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


Possibilities of imaging of urogenital tract tumors by 18FDG-PET/CT

The hybrid imaging system PET/CE, which has been developed at the beginning of this decade, provides the possibility of a fusion of anatomical visualization by means of computer tomography and visualization of the metabolic activity of a carrier labeled with a radionuclide with decay (most often 18F isotope with a half-life of 110 minutes). The subsystem of computer tomography serves not only for simple CT-examination but is also used in a reconstruction algorithm of PET data for so-called attenuation correction, i.e. correction for the attenuation of activity of deep-seated structures caused by absorption of the radiation in tissues. The authors describe the use of 18FDG-PET/CT for detection of tumors of the urinary tract outlet system, testicles, prostate and hemato-oncological tumors, and assess the suitability and benefits of this examination mode in these indications. With a correct indication for 18FDG-PET/CT examination, this modality brings, despite the high costs, a considerable medical profit as well as economical saving of oncological therapy costs.

KEY WORDS:
renal tumors, urinary tract outlet system, prostate, hemato-oncological tumors, positron emission tomography, computer tomography


Autoři: doc. MUDr. Jiří Ferda, Ph.D. 1,2;  MUDr. Eva Ferdová 1,2;  prim. MUDr. Jan Záhlava 1;  doc. MUDr. Milan Hora, Ph.D. 3;  MUDr. Miroslava Schützová 4
Působiště autorů: oddělení nukleární medicíny FN Plzeň-Lochotín 1;  Radiodiagnostická klinika LF UK a FN Plzeň 2;  Urologická klinika LF UK a FN Plzeň 3;  Hematoonkologické oddělení FN Plzeň 4
Vyšlo v časopise: Urol List 2006; 4(2): 36-40

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.






Obr. 1. Vysoce akumulující karcinom ledviny, metastatické postižení plicního parenchymu. Rozsáhlý konvenční karcinom horní poloviny levé ledviny s typickým nálezem na koronární rekonstrukci CT (A), na fúzovaném obrazu PET a CT 1:1 (B) je dobře patrná vysoká akumulace <sup>18</sup>F-FDG promítající se do morfologického CT-obrazu, čistě metabolické zobrazení PET (C) zobrazuje, že v daném případě je akumulace <sup>18</sup>F-FDG v centrální části tumoru mnohonásobně vyšší než je ve zdravém parenchymu pravé ledviny. V plicním parenchymu byla objevena metastáza vysoce akumulující FDG podobně jako primární nádorové ložisko - koronární HRCT-rekonstrukce (D), fúze PET a CT 1:1 (E), čisté PET zobrazení (F).
Obr. 1. Vysoce akumulující karcinom ledviny, metastatické postižení plicního parenchymu. Rozsáhlý konvenční karcinom horní poloviny levé ledviny s typickým nálezem na koronární rekonstrukci CT (A), na fúzovaném obrazu PET a CT 1:1 (B) je dobře patrná vysoká akumulace <sup>18</sup>F-FDG promítající se do morfologického CT-obrazu, čistě metabolické zobrazení PET (C) zobrazuje, že v daném případě je akumulace <sup>18</sup>F-FDG v centrální části tumoru mnohonásobně vyšší než je ve zdravém parenchymu pravé ledviny. V plicním parenchymu byla objevena metastáza vysoce akumulující FDG podobně jako primární nádorové ložisko - koronární HRCT-rekonstrukce (D), fúze PET a CT 1:1 (E), čisté PET zobrazení (F).

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.




Obr. 2. Generalizace karcinomu ledviny po nefrektomii. Celotělový obraz PET pomocí MIP-rekonstrukce (maximum intensity projection) ukazuje mnohočetné fokusy vysoké akumulace &lt;sup&gt;18&lt;/sup&gt;F-FDG ve skeletu a v oblasti hrudníku. V plicním parenchymu byla objevena mnohočetná objemná ložiska vysoce akumulující FDG koronární HRCT-rekonstrukce (B), fúze PET a CT 1:1 (C), čisté PET-zobrazení (D).
Obr. 2. Generalizace karcinomu ledviny po nefrektomii. Celotělový obraz PET pomocí MIP-rekonstrukce (maximum intensity projection) ukazuje mnohočetné fokusy vysoké akumulace <sup>18</sup>F-FDG ve skeletu a v oblasti hrudníku. V plicním parenchymu byla objevena mnohočetná objemná ložiska vysoce akumulující FDG koronární HRCT-rekonstrukce (B), fúze PET a CT 1:1 (C), čisté PET-zobrazení (D).

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).


