Диффузная фиксация фдг что это такое
Диффузная фиксация фдг что это такое
а) Терминология. Сокращения:
• Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)
• Компьютерная томография (КТ)
б) Применение. Особенности применения в клинической практике:
• Наилучшим образом подходит для стадирования, мониторинга, профилактического наблюдения и рестадирования при множестве новообразований грудной клетки
о Превосходит ПЭТ, КТ и МРТ по отдельности О Перед проведением ПЭТ /КТ в случае злокачественного новообразования следует установить точный диагноз
— Исключением служит оценка солитарных узелков в легочной ткани
• Позволяет выявлять синхронные первично-множественные опухоли
• Мониторинг: исследование проводится во время лечения или непосредственно после него с целью определения эффективности лечения
• Профилактическое наблюдение: исследование проводится у бессимптомных пациентов, прошедших курс лечения, с целью выявления рецидива
• Рестадирование: проводится у пациентов, прошедших курс лечения, у которых выявляются симптомы заболевания или при биопсии доказан рецидив опухоли
о Выполняется для обнаружения метастазов, наличие которых может повлиять на выбор тактики последующего лечения О Позволяет установить степень распространения заболевания в случае формирования отдаленного рецидива
в) Технические особенности:
1. Физические основы ПЭТ:
• Фтор-18 (F18) представляет собой нейтронно-дефицитный изотоп о Период полураспада F18 составляет 110 минут
о Для получения F18 необходим циклотрон о Распад F1 8 до кислорода-18 сопровождается испусканием позитрона
• Позитрон (е+ или β+) представляет собой античастицу электрона
• Прежде чем встретить электрон, позитрон преодолевает путь в 1-2 мм
о Короткое расстояние влияет на пространственное разрешение
• При встрече позитрона и электрона происходит их аннигиляция, которая сопровождается испусканием двух высокоэнергетических фотонов (511 кэВ) в противоположных направлениях
о Знать направление важно для обнаружения совпадений
• Образовавшиеся после аннигиляции фотоны одновременно достигают детекторов, что регистрируется, как обнаружение совпадения
• Позволяет устанавливать локализацию, поскольку аннигиляция происходит непосредственно между детекторами
2. Особенности метаболизма 18F-фтордезоксиглюкозы (ФДГ):
• Метаболизм глюкозы в норме:
о Глюкоза попадает в клетки посредством трансмембранного переносчика GLUT1
о Гексокиназа фосфорилирует глюкозу до глюкозо-6-фосфата, который поступает в цикл Кребса
• Метаболизм:
о ФДГ попадает в клетки посредством переносчика GLUT1
— В большинстве злокачественных клеток наблюдается избыточная экспрессия GLUT1
о ФДГ фосфорилируется, но не участвует в гликолизе о ФДГ захватывается клетками с высоким уровнем метаболизма глюкозы и накапливается в них
• Стандартизированное значение накопления (SUV) представляет собой количественную меру степени поглощения ФДГ
(а) На рисунке изображен радиоактивный распад фтора-? 8 до кислорода-18, сопровождающийся испусканием позитрона (β+).
Прежде чем встретиться с электроном (β-) позитрон преодолевает путь в среднем в 7 мм.
Аннигиляция позитрона и электрона приводит к испусканию 2 высокоэнерпетических фотонов в противоположных направлениях.
(б) На рисунке изображен метаболизм глюкозы и ФДГ. Оба вещества посредством переносчика GLUT1 попадают в клетки, где происходит их фосфорилирование с помощью гексокиназы (ГК).
ФДГ-6-Ф накапливается в клетках.
3. Гибридная ПЭТ/КТ:
• Сочетает возможности визуализации анатомических структур и физиологических процессов
о Превосходит ПЭТ и КТ по отдельности
• Ультрасовременное оборудование включает в себя мультиспиральный компьютерный томограф и позитронно-эмиссионный томограф с высоким разрешением
• Использование коррекции аттенуации на основании данных КТ позволяет исключить необходимость выполнения отдельного трансмиссионного скана
о Приводит к уменьшению длительности всего исследования
• Коррекция аттенуации (КА):
о Вероятность поглощения фотонов веществом с высокой плотностью больше
о Плотность, рассчитанная при КТ, используется для математической коррекции расчетов
о Современные алгоритмы учитывают внутривенно введенное контрастное вещество, которое вымывается в процессе ПЭТ-ска-нирования
о Возможность получения изображений с КА, на которых легкие выглядят белыми, и без КА, на которых легкие выглядят черными
4. Другие радиоизотопы для ПЭТ:
• 18F-З-дезокси-3-фтортимидин, известный как ФЛТ О Источник эмиссии позитронов-F18
о В делящихся клетках уровень поглощения тимидина выше О Использование ФЛТ вместо 18Г-ФДГ позволяет снизить вероятность возникновения артефактов от воспалительных изменений
• Вещества, не содержащие F18
о Углерод-1 1, период полураспада = 20 минут о Азот-1 3, период полураспада = 10 минут О Кислород-15, период полураспада = 2 минуты
• Область применения веществ, не содержащих F18, ограничена вследствие короткого периода полураспада
• В клинической практике широко используют только ФДГ
г) Протоколы исследования:
1. ПЭТ:
• Требует выполнения трансмиссионного скана для коррекции аттенуации
• Длительное время сканирования
• Меньшая точность диагностики по сравнению с ПЭТ /КТ
• Используется для диагностики неопухолевых заболеваний
2. ПЭТ с коррекцией аттенуации на основе КТ:
• КТ с низкими значениями силы тока
• Не имеет диагностической ценности; используется для оценки соотношения анатомических структур и КА
• Позволяет выявить признаки заболевания, но не позволяет установить их точные характеристики
3. ПЭТ с нативной КТ:
• Стандартные технические параметры проведения КТ, при этом йод-содержащее контрастное вещество не вводится
• Меньшая точность диагностики по сравнению с ПЭТ/КТ с контрастным усилением
• Высокая вероятность получения ложноположительных результатов
4. ПЭТ/КТ с контрастным усилением:
• Наиболее высокая точность диагностики
• Наименьшая вероятность получения ложноположительных результатов при ПЭТ
• Возможно возникновение характерных для этого метода артефактов, поэтому во избежание постановки ошибочного диагноза необходим опыт работы в данной области
(а) У женщины 64 лет при ПЭТ всего тела определяется нормальное распределение радио фармпрепарата.
