET/CT

Souhrn

Hybridní systém zobrazení PET/CT, jehož rozvoj nastal počátkem tohoto desetiletí, skýtá možnost fúze anatomického zobrazení pomocí výpočetní tomografie a zobrazení metabolické aktivity nosiče značeného radionuklidem s β⁺-rozpadem (nejčastěji je využíván izotop fluoru ¹⁸F s poločasem rozpadu 110 minut). Subsystém výpočetní tomografie ne­slouží jen k prostému CT-vyšetření, ale je využíván i v rekonstrukčním algoritmu dat PET pro takzvanou korekci atenuace, to znamená vyrovnání zeslabení aktivity hluboko uložených struktur vyvolaného absorpcí záření ve tkáních. Autoři popisují z vlastní praxe metodiku vyšetření, včetně přípravy pacienta, aplikace radiofarmaka, akvizice a rekonstrukce CT- a PET-dat a jejich vyhodnocení. Dále popisují využití ¹⁸FDG-PET/CT pro detekování nádorů vývodného močového systému, varlat, prostaty a nádorů hemato­onko­logických a hodnotí vhodnost a přínosnost vyšetření v těchto indikacích. Při správné indikaci k vyšetření pomocí ¹⁸FDG-PET/CT, lze i přes vysoké náklady na vyšetření dosáhnout jak výrazného medicínského přínosu, tak ekonomické úspory v nákladech na onkologickou terapii.

KLÍČOVÁ SLOVA:
nádory ledvin, vývodné cesty močové, prostata, hematoonkologické nádory, pozitronová emisní tomografie, výpočetní tomografie

ÚVOD

Koncept hybridního zobrazení pomocí po­zitronové emisní tomografie (PET) a vý­početní tomografie pochází z 2. poloviny 90. let minulého století. První systém spojující obě modality (PET/CT) v jediný pří­stroj byl uveden do provozu v roce 1998, komerční výroba PET/CT-skenerů se datuje od roku 2001. V krátké době zaujaly hybridní systémy většinu trhu PET a nové instalace jsou obsazovány prakticky jen hybridními systémy.

PET je způsob zobrazení, který využívá β⁺-rozpadu některých radionuklidů, z nichž je nejvíce využíván izotop fluoru ¹⁸F s polo­časem rozpadu 110 minut, ostatní izotopy mají velmi krátký poločas a jsou k běžné diagnostice nevhodné. Rozpadem vzniká kromě neutrina kladně nabitá částice po­zitron, který ve velmi krátké době a v krát­ké vzdálenosti od mateřského atomu reaguje s elektronem. Takzvanou anihilací vzniká dvojice kvant gama záření o energii 511 keV (v porovnání Roentgenovo záření se pohybuje na energetické hladině kolem 70 keV - zkřížená registrace emisního zá­ření jedním detektorovým systémem vzhledem k diametrální odlišnosti energií proto není možná). Charakteristickou vlastností takto vzniklého záření je, že se šíří navzájem pod úhlem 180°, toho využívá tak­zvaný koincidenční způsob registrace de­tektorovou soustavou. PET-subsystém je u moderních přístrojů vybaven vysoce citli­vý­mi detektory vyrobenými z lutecium-orto­silikátu (LSO) umístěnými na statickém gantry po celém obvodu 360°. Materiál detektorů je citlivý k vysokoenergetickému gama záření vznikajícího anihilací.

Pomocí PET je možno získávat informace o metabolických přeměnách ve zdravé a patologické tkáni. Nejčastěji vy­užívaným nosičem pro PET je ¹⁸F-deoxy­glu­kóza (¹⁸F-FDG), která je analogon glukózy a díky vzájemné kompetici umožňuje ma­po­vat glykolytickou aktivitu ve tkáních [1,2]. Dalšími méně užívanými a špatně komerčně dostupnými nosiči jsou Na¹⁸F (kostní metabolizmus), ¹⁸F-thymidin (proli­ferace buněk), ¹⁸F-cholin (metabolizmus prostatické tkáně) a jiné. Tkáňový transportér přenáší ¹⁸F-FDG do buňky, v níž je hexokinázou fosforylována na ¹⁸F-FDG-6-P. Nemůže však dokončit glykolýzu, a protože v patologických tkáních, především v ná­dorových buňkách je nízká aktivita glukózo-6-fosfatázy, hromadí se v nich. Pa­to­logická tkáň je tak zdrojem koinciden­č­ního záření vznikajícího rozpadem ¹⁸F.

Pro ¹⁸F-FDG je charakteristický vysoký metabolický obrat. Fyziologicky se ¹⁸F-FDG hromadí v mozku, srdečním svalu, játrech a ledvinném parenchymu. Z nádorových tkání vykazují nejvyšší obrat ¹⁸F-FDG vyso­ce maligní lymfomy, melanoblastom, kolo­rektální karcinom a skvamózní karcinomy, vysokou většinu nádorů pankreatu, nádory varlete, bronchogenní karcinom a také většina renálních karcinomů, nízká aktivita je typická pro mucin produkující nádory a pro karcinom prostaty [1-4,6,13]. Pro zobrazení ledvin a močových cest a díky probíhající renální clearance také v dutém systému ledvin, močovodech a močovém měchýři. Důležitou skutečností je, že pro definitivní hodnocení sekundárního nádo­ro­vého postižení mozku a mozkových plen je bezpodmínečně nutné vyšetření mozku zobrazením magnetickou rezonancí (MRI), které zahrnuje postkontrastní T1-spin-echo-sekvenci s použitím faktoru magnetizačního posunu (T1 SE MTC).

