ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ Δ. ΑΠΟΣΤΟΛΟΠΟΥΛΟΣ ΠΥΡΗΝΙΚΟΣ ΙΑΤΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΝ/ΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ

Transcript

1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ Δ. ΑΠΟΣΤΟΛΟΠΟΥΛΟΣ ΠΥΡΗΝΙΚΟΣ ΙΑΤΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΠΑΝ/ΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ

2 ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ Η Π.Ι. είναι μια ανεξάρτητη ιατρική ειδικότητα, η οποία χρησιμοποιεί ραδιενεργά υλικά (ραδιοϊσότοπα) για ιατρικούς σκοπούς, δηλαδή για την διάγνωση και την θεραπεία νόσων. Η Πυρηνική Ιατρική ενσωματώνει γνώσεις από τις βασικές επιστήμες και την ιατρική. Η Φυσική, η Χημεία, η Ραδιοχημεία, η Φαρμακολογία, η Ηλεκτρολογία, η Μηχανολογία και η Επιστήμη των Υπολογιστών αποτελούν όλες σημαντικά συστατικά της υποδομής της. Χωρίς τη συνδρομή τους θα ήταν αδύνατη η υπόσταση και η εξέλιξή της.

3 ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ Απεικόνιση (in vivo) Προσδιορισμός ουσιών σε βιολογικά υγρά (in vitro) Θεραπεία

4 Ισότοπα -Ραδιοϊσότοπα "X" = Σύμβολο στοιχείου "A" =Μαζικός αριθμός "Z" = Ατομικός αριθμός: πλήθος πρωτονίων Κάθε στοιχείο έχει ένα μοναδικό αριθμό Ζ "N" = πλήθος νετρονίων πυρήνα "A" = Z + N = Protons + Neutrons A Z X Ισότοπα: ίδιο Z, διαφορετικό N, άρα διαφορετικό A Πυρήνας Νετρόνια Πρωτόνια 1913: Frederick Soddy. Nobel Prize 1921 Ηλεκτρόνια (Νέφος Ηλεκτρονίων)

5 ΕΙΔΗ ΙΟΝΤΙΖΟΥΣΑΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ Ακτινολογία X-ray Auger + - απεικόνιση θεραπεία Πυρηνική Ιατρική

6 Η δίοδος της ακτινοβολίας μέσα από την ύλη Ηλεκτρομαγνητική ακτ/βολία (ακτίνες γ, Χ) +/- Σωματιδιακή ακτ/βολία Ιοντισμός

7 131 Ι, 99 Mo ΦΥΣΙΚΑ ΡΑΔΙΟΪΣΟΤΟΠΑ ΠΥΡΗΝΙΚΟΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ 67 Ga 123 I 201 Tl 18 F 15 O ΤΕΧΝΗΤΑ ΡΑΔΙΟΪΣΟΤΟΠΑ ΚΥΚΛΟΤΡΟ

8 Ραδιο-επισήμανη

9 Η πρώτη πρακτική εφαρμογή των ραδιοισοτόπων έγινε από τον George de Hevesy το Το καιρό που ο de Hevesy ήτα ένα φτωχός νέος Ούγγρος σπουδαστής στο πανεπιστήμιο του Manchester, κάνοντας έρευνα με φυσικά ραδιενεργά υλικά, έχει νοικάσει ένα μικρό δωμάτιο και έτρωγε ό,τι του μαγείρευε η σπιτονοικοκυρά του. Αρχισε να υποψιάζεται ότι η σπιτονοικοκυρά του σερβίριζε φαγητά από αυτά που είχαν περισέψει από προηγούμενες ημέρες ή εβδομάδες, αλλά δεν μπορούσε να το αποδείξει. Τελικά ο Hevesy έβαλε μια μικρή ποσότητα κάποιου ραδιενεργού υλικού που έφερε από το εργαστήριό του μέσα στα αποφάγια του. Πολλές μέρες μετά όταν το ίδιο πιάτο του σερβιρίστηκε, χρησιμοποίησε έναν απλό ανιχνευτή για να ελένξει εάν το φαγητό ήταν ραδιενεργό. Οι υποψίες του de Hevesy αποδείχθηκαν. George de Hevesy Nobel Prize 1943

