Otorhinolaryngologia - Head and Neck Surgery Issue 42, October - November - December 2010, pages 15-19 REVIEW Nuclear Medicine: Applications in otorhinolaryngology Εφαρμογές της πυρηνικής ιατρικής στην ωτορινολαρυγγολογία Christoforidis Th., Balaris V., Iakovou I. 3rd Nuclear Medicine Department, Aristotle University, Papageorgiou Hospital, Thessaloniki, Greece Θ. Χριστοφορίδης, Β. Μπάλαρης, Ι. Ιακώβου Γ Πανεπιστημιακό τμήμα Πυρηνικής Ιατρικής ΑΠΘ, ΓΝ Παπαγεωργίου, Θεσσαλονίκη Συγγραφέας αλληλογραφίας: Ι. Ιακώβου, Επίκ. Καθηγητής, Γ Τμήμα Πυρηνικής Ιατρικής ΓΝ Παπαγεωργίου, Ευκαρπία, Περιφ. οδός, Θεσσαλονίκη, 56403 Abstract Nuclear medicine s applications in Otorhinolaryngology are not widely known in details by physicians. Nevertheless the use of radioisotopes offers significant advantages in the management of common diseases. Salivary glands pathology, osteomyelitis, bone metastases from head and neck cancer, investigation of anosmia, can be diagnosed by a scintigraphic evaluation. Nowadays the use of positron emission tomography (PET) is a very popular method in staging and evaluation of head neck cancer being a significant and effective weapon in the treatment strategy of these malignancies. Key words: Nuclear medicine, head neck cancer, anosmia, metastasis, PET, SPECT Περίληψη Η ευρεία εφαρμογή των εξετάσεων της Πυρηνικής Ιατρικής στην καθημερινή πρακτική της Ωτορινολαρυγγολογίας δεν είναι διαδεδομένη στη χώρα μας. Ωστόσο η χρήση των ραδιοϊσοτόπων προσφέρει σημαντικές διεξόδους στην διάγνωση και στην αξιολόγηση της θεραπευτικής αντιμετώπισης παθήσεων της ειδικότητας. Έτσι διερεύνηση οστικής συμμετοχής σε νεοπλασίες τραχήλου και κεφαλής, παθήσεις των σιελογόνων αδένων, φλεγμονές των οστών του προσωπικού κρανίου καθώς και διαταραχές της όσφρησης, είναι δυνατόν να διαγνωσθούν με τη χρήση των σπινθηρογραφημάτων. Τα τελευταία μάλιστα χρόνια η χρήση της ποζιτρονιακής τομογραφίας (PET) παρουσιάζει ευρεία διάδοση στη σταδιοποίηση και στην αξιολόγηση της θεραπείας κακοηθειών της κεφαλής και του τραχήλου και αποτελεί όπλο πρώτης γραμμής στην αντιμετώπιση των νόσων αυτών. Λέξεις κλειδιά: Πυρηνική Ιατρική, όγκοι κεφαλής και τραχήλου, ανοσμία, μετάσταση, PET, SPECT Εισαγωγή: Η Πυρηνική Ιατρική είναι η ειδικότητα που χρησιμοποιεί τις ενεργειακές ιδιότητες του πυρήνα των διαφόρων ατόμων για να αξιολογήσει διαγνωστικά αλλά και για να θεραπεύσει παθολογικές καταστάσεις στον άνθρωπο με βάση την ανατομική και τη φυσιοπαθολογία. Για να γίνει αυτό χρησιμοποιούνται τα ραδιοφάρμακα, ουσίες ραδιενεργές που κατανέμονται στους ιστούς του οργανισμού και εκπέμπουν ανιχνεύσιμη ενέργεια με τη μορφή φωτονίων. Τα βασικά διαγνωστικά συστήματα της Πυρηνικής ιατρικής είναι η επίπεδη