Pozitron Emisyon Tomografisi

Transkript

1 (PET) ve Tümör T r GörüntG ntüleme Prof. Dr. İlhami Uslu Cerrahpaşa a Tıp T p Fakültesi Nükleer Tıp T p Anabilim Dalı

2 Giriş PET, insan vücuduna v verilen pozitron yayıcı radyofarmasötiklerden yayılan özel nitelikli gama ışınlar nlarını saptayarak, vücut v içerisindeki i dağı ğılımlarını belirleyen ve bunu üç farklı uzaysal düzlemde (transaksiyel, koronal ve sagital) kesitsel görüntg ntülere çeviren bir nükleer n tıp t yöntemidir.

3 Giriş PET yönteminin y en önemli özelliği i ve radyolojik tomografi tekniklerinden temel farkı,, yapısal (anatomik) detaydan daha çok, fonksiyonel/metabolik aktiviteyi göstermeye g yönelik olmasıdır. Kullanılan lan radyofarmasöti tiğinin özelliğine ine göre g değişik ik metabolik/fonksiyonel parametreler PET yöntemi y ile invivo olarak görüntg ntülenir.

4 Giriş PET yöntemi y PET yönteminin y uzaysal görüntg ntü rezolüsyonu radyolojik tomografi yöntemlerine y göre g daha düşüktür. Ancak, henüz z yapısal değişikliklerin ikliklerin oluşmad madığı erken dönemlerdeki d fonksiyonel/metabolik değişiklikleri iklikleri saptayabildiği i için i in erken tanı potansiyeli taşı şır. Bilinen yapısal değişikliklerin ikliklerin metabolik ve/veya biyokimyasal aktivitelerini ortaya koyarak ayırıcı tanıya yardımc mcı olur.

5 Temel prensipler PET, diğer nükleer n tıp t p yöntemleri y gibi emisyon tekniğine ine dayalı bir görüntg ntüleme sistemidir. Hastaya verilen bir radyonüklid klid/radyofarmasötikten yayılan gama ışınlar nları dışarıdan saptanarak vücut v içerisindeki dağı ğılımları ölçülür/görüntüye çevrilir. PET teknolojisinin klasik nükleer n tıp t yöntemlerinden farkı Kullanılan lan radyonüklidler (pozitron) yayıcılar Farklı görüntüleme sistemleri (PET kamera)

6 Temel prensipler PET de kullanılan lan radyonüklidler İnsan uygulamalarında başlıca kullanılan lan pozitron yayıcı radyonüklidler Flor (F)-18, Karbon (C)-11, Nitrojen (N)-13 ve Oksijen (O) dir. Pozitron yayıcı radyonüklidler Siklotron adı verilen sistemlerde yapay olarak oluşturulurlar. Çekirdeklerinde proton (pozitif yük) y fazlalığı vardır. r. Kararlı hale geçmek için i in bozunurken çekirdekten pozitif yükly klü bir elektron (pozitron) partikülü fırlatırlar. rlar.

7 Temel prensipler Pozitron partikülü ortamda kısa k bir mesafe ilerledikten sonra başka bir atomun gerçek ek (negatif yükly klü) elektronu ile çarpışır. İki kütle k de yok olur ve enerjiye dönüşerek d birbirine zıt z t hareket eden 511 kiloelektronvolt (kev) sabit enerjide iki gama ışını oluşur. ur. Bu olay pozitron yokolması veya çift oluşumu umu olarak isimlendirilir.

8 Temel prensipler C-11, N-13 N ve O-15 O radyonüklidleri Çok kısa k yarı ömürlüdürler. rler. Taşı şınmaları ve dağı ğıtımları mümkün n değildir. F-18 ve bununla işaretlenmii aretlenmiş radyofarmasötikler Nispeten uzun yarı ömürlü (110 dakika) Belirli mesafelere dağı ğıtılması mümkündür.

9 Temel prensipler Pozitron yayıcı izotoplar Kısa yarı ömürlüdür. r. Yüksek enerjili gama fotonları vardır. r. Biyojenik niteliktedirler. Bu elementlerin kararlı izotopları bir çok biyolojik moleküllerin llerin yapılar larında bulunmaktadır. Pozitron yayıcı izotoplar ilgili biyolojik moleküle kolayca bağlanabilmektedir. Organizma içerisindeki i değişik ik biyokimyasal ve metabolik olayları izleyebilecek radyofarmasötiklerin üretilebilmesi potansiyeli sunarlar.