10 Ραδιοϊσότοπο- Ραδιοφάρμακο Ραδιοϊσότοπο Ανόργανες ενώσεις Οργανικές ενώσεις σάκχαρα λιπίδια αμινοξέα πρωτεΐνες Κύτταρα Συνδέτες υποδοχέων κλπ σε: κ. μεμβράνη κυτταρόπλασμα πυρήνας Ραδιοϊσότοπο + συνδέτης + φορέας = Ραδιοφάρμακο Δεν είναι πάντα απαραίτητος Όταν χρειάζεται, συνήθως είναι κάποια χηλική ένωση (πχ DTPA, DOTA

11 John E. Christian William H. Briner Ο John Christian τη 10ετία του 50 και ο William Briner τη 10ετία του 60 διακρίθηκαν για την ερευνητική τους δραστηριότητα στον τομέα της ραδιο-φαρμακογίας. Επέτυχαν την ραδιοσήμανση πολλών ουσιών και εισήγαγαν τη βασική μεθοδολογία που ακολουθείται στην επισήμανση βιομορίων με ραδιοϊσότοπα.

12 IN VITRO ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ Π.Ι. Ραδιο-ανοσο-μετρήσεις RIA, IRMA

13 1959: Η Rosalyn Yalow και ο Solomon Berson (Nobel Prize 1977) επινοούν in vitro ραδιοϊσοτοπική μέθοδο για τον προσδιορισμό της ινσουλίνης στον ορό του ανθρώπου. Χρησιμοποιούν αντισώματα ποντικιών ενάντια στην ανθρώπινη ινσουλίνη. Επισημαίνουν επίσης την ινσουλίνη με Ι-131. Η μέθοδος βασίζεται στον ανταγωνισμό, γνωστής ποσότητας ραδιοεπισημασμένου αντιγόνου (Ι- 131-ινσουλίνη) που προστίθεται στο δείγμα του ορού και του «ψυχρού» αντιγόνου (ινσουλίνη στον ορό), η ποσότητα του οποίου είναι άγνωστη και θέλουμε να προσδιορίσουμε, για τη σύνδεση με το αντίσωμα. Η μέθοδος ονομάζεται ραδιοανοσομέτρηση (radioimmuno-assay RIA), προσέφερε πολλά στη έρευνα των βιολογικών συστημάτων και χρησιμοποιείται και σήμερα για τον προσδιορισμό πολλών ουσιών στα βιολογικά υγρά (αίμα, ούρα κλπ). Rosalyn Sussman Yalow Ag + Ab + *Ag AgAb + *AgAb + Ag + *Ag Ag + Ag* Απόρριψη Διαχωρισμός AgAb + *AgAb Μέτρηση σε γ-counter

17 Μέθοδοι ανίχνευσης Ab Ag probe -Ραδιοϊσότοπο -Ένζυμο -Φωταυγάσουσα ουσία Ραδιο-ανοσο-αναλύσεις Ενζυµο-ανοσο-αναλύσεις Ανοσοαναλύσεις χηµειοφωταύγειας

18 In Vitro Εφαρμογές της Π.Ι. RIA - IRMA Ορμόνες Καρκινικοί δείκτες Βιταμίνες Μεταβολικοί δείκτες Επίπεδα φαρμάκων Ποικίλες άλλες ουσίες

19 Εργαστήριο Π.Ι. In Vitro ΠΓΝΠ

20 θεραπευτικές Eφαρμογές της Π.Ι.

