PET CAMERA. Κύκλοτρο δίπλα σε εγκατάσταση PET

Transcript

1 PET Camera

2 PET CAMERA Κύκλοτρο δίπλα σε εγκατάσταση PET

3 Αρχή Λειτουργίας PET Το ποζιτρόνιο που εκπέμπεται από κάθε ραδιονουκλίδιο εξουδετερώνεται από ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο των ιστών παράγοντας ένα ζεύγος φωτονίων γ ενέργειας 511 kev. β + +e - 2γ (Εγ=511keV) Τα δυο φωτόνια εκπέμπονται με αντίθετη διεύθυνση και η μεταξύ τους γωνία είναι 180 ο.

4

5 Τα δυο φωτόνια ανιχνεύονται από αντιδιαμετρικούς ανιχνευτές. Στις ΡΕΤ cameras χρησιμοποιούνται εκατοντάδες έως χιλιάδες ανιχνευτές, σε κυκλικούς, εξαγωνικούς ή οκταγωνικούς δακτυλίους και σε αντιδιαμετρική σύνδεση μεταξύ τους.

6 Ραδιονουκλίδια που χρησιμοποιούνται και χρόνος ημιζωής Ραδιονουκλίδιο Χρόνος Ημιζωής 11 C 20,4 min 13 N 10 min 15 O 2 min 18 F 110 min 68 Ga 68 min 82 Rb 75 sec

7 Ραδιοφάρμακα Fluorodeoxyglucose ( 18 FDG - Επισημασμένο ανάλογο της γλυκόζης, προσλαμβάνεται από τα κύτταρα και φωσφορυλιώνεται από την εξοκινάση, δεν μεταβολίζεται περαιτέρω). Επισημασμένα ανάλογα αμινοξέων ( 11 C-L-methionine, 18 F- fluoroalanine). Επισημασμένα ανάλογα βάσεων του DNA ( 11 C-thymidine, 18 F- adenosine, 18 F-fluorodeoxuridine, 18 F-ethyluracil). 15 O-H 2 O, 62 Cu-PTSM (εκτίμηση αιματικής ροής). 18 F-fluoromisonidazole (υποξία). 18 F-β-estradiol (απεικόνιση οιστρογονικών υποδοχέων). Επισημασμένα χημειοθεραπευτικά φάρμακα ( 18 F-fluorouracil, 13 N-cisplatin, 11 C-ethonal).

8 Ποζιτρονιακή τομογραφία (PET) Το πλέον αναπτυσόμενο πεδίο της Πυρηνικής Ιατρικής 80% των εξετάσεων αφορούν ογκολογικούς ασθενείς

9 Τα στάδια της διαδικασίας 1. Παραγωγή του ραδιονουκλιδίου σε κύκλοτρο 2. Σύνθεση ραδιοφαρμάκου κατάλληλου για εξέταση 3. Ποιοτικός έλεγχος 4. Ενδοφλέβια χορήγηση του ραδιοφαρμάκου 5. Τοποθέτηση του εξεταζόμενου στην PET camera 6. Λήψη δεδομένων 7. Επεξεργασία και ερμηνεία των αποτελεσμάτων

10 Τεχνική PET σπινθηρογραφήματος ιστορικό, κλινικοεργαστηριακά δεδομένα/σακχαρώδης διαβήτης, ψυχοκινητική εκτίμηση, σωματομετρικά δεδομένα ο ασθενής είναι νηστικός από το προηγούμενο βράδυ (8 12 ώρες) τιμή σακχάρου αίματος <150mg/dl καλή ενυδάτωση του εξεταζομένου (1,5lt υγρών την προηγούμενη μέρα και πάνω από 750ml την ημέρα της εξέτασης) δόση 18 FDG ΜΒq χορήγηση φουροσεμίδης (παιδιά ενδοπυελικές μάζες) ενδοφλέβια χορήγηση σε ήσυχο περιβάλλον απόλυτη ακινησία του εξεταζομένου μετά τη χορήγηση/διαζεπάμη απεικόνιση 60 90min μετά τη χορήγηση ούρηση πριν την έναρξη της σπινθηρογράφησης καθετηριασμός της ουροδόχου κύστης σε περίπτωση ύποπτης ενδοπυελικής μάζας έναρξη της σπινθηρογραφικής απεικόνισης από τους μηρούς προς το κεφάλι (σε απλή PET απεικόνιση τα χέρια τοποθετούνται στο πλάι του κορμού, ενώ σε PΕΤ/CT απεικόνιση τοποθετούνται τεντωμένα πάνω από το κεφάλι)