CT-vyšetření je možno provést zcela plnohodnotně jako u samostatných CT-pří­strojů. Zkřížená registrace emisního záření jedním detektorovým systémem vzhledem k diametrální odlišnosti energií není mož­ná. Pokud je integrován do hybridního ske­neru multidetektorový přístroj, je mož­né využít všech jeho předností včetně fázo­vé­ho zobrazení či provedení CT-angiografie.

Základní ideou zobrazení PET/CT je fúze anatomického zobrazení pomocí výpočetní tomografie a zobrazení metabo­lické aktivity nosiče značeného radionuklidem s β⁺-rozpadem. Subsystém výpočetní tomografie neslouží jen k prostému CT-vyšetření, ale je využíván i v rekonstrukčním algoritmu dat PET pro takzva­nou korekci atenuace, to znamená vyrov­nání zeslabení aktivity hluboko uložených struktur vyvolaného absorpcí záření ve tkáních.

METODIKA VYŠETŘENÍ

Vyšetření provádíme na 16řadém systému Biograph 16 (Siemens, Erlangen/Knox­ville, Německo/USA) vybaveném detektory LSO v souosém systému integrovaného PET- a CT-gantry.

Příprava nemocného

Nemocný před vyšetřením lační, může pít jen neslazené nápoje. U nemocných, kteří trpí diabetem, je třeba glykémii kompenzovat do hodnoty 10 mmol/l, aby se mohla uplatnit kompetice ¹⁸F-FDG a glukózy. Bezprostředně před aplikací ¹⁸F-FDG je glykémie změřena [1,2].

Aplikace radiofarmaka

Intravenózně je aplikována ¹⁸F-FDG o akti­vitě kolem 400 MBq (v závislosti na hmotnosti), následuje akumulační fáze 60 mi­nut, kdy nemocný v klidu leží na lůžku, aby mohla ¹⁸F-FDG vstupovat jen do tkání se zvýšeným metabolizmem glukózy. Svalový tonus a eventuelní pohyb zvyšuje nechtěnou akumulaci ¹⁸F-FDG v příčně pruhované svalovině. Během akumulační fáze pro­bíhá perorální příprava, kdy nemocný frakcionovaně pije 1 000 ml osmoticky aktivní vodný roztok cukerného alkoholu manitolu v koncentraci 2,5 %.

Akvizice a rekonstrukce CT-dat

Pro akvizici dat je využita kolimace 16 ×× 0,75 mm s posunem stolu 18 mm/rot, při periodě rotace gantry 500 ms. Pokud není kontraindikací intravenózní aplikace jodo­vé kontrastní látky, je vyšetření provedeno jako postkontrastní. Dvoupístovým pře­tla­kovým injektorem aplikujeme 100 ml neiontové jodové kontrastní látky s koncentrací nejméně 350 mgI/ml průtokem 3 ml/s s proplachem 50 ml fyziologického roztoku. Při vyšetření z indikace nádor ledviny je vyšetření provedeno dvoufázově v arteriální a venózní fázi, abychom mohli využít všech výhod multidetektorové výpo­četní tomografie v zobrazení nádoru ledviny i jeho vaskularizace. Data jsou rekonstruována v poli 700 mm pro korekci atenuace PET-dat a dále v poli 420 mm pro zobrazení trupu pomocí tenkých řezů šíře 1 mm a algoritmem rekonstrukce pro měkké tkáně a pro HRCT. Rozsah vyšet­ření se volí od báze lební po proximální třetinu stehen.

Akvizice a rekonstrukce PET-dat

Akvizice emisního PET-skenu probíhá v několika úrovních (tzv. postelích z angl. „bed position“) v pozicích o šíři 15 cm. V jedné pozici jsou načítána data 3 minuty, celý sken obsahuje 7 pozicí, tedy při­bližně 21 minut. Souběžně jsou rekonstruována data s korekcí atenuace a následně potom data nekorigovaná.

Hodnocení

Hodnocení hybridního zobrazení provádí v součinnosti zkušený radiolog a lékař nuk­leární medicíny. Jsou detekovány fokusy hypermetabolizmu a úroveň jejich aktivity, ložiska jsou anatomicky lokalizována v 3D-prostředí softwaru pro fúzi CT- a PET-dat. CT pomáhá jednak lokalizovat fokusy patologické akumulace ¹⁸F-FDG, také však slouží k odlišení fyziologické akumulace. Samotné CT-vyšetření zahrnuje hodnocení parenchymových orgánů, jako jsou ledviny, játra, slezina, pankreas, dále cévní soustava, mediastinum a retro­peritoneum, vývodné cesty močové. Pro hodnocení plicních ložisek a intersticia a pro zobrazení kostních změn je využita rekonstrukce dat CT-algoritmem pro vysoké rozlišení (HRCT).