21 ΑΡΧΕΣ ΡΑΔΙΟΘΕΡΑΠΕΙΑΣ ΜΕ ΑΝΟΙΚΤΕΣ ΠΗΓΕΣ CELL NUCLEUS CELL DIAMETER 100 CELL DIAMETERS 1.7 MeV beta MeV beta MeV alpha Auger Θεωρητικά, η α-ακτινοβολία και τα ηλεκτρόνια Auger αποτελούν την ιδανικότερη επιλογή προκειμένου να ακτινοβοληθούν εκλεκτικά μόνο τα καρκινικά κύτταρα. Ωστόσο στην πράξη τα πράγματα είναι διαφορετικά, τουλάχιστον μέχρι σήμερα mm

22 ΑΡΧΕΣ ΡΑΔΙΟΘΕΡΑΠΕΙΑΣ ΜΕ ΑΝΟΙΚΤΕΣ ΠΗΓΕΣ Ιδανικό σενάριο Ρεαλιστικό σενάριο ΚΑΡΚΙΝΙΚΑ ΚΥΤΤΑΡΑ Α ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ Β

23 Θεραπευτικές Εφαρμογές Π.Ι. Κακοήθεις και καλοήθεις θυρεοειδοπάθειες ( 131 I) Ανακουφιστική θεραπεία οστικών μεταστάσεων ( 89 Sr-Cl, 186 Re- HEDP, 153 Sm-EDTMP, 223 Ra-Cl) Ενδοκοιλοτικές εγχύσεις ( 90 Y-colloid) Θεραπεία Νευροενδοκρινικών νεοπλασμάτων ( 90 Y-DOTATOC, 177 Lu-DOTATATE) Θεραπεία οζώδους Β-λεμφώματος ( 131 Ι-Tositumomab, 90 Y- Ibritumomab) Θεραπεία πρωτοπαθών και μεταστατικών ηπατικών νεοπλασμάτων ( 90 Υ-glass spheres, 90 Υ-Resin, έγχυση στην ηπατική αρτηρία) SIRT (Selective Internal Radiation Therapy)

24 ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΤΗΝ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ Το σπινθηρογράφημα

25 Σπινθηρισμός Κρύσταλλος Φώς Σύστημα ενίσχυσης του φωτεινού σήματος, μετατροπής του σε ηλεκτρικό παλμό, προσδιορισμού θέσης, ψηφιοποίησης, αποθήκευσης ακτίνες γ Φώς Σταδιακή σύνθεση εικόνας

26 Σήμα Χ Σήμα Ψ Κύκλωμα επιλογής παλμών Σήμα Ζ Κύκλωμα καθορισμού θέσης και έντασης παλμού (Χ,Ψ,Ζ) Κατευθυντήρας Photomultiplier tubes Crystal

27

28 ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Ραδιοϊχνηθέτες Στη μελέτη φυσιολογικών και παθολογικών μεταβολικών διεργασιών

29 Ραδιοφάρμακο Απεικονιστική Μελέτη 99m Tc-O 4-99m Tc-MDP 99m Tc-SC 99m Tc-HAM 99m Tc-DMSA 67 Ga-Citrate 201 Tl-Cl

30 1938: Ο Emilio Segrè ανακαλύπτει το στοιχείο 43 του περιοδικού πίνακα. Δανείζεται από το εργαστήριο του Lawrence κομμάτια ενός γνωστού τότε για τη θερμοαντοχή του υλικού, του μολυβδένιου (το στοιχείο Mo καταλαμβάνει τη θέση 42 στον περιοδικό πίνακα), που το χρησιμοποιούσε ο Lawrence στο κύκλοτρο για θωράκιση. Αψηφά το γεγονός ότι το μολυβδένιο έχοντας απορροφήσει τα φορτισμένα σωματίδια του κύκλοτρου έχει καταστεί ραδιενεργό και μεταφέρει το υλικό στο Παλέρμο, στο εργαστήριό του. Με φασματοσκοπική ανάλυση, ανακαλύπτει το νέο στοιχείο το οποίο ονομάζει Τεχνήτιο, από την Ελληνική λέξη τεχνητός, διότι δεν υπάρχει στη φύση, αλλά προήλθε από το ραδιενεργό μολυβδένιο. Ο Segrè δεν πιστεύει ότι το Τεχνήτιο θα έχει ποτέ πρακτική χρησιμότητα. It filled an empty space, έλεγε τότε. Αργότερα, μαζί με το συνεργάτη του Owen Chamberlain ανακάλυψε τα αντιπρωτόνια. Για την ανακάλυψή του αυτή πήρε το βραβείο Νobel to Emilio Gino Segrè 99m Tc γ 99 Tc