11 Κλινικές Εφαρμογές της PET στην Ογκολογία Οι εφαρμογές της ποζιτρονικής τομογραφίας στην ογκολογία αποτελούν το 80% ή και περισσότερο των εφαρμογών της και περιλαμβάνουν: την πρώιμη διάγνωση τη σταδιοποίηση την επανασταδιοποίηση τη διάγνωση υποτροπής τη δ.δ. βιώσιμου από νεκρωμένο όγκο (ουλώδη ιστό) την εκτίμηση του βαθμού κακοήθειας την εκτίμηση της ανταπόκρισης στη θεραπεία Τελικά η ποζιτρονιακή τομογραφία επιφέρει αλλαγή της θεραπευτικής αγωγής περίπου σε έναν στους τρεις ογκολογικούς ασθενείς (Czernin J, et al, Ann Rev Med, 2002).

12 Απεικόνιση Όγκων με PET-camera Tα νεοπλασματικά κύτταρα έχουν: αυξημένο ρυθμό γλυκόλυσης, αυξημένη πρωτεϊνοσύνθεση, αυξημένο ρυθμό πολλαπλασιασμού σύνθεσης DNA, αυξημένη αιματική ροή, συχνά εμφανίζουν υποξία και έχουν ειδικούς υποδοχείς ή χαρακτηριστικά αντιγόνα συγκεντρώνουν εκλεκτικά την 18 FDG. ιδιαίτερα χρήσιμη είναι η εφαρμογή ποσοτικής/ημιποσοτικής ανάλυσης (υπολογισμός SUV ή SUVmax). Τιμές SUV > 1 χαρακτηρίζουν του ραδιοφαρμάκου την αυξημένη συγκέντρωση

13 Φυσιολογική Απεικόνιση με 18 FDG-PET

14

15

16 Αρθραλγία - φυσιολογική απεικόνιση

17 Καρκίνος του Πνεύμονα δ.δ. μονήρους όζου (ευαισθησία μέχρι 91-96%, ειδικότητα 80%, ακρίβεια 82%) Σταδιοποίηση καρκινώματος - ανίχνευση μεταστάσεων (ευαισθησία 83%, ειδικότητα 92%, ακρίβεια 90%) Αξιολόγηση της ανταπόκρισης στη θεραπευτική αγωγή (ευαισθησία 94%, ειδικότητα 90%) Έλεγχος της υποτροπής - δ.δ. υπολειπόμενης μάζας (ευαισθησία 100%, ειδικότητα 92%, ακρίβεια 96%) Τροποποίηση της αγωγής στο 37% των ασθενών

18 Καρκίνος πνεύμονα

19 Καρκίνος πνεύμονα

20 Καρκίνος πνεύμονα

21 Καρκίνος πνεύμονα

22 Καρκίνος πνεύμονα

23 Ποσοτική επεξεργασία

24 Όγκοι Εγκεφάλου ( 18 FDG, 11 C-l-μεθειονίνη, 18 FLT, 18 FET) Η πρόσληψη της 18 FDG είναι ανάλογη του βαθμού κακοήθειας. To PET σπινθηρογράφημα συμβάλει στην εκτίμηση του βαθμού κακοήθειας του όγκου, στην επιλογή της καταλληλότερης θέσης για βιοψία, στην πρόγνωση του ασθενή, στην αξιολόγηση της ανταπόκρισης στη θεραπεία και στη δ.δ. της υπολειπόμενης μάζας. Ευαισθησία 94% και ειδικότητα 77% για το χαρακτηρισμό της βλάβης, ευαισθησία 82% και ειδικότητα 83% για την εκτίμηση της ανταπόκρισης στην αγωγή μεταβολή της θεραπείας στο 31% των ασθενών.

