TOMOGRAFIA AD EMISSIONE DI POSITRONI PET
tecnica tomografica di valutazione della distribuzione tridimensionale della radioattività emessa da
radiotraccianti emettitori di positroni
PET/CT: migliore accuratezza, sensibilità e specificità vs imaging con sola PET e sola CT ; coniuga imaging
morfologico con imaging funzionale
Le alterazioni metaboliche precedono le alterazioni anatomiche
CT a basso dosaggio: informazioni morfologiche, correzione per l'attenuazione, riduzione dei tempi di
acquisizione del TB (almeno del 40%)
18F-FDG PET/CT Aumento della glicolisi anaerobica nelle cellule neoplastiche
per:
-aumentata espressione sulla superficie cellulare del trasportatore di glucosio TIPO 1 (GLUT1) che internalizza il 18F-FDG nella cellula dove viene fosforilato rimanendo così intrappolato; anche nelle cellule infiammatorie (es. granulociti) vi è aumentata espressione di GLUT1
-più elevata attività dell'ESOCHINASI intracellulare che fosforila il 18F-FDG a 18F-FDG-6P
FDG: indicatore INDIRETTO della proliferazione cellulare
18F-FDG Uptake►Retention
K3
K4
Hexokinase
Cell
18FDG-1-P
Glycogen
18F-fru-6-P
Glycolysis
18FDG-6-
phospho-
glucono-
lactone
NADPH 18F-FDG
K1
K2
18FDG-6P
Medicina Nucleare Mestre
Glucose Transporters
GLUT I and GLUT III
Glucose-6-
phosphatase
NEOPLASTIC CELL
Glucose Transporters
GLUT I and GLUT III
K3
K4
Hexokinase
Cell
Glucose-6-
phosphatase
18FDG-1-P
Glycogen
18F-fru-6-P
Glycolysis
18FDG-6-
phospho-
glucono-
lactone
18F-FDG
K1
K2
18FDG-6P
Medicina Nucleare Mestre
18F-FDG
18F-FDG
18F-FDG
18F-FDG
18FDG-6P 18FDG-6P
18FDG-6P
18F-FDG 18FDG-6P NADPH
Pz. non diabetico: digiuno da almeno 6 ore.
Pz. diabetico in terapia con ipoglicemizzanti orali: - glicemia >120 mg/dl terapia la mattina e poi digiuno; - glicemia <120 mg/dl digiuno e porta con sè la terapia
ipoglicemizzante orale
Pz. diabetico in terapia insulinica: terapia insulinica dopo leggera colazione ma almeno 4-6 ore prima somministrazione radiofarmaco
L’esame non viene eseguito con valori di glicemia >150 mg/dl (LINEE GUIDA AIMN) >120 mg/dl (LINEE GUIDA EAMN)
PREPARAZIONE ALL'ESAME PET/CT
FALSI POSITIVI - INFIAMMAZIONI/INFEZIONI: aumentata glicolisi nelle cellule
infiammatorie, quali neutrofili e macrofagi attivati
- SARCOIDOSI: aumentata glicolisi nei linfociti T e nei fagociti mononucleati che si accumulano negli organi colpiti
- PROCESSI INFIAMMATORI nella FIBROSI POST-ATTINICA: da infiltrazione di leucociti e macrofagi, abnorme proliferazione di pneumociti tipo II e produzione locale radio-indotta di citochine
- ACCUMULO NEL GRASSO BRUNO: termogenesi indotta dal freddo e/o dalla dieta
- MANCATO RILASSAMENTO MUSCOLARE
- CICATRICI CHIRURGICHE/SEDI DI PROCEDURE INVASIVE/ DRENAGGI
- DIMENSIONI DELLA LESIONE (< 8-10 mm): effetto volume parziale per lesioni al di sotto della risoluzione spaziale
- BAC (Carcinoma Bronchiolo-Alveolare): ben differenziato, grado medio/basso di atipie nucleari e di mitosi; presenza di mucina = scarsa cellularità
- IPERGLICEMIA: cellule neoplastiche già saturate dal glucosio presente in circolo
- IPERINSULINEMIA
- LESIONI CEREBRALI: fisiologica elevata attività di fondo
- ESERCIZIO FISICO/ATTIVITA’ MUSCOLARE
FALSI NEGATIVI
(A) Maximum intensity projection and transverse images of false-negative case with lung adenocarcinoma after insulin injection. (B) Lesion was clearly seen 1 wk later on MIP and transverse images in normoglycemic state without insulin injection (arrows in B).