10 PET kamerası Nükleer Tıpta T kullanılan lan konvansiyonel gama kameradan farklı olarak daha çok BT cihazına benzerler. Dairesel tarzda dizayn edilmiştir. Deteksiyon ünitesinin içi yüzeyi yüksek y enerjili gama ışınlar nlarını (511 kev) durdurabilecek nitelikteki kristal paketlerinden (BGO, LSO vb) oluşmu muştur.

11 PET kamerası Karşı şılıklı iki dedektör ancak aynı anda foton saptarsa bunun bir çift oluşum um olayı olduğunu unu algılar lar ve sisteme kaydeder (elektronik deteksiyon) Klasik gama kameralardan farklı olarak Kollimatör kullanımına na gerek kalmaz Görüntü kalitesi (uzaysal rezolüsyon syon) çok daha iyidir invivo radyofarmasötik konsantrasyonunun mutlak ölçümüne olanak tanır.

12 PET kamerası Coincidens PET kamera Tam dedektörl rlü olmayan PET kamera Tam dedektörl rlü PET kamera PET&CT kamera

13 PET kamerası

14 Metabolik parametreler Kullanılan lan radyofarmasöti tiğinin özelliğine ine göre g PET ile bir çok fonksiyonel, biyokimyasal ve metabolik parametre invivo olarak görüntg ntülenebilmektedir. Kan akımı,, oksijen kullanımı, glukoz metabolizması, protein metabolizması, nükleik asit metabolizması ve östrojen reseptör r dağı ğılımı PET ile ölçülebilen ve en yaygın n kabul gören g parametrelerdir. Glukoz metabolizması rutin klinik uygulamalarda en çok kullanılan lan PET parametresidir.

15 Metabolik parametreler Glukoz metabolizmasının n izlenmesinde F-18 F ile işaretli i aretli fluoro-2-deoxy deoxy-d-glucose (FDG) bileşiği i kullanılmaktad lmaktadır. Dünyadaki PET uygulamalarının çok büyük b bir çoğunluğunu, unu, ülkemizdeki PET uygulamalarının n ise tamamına yakınını FDG çalışmaları oluşturmaktad turmaktadır. r.

16 FDG biyodağı ğılımı FDG tıpkt pkı D-glukoz gibi hücre membranından ndan geçerek erek heksokinaz enzimi ile FDG-6-fosfat fosfat a fosforilize edilir, ancak bu kademeden sonra katobolize edilemez ve hücre içinde i inde birikir. FDG FDG FDG-6-P Glukoz Glukoz G-6-P damar doku

17 FDG biyodağı ğılımı Glukoz kullanımı ve metabolizması artmış dokular PET görüntg ntülerinde normal dokulara göre g daha yüksek sayım m konsantrasyonu gösteren g hipermetabolik odaklar olarak, Glukoz metabolizması azalmış dokular PET görüntülerinde normal dokulara göre daha düşük sayım konsantrasyonu gösteren hipometabolik odaklar olarak gözükürler.

18 FDG biyodağı ğılımı Beyin gri korteksteki yüksek y miktarda glukoz kullanımından ndan dolayı beyin çok yoğun FDG tutar. Myokard tutulumu hastanın açlığı ile ilişkili kili olarak değişir ir. Toklukta glukoz kullanımı arttığı içinin myokarddaki FDG tutulumu daha belirgindir. Uzun süreli açlıklarda myokard tutulumu çok azalır. Karaciğer daha düşük yoğunlukta unlukta, ancak homojen olarak FDG tutar. Mide ve barsak tutulumları kişiden iden kişiye iye değişkenlik gösterebilir. İskelet kasları özellikle aktivasyon durumunda iseler çok yoğun FDG tutarlar.