Следует отметить интенсивный характер поглощения в головном мозге, сердце, печени чашечно-лоханочной системе почки и мочевом пузыре, а также рассеянные фокусы накопления в тонкой и толстой кишках.
(б) У той же пациентки проведение гибридной ФДГ-ПЭТ/КТ позволяет с большей точностью локализовать участки интенсивного поглощения ФДГ в анатомических структурах.
д) Одиночные узелки в легочной ткани:
1. Роль ПЭТ/КТ:
• Дифференциальная диагностика злокачественных и доброкачественных узелков
• По сравнению с КТ точность ПЭТ/КТ выше
о Чувствительность: >90%; специфичность: 80%
2. Рекомендации:
• Экономически выгодный метод диагностики, позволяющий устанавливать характеристики узелков в легочной ткани размерами >8 мм в случаях, когда наблюдается расхождение между клиническими и морфологическими данными или при наличии узелков неустановленной природы у лиц с высоким риском
о Метаболически неактивные узелки с низким или умеренным риском можно наблюдать рентгенологическими методами, чтобы убедиться в их стабильности или выявить их обратное развитие
о Узелки с низким или умеренным риском размерами >8 мм должны оцениваться посредством ПЭТ/КТ
— При положительном результате ПЭТ узелки требуют дальнейшего изучения
о Узелки с высоким риском следует подвергать биопсии или резекции
е) Рак легких. Особенности применения ПЭТ/КТ в клинических условиях:
• Стадирование:
о По сравнению с КТ или ПЭТ позволяет с большей точностью устанавливать распространенность опухолевого процесса
— Точность: КТ: 68%; ПЭТ: 46%; ПЭТ/КТ: 86%; ПЭТ/КТ с визуальной коррекцией: 72%
о ПЭТ и ПЭТ/КТ облегчают выявление метастазов в лимфатических узлах
— Точность: 75-80%; чувствительность: 70-75%; специфичность: 90-95%
— ПЭТ/КТ превосходит КТ и ПЭТ по отдельности
— В настоящее время не может заменить медиастиноскопию
о Метастазы
— По возможностям выявления метастазов в перикарде ПЭТ/КТ превосходит КТ и ПЭТ
— По чувствительности и точности диагностики ПЭТ /КТ превосходит остеосцинтиграфию (91 % и 94% против 75% и 85%, соответственно)
— Характеризуется низкой чувствительностью при обнаружении метастазов в головном мозге вследствие повышенного уровня поглощения ФДГ паренхимой головного мозга
• Мониторинг, профилактическое наблюдение и рестадирование
о Не рекомендуется для использования в рутинной практике
— Часто проводится по поводу наличия настораживающих симптомов или выявления подозрительных изменений при КТ:
о По возможностям выявления рецидива после лучевой терапии превосходит КТ
о Отсутствие изменения метаболической активности по данным ПЭТ/КТ при проведении неоадъювантной терапии коррелирует с низкой эффективностью лечения
• Степень поглощения ФДГ зависит от гистологического подтипа опухоли:
о Аденокарцинома:
— Для инвазивной аденокарциномы типичен повышенный уровень поглощения ФДГ
— Аденокарцинома in situ и минимально инвазивная аденокарцинома могут характеризоваться небольшим уровнем накопления ФДГ или его отсутствием
Не рекомендуется использовать ПЭТ/КТ для оценки узелков с изменениями лишь по типу «матового стекла»
ПЭТ/КТ может быть использована для оценки частично солидных узелков в том случае, если размер солидного компонента соответствует определенным критериям (по Флейшнеру или Lung-RADS)
— Для плоскоклеточного и мелкоклеточного рака легких типичен повышенный уровень поглощения ФДГ вследствие высокой метаболической активности
— Уровень поглощения ФДГ карциноидными опухолями вариабелен
В случаях низкого уровня накопления ФДГ или его отсутствия возможно получение ложноотрицательных результатов
ж) Рак пищевода. Особенности применения ПЭТ/КТ в клинической практике:
• Стадирование:
о Чувствительность при обнаружении первичных опухолей составляет 78-95%:
— Получение ложноотрицательных результатов при наличии опухоли Т1 или Т2 небольшого размера
— Получение ложноположительных результатов при эзофагите или гастроэзофагеальном рефлюксе
— При этом установить глубину опухолевой инвазии не представляется возможным
о Регионарная лимфаденопатия:
— ПЭТ/КТ в сравнении с КТ
Чувствительность: 51 % против 63-87%
Специфичность: 84% против 14-43%
Позволяет выявлять метастазы в неувеличенных лимфатических узлах
— Эффективность диагностики зависит от взаимного расположения лимфатических узлов и первичной опухоли
На фоне высокого уровня поглощения ФДГ первичной опухолью участки повышенного накопления в прилежащих регионарных лимфатических узлах могут не визуализироваться
Эффективность диагностики выше при расположении лимфатических узлов на расстоянии от первичной опухоли
о Метастазы:
— По сравнению с КТ с контрастным усилением позволяет получить дополнительные данные, необходимые для стадирования опухоли
— У пациентов без выявленных метастазов ПЭТ/КТ позволяет обнаруживать метастазы почти в 15% случаев
Чаще всего метастазы поданным ПЭТ/КТ определяются в костях и печени
Позволяет выявлять метастазы при нетипичной их локализации
• Мониторинг, профилактическое наблюдение и рестадирование
о Позволяет получать дополнительные данные, необходимые для дифференциации рецидива опухоли и изменений, вызванных лечением
о К изменениям, вызванным лечением, относят воспалительные изменения, характеризующиеся неспецифической картиной при КТ
— ПЭТ/КТ характеризуется наиболее высокой чувствительностью при прогнозировании эффективности химиотерапии