γ-camera, η τομογραφική γ-camera (SPECT) που συνδυάζεται και με τον αξονικό τομογράφο (SPECT/CT) και η ποζιτρονιακή Camera εκπομπής (Positron Emission Tomography, PET) που επίσης συνδυάζεται και με αξονικό τομογράφο (PET/CT) (1-2). Στις μέρες μας οι διαγνωστικές εξετάσεις της Πυρηνικής ιατρικής, τα σπινθηρογραφήματα, αξιοποιούνται από το σύνολο σχεδόν των ιατρικών ειδικοτήτων. Στο Γενικό Νοσοκομείο Παπαγεωργίου της Θεσσαλονίκης, όπου στεγάζεται το Γ Πανεπιστημιακό τμήμα Πυρηνικής ιατρικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου, πραγματοποιούνται ετησίως 6000 διαγνωστικές εξετάσεις με τεράστια εφαρμογή κυρίως στους τομείς της ογκολογίας και της καρδιολογίας ενώ ακολουθούν η ορθοπεδική, η ενδοκρινολογία, η νεφρολογία και η νευρολογία. 15
Εικ. 1: Συγκριτική εικόνα αξονικής τομογραφίας, PET και PET/CT. Διακρίνεται όγκος αριστερής παρίσθμιας αμυγδαλής, παθολογία που δεν ήταν διακριτή στην αξονική τομογραφία. Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο ραδιοεπισημασμένο ανάλογο είναι η γλυκόζη FDG (18F-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose) και στην περίπτωση των νεοπλασμάτων της κεφαλής και του τραχήλου παρουσιάζει ευρεία εφαρμογή μια και πρόκειται για όγκους που παρουσιάζουν μεγάλη εξάρτηση από την κατανάλωση γλυκόζης. (3) Η απεικονιστική διερεύνηση των παθήσεων που καλύπτει το πεδίο της ωτορινολαρυγγολογίας πραγματοποιείται ως επί το πλείστο με την αξονική και τη μαγνητική τομογραφία. Ωστόσο σημαντική θέση στον διαγνωστικό αλγόριθμο κάθε ωτορινολαρυγγολόγου πρέπει να έχουν οι εξετάσεις της Πυρηνικής ιατρικής που μπορούν να δώσουν απαντήσεις και να τροποποιήσουν τη θεραπεία σε παθήσεις των σιελογόνων (σύνδρομο Sjogren, λιθιάσεις, νεοπλασίες), στους όγκους κεφαλής και τραχήλου καθώς και στη διερεύνηση ασθενών με ανοσμία. Όγκοι Κεφαλής και Τραχήλου Οι καρκίνοι της κεφαλής και του τραχήλου μπορούν να διακριθούν ανάλογα με την προέλευση τους σε αυτούς που προέρχονται από: 1. στοματική κοιλότητα 2. ρινοφάρυγγα 3. λάρυγγα 4. υποφάρυγγα 5. παραρρινικούς κόλπους 6. σιελογόνους αδένες Στα καρκινικά κύτταρα πραγματοποιούνται σημαντικές τροποποιήσεις που αφορούν την χρήση της γλυκόζης, τη σύνθεση του DNA, την αιμάτωση καθώς και τη σύνθεση και σύσταση της κυτταρικής μεμβράνης τους. Η τεχνολογία του PET έχει αναπτύξει διάφορα ραδιοεπισημασμένα ανάλογα μου μιμούνται βιολογικές ουσίες και έτσι είναι δυνατή η απεικόνιση της κατανομής τους στο σώμα κατά τη διάρκεια μιας ασθένειας (στην προκειμένη περίπτωση μιας κακοήθειας) και οι μεταβολές της καθήλωσης αυτής πριν και μετά τη θεραπεία. Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο ραδιοεπισημασμένο ανάλογο είναι η γλυκόζη FDG (18F-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose) και στην περίπτωση των νεοπλασμάτων της κεφαλής και του τραχήλου παρουσιάζει ευρεία εφαρμογή μια και πρόκειται για όγκους που παρουσιάζουν μεγάλη εξάρτηση από την κατανάλωση γλυκόζης. (3) Η θεραπεία των κακοηθειών της κεφαλής και του τραχήλου εξαρτάται από τη σταδιοποίηση τους και περιλαμβάνει συνδυασμό χειρουργείου, τοπικής ακτινοβόλησης και χημειοθεραπειών Και ενώ μέχρι σήμερα η αξονική και η μαγνητική τομογραφία αποτελούσαν τον κύριο τρόπο διερεύνησης τους, οι μεταβολικές πληροφορίες που προσφέρει το PET από μόνο του αλλά και σε συνδυασμό με το CT (PET/CT) έχουν αποδειχθεί πιο χρήσιμες στην ακριβή περιγραφή της έκτασης της βλάβης, στην απάντηση της νόσου στη θεραπεία καθώς και στην εμφάνιση ή όχι υποτροπής της νόσου σε σχέση με την απλή ανατομική περιγραφή που προσφέρει το CT και το MRI (4-6). Επίσης ιδιαίτερα χρήσιμη είναι η εφαρμογή του PET/CT στη διερεύνηση των λεμφαδενικών μεταστάσεων στον τράχηλο με ευαισθησία 70% για αυτούς που είναι μικρότεροι από 1cm και 83% - 100% για αυτούς που είναι μεγαλύτεροι από 1cm (7). Ευρεία χρήση παρουσιάζει το PET/CT στη διερεύνηση των μεταστάσεων των καρκίνων της κεφαλής και του τραχήλου που παρουσιάζουν και δεύτερη πρωτοπαθή εντόπιση σε ποσοστό 4% και μάλιστα με το 30% από αυτά να βρίσκεται εκτός της κεφαλής και του τραχήλου (8). Εξαιρετικά εντυπωσιακή είναι η συμβολή του ΡΕΤ/CT στην τροποποίηση της σταδιοποίησης των καρκίνων της κεφαλής 16
και του τραχήλου με πολλές έρευνες τα τελευταία χρόνια να υπολογίζουν το ποσοστό των ασθενών, στους οποίους άλλαξε το αρχικό στάδιο της νόσου τους, από 22%-57% (9-11). Το γεγονός αυτό οφείλεται κυρίως στη δυνατότητα του PET να βρίσκει παθολογικούς λεμφαδένες που ανατομικά φαινόταν απόλυτα φυσιολογικοί και διατηρούσαν φυσιολογικό μέγεθος. Για τη λεμφαδενική σταδιοποίηση μάλιστα των καρκίνων της κεφαλής και του τραχήλου η ευαισθησία και η ειδικότητα του ΡΕΤ αγγίζει το 87% και το 94% και ξεπερνά σε μεγάλο βαθμό το CT και το MRI που παρουσιάζουν 65%-88%, 41% - 47% αντίστοιχα (12). Στο αποτέλεσμα της θεραπείας και στην εμφάνιση τυχόν υποτροπής το ΡΕΤ έχει μεγάλη προγνωστική αξία (13-14), αρκεί να πραγματοποιηθεί στους 2 μήνες μετά τη λήξη της θεραπείας, και παρουσιάζει ευαισθησία και ειδικότητα 86% και 73% σε σύγκριση με 56% και 59% που παρουσιάζουν το CT και το MRI αντίστοιχα (15). Περιορισμοί στη διαγνωστική του ικανότητα παρουσιάζονται σε βλάβες μικρότερες από 6mm λόγω φυσιολογικών παραλλαγών, καθώς και επί ύπαρξης φλεγμονής. Στο Νοσοκομείο Παπαγεωργίου και ειδικότερα στο Γ Εργαστήριο Πυρηνικής Ιατρικής ΑΠΘ έχει ήδη δρομολογηθεί η προμήθεια PET/CT για το έτος 2011/12. Παθήσεις Σιελογόνων αδένων Η λειτουργία αλλά και η αποχετευτική οδός των παρωτίδων κυρίως αλλά και των υπόλοιπων