19 FDG-PET görüntg ntüleme tekniği FDG-PET hasta asgari 4 saat aç iken yapılır. FDG-PET çalışması içinin glukoz seviyesinin mg/dl olması istenir. Glukoz seviyesi uygun ise damar yolu açılarak 10 mci FDG enjekte edilir. FDG enjeksiyonundan sonra içinin 1 saat bekletilir. Bekleme süresinin sonunda klasik bir PET çalışmasında tabanından ndan uyluk bölgesine kadar olan alan (tüm vücut) görüntülenir.

20 FDG-PET görüntg ntüleme tekniği Görüntüleme süresi konvansiyonel PET kameralarda yaklaşı şık bir saattir (modern PET/CT kameralarda ise 15 dakikadır) r). Malign melanomlarda veya beyin-periferik alt ekstremite metastazı şüphelenilen kanserlerde diğer vücut bölgeleri de taranır.

21 FDG-PET görüntg ntüleme tekniği Onkolojik bir çalışma sonucunda hastanın alacağı tüm vücut dozu msv; kritik organ olan mesane dozu ise msv dir dir. Radyasyon dozunun düşük olması nedeniyle FDG-PET çalışmaları küçük çocuklara da uygulanabilmekte Gerekirse kısa süre aralıklarla tekrarlanabilmektedir.

22 FDG-PET görüntg ntülerinin yorumlanması Görüntülerin yorumlanmasında nda fizyolojik olmayan ve vücut background (geriplan( geriplan) aktivitesine oranla artmış FDG tutulumu gösteren odaklar araştırılır. FDG tutulum yoğunlu unluğu Standart uptake değeri eri (SUD) adı verilen semikantitatif bir parametre ile ifade edilir. SUD > 2.5 olması izlenen lezyonun hipermetabolik (habis şüphesi) olduğunu unu gösterir.

23 FDG-PET görüntg ntülerinin yorumlanması Konvansiyonel PET kameralarında izleneni atipik metabolizmalı odakların yakın zamanda yapılan anatomik görüntüler (BT ve/veya MR) ile karşı şılaştırması gereklidir. Aynı anda hem BT hem de PET yapabilen kombine görüntüleme sistemleri (PET/CT) geliştirilmi tirilmiştir. tir.

24 FDG-PET görüntg ntülerinin yorumlanması

25 FDG-PET görüntg ntülerinin yorumlanması

26 FDG-PET görüntg ntülerinin yorumlanması FDG tümöre spesifik bir ajan değildir. FDG-PET görüntülerinde izlenen hipermetabolik odaklar her zaman tümöral bir odağı yansıtma tmaz. En sık karşı şımıza çıkan yanlış pozitiflik sebepleri akut ve granülomat lomatöz infeksiyon odaklarıdır. r. Nadir görülen g ve düşük glukoz afiniteli bazı habis tümörler yeterli FDG uptake i göstermeyebilirler. Bronkoalveoler kanserler, karsinoidler ve musinöz kanserler en sık raslanan yanlış negatiflik nedenleridir dir.

27 FDG-PET onkolojik endikasyonlar FDG-PET yönteminin onkolojideki temel endikasyonları Şüpheli bir kitlede habaset araştırmas ası Bilinen tümörlerde evrelendirme Tedavi sonrası takip ve nükslerin erken tanısı Tedaviye cevabın belirlenmesi Primer tümör grade lemesi ve prognoz tayini Bilinen bir kitlede biyopsi yerinin belirlenmesi Radyoterapi planlanması

28 FDG-PET onkolojik endikasyonlar Şüpheli bir kitlede habaset araştırmas ası

29 FDG-PET onkolojik endikasyonlar Bilinen tümörlerde evrelendirme Yeni tanı konan kanserlerde tümörün bölgesel lenf nodlarına na yayılımının n ve uzak metastazlarının belirlenmesi (ilk evrelendirme) Tedavi edilmiş kanserlerde rezidiv ve/veya nükslerin ve de metastazların belirlenmesi (yeniden evrelendirme) FDG-PET PET in eklenmesiyle hastaların n % inde konvansiyonel yöntemlerle y yapılan evrelendirme değişmektedir.