— Проводится не ранее чем через 3-4 недели после завершения курса химиолучевой терапии
• После проведения неоадъювантной химиотерапии важно осуществить рестадирование опухоли с целью отбора кандидатов для хирургического лечения
з) Злокачественная мезотелиома плевры. Особенности применения ПЭТ/КТ в клинической практике:
• Наилучшим образом подходит для стадирования, мониторинга, профилактического наблюдения и рестадирования
о Может использоваться для дифференциальной диагностики заболеваний плевры злокачественной и доброкачественной природы
— Уровень поглощения ФДГ при злокачественный новообразованиях значительно выше
о Стадирование:
— Поглощение ФДГ первичной опухолью, лимфатическими узлами и метастазами
Степень поглощения ФДГ коррелирует с величиной медиан прогрессии опухоли и выживаемости пациента
— Характеризуется большей точностью стадирования по сравнению с КТ, МРТ и ПЭТ по отдельности
и) Типовые ошибки при проведении ПЭТ/КТ грудной клетки:
1. Наличие гиперденсных материалов:
• Гиперденсные материалы обусловливают возникновение линейных и звездчатых артефактов вследствие высокой степени поглощения фотонов
о Контрастное вещество, введенное внутривенно или перорально, катетеры, фиксаторы позвонков и металлические протезы
о При наличии таких материалов коррекция данных ПЭТ может приводить к переоценке степени накопления ФДГ
о Может быть затруднено обнаружение значимых с клинической точки зрения участков интенсивного поглощения ФДГ если они прилежат к катетеру или металлическому протезу
о Вследствие двигательной активности в промежутке между проведением ПЭТ и КТ вокруг протеза может наблюдаться картина повышенного накопления ФДГ
— Может быть ошибочно интерпретирована, как соответствующая инфекции или развитию нестабильности протеза
• Избежать диагностических ошибок позволяет сравнительный анализ изображений с коррекцией аттенуации и без нее
• Во многих аппаратах для ПЭТ/КТ встроены алгоритмы, позволяющие учитывать влияние контрастного вещества
2. Артефакты респираторных движений:
• Несовпадение между данными КТ, использующимися для коррекции аттенуации и полученными при задержке дыхания, и данными эмиссионного скана, который выполняется при спокойном дыхании
• Объем легких при КТ больше, чем при ПЭТ
• Приводит к возникновению криволинейного «холодного» артефакта на границе легкое-диафрагма и затрудняет корректное определение локализации очага интенсивного накопления ФДГ
• Обычно для подтверждения наличия патологических изменений в анатомических структурах достаточно сравнить полученные данные с данными КТ, а также изучить изображения, полученные без коррекции аттенуации
3. Ложноположительные результаты:
• Физиологический уровень поглощения ФДГ о Поперечнополосатые мышцы
— Большинство групп скелетных мышц характеризуются низким уровнем поглощения ФДГ или его отсутствием
— Причины повышения уровня накопления ФДГ
Чрезмерная физическая активность перед проведением ПЭТ (накопление запасов гликогена)
Активные сокращения поперечнополосатых мышц непосредственно до или во время периода накопления ФДГ (в течение 30 минут после введения ФДГ)
Длительные или повторяющиеся сокращения мышц при тревоге
о Бурая жировая ткань:
— Рудиментарный орган термогенеза
— Играет роль в регуляции массы тела и его температуры
— Характеризуется повышением поглощения ФДГ в условиях низкой температуры окружающей среды и при насыщении
— Распределение: шейная, подмышечная, паравертебральная, медиастинальная и абдоминальная области
• Инфекция и воспаление:
о Увеличение поглощения ФДГ в связи с усилением гликолиза в лейкоцитах, лимфоцитах и макрофагах
о Этиология
— Пневмония
— Гранулематозные заболевания: гистоплазмоз, туберкулез и capкоидоз
— Заболевания сосудов: эмболия легочной артерии, тромбозы, атеросклероз
• Ятрогения
о Лучевая терапия:
— Развитие пневмонита в течение первых шести месяцев
Изменения по типу «матового стекла» или консолидация легочной ткани
Вследствие воспаления типично интенсивное поглощение ФДГ
— Фиброз развивается через 6-12 месяцев
Объемное уменьшение и нарушение архитектуры легкого, рубцевание, хроническая консолидация легочной ткани
На ранних этапах может характеризоваться повышенным уровнем поглощения ФДГ; со временем уровень снижается
о Процедуры:
— Грануляционная ткань может характеризоваться повышенным поглощением ФДГ
— Трахеостомия, стернотомия, медиастиноскопия, пункционная биопсия и другие процедуры
— Установка центральных катетеров, дренажных трубок и водителей ритма
о Плевродез тальком:
— Часто проводится для лечения рефрактерного плеврального выпота и персистирующего пневмоторакса
— Тальк вызывает гранулематозную воспалительную реакцию в плевре
— После процедуры повышенный уровень накопления ФДГ может сохраняться в течение нескольких лет
— Избежать ошибок в диагностике позволяют данные КТ
Наличие в плевре гиперденсных линейных участков и узелков, которые соответствуют участкам накопления ФДГ
4. Ложноотрицательные результаты:
• Небольшие узелки в легочной ткани
о Затруднено выявление узелков размером
Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 21.1.2019
Радионуклидная диагностика в онкологии
ГУ – Медицинский радиологический научный центр РАМН,
Обнинск, ул. Королева 4, 249036 г., Калужская область, Российская Федерация
Адрес для переписки: Герман Анатольевич Давыдов; e-mail:
Ключевые слова: онкология, диагностика, радионуклиды.