NÁDORY LEDVIN

Akumulace ¹⁸F-FDG je v tkáních renálního karcinomu vysoká, vzhledem k vysokému obratu zdravé tkáně ledviny, je izolované hodnocení PET velmi obtížné. Protože je však k dispozici vynikající zobrazení po­mocí multidetektorového CT, které má samo o sobě velmi vysokou senzitivitu k detekci renálního karcinomu a stagingu lokální invaze a zahrnuje i zobrazení funkč­ních perfuzních změn nádoru a ledviny, je možno velmi dobře detektovat jak nádor, tak jeho hypermetabolickou tkáň a avitální či cystoidní komponentu.

PET přináší zásadní informace o po­sti­žení retroperitoneálních uzlin, při němž mohou být přítomny metastázy i v uzlinách velikosti pod 10 mm, které by byly dle CT pod kritériem velikosti metastatického postižení. Velmi vhodnou indikací se zdá restaging a zejména podezření na mnoho­četnou generalizaci do skeletu a plic [3-8].

NÁDORY VÝVODNÉHO SYSTÉMU MOČOVÉHO

V nádorové tkáni z přechodního typu epitelu močových cest se vysoce akumuluje ¹⁸F-FDG, ale při vylučování nosiče do moči je aktivita nádorové tkáně překryta vysoce aktivním pozadím moči. ¹⁸F-FDG PET/CT je však možné s výhodou použít k restagingu onemocnění, především v de­tekci retroperitoneálních a pánevních metastáz v mízních uzlinách [9,10].

NÁDORY PROSTATY

Vzhledem k nízké akumulaci ¹⁸F-FDG v primárním ložisku i v metastatických fokusech je možnost použití PET/CT vý­raz­ně limitována, slibným může být v jiný no­sič ¹⁸F-cholin, jak ukazují některé experimentální práce[13].

NÁDORY VARLETE

Velmi vysoká akumulace ¹⁸F-FDG ve všech typech nádorů varlete je značnou výhodou pro využití 188F-FDG PET/CT v primárním stagingu onemocnění i v restagingu. Významným může být také hodnocení účinku chemoterapie, protože je možno zaznamenat účinnost probíhající léčby na vitalitu nádorové tkáně. Pokud se upro­střed cyklů nedostaví, snížení metabolické aktivity metastáz je nutné předpokládat její nedokonalý účinek. Pro definitivní restaging po terapii je nutné nemocného vyšetřit nejméně 3 měsíce po ukončení poslední radioterapie či chemoterapie [11,12].

NÁDORY HEMATOONKOLOGICKÉ

Jako ve všech ostatních lokalizacích výskytu nonhodgkinských lymfomů i maligního lymfogranulomu, tak i při postižení ledvin lymfomy je plně indikováno zobrazení ¹⁸F-FDG PET/CT k primárnímu stagingu, hodnocení odpovědi na terapii, definitivnímu restagingu po terapii, i podezření na relaps onemocnění[1,2].

ZÁVĚR

¹⁸F-FDG PET/CT je velmi nová diagnostická zobrazovací modalita, která v sobě zahrnuje koncepci vysokorozlišovacího přístupu radiodiagnostiky a molekulárního konceptu zobrazování, zastoupeného metodou nukleární medicíny. U nádorových one­moc­nění PET/CT-vyšetření je možné indi­ko­vat jako jediné celotělové vyšetření místo ultrazvukového vyšetření a samotného CT-vyšetření břicha, pánve, retroperitonea a plic, zdůrazňujeme, že plně hodnotné CT-vyšetření je součástí tohoto zobrazení a je nutné je také kvalitně hodnotit radiologem s vysokým stupněm zkušeností s hodnocením CT.

Vysoká cena jediného vyšetření může být ve správných indikacích ve svém důsledku nejen medicínským přínosem, ale může snížit i ekonomické náklady na onkologickou terapii a na zobrazovací metody.

V současnosti je optimální indikací na 16řadém systému PET/CT-staging, resta­ging a hodnocení odpovědi na terapii u nádorů varlat, staging u uroteliálních karcinomů s podezřením na metastatické postižení uzlin a skeletu, restaging karcinomu renálního s podezřením na genera­lizaci do skeletu a jeho primární staging při hraničně operabilních nádorech a také podezření na postižení ledvin lymfomem. Pro staging a restaging karcinomu pros­taty není zatím PET/CT pomocí ¹⁸F-FDG vhodným vyšetřením.

doc. MUDr. Jiří Ferda, Ph.D.^1,2

MUDr. Eva Ferdová^1,2

prim. MUDr. Jan Záhlava¹

doc. MUDr. Milan Hora, Ph.D.³

MUDr. Miroslava Schützová⁴

¹oddělení nukleární medicíny FN Plzeň-Lochotín

²Radiodiagnostická klinika LF UK a FN Plzeň

³Urologická klinika LF UK a FN Plzeň

⁴hematoonkologické oddělení FN Plzeň