Obr. 3. Diferenciální diagnostika metastáz germinativního nádoru varlete v retroperitoneu. Metastáza v parakavální uzlině v typické lokalizaci u renálního cévního svazku vysoce akumuluje &lt;sup&gt;18&lt;/sup&gt;F-FDG, zobrazení fúze PET a CT 1:1 (A). Hematom v retroperitoneu na úrovni soutoku společných pánevních žil ve srovnání s metastázou neakumuluje &lt;sup&gt;18&lt;/sup&gt;F-FDG vůbec, na jeho povrchu je lem nevýrazně zvýšené akumulace &lt;sup&gt;18&lt;/sup&gt;F-FDG (B).
Obr. 3. Diferenciální diagnostika metastáz germinativního nádoru varlete v retroperitoneu. Metastáza v parakavální uzlině v typické lokalizaci u renálního cévního svazku vysoce akumuluje <sup>18</sup>F-FDG, zobrazení fúze PET a CT 1:1 (A). Hematom v retroperitoneu na úrovni soutoku společných pánevních žil ve srovnání s metastázou neakumuluje <sup>18</sup>F-FDG vůbec, na jeho povrchu je lem nevýrazně zvýšené akumulace <sup>18</sup>F-FDG (B).

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 Ferdová1,2

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


Zdroje

1. Bar Shalom R, Keidar Z, Guralnik L et al. Added value of fused PET/CT imaging with FDG in diagnostic imaging and management of cancer patients. J Nucl Med 2002; 43: 32-33.

2. Antoch G, Vogt FM, Freudenberg LS et al. Whole bo­dy dual modality PET/CT and whole body MRI for tu­mor staging in oncology. JAMA 2003; 290: 3199-3206.

3. Kocher F, Grimmel S, Hautmann R et al. Positron emission tomography. Introduction of a new procedure in diagnosis of urologic tumors and initial clinical results. J Nucl Med 1994; 35: 223.

4. Bachor R, Kotzerke J, Gottfried HW et al. Positron emission tomography in diagnosis of renal cell carcinoma. Urologe A 1996; 35: 146-150.

5. Safaei A, Figlin R, Hoh CK et al. The usefulness of F-18 deoxyglucose whole body positron emission tomography (PET) for restaging of renal cell carcinoma. Clin Nephrol 2002; 57: 56-62.

6. Choyke PL, Amis ES jr, Bigongiari LR et al. Renal cell carcinoma staging. American College of Radiology. ACR Appropriateness Criteria. Radiology 2000; 215(Suppl):721-725.

7. Israel G, Bosniak MA. Renal imaging for diagnosis and staging of renal cell carcinoma. Urol Clin N Am 2003; 30: 499-514.

8. Raptopoulos VD, Blake SP, Weisinger K et al. Multiphase contrast-enhanced helical CT of liver metastases from renal cell carcinoma. Eur Radiol 2001; 11: 2504-2509.

9. Kopka L, Fischer U, Zoller G et al. Dual-phase helical CT of the kidney: value of corticomedullary and nephrographic phase for evaluation of renal lesions and preoperative staging of renal cell carcinoma. AJR 1997; 169: 1573-1578.

10. Cheon JJWY, Wafgenr BJ, Davis CJ. AFIP archives: transitional cell carcinoma of the urinary tract: radiologic-pathologic correlation. Radiographics 1998; 18: 123-128.

11. Cremerius U, Effert PJ, Adam G et al. FDG PET for detection and therapy control of metastatic germ cell tumor. J Nucl Med 1998; 39: 815-822.

12. Cremerius U, Widberger H, Borchers H et al. Does positron emission tomography using 18-fluoro-2-deoxyglucose improve clinical staging of testicular cancer? - Results of a study in 50 patients. Urolology 1999; 54: 900-904.

13. Liu IJ, Zafar MB, Lai YH et al. Fluorodeoxyglucose positron emission tomography studies in diagnosis and staging of clinical organ-confined prostate cancer. Urology 2001; 57: 108-111.

14. Kosuda S, Kison PV, Greenough R et al. Preliminary assessment of fluorine-18 fluorodeoxyglucose positron emission tomography in patients with bladder cancer. Eur J Nucl Med 1997; 24: 615-620.

15. Freudenberg LS, Antoch G, Schutt P et al. FDG-PET/CT in re-staging of patients with lymphoma. Eur J Nucl Med Mol Imaging 2003; 26: 256-198.

Štítky
Dětská urologie Urologie

Článek vyšel v časopise

Urologické listy

Číslo 2

2006 Číslo 2

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se