Ранняя диагностика злокачественных новообразований остается одной из наиболее актуальных задач современной медицины. Возможности методов ядерной медицины в онкологии основаны в первую очередь на выявлении метаболических нарушений в опухолях и окружающих тканях. Принцип функциональной визуализации опухолей отличает методы ядерной медицины от анатомо-топографических методов лучевой диагностики (ультразвуковой томографии, рентгеновской компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии), которые оценивают динамику новообразований по изменению их размеров и структуры. Особенности радионуклидных методов позволяют использовать их для выявления опухолевых поражений в ситуациях, когда структурные изменения не определяются или неспецифичны, а также для оценки раннего ответа опухоли на специфическую терапию, в целях прогнозирования результатов лечения.
Наряду с однофотонной эмиссионной компьютерной томографией (ОФЭКТ), основанной на использовании гамма-излучающих радионуклидов, все большую диагностическую роль в онкологии играет позитронная эмиссионная томография (ПЭТ). Использование в качестве метки биологически важных ультракороткоживущих позитрон-излучающих радионуклидов ( 11 C, 13 N, 15 O, 18 F), позволило создать радиофармпрепараты, обладающие уникальными свойствами (РФП). ПЭТ обеспечивает лучшие возможности для дифференциальной диагностики злокачественных и доброкачественных новообразований, определения распространенности опухолевого процесса, раннего выявления рецидивов и оценки эффективности проводимого лечения.
Основными задачами радионуклидной диагностики при исследовании онкологических больных являются следующие:
РФП для сцинтиграфической диагностики опухолевого процесса
Применяемые для диагностики опухолей РФП разделяют на следующие группы:
РФП, способные накапливаться в интактных тканях, окружающих опухоль
РФП этой группы отличаются тропностью к той или иной ткани организма, что позволяет выявить наличие опухоли как область пониженного накопления индикатора – «дефект накопления». К ним относятся: 99m Тс-коллоид, который аккумулируется в купферовских клетках печени. 99m Тс-пертехнетат и изотопы йода ( 123 I или 131 I), использующиеся для диагностики опухолей щитовидной железы. Недостатком методик с использованием этих препаратов является невысокая специфичность, так как любое объемное поражение (например, киста) визуализируется аналогичным образом.
РФП, способные накапливаться в тканях, подверженных неспецифическим изменениям со стороны опухоли
Использование РФП данной группы основано на свойстве их повышенного включения в участки ткани, окружающие новообразование. Так, окружающие костную опухоль ткани реагируют на ее рост повышенной остеобластической активностью. Фосфатные комплексы 99m Тс, накапливаясь в остеобластах этих участков, позволяют визуализировать костные метастазы и первичные опухоли костей на самой ранней стадии их развития как очаги гиперфиксации РФП. Метод остеосцинтиграфии обладает высокой чувствительностью, однако специфичность его невысока. Высокое накопление указанных РФП в костной ткани может наблюдаться также при травмах, воспалительных и дистрофических заболеваниях.
С целью паллиативной терапии метастазов в кости применяются меченный самарием-153 этилендиаминтетраэтиленфосфонат и меченный рением-186 этидронат, накапливающиеся в участках с повышенной остеобластической активностью.
РФП, тропные к мембранам опухолевых
клеток по реакции «антиген-антитело»
В основе диагностического применения РФП данной группы в онкологии лежит реакция связывания меченых моноклональных антител с антигенами мембран раковых клеток. В радионуклидной диагностике нашли применение как целые антитела типа IgG, так и их фрагменты (Fab-fragments of antibody). Для диагностики колоректального рака применяется препарат на основе целых антител – 111 In-Онкосцинт, а также фрагментов антител – 99m Tc-КЭА-Скан. Преимуществом фрагментов меченых антител является более высокая онкоспецифичность. Однако ускоренный клиренс фрагментов антител из крови за счет более быстрого, по сравнению с большими молекулами иммуноглобулинов, выведения почками может снижать соотношение «опухоль/фон» в злокачественных новообразованиях с обедненным кровотоком. Кроме того, технология получения Fab является достаточно трудоемкой и дорогостоящей.
РФП, тропные к мембранам опухолевых
клеток по механизму клеточной рецепции
Применение таких РФП для сцинтиграфической диагностики основано на их тропности к некоторым рецепторам мембран опухолевых клеток.
Из индикаторов такого типа наиболее часто используются аналоги соматостатина – окреотид, меченный 111 In, и 99m Тс-депреотид (NeoSpect). Соматостатин представляет собой тетрадекапептид, секретируемый гипоталамусом, который подавляет выделение нейроэндокринных гормонов (гормон роста, глюкагон, инсулин и гастрин). Во многих злокачественных опухолях и при некоторых воспалительных заболеваниях плотность рецепторов соматостатина значительно повышается. Гиперэкспрессия рецепторов соматостатина наблюдается в большинстве нейроэндокринных опухолей, включая мелкоклеточный рак легкого, а также в перитуморальных венах некоторых опухолей человека.
Меченые аналоги соматостатина нашли применение для диагностики ряда нейроэндокринных опухолей (карциноид, феохромацитома, параганглиома, меланома), мелкоклеточного рака легких, новообразований центральной нервной системы и лимфом. Чувствительность и специфичность сцинтиграфического выявления таких злокачественных новообразований с применением 111 In-окреотида превышает 80%. Вместе с тем, диагностика онкологических поражений печени и селезенки с этим РФП существенно затруднена по причине высокого уровня неспецифической аккумуляции данного индикатора в указанных органах. Депреотид, меченный 99m Тс, используется преимущественно для выявления рака легкого. При этом чувствительность диагностики злокачественных солитарных легочных новообразований в комбинации сцинтиграфии с КТ или рентгенографией грудной клетки достигает 97% при специфичности 73% [1].