31 Πλεονεκτήματα του Tc 99m Μικρός χρόνος υποδιπλασιασμού (Τ 1/2 = 6 ώρες), που έχει ιδιαίτερη σημασία (μικρό σχετικά χρόνο έκθεσης). Το Tc 99m παράγει μόνο γ-ακτινοβολία με λιγότερο βλαπτικές επιδράσεις στα κύτταρα και τους ιστούς. Η ενέργεια της γ-ακτινοβολίας είναι 140 KeV ιδανική για τις απαιτήσεις της γ-camera. Το Tc 99m συνδέεται σχετικά εύκολα με άλλες χημικές ενώσεις. Το ισότοπο παράγεται από γεννήτρια η οποία είναι προσφέρει σε ένα εργαστήριο τη δυνατότητα ανά πάσα στιγμή να έχει διαθέσιμο ραδιοϊσότοπο για τις εξετάσεις.

32 Γεννήτρια Mo 99 /Tc 99m Φιαλίδιο κενού, συλλογής Tc 99m 99 Mo β - 99m Tc Καθώς περνάει ο φυσιολογικός ορός από την στήλη γίνεται έκπλυση του Tc 99m το οποίο προέρχεται από την μετάπτωση του ασταθούς 99 Μο.

33 1957: Ο W.D. Tucker στο Brookhaven National Laboratory επινόησε τη γεννήτρια τεχνητίου-99m. Γεννήτρια Mo 99 /Tc 99m

34 99m Tc 99m Tc MDP + = MDP 99m Tc-MDP

35

36 «Θερμό» Εργαστήριο παρασκευής ραδιοφαρμάκων ΠΓΝΠ

37 Ραδιοφάρμακο Απεικονιστική Μελέτη 123 I-M.I.B.G. Scan μυελού επινεφριδίων 111 In-Octreotide Scan νευροενδοκρινών όγκων 99m Tc-Depreotide Scan πνευμονικής κακοήθειας 111 In-CYT-356 (Prostascint ) Scan καρκίνου προστάτη 99m Tc-Sestamibi Scan νεοπλασίας παραθυρεοειδών

38

39 Ακτινολογία Πυρηνική Ιατρική

40 ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ Π.Ι. Λειτουργική Απεικόνιση Το παθολογικό αναγνωρίζεται ως διαταραχή του μεταβολισμού (ελάττωση ή αύξηση) και όχι ως διαταραχή της αρχιτεκτονικής του οργάνου/ιστού

41 Ακτινολογία ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ Πυρηνική Ιατρική ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ

42 ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ Φυσιολογικός θυρεοειδής Τοξικό αδένωμα λειτουργικός όζος Η κακοήθεια αποκλείεται Θηλώδες κ. θυρεοειδούς μη λειτουργικός όζος 10-15% πιθανότητα κακοήθειας

43 ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ διαταραχή της αρχιτεκτονικής του πνευμονικού παρεγχύματος χωρίς διαταραχή του μεταβολισμού Καλοήθης όζος του πνεύμονα

44 ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ Π.Ι. Κλασσική Π.Ι. Ισότοπα μονοφωτονιακής εκπομπής γ-κάμερα Άλλα ραδιοϊσότοπα Άλλη τεχνολογία ανίχνευσης Άλλες ενδείξεις Άλλη προοπτική PET Ισότοπα ποζιτρονιακής εκπομπής PET-κάμερα Hal Anger Brownell και Aronow

