Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)

Общие сведения

ПЭТ — молекулярный метод, позволяющий визуализировать как физиологические, так и патологические процессы.

18F фтородсоксиглюкоза (ФДГ) — радиофармакологический препарат, наиболее часто применяемый при ПЭТ. Этот аналог глюкозы транспортируется через меточные мембраны белками-переносчиками глюкозы, фосфорилируется и, за исключением печени, участвует в метаболических процессах. Злокачественные клетки обладают увеличенной скоростью гликолиза.

ПЭТ приобретает все большее значение в онкологической практике: при визуализации распределения ФДГ обнаруживают усиленное накопление в новообразованиях по сравнению со здоровыми тканями.

18F деградирует до , 18О2 с образованием позитрона и нейтрона. Нейтрон удаляется на короткое расстояние в теле человека, обычно менее 1 мм для 18F. Как только нейтрон теряет большую часть своей энергии, он аннигилируется близлежащим электроном. При этом образуются два фотона, каждый из которых обладает энергией 511 кэВ. Эти фотоны покидают место аннигиляции в противоположных направлениях. Затем они достигают датчиков,расположенных в виде кольца вокруг тела. Одновременное обнаружение двух фотонов с энергией 511 кэВ двумя датчиками в кольце показывает, что аннигиляция произошла где-то вдоль столбика, соединяющего два датчика, и это событие регистрируется как одновременное.

ПЭТ-КТ позволяет получить уникальное сочетание анатомии поперечного среза, обеспечиваемого КТ, и метаболической информации, обеспечиваемой ПЭТ. Оба показателя получают во время одного исследования и объединяют. Это сочетание методов позволяет точно локализовать увеличение активности ФДГ в определенном анатомическом образовании.

Пациенты, которым запланирована ПЭТ или ПЭТ-КТ, должны воздерживаться от приема пиши в течение 4-6 ч, а также от кофеинсодержаших и алкогольных напитков. Содержание глюкозы крови определяют перед введением препарата, и предпочтительнее, чтобы ее концентрация не была повышенной.

Уместность назначения инсулина больным сахарным диабетом для регуляции содержания глюкозы спорно, поскольку он может усиливать физиологическое поглощение ФДГ мышцами. Интенсивной физической активности следует избегать до и после введения препарата, поскольку она с большой вероятностью может привести к увеличению поглощения ФДГ мышцами (Карооr и др.. 2004).

Основные методы анализа ПЭТ

Визуальный анализ - повышенное, сниженное или равное окружающей здоровой ткани мозга накопление РФП.

Полуколичественный анализ - индекс накопления (ИН) – деление накопленной активности РФП в зоне интереса на величину активности в контралатеральной коре непораженного полушария.

80_pet_analisis

Рис. Анализ на основе цветовой схемы - участки интенсивного поглощения РФП ближе к красному, а фотопеничные зоны - ближе к тёмно-синему. Так же может быть измерен индекс накопления - цифровая количественная оценка коррелирующая с объёмом РФП метаболизируемого в измеряемом участке.

Области медицинского использования ПЭТ

ПЭТ головного мозга

ПЭТ головного мозга внутривенно вводится радиофармпрепарат (фтордезоксиглюкоза, метионин и д.р.), которое скапливается в том месте, где существует какое-либо патологическое образование. Эти вещества обладают высоким уровнем химической активности, и на всем протяжении нахождения в организме человека выделяют позитроны, при этом специальная камера, в которую помещён пациент во время осуществления ПЭТ, способна улавливать движение позитронов и передавать данные на монитор. ПЭТ позволяет диагностировать цереброваскулярную патологию, эпилепсию, болезнь Альцгеймера и другие формы деменции, дегенеративные заболевания головного мозга (болезнь Паркинсона, болезнь Гентингтона) и демиелинизирующие заболевания. Рис.41

brain_PET

ПЭТ сердца

ПЭТ сердца проводится так же со специальным радиофармпрепаратом, применяется для измерения кровотока по коронарным артериям и выявления ишемической болезни сердца. С помощью позитронной томографии в постинфарктном периоде можно отличить плохо сокращающиеся, но живые участки миокарда (которые еще могут восстановиться) от необратимых изменений в виде рубцов. Рис.42