25 Όγκος εγκεφάλου ( 18 FDG)

26 Όγκος εγκεφάλου ( 18 FET)

27 Γλοιοβλάστωμα ( 18 FET-σχεδιασμός ακτινοθεραπευτικού πεδίου)

28 Διπολικό αστροκύττωμα

29 Όγκος εγκεφάλου επιληπτικές κρίσεις ( 18 FET)

30 Όγκος εγκεφάλου

31 Μηνινγκίωμα

32 Λεμφώματα Διάγνωση της νόσου και σταδιοποίησηεπανασταδιοποίηση Διάγνωση υποτροπών και αξιολόγηση της θεραπείας δ.δ. νεοπλασματικού και νεκρωμένου ιστού Απαιτείται ένα αρχικό 18 FDG-PET αναφοράς για μετέπειτα σύγκριση

33 Λεμφώματα Διάγνωση και σταδιοποίηση Ευαισθησία 90% Ειδικότητα 93% Έλεγχος υποτροπών Ευαισθησία 87% Ειδικότητα 93% Ανταπόκριση στην θεραπεία Ευαισθησία 90% Ειδικότητα 93%

34 Λέμφωμα Hodgkin s (φυσιολογικό)

35 Λέμφωμα Hodgkin s

36 Λέμφωμα Hodgkin s

37 Λέμφωμα Hodgkin s

38 Λέμφωμα Hodgkin s

39 Non Hodgkin s λέμφωμα

40 Καρκίνος μαστού ( 18 FDG, 11 C-μεθειονίνη, 18 F-ανάλογα οιστρογόνων) Η PET απεικόνιση σε ασθενείς σε Ca μαστού συμβάλλει: στη διαφορική διάγνωση μεταξύ καλοήθων και κακοήθων βλαβών, ιδίως σε περιπτώσεις ευμεγέθων μαστών, εμφυτευμάτων σιλικόνης ή μετά από θεραπευτική αγωγή για καρκίνο του μαστού στη σταδιοποίηση της νόσου στην αξιολόγηση του θεραπευτικού αποτελέσματος μετά από αγωγή («flare» φαινόμενο) στη διάγνωση τοπικής υποτροπής, καθώς και απομακρυσμένων μεταστάσεων.

41 Διάγνωση Ca μαστού με ΡΕΤ scanning: Ευαισθησία 91%, ειδικότητα 93% Σταδιοποίηση νόσου Ευαισθησία 91%, ειδικότητα 88% Ανταπόκριση στη θεραπεία Ευαισθησία 81%, ειδικότητα 96%

42 Καρκίνος μαστού

43 Σπινθηρογράφημα οστών (Na 18 F)

44 Καρκίνος του παχέος εντέρου - ορθού Οι κυριότερες ενδείξεις της PET απεικόνισης είναι: Διάγνωση πιθανής υποτροπής και επανασταδιοποίηση Αξιολόγηση της ανταπόκρισης στη θεραπεία μετατροπή της αγωγής στο 36% των ασθενών Έλεγχος ηπατικών μεταστάσεων

45 Καρκίνος οισοφάγου-στομάχουπαγκρέατος Η ευαισθησία και η ειδικότητα για τη διάγνωση της νόσου υπερβαίνουν το 90% Η ευαισθησία και η ειδικότητα για τη σταδιοποίηση της νόσου κυμαίνονται μεταξύ 73%-90%

46 Καρκίνος του παχέος εντέρου - Διάγνωση καρκίνου του παχέος εντέρου-ορθού και σταδιοποίηση: Ευαισθησία 85% Ειδικότητα 71% Έλεγχος της υποτροπής: Ευαισθησία 94% Ειδικότητα 87% Ανταπόκριση στη θεραπεία: Ευαισθησία 100% Ειδικότητα 90% ορθού

47 Καρκίνος παχέος εντέρου (PET/CT)

48 Καρκίνος παχέος εντέρου

49 Καρκίνος παχέος εντέρου καθυστερημένη απεικόνιση

50 Καρκίνος εντέρου

51 Καρκίνος θυρεοειδούς Οι κυριότερες ενδείξεις PET scanning στον καρκίνοαυτόείναι: Περιπτώσεις αρρώστων χειρουργημένων για καρκίνο του θυρεοειδούς, οι οποίοι μετά θεραπευτική χορήγηση 131 I, έχουν υψηλή τιμή θυρεοσφαιρίνης και φυσιολογικό ολόσωμο scan με 131 I ( flip-flop φαινόμενο). Μυελοειδής καρκίνος με αυξανόμενη τιμή καλσιτονίνης όταν οι λοιπές απεικονιστικές τεχνικές είναι αρνητικές.