45 Κλασσική Πυρηνική Ιατρική ΙΣΟΤΟΠΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΜΟΝΗΡΟΥΣ ΦΩΤΟΝΙΟΥ: 99m Tc, 123 I, 131 I, 67 Ga, 111 In γ-ακτινοβολία Απεικόνιση (γ-camera) Στατική Δυναμική Μονοεπίπεδη Τομογραφική (SPECT) Σε μία ανατομική περιοχή Ολόσωμη

46 Εργαστήριο Π.Ι. ΠΓΝΠ γ-camera δύο κεφαλών

47 Απεικονιστικές Μελέτες Κλασσικής Πυρηνικής Ιατρικής Στατικές Δυναμικές Gated Μονοεπίπεδες (δι-διάστατες) Τομογραφικές (τρισ-διάστατες)

48 Απεικονιστικές Μελέτες Πυρηνικής Ιατρικής Παραδείγματα Στατικών Μελετών: Οστών Πνευμόνων (Αερισμού/Αιματώσεως) Ήπατος - σπληνός Θυρεοειδούς Νεφρών Νεφρών με DTPA, Hippuran, MAG3, Φλεγμονής Διάβασης οισοφάγου - στομάχου Νεοπλασίας Χολαγγειοσπινθηρογράφημα HIDA Παραδείγματα Gated Μελετών: Κοιλιογραφία ισορροπίας (planar/spect) Παραδείγματα Δυναμικών Μελετών: Μελέτη αιμορραγίας πεπτικού Μελέτες αιματικής ροής (αιμάτωσης) Gated σπινθηρογράφημα αιμάτωσης μυοκαρδίου

49 Ολόσωμη στατική σπινθηρογραφική απεικόνιση του σκελετού Ραδιοφάρμακο: 99m Tc-MDP Φυσιολογικό Πολλαπλές οστικές μεταστάσεις

50 Στατική απεικόνιση του νεφρικού φλοιού Ραδιοφάρμακο: 99m Tc-DMSA φυσιολογικό οξεία πολυεστιακή πυελονεφρίτιδα

51 Στατική απεικόνιση του θυρεοειδούς αδένα Ραδιοφάρμακο: 99m Tc-Ο 4 - (υπερτεχνητικό ανιόν) 4 Ασθενείς με θυρεοτοξίκωση Διάχυτη υπερλειτουργία TSH Υποξεία θυρεοειδίτιδα Φυσιολογικός Θυρεοειδής Μη λειτουργικός όζος σε έδαφος διάχυτης υπερλειτουργίας Πολυοζώδης βρογχοκήλη Αυτόνομος λειτουργικός όζος

52 Τυροσίνη Τ. Υδροξυλάση Διυδροξυ-φαινυλαλανίνη (L-DOPA) β-αποκαρβοξυλάση D. Υδροξυλάση Ντοπαμίνη Σύνθεση κατεχολαμινών στα επινεφρίδια 131/123 Ι-MIBG Νορεπινεφρίνη PNMT Επινεφρίνη COMT COMT Νορμετανεφρίνη Μετανεφρίνη MAO VMA MAO

53 Σπινθηρογράφημα μυελού επινεφριδίων με 123 I-MIBG (μετα-ιωδο-βενζυλ-γουανιδίνη)

54 Δυναμική μελέτη νεφρών

55 Τομογραφία Μονοφωτονιακής Εκπομπής (SPECT) A B 1963: Οι Kuhl και Edwards ήταν οι πρώτοι που παρήγαγαν τομογραφικές εικόνες του ανθρώπινου σώματος, χρησιμοποιώντας γ-camera.