ARTEFATTI
- DA ATTENUAZIONE (correzione mediante TC)
- DA NON ALLINEAMENTO TRA PET E TC
- DA TRONCAMENTO (posizionamento con braccia sollevate)
- DA MATERIALI DENSI/CON ELEVATO NUMERO ATOMICO (es. protesi metalliche, defibrillatore cardiaco, pacemaker, mdc): possibile aumento di uptake
- CORRELATI ALLE PROCEDURE DI ELABORAZIONE
- CORRELATI ALLA STRUMENTAZIONE
- MOVIMENTI DEL PAZIENTE: atti respiratori, movimenti volontari/involontari
GATING RESPIRATORIO
Tecnica che consente di acquisire le immagini TAC e PET sincronizzate con il ciclo
respiratorio mediante la presenza di una telecamera ad infrarossi che registra
l'escursione del torace del paziente durante la normale respirazione in modo da ovviare ai
movimenti dovuti agli atti respiratori soprattutto in caso di lesioni di piccole
dimensioni.
IL SUV
Analisi qualitativa Valutazione visiva delle immagini
Analisi semiquantitativa Standardized uptake value= SUV
Valuta la concentrazione del tracciante a livello della lesione in
rapporto alla dose radioattiva somministrata e al peso del
paziente.
PITFALLS RELATIVI AL SUV
FATTORI BIOLOGICI
- valori di GLICEMIA (+/-15%)
- periodo di UPTAKE (+/-15%)
- INFIAMMAZIONI
- MOVIMENTI volontari/involontari e/o movimenti respiratori del paziente (+/-30%)
FATTORI FISICI
- parametri di acquisizione (+/-15%)
- parametri di ricostruzione (+/-15%)
- fattore di normalizzazione per il SUV
- correzione per la glicemia (+/-15%)
- uso di m.d.c. durante la TAC (+/-15%)
PITFALLS RELATIVI AL SUV
Per rendere il SUV un parametro di valutazione affidabile:
- standardizzazione dei protocolli di imaging (tempo di uptake, metodi di correzione per l'attenuazione e lo scatter, filtraggio)
- corretta delineazione delle ROI (Region of Interest)
- utilizzo del valore di massimo (SUVmax) piuttosto che del valore medio (SUVmean)
PITFALLS RELATIVI AL SUV
- utilizzo dei valori di SUV per il confronto intrapaziente e tra indagini eseguite presso il medesimo centro con la medesima apparecchiatura
- verifica periodica dello standard nel tempo
- verifica in caso di upgrade del sofware o dell'hardware
PITFALLS RELATIVI AL SUV
DUAL TIME POINT PET/CT
Modalità di imaging per D.D. tra lesioni benigne e maligne basata sul differente andamento dell'uptake di 18F-FDG.
Aumenta la sensibilità della metodica (dal 92 al 98%)
forme MALIGNE: l'uptake aumenta per alcune ore dopo l'iniezione
forme BENIGNE: l'uptake aumenta fino a 60 minuti
dall'iniezione e poi si riduce o rimane invariato
Nelle cellule tumorali maligne è più lenta la defosforilazione del 18F-FDG-6 fosfato rispetto alle cellule non neoplastiche
DUAL TIME POINT PET/CT
APPLICAZIONI CLINICHE della 18F-FDG PET/CT
- NODO POLMONARE
- MASSA POLMONARE SOSPETTA PER TUMORE
- STAGING INIZIALE DEL TUMORE POLMONARE
- RISTADIAZIONE DOPO TRATTAMENTO
- PLANNING RADIOTERAPICO
Rispetto alla CT la PET/CT migliora la valutazione del tumore primitivo specie nei casi di FORME CENTRALI con ostruzione delle vie aeree
→ atelettasia del lobo corrispondente
possibile D.D. tra infiltrazione neoplastica e atelettasia post-stenotica.
