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
5. Основные рекомендации по проведению исследования:
• Следует исключить прием пищи в течение 6 часов перед процедурой
• Уровень глюкозы < 1 1 ммоль/л (200 мг/дл)
о Глюкоза конкурентно вытесняет ФДГ -> плохое качество изображения
о Экзогенный инсулин -> усиление поглощения ФДГ мышцами => плохое качество изображения
• Период накопления ФДГ составляет один час, после чего проводят КТ, а затем ПЭТ
• Толщина среза при КТ-2-3 мм
• Руки расположены по бокам от туловища (в отличие от протоколов при большинстве исследований)
о Для компенсации более низкого качества изображения легких рекомендуется дополнительно выполнять сканирование легких с низкими значениями силы тока, когда руки заведены за голову
• При отсутствии противопоказаний может быть внутривенно введено контрастное вещество
• Снижение интенсивности поглощения ФДГ мышцами:
о Ограничение двигательной и речевой активности в период накопления ФДГ
о Возможно применение бензодиазепинов, особенно при ПЭТ, поскольку при ПЭТ/КТ участок поглощения в мышце можно локализовать с помощью КТ
• Снижение интенсивности поглощения ФДГ бурым жиром:
о В день исследования пациент должен находиться в тепле
- Теплые одежда и комната ожидания
о Возможно применение фармакологических препаратов (бен-зодиазепины, β-блокаторы)
- Чаще используются при ПЭТ, поскольку при ПЭТ/КТ участок поглощения в буром жире можно локализовать с помощью КТ
(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 < 10 мм
• Злокачественные новообразования, не визуализируемые при ПЭТ о Злокачественные несолидные (по типу «матового стекла») и частично солидные узелки характеризуются вариабельным уровнем поглощения ФДГ
- Затруднена дифференциальная диагностика между доброкачественными и злокачественными образованиями
о Некоторые опухоли могут характеризоваться низким уровнем поглощения ФДГ или его отсутствием
- Аденокарцинома in situ и минимально инвазивная аденокарцинома
- Карциноид
к) Список литературы:
1. Carter BW et al: Small cell lung carcinoma: staging, imaging, and treatment considerations. Radiographics. 34(6):1707-21,2014
2. Hong SJ et al: New TNM Staging System for Esophageal Cancer: What Chest Radiologists Need to Know. Radiographics. 34(6): 1722-40, 2014
3. Nickell LT Jr et al: Multimodality imaging for characterization, classification, and staging of malignant pleural mesothelioma. Radiographics. 34(6):1692-706, 2014