56 Τομογραφικές γ-κάμερες

57 SPECT ΑΙΜΑΤΩΣΕΩΣ ΕΓΚΕΦΑΛΟΥ

58 99m Tc-ECD BRAIN SPECT

59 SPECT ΑΙΜΑΤΩΣΕΩΣ ΤΟΥ ΜΥΟΚΑΡΔΙΟΥ

60 HLA VLA SA Φυσιολογική μελέτη Κόπωση Ηρεμία Κόπωση Ηρεμία Κόπωση Ηρεμία Κόπωση Ηρεμία

61 ΜΚΔ ΜΚΔ Παθολογικές μελέτες SA Πρόσθιο Κατώτερο Πλάγιο Κόπωση Ηρεμία Κόπωση Ηρεμία VLA Πρόσθιο Κορυφή Κατώτερο Κόπωση Ηρεμία HLA Κορυφή Κόπωση Πλάγιο Ηρεμία

62 Τομογραφικό scan Ντοπαμινεργικής Συναπτικής Λειτουργίας (DaT scan) Κερκοφόρος Πυρήνας Φυσιολογικό Κέλυφος PARKINSON Ασύμμετρα ελαττωμένη ντοπαμινική προσυναπτική δραστηριότητα, κυρίως στο κέλυφος.

63 Ντοπαμινική Σύναψη DAT Τυροσίνη L-Dopa VMAT2 AADC DA (Ντοπαμίνη) DA Υδροξυλάση Αποκαρβοξυλάση ΜΑΟ DOPAC HVA ΜΑΟ 123 I-FP-CIT DA COMT D1 D2 (+) (-) κυκλάση ATP camp

64

65 Γυναίκα 58 ετών, με τρόμο αριστερού άνω άκρου από 4ετίας, με προοδευτική επιδείνωση, χωρίς δυσκαμψία. Είναι χωρίς αγωγή, αδιάγνωστη.

66 ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ Π.Ι. Λειτουργική Απεικόνιση Έχει αυξημένη ευαισθησία (ανίχνευση διαταραχών του μεταβολισμού πριν από τις μορφολογικές αλλοιώσεις) Στερείται ακριβούς ανατομικής πληροφορίας (περιορισμένη διακριτική ικανότητα, αδρή εντόπιση, χωρίς στοιχεία για το μέγεθος και την υφή της βλάβης, τις σχέσεις της με παρακείμενες δομές κλπ) Δεν έχει την επιθυμητά υψηλή ειδικότητα (ενίοτε καλοήθεις καταστάσεις προκαλούν παρόμοιες μεταβολικές διαταραχές)

67 ΥΒΡΙΔΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΜΕΙΞΗ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Συνδυασμός ανατομικής και λειτουργικής πληροφορίας σε μία εξέταση SPECT/CT PET/CT PET/MRI

68 ΥΒΡΙΔΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ Μορφολογία Μεταβολισμός Υβριδική απεικόνιση (μορφο-λειτουργική) κακοήθης πνευμονικός όζος

69 Υβριδικά Απεικονιστικά Συστήματα Ακτινολογική Εικόνα Εικόνα Πυρηνικής Ιατρικής Σύντηξη (μείξη - fusion)

70 SPECT/CT Κεφαλές γ-κάμερα Ακτινολογική λυχνία λυχνία Συστοιχία Ανιχνευτών

71 Ολόσωμο Scan Οστών SPECT/CT : Μεγάλο οστεόφυτο στον Ο5 CT Μετάσταση? SPECT CT SPECT FUSION FUSION Γυναίκα 56 ετών με καρκίνο μαστού

72 Ολόσωμο scan με 123 Ι-MIBG στη διερεύνηση αδρενεργικών όγκων

73 PET

74 1953: Οι Brownell και Aronow επινοούν το πρώτο σύστημα PET. Οι πρώτες εφαρμογές του PET αφορούν στον εγέφαλο.