Metastasi/infiltrazione PLEURICA
Semin Nucl Med 45:268-281
STAGING DI T
STAGING DI T
T stagingofprimarytumorinthemediastinum—partII.Samepatientasin Figure5: theincreasedFDGuptake delineates theprimarytumor(*),whilepostobstructive atelectasisisdelineatedbylowerFDGuptake(**).Thishelpsto classifythislesionascentralbronchialcarcinomawithpostobstructiveatelectasisoftheleftupperlobe,withnosignsof chestwallinfiltration.(A)MaximumintensityprojectionofanFDG-PET.(B)CoronalviewofanativeCT–soft tissue window. (C)ConoralviewofanativeCT–lungwindow.(D)CoronalviewofafusednativeCTandFDG-PET.
Studio spagnolo prospettico su 103 pazienti con NSLC confermato istologicamente.
PET/CT con mdc ev : migliore strategia cost-effectiveness e migliore valutazione vs CT anche dei rapporti con le strutture anatomiche contigue nelle forme centrali di NSLC con sospetta infiltrazione vascolare e D.D. tra infiltrazione neoplastica ed atelettasia.
Corretto staging: CT (73%) PET/CT con mdc (89.8%)
VPP della PET/CT vs istologia: 80%
VPN della PET/CT vs istologia: 95%
SPECIFICITA': 82% SENSIBILITA': 94%
Radiol Res Pract. 2014; Nov 5
STAGING DI T
18F-FDG PET/CT per la valutazione della sede di biopsia più idonea nell’ambito della lesione polmonare
Studio di Guralnik L. su 311 pz. con noduli polmonari sottoposti a FNA (Fine-Needle Aspiration) CT-guidata: la 18F-FDG PET/CT migliora l'accuratezza dei risultati della FNA e riduce i falsi negativi ->maggiori possibilità di ottenere una diagnosi definitiva
J Nucl Med 2015 Apr; 56(4):518-522
STAGING DI T
STAGING DI N
PET/CT più sensibile della TC nella stadiazione del mediastino (falsi neg. TAC per dimensioni <10 mm, falsi pos.TAC per dimensioni >10 mm ma nessun uptake)-> NON CRITERIO DIMENSIONALE MA FUNZIONALE
-> riduzione di procedure diagnostiche invasive inutili (mediastinoscopie, VTS, toracotomie)
Elevato VPN (90%); VPP (70%) più basso per i possibili falsi positivi
Importanti ripercussioni sul management del paziente: terapia chirurgica vs terapia medica (N2 o N3)
Linfonodi mediastinici ed ilari con diametro >1.6 cm SOSPETTI anche se non captano il 18F-FDG → richiedono BIOPSIA
SENSIBILITA' E SPECIFICITA' variano in base alle dimensioni dei linfonodi
Linfonodi ingranditi (>1 cm): sensibilità (74%) e specificità (81%)
Linfonodi <= 1cm: sensibilità (40%) e specificità (98%)
Ridotta specificità nei linfonodi ingranditi (ma > CT): anche altre cause non neoplastiche di ingrandimento (iperplasia, infiammazioni, infezioni, malattie granulomatose)
VPN : 91% nei linfonodi normali vs 83% nei linfonodi ingranditi -> minore specificità
Possibile causa: basso metabolismo glucidico nei linfonodi ingranditi
Al-Sarraf N. “Lung Cancer 2008; 60(1)62-68
STAGING DI N
Studio retrospettivo di 30 mesi su 1145 linfonodi di 206 pz. (122 maschi e 84 femmine) con NSCLC
(età media 64.5 aa.) sottoposti a toracotomia postero-laterale; imaging: CT spirale con mdc e
PET/CT con 18F-FDG
STAGING DI M METASTASI A DISTANZA (40%): bassa OS a 5 aa (20-40%)
SEDI DI METASTASI:
- SURRENI