σιελογόνων αδένων μπορεί να πραγματοποιηθεί με την ενδοφλέβια χορήγηση Tc99m. Η εξέταση διαρκεί συνολικά 30min και χωρίζεται σε δύο φάσεις ίδιας διάρκειας. Κατά την πρώτη, συγκεντρώνονται πληροφορίες για το σχήμα το μέγεθος και τυχόν τοπικές ανωμαλίες λειτουργικότητας ενώ η έναρξη της δεύτερης φάσης σηματοδοτείται από τη χορήγηση χυμού λεμονιού που προκαλεί έκκριση σιέλου και έτσι καθίσταται δυνατή η μελέτη της αποχετευτικής μοίρας των σιελογόνων αδένων. (φυσιολογικές εικόνες) Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του σπινθηρογραφήματος των σιελογόνων αδένων σε σχέση με τις άλλες απεικονιστικές μεθόδους, είναι ότι μελετώνται ταυτόχρονα και η παρεγχυματική αλλά και η αποχετευτική λειτουργία όλων των σιελογόνων αδένων με μία και μόνο μελέτη. (16) Σε γενικές γραμμές μειωμένη καθήλωση του ραδιοφαρμάκου συμμετρικά και στις δύο παρωτίδες παρατηρούμε στο σύνδρομο Sjogren ενώ αντίθετα αυξημένη καθήλωση και στις δύο παρωτίδες αποτελεί εύρημα της σαρκοείδωσης. Εστιακά μειωμένη, φωτοπενική περιοχή, πρόσληψη του ραδιοφαρμάκου είναι χαρακτηριστικό κύστης η συνήθως μικτού όγκου ενώ εστιακά αυξημένη πρόσληψη του ραδιοφαρμάκου αποτελεί χαρακτηριστικό λοίμωξης, αποστήματος και του όγκου του Warthin. (17) Για τον έλεγχο της αποχετευτικής μοίρα, υπολογίζονται οι κρούσεις σε κάθε αδένα πριν και μετά τη χρήση του χυμού λεμονιού. Διερεύνηση οστικής συμμετοχής σε όγκους και σε φλεγμονές Με το σπινθηρογράφημα των οστών και χρησιμοποιώντας Tc 99 MDP (διφωσφονικά) μπορεί να πραγματοποιηθεί η σταδιοποίηση ενός όγκου και να ερευνηθούν οι τυχόν οστικές μεταστάσεις σε κακοήθειες της κεφαλής και του τραχήλου. Παράλληλα μεγάλη είναι η αξία του σπινθηρογραφήματος των οστών στη διερεύνηση της οστικής φλεγμονής (οστεομυελίτιδας). Η αυξημένη αιμάτωση και ο αυξημένος μεταβολισμός που παρουσιάζει ο φλεγμένων οστικός ιστός διακρίνονται Εικ. 2: Σπινθηρογράφημα φυσιολογικών σιελογόνων αδένων Στο αποτέλεσμα της θεραπείας και στην εμφάνιση τυχόν υποτροπής το ΡΕΤ έχει μεγάλη προγνωστική αξία (13-14), αρκεί να πραγματοποιηθεί στους 2 μήνες μετά τη λήξη της θεραπείας, και παρουσιάζει ευαισθησία και ειδικότητα 86% και 73% σε σύγκριση με 56% και 59% που παρουσιάζουν το CT και το MRI αντίστοιχα (15) 17
Εικ. 4: Σύνδρομο Sjogren Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του σπινθηρογραφήματος των σιελογόνων αδένων σε σχέση με τις άλλες απεικονιστικές μεθόδους, είναι ότι μελετώνται ταυτόχρονα και η παρεγχυματική αλλά και η αποχετευτική λειτουργία όλων των σιελογόνων αδένων με μία και μόνο μελέτη. (16) Εικ. 3: Aπόφραξη στην αποχετευτική οδό της δεξιάς παρωτίδας πολύ εύκολα με τη σπινθηρογραφική μελέτη γεγονός που την καθιστά ένα χρησιμότατο διαγνωστικό εργαλείο. H ειδικότητα της όλης