75 Τομογραφία Ποζιτρονιακής Εκπομπής (Positron Emission Tomography -PET) Ισότοπα εκπομπής ποζιτρονίων 11 C, 15 O, 13 N, 18 F, 68 Ga E=mc β + + e - γ (511 kev) Εξαϋλωση Ανιχνευτής β + e mm Ανιχνευτής γ (511 kev) Κύκλωμα συμπτωτικής ανίχνευσης

76 ΣΥΣΤΗΜΑ PET/CT

77 Α. Τα ισότοπα ποζιτρονιακής εκπομπής παράγονται στο κύκλοτρο (στην Ελλάδα υπάρχει ένα κύκλοτρο εγκατεστημένο στο Λαύριο). Β. Είναι βασικά συστατικά της οργανικής ύλης (C, O, N, F, κλπ). Μπορεί να επισημανθεί πλήθος βιομορίων (σάκχαρα, λιπίδια, αμινοξέα, συνδέτες υποδοχέων, βάσεις DNA κλπ) και να μελετηθεί θεωρητικά μεγάλο εύρος βιολογικών φαινομένων (αιματική ροή, μεταβολισμός, ανίχνευση υποδοχέων, σύνθεση DNA κλπ), γεγονός που αναγορεύει το PET σε μοριακή απεικονιστική μέθοδο. Γ. Είναι όμως βραχύβια. Από τα μακροβιότερα, το φθόριο-18 έχει χρόνο ημιζωής περίπου 2 ώρες. ISOTOPE HALF LIFE O min N min C min F min Όχι ο πίνακας ισοτόπων-ημιζωής Απαιτείται μικρό κύκλοτρο (babycyclotron) μέσα στο εργαστήριο Π.Ι. Μπορεί να διακινηθούν προς νοσοκομεία με αυτοκίνητα ή ελικόπτερα, από κεντρικό κύκλοτρο (πχ σε νοσοκομεία της Ελλάδας από το Λαύριο, την Ιταλία ή την Τουρκία).

78 ΙΧΝΗΘΕΤΕΣ PET ΣΤΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ TΗΣ ΚΑΚΟΗΘΕΙΑΣ Μεταβολικός Φαινότυπος κυτταρικής κακοήθειας Σύνθεση DNA Ιχνηθέτες PET 11 C-Thymidine 18 F-Flurodeoxyuridine Κατανάλωση αμινοξέων και πρωτεϊνική σύνθεση Γλυκόλυση 11 C-Methionine 11 C-Tyrosine 18 F-Fluorodeoxyglucose (FDG)

79 Φθοριωμένη δεοξυγλυγόζη 18 F-Fluorodeoxyglucose ( 18 F-FDG)

80 ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΠΡΟΣΛΗΨΗΣ 18 F-FDG Glucose FDG Glut-3 Glut-4 Glut-1 Metabolic Trapping Glut-1 FDG FDG-6P Hexokinase Glucose Glucose Glucose-6P Isomerase Glycolysis

81 Το ραδιοφάρμακο με την ευρύτερη εφαρμογή είναι η φθοριωμένη δεοξυγλυκόζη, επισημασμένη με φθόριο-18 ( 18 F-fluoro-deoxy-glucose, FDG), η οποία μιμείται ως ένα βαθμό τη βιολογικές ιδιότητες της γλυκόζης. Οι εφαρμογές του FDG-PET στην ογκολογία βασίζονται στο γεγονός ότι τα καρκινικά κύτταρα συνηθέστατα προσλαμβάνουν και καταναλώνουν γλυκόζη με ρυθμούς πολλαπλάσιους αυτών των φυσιολογικών κυττάρων. Γενικά, όσο πιο κακόηθες είναι ένα νεόπλασμα, τόσο εντονότερα προσλαμβάνει γλυκόζη (άρα και FGD). Αντίθετα, νεοπλάσματα με χαμηλό κακόηθες δυναμικό (πχ νευροενδοκρινικοί όγκοι, διαφοροποιημένο Ca θυρεοειδούς, Ca προστάτη κλπ) έχουν χαμηλή η αμελητέα πρόσληψη FGD. Η αυξημένη κατανάλωση γλυκόζης δεν είναι παθογνωμονική κακοήθειας. Εκτός από τον εγκέφαλο και το μυοκάρδιο, ιστούς με φυσιολογικά υψηλούς ρυθμούς γλυκόλυσης, κύτταρα με υψηλούς μεταβολικούς ρυθμούς, όπως τα μακροφάγα που συρρέουν σε φλεγμονές, παρουσιάζουν παρόμοια βιολογική συμπεριφορά.