- ENCEFALO (bassa sensibilità)
- FEGATO
- SCHELETRO
Elevata sensibilità ed accuratezza della 18F-FDG PET/CT (TRANNE NELL'ENCEFALO)
ELEVATO VPP E VPN (>95%) della PET/CT
Bassa sensibilità della 18F-FDG PET/CT per elevato uptake fisiologico->MRI
In alternativa: PET/CT con 18F-FLT (basso fisiologico uptake cerebrale)
STAGING DI M: ENCEFALO
elevata specificità, accuratezza diagnostica (92%) e sensibilità (100%) della 18F-FDG PET/CT
STAGING DI M: SURRENI
Differenti meccanismi di uptake nelle lesioni osteolitiche ed osteoblastiche che possono peraltro coesistere
- lesioni OSTEOBLASTICHE: più sensibile la SCINTIGRAFIA
SCHELETRICA PLANARE/SPECT con 99mTc-POLIFOSFONATI (es. 99mTc-MDP, MethyleneDiPhosphonate) anche se ha minore risoluzione spaziale (< sensibilità)
- lesioni OSTEOLITICHE: più sensibile la PET/CT con 18F-FDG ;
possibile valutazione semiquantitativa della risposta al trattamento delle metastasi ossee; (SUV) risultati sovrapponibili alla PET/CT con 18F-Na-FLUORURO
STAGING DI M: SCHELETRO
ACCURATEZZA DIAGNOSTICA
Scintigrafia scheletrica 87%
18F-FDG PET/CT 98%
A.V. Taira et al. “Detection of bone metastasea assessment of integrated FDG PET/CT imaging” Radiology
2007 vol.243, no.1; 204-211
STAGING DI M: SCHELETRO
SCINTIGRAFIA OSSEA PLANARE /SPECT con 99mTc-MDP
metodica di scelta per la valutazione delle metastasi ossee
VANTAGGI
- relativamente elevata sensibilità
- imaging total body
- costo relativamente basso
SVANTAGGI
- limitata risoluzione spaziale = minor accuratezza
- specificità spesso bassa; falsi positivi (fratture/traumi, infezioni, infiammazioni)
STAGING DI M: SCHELETRO
PET/CT CON 18F-FLUORURO - proprietà farmacocinetiche del 18F-FLUORURO (valutazione
ATTIVITA' OSTEOBLASTICA mediante scambi di ioni con i gruppi idrossilici dei cristalli di idrossiapatite ): rapido ed intenso uptake da parte delle lesioni osteoblastiche e della componente osteoblastica delle lesioni osteolitiche
- risoluzione spaziale PET/CT
Acquisizione di immagini dello scheletro di alta qualità ad 1 ora dall'iniezione ev del tracciante.
Elevata sensibilità e specificità
STAGING DI M: SCHELETRO
PET/CT con 18F-Na-FLUORURO vs SCINTIGRAFIA OSSEA con 99mTc-POLIFOSFONATI
-maggior uptake osseo
-più rapida clearance ematica
-più elevato target-to-background ratio
-più elevata accuratezza per METASTASI OSSEE LITICHE e SCLEROTICHE
STAGING DI M: SCHELETRO
Comparison of 99mTc-MDP bone scintigraphy and 18F-fluoride PET/CT performed 11 d apart on a patient with prostate cancer who was referred for imaging because of skeletal pain. (A) Anterior (left) and posterior (right) bone scintigraphy images show increased uptake at the lumbar spine. When correlated with CT findings, uptake was found to be caused by degenerative changes. (B) Maximum-intensity-projection 18Ffluoride PET image shows multiple sites of increased uptake. (C) 18F-Fluoride PET/CT images of the pelvis show increased uptake at the sacrum and at the right iliac wing (arrow and arrowhead, respectively), with corresponding changes on CT.