52 Καρκίνος θυρεοειδούς Σταδιοποίηση Καρκίνου Θυρεοειδούς: Ευαισθησία 69% Ειδικότητα 89% Έλεγχος υποτροπής: Ευαισθησία 73% Ειδικότητα 53%

53 Flip-flop φαινόμενο

54 Κακόηθες μελάνωμα Οι κυριότερες ενδείξεις της PET απεικόνισης σε ασθενείς με κακόηθες μελάνωμα είναι : Σταδιοποίηση κατά την αρχική διάγνωση και επανασταδιοποίηση Έλεγχος υποτροπών Αξιολόγηση της ανταπόκρισης στη θεραπεία

55 Κακόηθες μελάνωμα Διάγνωση: ευαισθησία 79% ειδικότητα 86% Σταδιοποίηση της νόσου: ευαισθησία % ειδικότητα 56-97% Ανταπόκριση στη θεραπεία: ευαισθησία % ειδικότητα %

56 Καρκίνος ωοθηκών, ενδομητρίου, τραχήλου μήτρας Ευαισθησία 66-86%, ειδικότητα 77-82% για την αρχική διάγνωση της νόσου Ευαισθησία 88%, ειδικότητα 90% για την ανίχνευση υποτροπής

57 Καρκίνος τραχήλου μήτρας

58

59 Καρκίνος προστάτη Μέτρια αποτελέσματα από την εφαρμογή του 18 FDG PET (χαμηλός ρυθμός μεταβολισμού γλυκόζης, γειτνίαση με την ουροδόχο κύστη) Δοκιμάζονται νεότερα ραδιοφάρμακα: 11 C-χολίνη, 11 C-acetate, 11 C- μεθειονίνη, 18 F-fluoroethylcholine

60 Καρκίνος προστάτη

61 Όγκοι κεφαλής τραχήλου ( 18 FDG, 11 C-μεθειονίνη) Ενδείξεις: εντόπιση-έκταση πρωτοπαθούς όγκου, σταδιοποίηση, έλεγχος υποτροπήςδ.δ.από νέκρωση, παρακολούθηση ασθενών, αξιολόγηση θεραπευτικής αγωγής Ευαισθησία 87%, ειδικότητα 89%, ακρίβεια 88% για τη σταδιοποίηση της νόσου Ευαισθησία 83%, ειδικότητα 82%, ακρίβεια 81% για την ανάδειξη υποτροπής

62 Πρωτοπαθή οστικά νεοπλάσματα Μέτρια αποτελέσματα (αρκετοί όγκοι δεν απεικονίζονται αυξημένη συγκέντρωση της 18 FDG παρατηρείται και σε καλοήθεις παθήσεις) Συνδυασμός απεικόνισης με δυναμική / ποσοτική ανάλυση έχει ευαισθησία 76% και ειδικότητα 97% Χρήσιμη η εφαρμογή PET σπινθηρογραφήματος με Na 18 F, καθώς και ο συνδυασμός δύο σπινθηρογραφημάτων, με 18 FDG και Na 18 F

63 Σάρκωμα Ewing s

64 Σάρκωμα Ewing s

65 Σάρκωμα Ewing s

66 Σάρκωμα Ewing s

67 Σάρκωμα μαλακών μορίων

68

69 Πρόβλεψη της ανταπόκρισης στη χημειοθεραπεία

70 Λοιπές εφαρμογές στην ογκολογία Καρκίνος όρχεος Ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα Χολαγγειοκαρκίνωμα Λευχαιμίες Πολλαπλούν μυέλωμα Σαρκώματα μαλακών ιστών Νευροενδοκρινείς όγκοι Καρκίνοι αγνώστου πρωτοπαθούς εστίας Καρκίνωμα περιτοναίου Καρκίνος βλενογόνου στοματικής κοιλότητας Καρκίνος σιελογόνων αδένων Άλλα κακοήθη νοσήματα