В последние годы в онкологической практике нашли применение меченные 123 I пептиды, которые также способны связываться с мембранами опухолевых клеток. Среди них следует отметить 123 I-вазоактивные кишечные пептиды для визуализации злокачественных новообразований желудочно-кишечного тракта и поджелудочной железы; 123 I-ά-меланоцитостимулирующий гормон для диагностики меланом; 123 I-инсулин, накапливающийся в гепатомах, и 123 I-нейропептиды для выявления мелкоклеточного рака легкого.
Специфические РФП, проникающие в опухолевые клетки
Радиофармпрепараты указанной группы включаются в специфический метаболизм опухолей. К ним относятся изотопы йода 123 I и 131 I, 123 I-метайод-бензил-гуанидин ( 123 I-МИБГ) и пятивалентный 99m Тс (V)-ДМСА.
Йод-131 уже более 50 лет успешно используется для диагностики метастазов фолликулярного и папиллярного рака щитовидной железы, поскольку дифференцированные опухоли щитовидной железы сохраняют способность захватывать йод и включать его в синтез тиреоидных гормонов. Метастазы раковой опухоли обнаруживаются в виде участков экстратиреоидного эктопического накопления.
В последние годы для выполнения радиодиагностических процедур все чаще вместо 131 I используют 123 I, который имеет ряд преимуществ: оптимальный для регистрации спектр энергетического излучения (159 кэВ) и короткий период полураспада (13,2 часа), способствующий уменьшению лучевой нагрузки на пациента.
К специфическим опухолетропным препаратам относится также 123 I-МИБГ, который через норэпинефриновый механизм поглощения превращается в катехоламины адренергических нервных окончаний и клеток мозгового слоя надпочечников, позволяя тем самым визуализировать надпочечники. Наряду с этим была показана высокая эффективность использования указанного РФП для диагностики и терапии нейроэндокринных опухолей, особенно феохромоцитом, нейробластом, карциноида, медуллярного рака щитовидной железы и параганглиом. Для радиотерапевтических целей используется МИБГ, меченный 131 I.
К РФП этой группы также относят пятивалентный 99m Тс(V)-ДМСА, специфично накапливающимся в клетках медуллярного рака щитовидной железы. Однако механизм аккумуляции 99m Тс(V)-ДМСА в опухоли остается неизученным [1, 7].
Неспецифические РФП, проникающие в опухолевые клетки
Цитрат галлия-67 ( 67 Ga-цитрат) уже много лет успешно используется как туморотропный радиофармпрепарат. 67 Ga после внутривенного введения образует комплекс с трансферрином крови, который связывается с рецепторами некоторых опухолевых клеток. Посредством инвагинации целлюлярной мембраны 67 Gа-трансферрин попадает внутрь клетки и, образовав комплекс с лактоферрином, остается в ней [1, 7].
67 Ga-цитрат хорошо зарекомендовал себя в качестве РФП для радионуклидной диагностики лимфом и мелкоклеточного рака легких. В литературе описаны случаи применения этого РФП и для выявления других злокачественных образований. В то же время, неспецифическая аккумуляция 67 Ga-цитрата в печени и экскреция в желудочно-кишечный тракт ограничивают его использование для диагностики опухолей брюшной полости. Специфичность метода снижает также аккумуляция 67 Ga-цитрат в зонах инфекции и воспаления. Сцинтиграфия с этим РФП особенно эффективна для динамического наблюдения за больными с верифицированными злокачественными новообразованиями в динамике химио- или лучевой терапии.
Изотопы таллия ( 201 Тl и 199 Тl), являясь биологическим аналогом калия, поступают внутрь клетки с помощью натрий-калиевого АТФ-зависимого насоса и локализуются в митохондриях. Эти РФП аккумулируются преимущественно в тканях с интенсивным энергетическим обменом (к числу которых относятся атипичные клетки) и широко используются для диагностики самых разнообразных опухолей, включая новообразования бронхов, лимфомы, рак щитовидной железы, костей и головного мозга. Как и цитрат 67 Ga, изотопы таллия успешно применяют для динамической оценки противоопухолевой терапии.
В последнее время в ядерной онкологии стали активно использоваться комплексы технеция-99m с метокси-изобутил-изонитрилом ( 99m Тс-МИБИ) и тетрофосмином (миовью), благодаря способности этих РФП к усиленной аккумуляции в митохондриях злокачественных клеток. Наиболее активно эти индикаторы используют для выявления рака молочной железы, опухолей легких, лимфом и миеломной болезни [1, 7].
РФП для позитронно-эмиссионной томографии
Позитронно-излучающий РФП 18 F-фтордезоксиглюкоза ( 18 F-ФДГ) позволяет с высокой чувствительностью выявлять самые разнообразные злокачественные новообразования.
Аккумуляция этого индикатора в клетке прямо пропорциональна эффективности функционирования белкового переносчика глюкозы и коррелирует с активностью гексокиназы II – фермента, реализующего обмен гидроксильной группы глюкозы на фосфатный комплекс АТФ. Фосфорилированный метаболит 18 F-фтордезоксиглюкозы теряет способность к транспорту через мембрану клетки и остается интрацеллюлярно. Таким образом, ФДГ в отличие от обычной глюкозы, попадая внутрь клетки, участвует только в начальных этапах гликолиза, поэтому не распадается, за счет чего и происходит ее прогрессивное накопление в клетке (феномен «метаболической ловушки»). Высокое соотношение концентрации РФП «опухоль/фон» достигается, таким образом, за счет заметно более высокой активности гексокиназы II в малигнизированных клетках. Визуализация опухолей осуществляется за счет повышенной гликолитической активности клеток опухолевой ткани и повышенной активности глюкозных транспортеров на мембранах опухолевых клеток, осуществляющих захват глюкозы внутрь клетки. При этом биологическая активность опухоли прямо пропорциональна степени метаболического захвата глюкозы 2.
