Διερεύνηση χωροκατακτητικών εξεργασιών του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ) με τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων (PET): χρήση νεότερων ραδιοφαρμάκων

Abstract

Positron emission tomography is serving clinical medicine as functional/ molecular imaging with applications in oncology, cardiology and neurology. The radiolabelled glucose (18F-FDG) is the radiopharmaceutical of choice in oncology. Newer radiopharmaceutical have been manufactured and used, especially for brain tumor imaging, since 18F-FDG exhibits high background radioactivity. Radiopharmaceuticals mostly used for brain tumor imaging are radiolabelled aminoacids, radiolabelled fluorothymidine (18F-FLT), radiolabelled choline (18F-FCH, 11C-CH), and radiolabelled fluoromizonidazole (18F-FMISO). In our country, during this study, available radiopharmaceuticals were 18F-FLT and 18F-FCH. The purpose of this study was to investigate brain space-occupying lesions using PET and newer radiopharmaceuticals (18F-FLT or 18F-FCH). In total 31 patients (39 examinations) underwent 18F-FLT-PET/CT imaging and 11 patients (11 examinations) 18F-FCH-PET/CT. After fasting for 4 hours, patients were injected with the radiopharmaceutical and ~55 min later imaging of the brain was performed. The data were collected; the PET images were reconstructed and derived and finally fused with CT. The semiquantitative measurements quantified were maximum standardized uptake value (SUVmax), peak standardized uptake value (SUVpeak), tumor to background ratio (T/B), standardized uptake value 1cm3(SUV1cm3), standardized uptake value 0.5cm3 (SUV0.5cm3), standardized uptake value 50% (SUV50%), standardized uptake value 75% (SUV75%), proliferation multiplied by volume 50% (PV50%0, proliferation multiplied by volume 75% (PV75%). For metastatic brain tumors imaged by 18F-FLT-PET/CT, in ROC curve analysis AUC (95%CI) is better for SUVmax (p-value 0.017), while using optimal cutoff, T/B has higher sensitivity and accuracy. For recurrent primary brain tumors investigated by 18F-FLT-PET/CT, sensitivity of the method was 100%, while Τ/Β tented to discriminate low from high grade brain tumors, while the absolute values of SUVmax and T/B did not correlate with patients’ prognosis. Of significant interest is the high SUVmax and T/B values in lymphoma, which were statistically significantly higher than for primary or metastatic tumors, for which no differences in semiquantitative values were observed. For all three categories positive correlation was observed between SUVmax and T/B, with the T/B values to be higher than the SUVmax (p < 0.05), probably due to the very low brain background activity. Positron emission tomography imaging with 18F-FLT may, also be useful for neurological symptomatology investigation. In total, 20 lesions were investigated by 18F-FCH-PET/CT. 18F-FCH-PET/CT can discriminate between active and non-active lesions. No statistical significant difference was observed (p > 0.05) in discriminating between metastatic, primary and lymphomas using SUVmax, SUVpeak or T/B. Using paired t-test T/B values were significantly higher than the SUVmax values for both the primary and metastatic neoplasms (p <0.05). In the era of molecular approach of and the search of molecular markers, positron emission tomography can play an incremental role in detection of primary and metastatic brain tumors, in evaluation of treatment response, in investigation of recurrence and the characterization of the lesions’ activity. Further investigation is required, so as the new radiopharmaceuticals can be widely used in brain tumor imaging.