71 Σεμίνωμα αριστερού όρχεος

72 Σεμίνωμα όρχεος

73 Οξεία λεμφογενής λευχαιμία

74 Καρκίνος παρωτίδας

75 Καρκίνος χείλους

76 Όγκος Wilm s

77 Νεόπλασμα αγνώστου αιτιολογίας

78

79 Αρθρίτιδα

80 Αρτηρίτις Takayasu

81 Εφαρμογές στην καρδιολογία Εκτίμηση αιμάτωσης μυοκαρδίου Εκτίμηση νεύρωσης μυοκαρδίου Απεικόνιση μεταβολισμού - διάγνωση βιωσιμότητας μυοκαρδίου «Θετική» απεικόνιση της ισχαιμίας Απεικόνιση θρόμβων

82 Ραδιοφάρμακα Ραδιοφάρμακα αιμάτωσης διάχυσης: 82 Rb, Η 2 15 Ο, 13 ΝΗ 3,C 15 O 2, 62 Cu-PTSM Ραδιοφάρμακα μεταβολισμού: 11 C λιπαρά οξέα (π.χ. παλμιτικό οξύ), 11 C ακετοξεϊκό οξύ, για την εκτίμηση του αερόβιου μεταβολισμού/ 18 FDG για την εκτίμηση του αναερόβιου μεταβολισμού (ευαισθησία 89%, ειδικότητα 79% για την ανίχνευση βιώσιμου μυοκαρδίου) Ραδιοφάρμακα νεύρωσης: συμπαθητικής ( 18 F-μεταραμινόλη, 18 F-ντοπαμίνη, 11 C-υδροξυεφεδρίνη, 11 C- προπρανολόλη κλπ), παρασυμπαθητικής( 11 C-μεθυλ-QNB, 11 C-μεθυλ-TRB κλπ) Ραδιοφάρμακα «θετικής» απεικόνισης της ισχαιμίας: 18 F φλουορομιζονιδαζόλη Ραδιοφάρμακα απεικόνισης θρόμβων: 68 Ga αιμοπετάλια

83 Διάγνωση στεφανιαίας νόσου sens. 90%, spec. 86%, norm. 90%, acc 92%. Συνδυασμός με φαρμακολογικές δοκιμασίες (μικρός χρόνος υποδιπλασιασμού των ισοτόπων). Ελαφρώς καλύτερη διαγνωστική αξία της PET σε σύγκριση με τη SPECT λόγω καλύτερων φυσικών χαρακτηριστικών των ραδιοφαρμάκων καλύτερης διακριτικής ικανότητας της PET camera (λίγες συγκριτικές μελέτες SPECT/PET απαιτείται περαιτέρω διερεύνηση). Πιθανώς υπερτερεί της SPECT σε παχύσαρκους ασθενείς. STRESS REST STRESS REST ΝΟΣΟΣ ΣΤΕΛΕΧΟΥΣ ACC/AHA/ASNC Guidelines, 2003

84 Νευρολογικές ψυχιατρικές νόσοι Απεικόνιση αιμάτωσης και μεταβολισμού του εγκεφάλου, λειτουργίας των νευροϋποδοχέων, επίδραση φαρμάκων και νευροχημικών ερεθισμάτων στο νευρικό ιστό, - διάγνωση και παρακολούθηση ασθενών με όγκο εγκεφάλου Το σπινθηρογράφημα PET χρησιμοποιείται σε διάφορες παθολογικές καταστάσεις: άνοια, ισχαιμικά αγγειακά εγκεφαλικά επεισόδια, επιληψία, νόσος του Parkinson, νόσος του Huntington, οι κρανιοεγκεφαλικές κακώσεις, νόσος Creutzfeldt-Jacob, «φυτική» κατάσταση, αυτισμός, σύνδρομο χρόνιας κόπωσης, σχιζοφρένεια, κατάθλιψη, εξάρτηση από διάφορες ουσίες (οπιοειδή, κοκαΐνη, μαριχουάνα, έκσταση, νικοτίνη, αλκοόλη).