30 FDG-PET onkolojik endikasyonlar Bilinen tümörlerde evrelendirme Hodgkin Lenfoma. tedavi öncesi ve tedavi sonrası

31 FDG-PET onkolojik endikasyonlar Tedavi sonrası takip ve nükslerin erken tanısı Ameliyat ve/veya radyoterapi sonrası vücudun anatomik bütünlüğü bozulduğu içinin BT veya MR ın yorumu zorlaşmaktad maktadır. Radyoterapi ve/veya ameliyat sonrası gelişen en nedbe ve/veya fibroz dokusunun rezidüel el hastalıktan veya nükslerden ayırt edilmesi bu yöntemlerde önemli problem olarak karşı şımıza çıkmaktadır FDG-PET temel olarak glukoz metabolizmasının gösterdiği içinin anatomik yapının bozulmasından etkilenmez. Nedbe veya nekroz dokusunda glukoz metabolizmasının düşük olması nedeniyle bu yöntemle tümör nüksleri kolayca ayırt edilebilmektedir.

32 FDG-PET onkolojik endikasyonlar Tedavi sonrası takip ve nükslerin erken tanısı Konvansiyonel görüntg ntüleme yöntemlerinin negatif olmasına rağmen men tümör t belirteçlerinin lerinin yükseldiy kseldiği durumlarda nüks araştırmas rması Opere kolon ca. BT ve MR normal Açıklanamayan CEA yüksekliği.

33 FDG-PET onkolojik endikasyonlar Tedaviye cevabın n belirlenmesi Klasik olarak radyoterapi veya kemoterapi sonrasında nda anatomik görüntüleme yöntemlerinde kitlenin küçülmesi ile tedaviye cevabın oluştu tuğu kabul edilmekle birlikte; BT de negatif olarak kabul edilen 1 cm den küçük lenfadenopatilerin aktif tümör dokusu içerdiği, i, BT de 1 cm den büyük olduğu halde tümör dokusu içermeyen lenfadenopatilerin lerin varlığı FDG ile tespit edilebilmektedir. Kemoterapinin erken dönemlerinde FDG uptake inin azalması tedaviye iyi cevabın bir kanıtıdır. Kemoterapiye rağmen FDG uptake azalmayan tümörlerde uygulanan tedavi şeklinin değiştirilmesi önerilmektedir.

34 FDG-PET onkolojik endikasyonlar Tedaviye cevabın n belirlenmesi

35 FDG-PET onkolojik endikasyonlar Primer tümör grade lemesi ve prognoz tayini Bir çok tümörde t FDG tutulumu yoğunlu unluğu u arttıkça tümörün agressifleşti tiği ve prognozun kötüleştiği bilinmektedir Bilinen bir kitlede biyopsi yerinin belirlenmesi Heterojen kitlelerde FDG-PET ile metabolik olarak en aktif bölgeler belirlenerek biyopsiye yön verilebilmektedir.

36 FDG-PET onkolojik endikasyonlar Bilinen bir kitlede biyopsi yerinin belirlenmesi

37 FDG-PET onkoloji dışıd endikasyonlar Nörolojik endikasyonlar Cerrahi tedavi düşünülen medikal tedaviye dirençli epileptik odakların lokalizasyonu İnteriktal safhada epileptik odak normal beyin dokusuna FDG- PET de göre daha hipometabolik gözükür. İktal dönemde yapılan beyin perfüzyon SPECT çalışmasında epileptik odak normal beyin dokusuna hiper ermetabolik gözükür. Alzheimer hastalığı ığının erken tanısı ve diğer tip demanslardan ayırıcı tanısı Bilateral simetrik olarak parieto-oksipital oksipital korteksde glukoz metabolizmasının azalması Alzheimer hastalığı ığının erken dönemi içinin tipik bir bulgudur.

38 FDG-PET onkoloji dışıd endikasyonlar Kardiyolojik endikasyon Canlı myokard dokusunun gösterilmesig Canlı myokard dokusu içeren i bölgelerin b kasılma fonksiyonları revaskülarizasyon tedavisinden sonra iyileşme şansına na sahiptir. Myokard perfüzyon SPECT incelemesinde hipoperfüze olarak izlenen ve enfarktüs s olarak değerlendirilen erlendirilen alanların n FDG-PET çalışmasında viable olduğu u izlenebilmektedir.

39 FDG-PET onkoloji dışıd endikasyonlar Kardiyolojik endikasyon - Canlı myokard dokusunun gösterilmesig