82 FDG-PET φυσιολογικό λέμφωμα

83 FDG-PET/CT PET CT FUSION Οστική μετάσταση από μη μικροκυτταρικό κ. πνεύμονα Werly Pauel

84 FDG-PET/CT στην Ογκολογία Το FDG PET/CT δεν είναι κατάλληλο για όλες τις κακοήθειες. Π.χ. δεν έχει θέση ή έχει περιορισμένες και ειδικές ενδείξεις στον καρκίνο του προστάτη, του ήπατος, του νεφρού, της ουροδόχου κύστης, του ενδομητρίου, του θυρεοειδούς, στους νευροενδοκρινικούς όγκους και στις λευχαιμίες. Έχει σημαντική θέση στην απεικονιστική διερεύνηση πολλών κακοηθειών, μεταξύ των οποίων το λέμφωμα, ο μη μικροκυτταρικός καρκίνος του πνεύμονα, ο καρκίνος του παχέος εντέρου, του οισοφάγου, του μαστού, της κεφαλής-τραχήλου, το μελάνωμα, το πολλαπλούν μυέλωμα, οι στρωματικοί όγκοι του γαστρεντερικού κλπ. Έχει ρόλο στην αρχική σταδιοποίηση, στην παρακολούθηση του αποτελέσματος της θεραπείας και στην επανασταδιοποίηση μετά θεραπεία. Τελευταία, εμπλέκεται επίσης στο καθορισμό του πεδίου ακτινοθεραπείας σε μερικούς καρκίνους, όπως του πνεύμονα και της κεφαλής/τραχήλου.

85 FDG-PET/CT σε αρχική σταδιοποίηση Ασθενής με μη μικροκυτταρικό κ. πνεύμονα (NSCLC) στη φάση της αρχικής σταδιοποίησης. Από τον προηγούμενο έλεγχο θεωρήθηκε χειρουργήσιμος. Στο PET/CT αναδεικνύεται μετάσταση σε λεμφαδένα του μεσοθωρακίου, εύρημα που εφ όσον επιβεβαιωθεί, τον καθιστά ανεγχείρητο. υποτροπιδικός λφ υποτροπιδικός λφ Πρωτοπαθής όγκος Regler Christa

86 FDG-PET/CT σε επανασταδιοποίηση μετά το τέλος της θεραπείας Δυο περιστατικά λεμφώματος μετά ΧΜΘ, με υπολειμματική μάζα στη CT. Στο FDG-PET/CT δεν ανιχνεύεται ενεργός νεοπλασματικός ιστός πρώτη περίπτωση (Α) (η υπολειμματική μάζα εδώ αποδίδεται σε ινώδη ιστό-νέκρωση) ενώ στη δεύτερη (Β), απεικονίζονται δύο εστίες υπολειμματικής νόσου, οι οποίες απαιτούν περαιτέρω αντιμετώπιση.

87 FDG-PET/CT στον έλεγχο της ανταπόκρισης στη θεραπεία GIST ορθού πριν και κατά τη διάρκεια θεραπείας με imatinib (glivec). Ένα μόλις μήνα μετά την έναρξη της θεραπείας παρατηρείται δραματική μείωση της πρόσληψης της FDG από τον όγκο, χωρίς οι διαστάσεις του τελεταίου να έχουν μεταβληθεί. 15/12/ /01/ /12/ /01/2010