διαγνωστικής διαδικασίας μπορεί να αυξηθεί με χρήση ειδικότερων σπινθηρογραφικών μελετών με 67Ga, αυτόλογα λευκά αιμοσφαίρια επισημασμένα με 99mTc-HMPAO και σπινθηρο-γράφημα μυελού των οστών. Τέλος ιδιαίτερα σε χρόνιες ρινοκολπίτιδες, ακόμα και σε περιπτώσεις όπου δεν υπάρχει φλεγμονή του βλεννογόνου αλλά μόνο οστική συμμετοχή, το σπινθηρογράφημα των οστών πλεονεκτεί στην ανάδειξη της φλεγμονής αυτής υπερτερώντας την απεικόνισης που προσφέρει η αξονική τομογραφία. Διερεύνηση Ανοσμίας Οι διαταραχές της όσφρησης παρουσιάζουν συχνότητα η οποία φτάνει το 0,9% του γενικού πληθυσμού σε ηλικίες κάτω των 65 ετών, ενώ σε άτομα άνω των 65 ετών το ποσοστό αυτό αυξάνεται κατακόρυφα στο 50% περίπου. Παρά την ευρεία βιβλιογραφία για την κλινική χρησιμότητα των κλινικών τεστ (τέστ Sniffin sticks) οι δοκιμασίες αυτές έχουν ένα σημαντικό περιορισμό. Βασίζονται στην συνεργασία του ασθενή και για τον λόγο αυτό σε περίπτωση αδυναμίας συνεργασίας η πραγματοποίηση του ελέγχου είναι πάρα πολύ δύσκολη ή ακόμα και αδύνατη. Αυτό μπορεί να συμβεί σε ασθενείς που υποκρίνονται, σε ασθενείς με νοητική στέρηση, σε ασθενείς με νευρολογικές παθήσεις ή σε παιδιά. Η ανάγκη για περισσότερο αντικειμενική και λεπτομερή εξέταση της οσφρητικής λειτουργίας οδήγησε στην ανάπτυξη απεικονιστικών μεθόδων με ταυτόχρονη χορήγηση οσφρητικών και τριδυμικών ερεθισμάτων διαφορετικής ποιότητας και έντασης σε ελεγχόμενο περιβάλλον, όπως η λειτουργική μαγνητική τομογραφία (FMRI) με καταγραφή περιοχών ενεργοποίησης και καταστολής του εγκεφάλου κατά την χορήγηση οσφρητικών ερεθισμάτων αλλά και τομογραφία εκπομπής ποσιτρονίων (PET), και απεικόνιση πηγής βιομαγνητικών πεδίων (MSI). Στο νοσοκομείο Παπαγεωργίου στην Γ Πυρηνική ΑΠΘ υπάρχει η δυνατότητα καταγραφής ενεργοποίησης περιοχών του εγκεφάλου με SPECT κατά την χορήγηση οσφρητικών ερεθισμάτων (18). Η πρακτική αυτή αποτελεί μια εναλλακτική μέθοδο αντικειμενική οσφρησιομετρίας μια και η λειτουργική μαγνητική τομογραφία είναι ακριβότερη και πολυπλοκότερη στον προγραμματισμό και υλοποίηση μέθοδο (19). Βιβλιογραφία 1.Πυρηνική ιατρική. Πρακτικές εφαρμογές σε 15 Ιατρικές ειδικότητες. Εκδόσεις ΖΗΤΗ. Θεσσαλονίκη 2001. 2.Πυρηνική ιατρική. Μέθοδοι, Τεχνικές και Οδηγίες στους Εξεταζόμενους. Εκδόσεις ΖΗΤΗ. Θεσσαλονίκη 2001. 3. Bailet JW, Abemayor E, Jabour BA, et al. Positron emission tomography: a new, precise imaging modality for detection of primary head and neck tumors and assessment of cervical adenopathy. Laryngoscope 1992;102(3):281 288. 18