cardio_PET

ПЭТ всего тела

Выполняется с использованием радиофармпрепарата (аналог контраста и маркёра пораженных участков), при этом часто производится совмещение ПЭТ сканирования с КТ или МРТ для оптимизации анатомического сопоставления и повышения диагностического качества. Сканируется всё тело от головы до полного покрытия малого таза и выявляются участки повышенного поглощения (фиксации) радиофарпрепарата. Этот метод позволяет выявить наличие метастазов, отдаленных участков остаточной опухолевой ткани и распространения опухолевого процесса. Рис.43

total_body_PET

ПЭТ в нейроонкологии

Позитронно-эмиссионная томография головного мозга с [11C]метионином

Радиофармпрепарат – [11С] метионин

  • Меченый углеродом-11 препарат естественной аминокислоты метионина.
  • Накопление [11C]метионина в клетках осуществляется путем активного транспорта через клеточную мембрану специфическими транспортными белками.
  • Неспецифический туморотропный препарат.
  • Накопление [11С]метионина отражает ускоренный транспорт аминокислот в опухоли и коррелирует с пролиферативной активностью опухолевых клеток и плотностью микрососудов опухоли, что позволило рассматривать препарат как суррогатный маркер ангиогенеза

Главным недостатком является использование в качестве радиоактивной метки [11С], период полураспада которого в 20 минут требует наличия циклотрона в едином комплексе с ПЭТ камерой, что ограничивает их применение.

Повышенное накопление 11С-метионина в выявленном при МРТ/КТ патологическом образовании головного мозга является показателем опухолевой природы поражения (чувствительность 88%, специфичность 82% при пороговом значении ИН=1,31).

78_pet_11_c-metionin_vs_18_fdg_metastasis

Рис. Метастатическое поражение головного мозга: слева ПЭТ с 18F-ФДГ, справа ПЭТ с 11С-метионином.

79_pet_11_c-metionin_vs_18_fdg_glioblastoma

Рис. Пациент с глиобластомой: слева ПЭТ с 18F-ФДГ, справа ПЭТ с 11С-метионином.


ПЭТ в дифференциальной диагностике поражений мозга

Дифференциальный диагноз церебральной опухоли

81_pet_stroke_vs_tumour

Рис. Высокое накопление РФП (11С-метионин) в глиоме (верхние изображения) и гипометаболизм РФП в области инсульта (нижние изображения).



Достоверный признак опухоли – очаг повышенного накопления РФП с ИН≥1,31

83_pet_stroke_vs_tumour

Рис. На МРТ отсутствие КУ в очаге поражения и отсутствие масс-эффекта (сомнительные признаки опухоли, может быть характерно для инсульта). Очаг повышенного накопления РФП - типичный признак глиомы.


82_pet_stroke_vs_tumour

Рис. Очаг повышенного накопления РФП в астроцитоме при сомнительной картине на МРТ.


84_pet_stroke_vs_tumour

Рис. На ПЭТ очаг повышенного накопления 11С-метионина с ИН=1,7 (характерно для опухоли) у пациента с подозрением на инсульт с целью дифференциальной диагностики и исключения опухоли.


Сложности диагностики мозговых опухолей

85_pet_stroke_vs_tumour

Рис. МРТ демонстрирует диффузную область поражения в правой лобной доли с неспецифической морфологией (картинка слева). На ПЭТ с РФП 18F-ФДГ отмечается область пониженного метаболизма в данном участке, симулирующая ишемический инсульт (средняя картина). На ПЭТ с РФП 11С-метионином отмечается повышенный метаболизм РФП в правой лобной доли с индексом накопления свыше 1,31 - специфично для опухоли (картинка справа).


Дифференциальный диагноз опухоли мозга

86_pet_encephalitis_vs_tumour

Рис. МРТ с контрастным усилением может быть характерна для энцефалита ПЭТ демонстрирует высокое многоочаговое накопление 11С-метионина доказало опухолевый генез поражения - глиобластома в левом большом полушарии.