Применение другого неспецифического позитронно-излучающего РФП 11 С-метионина для диагностики опухолей базируется на высоком уровне аминокислотного обмена в активно пролиферирующих клетках злокачественных опухолей. Этот индикатор используется при выявлении лимфом, злокачественных новообразований шеи и головы.
Для диагностики новообразований методом ПЭТ применяется ряд туморотропных РФП, визуализирующих злокачественные опухоли как очаги нарушения метаболизма. Для изучения нарушений углеводного обмена (клеточная энергетика) применяется 18F-фтордеоксиглюкоза (18F-ФДГ); клеточного транспорта аминокислот – 11С-метионин; процессов клеточного синтеза белков – 11С-тирозин, 11С-лейцин; скорости клеточной пролиферации – 11С-тимидин (как маркер синтеза ДНК) и 11С-холин (участвующий в биосинтезе клеточной мембраны); синтеза липидов – (11С-ацетат); степени гипоксии опухолевой ткани – 18F-фтормизонидазол [4].
Индикаторы гипоксии являются перспективными РФП для сцинтиграфической диагностики злокачественных новообразований. Визуализация малигнизированных тканей в этом случае становится возможной потому, что в центральных областях опухоли имеют место обеднение кровотока и сопутствующая гипоксия. Нитроимидазол путем диффузии проникает внутрь клетки за счет липофильности своей молекулы, образуя в условиях гипоксии ряд недоокисленных продуктов своего превращения. Эти метаболиты связываются с компонентами клетки и, в отличие от нормы, фиксируются интрацеллюлярно [2, 8].
КЛИНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПЭТ В ОНКОЛОГИИ
ПЭТ в настоящее время нашла широкое применение во многих областях медицины. Первый опыт использования этого метода был посвящен функциональным исследованиям головного мозга. В дальнейшем ПЭТ стала успешно использоваться для диагностики различных форм деменции, очаговых форм эпилепсии.
В кардиологии ПЭТ-исследования сердца дают уникальную информацию о жизнеспособности миокарда, таким образом определяя целесообразность кардиохирургических вмешательств. Однако самым востребованным метод ПЭТ оказался в онкологии. Этому способствовало появление и начало серийного изготовления установок для ПЭТ «всего тела», а также разработка большого ассортимента позитронно-излучающих туморотропных РФП. Ценнейшая информация, получаемая при исследованиях больных злокачественными новообразованиями, сделала ПЭТ одним из ведущих диагностических методов. Это обстоятельство привело к резкому возрастанию относительной доли онкологических ПЭТ-исследований, которая в настоящее время составляет около 90%.
Самой распространенной и наиболее освоенной методикой является ПЭТ с 18F-фтордеоксиглюкозой (18F-ФДГ). Количество этих исследований приобрело такой размах, что, по мнению ведущих специалистов ядерной медицины, 18F-ФДГ завоевала в 1990-х гг. номинацию «молекулы века» [4, 6].
Применение ПЭТ в диагностике рака легких
ПЭТ c ФДГ высоко эффективна в дифференциальной диагностике первичных опухолей у больных с солитарными легочными узлами: прогностическая ценность положительного результата – 90%, отрицательного результата – до 100%.
Ложноотрицательный результат может наблюдаться при поражениях менее 1 см, опухолях с низкой метаболической активностью (например, карциноидных), бронхоальвеолярном раке. Повышенное включение ФДГ возможно при различных воспалительных заболеваниях. В сомнительных случаях поражения с повышенным захватом ФДГ должны считаться злокачественными, пока не будет доказано обратное.
Оценка региональных лимфоузлов средостения у потенциально операбельных больных немелкоклеточным раком легкого превышает результаты КТ и составляет: чувствительность 89%, специфичность 92% и точность 90%. Лучшие результаты ПЭТ объясняются тем, что размеры лимфоузлов являются относительным критерием метастатического поражения. Лимфоузлы могут быть увеличены вследствие воспаления или инфекции, а мелкие узлы могут содержать метастазы.
При выявлении внутригрудных метастазов ПЭТ несколько точнее КТ. По сравнению со стандартной остеосцинтиграфией с 99m Tc-метилендифосфонатом, ПЭТ имеет большую специфичность (98% против 61%) при аналогичной чувствительности (до 90%) при визуализации метастазов в кости. Интерпретация сцинтиграфии костей с МДФ затруднена из-за ложноположительных результатов при воспалительных и дистрофических изменениях костей и суставов.
Отмечается высокая эффективность ФДГ-ПЭТ в выявлении рецидивов немелкоклеточного рака легкого. При подозрении КТ на рецидив ПЭТ способна дифференцировать посттерапевтические рубцы и опухоли с чувствительностью 97-100%, специфичностью 62-100% и точностью 78-98% (Рис.1). Чтобы избежать ложноположительных результатов ПЭТ вследствие лучевого пневмонита или гликолиза макрофагов внутри опухолевого некроза, исследование рекомендуется проводить через 4-6 месяцев по окончании лечения.
Показаниями к проведению ПЭТ с ФДГ у больных немелкоклеточным раком легкого являются: дифференциальная диагностика первичной опухоли, определение распространенности опухолевого процесса, выявление рецидивов.
Рис. 1. Результат ПЭТ-исследования. Выявление рецидивной опухоли верхушки левого легкого.