4. von Schulthess GK. Positron emission tomography versus positron emission tomography/ computed tomography: from unclear to new-clear medicine. Mol Imaging Biol 2004;6(4):183 187. 5. Cerfolio RJ, Ojha B, Bryant AS, et al. The accuracy of integrated PET-CT compared with dedicated PET alone for the staging of patients with nonsmall cell lung cancer. Ann Thorac Surg 2004;78(3):1017 1023. 6. Rusthoven KE, Koshy M, Paulino AC. The role of PET-CT fusion in head and neck cancer. Oncology (Huntingt) 2005;19(2):241 246. 7. Brink I, Klenzner T, Krause T, et al. Lymph node staging in extracranial head and neck cancer with FDG PET appropriate uptake period and sizedependence of the results. Nuklearmedizin 2002; 41:108 113. 8. Leon X, Quer M, Diez S, et al. Second neoplasm in patients with head and neck cancer. Head Neck 1999;21(3):204 210. 9. Letizia Deantonio, Debora Beldì, Giuseppina Gambaro1, Gianfranco Loi, Marco Brambilla2, Eugenio Inglese and Marco Krengli. FDG-PET/CT imaging for staging and radiotherapy treatment planning of head and neck carcinoma 10. Koshy M, Paulino AC, Howell R, Schuster D, Halkar R, Davis LW: F- 18FDG-PET/CT fusion in radiotherapy treatment planning for head and neck cancer. Head and Neck 2005, 27:494-502. 11. Wang D, Schultz CJ, Jursinic PA, Bialkowski M, Zhu XR, Brown WD, Rand SD, Michel MA, Campbell BH, Wong S, Li XA, Wilson JF: Initial experience of FDG-PET/CT guided IMRT of head and neck carcinoma. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2006, 65:143-151. 12. Kau RJ, Alexiou C, Laubenbacher C, et al. Lymph node detection of head and neck squamous cell carcinomas by positron emission tomography with fluorodeoxyglucose F 18 in a routine clinical setting. Arch Otolaryngol Head Neck Surg 1999;125(12):1322 1328. 13. Lonneux M, Lawson G, Ide C, et al. Positron emission tomography with fluorodeoxyglucose for suspected head and neck tumor recurrence in the symptomatic patient. Laryngoscope 2000; 110:1493 1497. 14. Anzai Y, Carroll WR, Quint DJ, et al. Recurrence of head and neck cancer after surgery or irradiation: prospective comparison of 2-deoxy-2- [F-18]fluoro-D-glucose PET and MRimaging diagnoses. Radiology 1996; 200:135 141 15. Klabbers BM, Lammertsma AA, Slotman BJ (2003) The value of positron emission tomography for monitoring response to radiotherapy in head and neck cancer. Mol Imaging Biol 5:257 70. 16. S. Klutmann, K.H. Bohuslavizki, S. Kro ger, C. Bleckmann,W. Brenner, J. Mester and M. Clausen. Quantitative Salivary Gland Scintigraphy. JNMT 1999 ; 27 (1) 17. Essentials of nuclear medicine imaging. SAUNDERS-ELSEVIER. 5th edition 2006 18. Di Nardo W, Di Girolamo S, Galli A, Meduri G, PaludettiG, De Rossi G. Olfactory function evaluated by SPECT. American Journal of Rhinology 2000; 14: 57 61. 19. I. Konstantinidis, E. Tsakiropoulou, I. Iakovou, A. Douvantzi S. Metaxas. Anosmia after general anaesthesia: a case report. Anaesthesia 2009; 64, 1367 1370 19