87_pet_hemorragic_stroke

Рис. Отсутствие повышенного накопления РФП при неопухолевых заболеваниях. В данном случае геморрагический инсульт. МРТ - кровоизлияние в стволе мозга (опухолевой природы? - как при геморрагической стволовой глиоме). ПЭТ - аметаболический очаг в стволе мозга.


Отсутствие повышенного накопления РФП при неопухолевых заболеваниях. Герпетический энцефалит.

88_pet_encephalitis

Рис. ПЭТ-данных за опухолевый генез поражения не получено. Клинические и последующие визуализационные данные свидетельствуют в пользу герпетического энцефалита.


89_pet_toxoplasmosis

Рис. Токсоплазмоз


Отсутствие повышенного накопления [11C]метионина при неопухолевых заболеваниях

90_pet_demielinisation

Рис. МРТ - множественные очаги КУ мимикрируют первично-множественную глиому, лимфому или метастазы. ПЭТ - отсутствие повышенного накопления 11С-метионина в очагах острой демиелинизации.


Предоперационная оценка степени злокачественности глиомы

Астроцитома: низкий ИН (≤2,0), долевой объем очага максимального накопления около 1/3.

Анапластическая астроцитома: средний ИН (2-3), долевой объем очага максимального накопления ½

Глиобластома: высокий ИН (>3,0), долевой объем очага максимального накопления более ½

91_pet_brain_tumour

Рис. ПЭТ глиомы: астроцитома, анапластическая астроцитома и глиобластома (слева направо).


ПЭТ синдром "доброкачественной" астроцитомы (астроцитомы низкой степени злокачественности)

  • Индекс накопления [11С]метионина менее 2 (ИН=1,92±0,77).
  • Изолированные очаги максимального накопления [11С]метионина в опухоли.
  • Долевой объем максимального накопления РФП занимает менее 1/3 объема опухоли.
  • Возможен кистозный компонент.

92_pet_brain_tumour_low_grade_glioma

Рис. ПЭТ астроцитомы низкой степени злокачественности


Доброкачественная диффузная астроцитома Grade II

93_pet_brain_tumour_glioma

Рис. ПЭТ - минимальное превышение уровня накопления [11C]метионина над таковым в не измененной коре. МРТ - отсутствие контрастного усиления, начальное повышение пика Cho, умеренное снижение пика NAA и обеднение проводников в зоне образования.


Глиобластома

94_pet_brain_tumour_glioma

Рис. ПЭТ с 11C-метионином показывает повышенное накопление РФП в зоне поражения, МРТ - накопление контраста, а МР-перфузия - увеличение rCBV и rCBF.

Полная или частичная перепечатка данной статьи, разрешается при установке активной гиперссылки на первоисточник

Автор: врач-рентгенолог, к.м.н. Власов Евгений Александрович

Список используемой литературы

  1. Презентация "Позитронно-эмиссионная томография в неврологии и нейроонкологии" ИНСТИТУТ МОЗГА ЧЕЛОВЕКА им. Н.П.Бехтеревой РАН автор Е.С. Малахова.

    Скачать презентацию >>

  2. Земская А.Г., Лещинский Б.И. Опухоли головного мозга астроцитарного ряда.-Ленинград: Медицина, 1985.-213 с.
  3. Киселев М.Ю., Соловьев Д.В., Корсаков М.В. Роботизированный синтез 18Р.-2-фтор-2-дезокси-0-глюкозы // Радиохимия.-1992.-Т. 34.- N 2.-С.129-135.
  4. Коновалов А.Н., Корниенко В.Н., Пронин И.Н. Магнитно-резонансная томография в нейрохирургии.-М.: Видар, 1997.
  5. Себастьян Ланге, Джеральдин Уолш, ЛУЧЕВАЯ ДИАГНОСТИКА ЗАБОЛЕВАНИЙ ОРГАНОВ ГРУДНОЙ КЛЕТКИ РУКОВОДСТВО • АТЛАС

Похожие статьи



The following examinations link to this page:
2085
  814