Применение ПЭТ в диагностике рака толстой кишки
Основными задачами ПЭТ с ФДГ при исследовании больных раком толстой кишки являются:
Метод ПЭТ недостаточно эффективен при диагностике регионарных лимфоузлов. Причина низкой чувствительности объясняется расположением большинства лимфоузлов вблизи первичной опухоли или наличием в них микрометастазов. Однако отсутствие вовлечения лимфоузлов не вызывает изменения в лечении, поскольку удаление брыжейки без первичного поражения является частью лечебной процедуры. ПЭТ является наиболее чувствительным (90-95%) методом выявления метастазов в печень колоректального рака, в чем превосходит КТ, при специфичности 88-100%. Исключение отдаленных метастазов до операции и повторных резекциях является важным показанием ФДГ-ПЭТ у больных колоректальным раком.
Показаниями к ПЭТ у больных с выявленным или подозреваемым рецидивом являются: увеличение опухолевых маркеров, аномальное поражение при стандартной визуализации (КТ и МРТ), дифференциальная диагностика местных рецидивов и посттерапевтических (хирургических, лучевых и химиотерапевтических) изменений. ПЭТ позволяет дифференцировать рецидив опухоли от захвата ФДГ вследствие лучевой терапии (спустя 6 месяцев после лечения). По данным ПЭТ выявляется больше поражений, чем при КТ, что приводит к серьезным изменениям в лечении у 48% больных.
Примером успешной дифференциальной диагностики между рецидивом опухоли и послеоперационной рубцовой тканью является выявление, по данным ПЭТ, рецидива рака прямой кишки после брюшно-промежностной экстирпации прямой кишки, когда эндоскопия оказалась невозможной, а УЗИ и КТ не позволяли дифференцировать рецидив и послеоперационные рубцовые изменения (Рис.2).
Рис. 2. ПЭТ с 18F-ФДГ. Визуализация рецидива рака прямой кишки (а) на фоне физиологического накопления
радиофармпрепарата в головном мозге и почках.
Применение ПЭТ в диагностике гемобластозов
При исследовании больных злокачественными лимфомами перед ФДГ-ПЭТ ставятся задачи по определению стадии опухолевого процесса, оценке эффективности лечения, выявлению рецидивов заболевания. Диагностическое обследование больных злокачественными лимфомами является одним из наиболее значимых показаний для проведения ПЭТ с ФДГ.
При стадировании злокачественной лимфомы ФДГ-ПЭТ имеет одинаковую специфичность с РКТ (90%), однако превосходит ее в чувствительности (92% и 65% соответственно). Точность оценки состояния селезенки при первичном стадировании злокачественной лимфомы для ФДГ-ПЭТ составляет около 100% (для КТ –57%), а точность диагностики поражения костного мозга посредством ФДГ-ПЭТ сопоставима с таковой при биопсии костного мозга.
ПЭТ с ФДГ успешно применяется для оценки эффективности проводимого лечения. Контроль ответа на химиотерапию обычно проводится через 3-4 цикла лечения. По данным некоторых исследователей, прогностическая информация может быть получена уже после первого цикла химиотерапии (Рис.3).
Рис. 3. ПЭТ-исследование при злокачественной лимфоме:
а) до лечения (поражение правых шейно-надключичных и медиастинальных лимфоузлов);
б) после эффективного лечения (отсутствие активных очагов специфической ткани).
Применение ПЭТ в диагностике метастазов меланомы
Меланома относится к опухолям с наиболее выраженным гликолизом, высоким захватом ФДГ и соотношением «опухоль-кровь». Основными задачами ПЭТ с ФДГ при обследовании больных меланомой являются: диагностика местной и региональной распространенности опухолевого процесса у больных меланомой высокого риска (толщина первичной опухоли больше 4,0 мм с прорастанием в подкожные ткани), выявление отдаленных метастазов и рецидивов опухоли.
В диагностике первичной опухоли и пораженных регионарных лимфоузлов в стадиях 1-2 метод ПЭТ с ФДГ обладает низкой чувствительностью, большая по величине опухоль выявляется отчетливо. В стадии 3 визуализируются практически все метастазы в регионарные лимфоузлы размерами более 10 мм, 83% метастазов размерами 6-10 мм и 13% метастазов меньших размеров.
В диагностике метастазов во внутренние органы общая чувствительность ПЭТ с ФДГ составляет 80-100%. Наиболее полезна ПЭТ у больных с наличием метастазов в брюшной полости (чувствительность – до 100%). По сравнению со стандартной КТ, ПЭТ более чувствительна и специфична в визуализации метастазов в кости, тонкую кишку и лимфоузлы, в то время как метастазы в легкие выявляются хуже. В диагностике метастазов в печень ПЭТ более чувствительна, чем УЗИ, КТ и МРТ.
Применение ПЭТ в диагностике
распространенности рака пищевода и желудка
Основными задачами исследования ПЭТ с ФДГ у больных раком пищевода и желудка являются: стадирование лимфоузлов и выявление отдаленных метастазов у больных с резектабельной опухолью.
Первичные опухоли пищевода и желудка, ограниченные слизистой оболочкой, с помощью ФДГ-ПЭТ визуализируются плохо. Их выявление становится возможным только при инвазии опухоли в подслизистый слой. Специфичность ПЭТ в стадировании лимфоузлов выше, чем у других методов лучевой диагностики (КТ, эндоскопической сонографии). В оценке отдаленных метастазов (в лимфоузлах, печени, плевре, грудной клетке и костях) ПЭТ с ФДГ имеет большую точность по сравнению со стандартным использованием СКТ и УЗИ. ПЭТ обладает высокой диагностической эффективностью в выявлении рецидивов рака пищевода, однако в диагностике перианастомотических рецидивов часто дает ложноположительные результаты из-за накопления ФДГ в участках воспаления. Отмечается высокая эффективность ПЭТ с ФДГ в оценке ответа на лучевую и химиотерапию опухолей пищевода и желудка.
Применение ПЭТ в диагностике
распространенности опухолей головы и шеи
Эффективность лечения больных раком органов головы и шеи в существенной мере зависит от точности оценки местной и регионарной распространенности опухолевого процесса.