Η τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων/υπολογιστική τομογραφία (PET/CT) αποτελεί την «αιχμή του δόρατος» στην λειτουργική / μοριακή απεικόνιση, με σημαντικές εφαρμογές στην ογκολογία, την καρδιολογία και την νευρολογία. Η επισημασμένη με ραδιενεργό φθόριο γλυκόζη (18F-FDG) αποτελεί το σημαντικότερο ραδιοφάρμακο στην ογκολογική απεικόνιση. Τα τελευταία χρόνια, νεώτερα ραδιοφάρμακα έχουν επίσης παραχθεί και χρησιμοποιούνται ιδιαίτερα στην ογκολογική απεικόνιση του εγκεφάλου, λόγω της αυξημένης ακτινοβολίας υποστρώματος της 18F-FDG. Κυριότερα ραδιοφάρμακα που χρησιμοποιούνται στην PET απεικόνιση όγκων του εγκεφάλου είναι τα επισημασμένα αμινοξέα, η επισημασμένη θυμιδίνη (18F-FLT), η επισημασμένη χολίνη (18F-FCH, 11C-CH) και η επισημασμένη φλουρομισονιδαζόλη (18F-FMISO). Στην χώρα μας, κατά την εκπόνηση της εν λόγω μελέτης, διαθέσιμα ραδιοφάρμακα ήταν η 18F-FLT και η 18F-FCH. Σκοπός της παρούσας μελέτης αποτελεί η διερεύνηση χωροκατακτητικών εξεργασιών του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ) με PET/CT με την χρήση 18F-FLT και 18F-FCH. Συνολικά περιλαμβάνονται 31 ασθενείς (39 εξετάσεις) που υποβλήθηκαν σε PET/CT μελέτη με 18F-FLT και 11 ασθενείς (11 εξετάσεις) που υποβλήθηκαν σε 18F-FCH-PET/CT μελέτη. Οι εξεταζόμενοι προσέρχονταν στο εργαστήριο νηστικοί, τουλάχιστον τεσσάρων ωρών, και ~55 min μετά την ενδοφλέβια χορήγηση του ραδιοφαρμάκου γινόταν απεικόνιση του εγκεφάλου. Μετά την λήψη των δεδομένων, γινόταν ανασύνθεση των εικόνων, επεξεργασία και σύντηξη (fusion) των εικόνων ΡΕΤ με τις εικόνες CT. Στις συντηγμένες εικόνες γινόταν περαιτέρω επεξεργασία για την άντληση ημιποσοτικών μετρήσεων στην περιοχή ενδιαφέροντος. Συνολικά οι ημιποσοτικές παράμετροι που μετρήθηκαν ήταν: maximum standardized uptake value (SUVmax), peak standardized uptake value (SUVpeak), tumor to background ratio (T/B), standardized uptake value 1cm3(SUV1cm3), standardized uptake value 0.5cm3 (SUV0.5cm3), standardized uptake value 50% (SUV50%), standardized uptake value 75% (SUV75%), proliferation multiplied by volume 50% (PV50%), proliferation multiplied by volume 75% (PV75%). Κατά την διερεύνηση των μεταστατικών όγκων εγκεφάλου με 18F-FLT-PET/CT, στην ROC curve ανάλυση η τιμή AUC (95%CI) είναι ακριβέστερη για το SUVmax (p-value 0.017), ενώ με την χρήση optimal cutoff το T/B φαίνεται να έχει την μεγαλύτερη ευαισθησία και ακρίβεια. Κατά την διερεύνηση υποτροπής των πρωτοπαθών όγκων του εγκεφάλου με 18F-FLT-PET/CT η ευαισθησία της μεθόδου ήταν 100%, ενώ ο δείκτης Τ/Β είχε την τάση να διαχωρίζει χαμηλής από υψηλής κακοήθειας όγκους, ωστόσο οι απόλυτες τιμές των ημιποσοτικών παραμέτρων SUVmax και T/B δεν συσχετίζονταν με την πρόγνωση του εξεταζόμενου. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον είχαν οι υψηλές τιμές των SUVmax και T/B στα λεμφώματα, οι οποίες ήταν σημαντικά υψηλότερες σε σχέση με τους πρωτοπαθείς και μεταστατικούς όγκους του εγκεφάλου, για τους οποίους δεν παρατηρήθηκαν διαφορές. Και για τις τρεις κατηγορίες, παρατηρήθηκε ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ των τιμών SUVmax και T/B με τις τιμές T/B να είναι υψηλότερες από τις τιμές SUVmax (p < 0.05), λόγω κυρίως της εξαιρετικά χαμηλής ακτινοβολίας υποστρώματος. Τέλος, η απεικόνιση με 18F-FLT μπορεί να αξιοποιηθεί και στην διερεύνηση νευρολογικής σημειολογίας. Κατά την απεικόνιση με 18F-FCH-PET/CT συνολικά μελετήθηκαν 20 εστίες. Η 18F-FCH-PET/CT μπορεί να διακρίνει μεταξύ ενεργών και μη ενεργών εστιών. Δεν ανευρέθηκε σημαντική διαφορά μεταξύ των τιμών των ημιποσοτικών μετρήσεων SUVmax, SUVpeak και T/B ως προς τον διαχωρισμό των εστιών σε μεταστατικές, πρωτοπαθείς και λεμφώματα (p > 0.05). Με τη χρήση paired t-test βρέθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των τιμών SUVmax και T/B τόσο για τα πρωτοπαθή όσο και για τα μεταστατικά νεοπλάσματα (p <0.05). Στην εποχή της μοριακής προσέγγισης και της αναζήτησης μοριακών δεικτών, η ποζιτρονιακή απεικόνιση με τη χρήση 18F-FLT και 18F-FCH μπορεί να διαδραμματίσει σημαντικό ρόλο στην ανίχνευση των πρωτοπαθών και μεταστατικών όγκων του εγκεφάλου, στην εκτίμηση της απάντησης στην θεραπεία, στον έλεγχο ενδεχόμενης υποτροπής και στον χαρακτηρισμό της ενεργότητας της νόσου. Περαιτέρω έρευνα χρειάζεται ώστε τα νεώτερα ραδιοφάρμακα να βρουν την ακριβή τους θέση στην απεικόνιση των όγκων του εγκεφάλου.