85 Νόσος Alzheimer Οι κυριότερες αναδείξεις της PET στη νόσο ALZHEIMER είναι: δ.δ. από απλή ελάττωση της μνήμης, μετωποκροταφική άνοια και αγγειακή εγκεφαλοπάθεια Εκτίμηση της ανταπόκρισης στην θεραπεία Ευαισθησία 93% Ειδικότητα 80% Ακρίβεια 87%

86 Νόσος Alzhiemer

87 Η συμβολή της PET στην εστιακή επιληψία έγκειται στη: Μελέτη της παθολογοφυσιολογίας των επιληπτογόνων εστιών Σωστή διάγνωση των αιτιών των επιληπτικών κρίσεων Αξιολόγηση των αρρώστων πριν τη χειρουργική θεραπεία Εστιακή επιληψία

88 Επιληψία

89 Νόσος Parkinson s ( 18 FDOPA)

90 Αλκοολισμός

91 Πλεονεκτήματα PET απεικόνισης Καλύτερη ευαισθησία και διακριτική ικανότητα. Ακριβέστερη διόρθωση για την εξασθένηση της ακτινοβολίας (attenuation correction). Καλύτερα χαρακτηριστικά των ραδιοφαρμάκων που χρησιμοποιούνται στις «ΡΕΤ» μελέτες, ιδιαίτερα όσον αφορά τη δυνατότητα επισήμανσης μεταβολιτών και παρακολούθησης μεταβολικών οδών. Ασύγκριτη δυνατότητα ποσοτικών αναλύσεων.

92 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΡΕΤ Καλύτερη ευαισθησία και διακριτική ικανότητα. Ακριβέστερη διόρθωση για την εξασθένιση της ακτινοβολίας (attenuation correction). Καλύτερα χαρακτηριστικά των ραδιοφαρμάκων που χρησιμοποιούνται στις «ΡΕΤ» μελέτες, ιδιαίτερα όσον αφορά τη δυνατότητα επισήμανσης μεταβολιτών και παρακολούθησης μεταβολικών οδών. Ασύγκριτη δυνατότητα ποσοτικών αναλύσεων.

93 Camera εκπομπής ποζιτρονίων (ΡΕΤ) Ταυτόχρονη ανίχνευση των ζευγών φωτονίων 511 kev που προκύπτουν από την αλληλοεξουδετέρωση των ποζιτρονίων (εκπέμπονται από τα χορηγούμενα ραδιοϊσότοπα) με γειτονικά ηλεκτρόνια. Στα συστήματα ΡΕΤ χρησιμοποιούνται εκατοντάδες έως χιλιάδες ανιχνευτές, σε κυκλικούς, εξαγωνικούς ή οκταγωνικούς δακτύλιους και σε αντιδιαμετρική σύνδεση μεταξύ τους. Συστήματα PET CT (fusion).

94 Μειονεκτήματα ΡΕΤ Υψηλό κόστος δύσκολη διαθεσιμότητα ραδιοφαρμάκων. Μεγαλύτερη διάρκεια της μελέτης (?)

95 Artefacts

96 Artefacts

97 Απεικόνιση γονιδιακής έκφρασης

98 Κόστος-αποτελεσματικότητα-χρησιμότητα Η PET απεικόνιση, τόσο σε ογκολογικούς όσο και σε καρδιολογικούς και νευρολογικούς ασθενείς, οδηγεί σε εξοικονόμηση χρημάτων, παρά το γεγονός ότι το κόστος της εξέτασης είναι σχετικά υψηλό Η εξοικονόμηση δαπανών, που σε ορισμένες περιπτώσεις υπερβαίνει τα 5000$ ανά ασθενή, οφείλεται στην καθοριστική συμβολή της μεθόδου στην ορθή διάγνωση, θεραπεία και παρακολούθηση των ασθενών Η αποφυγή περιττών διαγνωστικών εξετάσεων και θεραπευτικών πράξεων, πέρα από οικονομικό όφελος έχει ανεκτίμητη αξία για την υγεία (συχνά και τη ζωή) του ασθενούς, ενώ απελευθερώνει υγειονομικές υπηρεσίες για εκείνους που έχουν πραγματική ανάγκη Ένα σύστημα PET καθίσταται κερδοφόρο με την εκτέλεση 3-4 σπινθηρογραφημάτων ημερησίως.

99 Θεραπεία με 18 FDG