Первичные опухоли, региональные и отдаленные метастазы характеризуются интенсивным захватом ФДГ. Метастазы в лимфоузлы характеризуются высоким захватом ФДГ и хорошо контрастируются. Установлено, что в выявлении метастатического поражения шейных лимфатических узлов у больных раком органов головы и шеи чувствительность и специфичность ПЭТ с ФДГ составили 90 и 94%, в то время как аналогичные показатели для КТ были 82 и 85%, МРТ – 80 и 79%.
ПЭТ с ФДГ также является эффективным и объективным инструментом оценки эффективности химиотерапии и лучевого лечения злокачественных опухолей головы и шеи. Метод позволяет дифференцировать жизнеспособную опухолевую ткань от фиброзно-склеротического процесса после лучевой терапии (Рис.4).
Рис. 4. ФДГ-ПЭТ и МРТ при плоскоклеточном раке слизистой левой щеки: А, B – до лечения; С, Д – после химиорадиотерапии.
При ФДГ-ПЭТ констатирован полный эффект в виде исчезновения гиперметаболического очага (истинно отрицательный результат), хотя на МРТ визуализируется остаточный субстрат (ложноположительный результат).
ФДГ позволяет эффективно выявить пораженные ЛУ средостения, а также отдаленные метастазы в легкие, печень, кости. Отсутствие захвата ФДГ обычно исключает остаточную или рецидивную опухоль.
При обследовании больных дифференцированным раком щитовидной железы наиболее важной задачей ФДГ-ПЭТ является выявление рецидивов у больных с повышенным уровнем опухолевого маркера (тиреоглобулина) на фоне отрицательного скана «всего тела» с 131 I. По мнению большинства исследователей, ФДГ-ПЭТ является эффективным методом выявления йод-негативного метастатического поражения шейно-надключичных, медиастинальных лимфоузлов и легких.
Применение ПЭТ в диагностике
распространенности рака молочной железы
Основной задачей ФДГ-ПЭТ при исследовании больных раком молочной железы является прогностическая оценка биологической активности первичной опухоли, диагностика регионарных и отдаленных метастазов, оценка эффективности проводимого противоопухолевого лечения и выявление местных рецидивов заболевания. Некоторые исследователи при наблюдении за группой больных местно-распространенным раком молочной железы отметили, что при высокой метаболической активности первичной опухоли, определяемой ФДГ-ПЭТ, можно прогнозировать низкую эффективность неоадъювантной химиотерапии. Что касается предоперационного стадирования рака молочной железы, то, по данным ряда зарубежных авторов, чувствительность ФДГ-ПЭТ при диагностике мультифокального поражения оказалась вдвое выше, чем при комбинированном применении маммографии и ультразвукового метода (63 и 32% соответственно). Чувствительность и специфичность ФДГ-ПЭТ при диагностике метастатического поражения аксиллярных лимфатических узлов составили 79 и 92% соответственно.
Влияние результатов ФДГ-ПЭТ на установление стадии заболевания и выбор тактики лечения рака молочной железы проанализировано в ряде зарубежных работ. Авторы указывают, что с учетом находок ФДГ-ПЭТ клиническая стадия была изменена в 36% наблюдений (28% – в сторону увеличения, 8% – в сторону уменьшения), вид лечения был скорректирован у 28%, а объем лечения – у 30% больных. Диагностическая чувствительность и специфичность ФДГ-ПЭТ при обследовании пациентов с подозрением на рецидив рака молочной железы, имеющих асимптоматическое повышение уровня опухолевых маркеров, составляют 96 и 90% соответственно [2, 4, 5].
Позитронные томографы обладают сравнительно невысоким пространственным разрешением, что затрудняет визуальный анализ ПЭТ-изображений. В связи с этим ПЭТ-сканеры производятся в конфигурации со сканерами рентгеновской компьютерной томографии (КТ), совмещенными в одной установке. Совмещение метаболических (ПЭТ) и анатомо-топографических (КТ) данных позволяет повысить точность локализации опухоли и определения распространенности заболевания. Совмещенная ПЭТ/КТ-технология позволяет получать более информативные изображения по сравнению с изображениями, получаемыми КТ- и ПЭТ-методами (Рис.5).
Рис. 5. КТ-изображение (А) и ПЭТ-изображение (В) плоскоклеточного рака левого легкого с метастазами в лимфоузлы средостения. Совмещенное КТ-ПЭТ-изображение (С) позволяет констатировать в рентгенологически выявленном очаге в легком наличие активной опухолевой ткани по периферии образования и очаг некроза в центре опухоли (помечено стрелкой).
Проблемы применения ПЭТ c ФДГ в онкологии
Клиническое применение ПЭТ с ФДГ выявило ряд ограничений, обусловленных, в частности, неспособностью эффективно выявлять опухоли малых размеров (до 10 мм), визуализировать некоторые опухоли мозга и опухоли мочеполовой системы, а также неспособностью дифференцировать злокачественные заболевания от воспалительных изменений. Поэтому задача разработки новых альтернативных ФДГ радиофармпрепаратов с более высокой туморотропностью и специфичностью является актуальной.
Согласен Данный веб-сайт содержит информацию для специалистов в области медицины. В соответствии с действующим законодательством доступ к такой информации может быть предоставлен только медицинским и фармацевтическим работникам. Нажимая «Согласен», вы подтверждаете, что являетесь медицинским или фармацевтическим работником и берете на себя ответственность за последствия, вызванные возможным нарушением указанного ограничения. Информация на данном сайте не должна использоваться пациентами для самостоятельной диагностики и лечения и не может быть заменой очной консультации врача.
Сайт использует файлы cookies для более комфортной работы пользователя. Продолжая просмотр страниц сайта, вы соглашаетесь с использованием файлов cookies, а также с обработкой ваших персональных данных в соответствии с Политикой конфиденциальности.