PET/CT CON 18F-FLUORURO
CONFRONTO TRA PET/CT con 18F-Na-FLUORURO e con 18F-FDG
più lesioni individuate mediante PET/CT con 18F-Na-FLUORURO vs PET/CT con 18F-FDG (non significative modificazioni nello staging complessivo)
STAGING DI M: SCHELETRO
In alternativa alla scintigrafia scheletrica:
-neoplasie ad alto rischio di metastasi ossee
(es. neoplasie polmonari)
-neoplasie in cui la diagnosi di metastasi ossee e la loro diffusione è fondamentale nella scelta del trattamento
PET/CT CON 18F-FLUORURO
SCINTIGRAFIA CON 111In-PENTETREOTIDE coniugato dell'octreotide, analogo della
somatostatina ad effetto prolungato, che si lega prevalentemente ai recettori sst2 e sst5
Valore diagnostico e terapeutico INDICAZIONI -carcinoidi bronchiali -SCLC
STAGING NETs
STAGING NETs
SCINTIGRAFIA CON 111In-PENTETREOTIDE
SENSIBILITA'
-carcinoidi: 86-95%
-SCLC: 80-100% (recettori somatostatina nel 50-75%)
Escrezione quasi interamente renale; minima parte epato-biliare (2%)
Acquisizione dell'imaging (total body) planare e SPECT a 4 e 24 ore
[111In]Pentetreotide (Octreoscan) scintigraphy. The anterior–posterior whole body scans at 4 h (A,B) and the anterior–posterior static thorax images at 24 h (C,D) (clearer in the posterior images) revealed mild increased uptake corresponding to the upper lobe of the right lung (arrow).
TRACCIANTI PET per i NETs
- 68Ga-DOTA-conjugated peptides (DOTATOC, DOTANOC, DOTATATE): legame specifico ai recettori SST= uptake maggior e più selettivo vs FDG-PET/CT (non approvati dalla Food and Drug Administration)
- 18F-DOPA (diidrossi-fenil-alanina): aminoacido precursore della dopamina
uptake < vs 68Ga-DOTANOC
TRACCIANTI PET di PROLIFERAZIONE CELLULARE
11C-COLINA/ 18F-COLINA
ammina precursore dei fosfolipidi di membrana; nelle cellule neoplastiche incrementato utilizzo dei precursori fosfolipidici per l’incontrollata replicazione cellulare (sintesi di membrana cellulare); studio di neoplasie a lenta crescita (es. adenocarcinoma prostatico, BAC)
Indicazioni AIMN sul corretto uso della 18F-FDG PET/TC nelle neoplasie polmonari
Nodulo polmonare Soggetti con nodulo polmonare solitario di dimensione >1 cm APPROPRIATO
Neoplasia polmonare non a piccole cellule Stadiazione nei pazienti candidati alla chirurgia APPROPRIATO Definizione del piano di cura radioterapico APPROPRIATO Caratterizzazione di reperto dubbio post-trattamento APPROPRIATO Stadiazione del carcinoma bronchiolo alveolare INAPPROPRIATO
Neoplasie a piccole cellule Stadiazione pre-trattamento nella malattia limitata POTENZ.UTILE Valutazione al termine del trattamento nella malattia limitata POTENZ. UTILE
TRACCIANTI PET di PROLIFERAZIONE CELLULARE
18F-FLT (3-deossi-Fluoro-Thymidina)
Il tracciante viene trasportato all'interno della cellula, fosforilato e come tale incorporato nella sintesi del DNA cellulare.
Stretta correlazione dell'uptake con i valori di Ki-67 → utile anche nella valutazione della risposta precoce alla terapia
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