3.2.1 Pozitronová emisní tomografie V případě pozitronové emisní tomografie (PET) jde o metodu v současnosti široce využívanou zejména v onkologii, k detekci zánětů, v neurologii i kardiologii. Základy pozitronové emisní tomografie byly položeny zhruba před čtyřiceti lety. Svým dílem k vývoji této metody přispěli i odborníci z ČR (Pacák a kol.), kteří jako první na světě syntetizovali fludeoxyglukózu (FDG), i když tehdy ještě v neradioaktivní formě.
Zdaleka nejčastěji používané radiofarmakum při PET vyšetřeních je látka 18F-FDG[2-deoxy-2-(18F)fluoro-D-glukóza], značená radioaktivním fluorem 18F. Pro soudobou pozitronovou emisní tomografii je zcela klíčová. Samotný fluor 18F je vyráběn v cyklotronech. Jedná se o radionuklid s fyzikálním poločasem radioaktivní přeměny 109 minut. Z uvedeného poločasu je zřejmé, že výroba a distribuce radiofarmak značených 18F je velmi náročná a doba jejich použitelnosti je krátká.
Po nitrožilní aplikaci 18F-FDG vstupuje do buněk stejnými mechanismy jako glukóza a je v nich analogicky fosforylována. Nepodléhá však následné defosforylaci, a není tedy metabolizována jako glukóza. V důsledku toho se v buňkách hromadí (říkáme, že je progresivně akumulována). Stupeň záchytu (množství této látky) odpovídá metabolické aktivitě v tkáních – jinými slovy, čím aktivnější oblast je, tím více 18F-FDG hromadí. Právě podle nahromaděného 18F-FDG můžeme odvodit aktivitu dané oblasti mozku. Obecným principem PET je registrace záření emitovaného z pacienta po podání vhodného radiofarmaka. Při přeměně radionuklidu je emitován pozitron (antičástice elektronu), který anihiluje s blízkým elektronem za vzniku dvou fotonů elektromagnetického záření vzdalujících se od sebe po přímce (jinými slovy, vzniknou dva paprsky záření šířící se od sebe – viz obrázek 3.10). Anihilace představuje proces v částicové fyzice, který může nastat, když se setká částice se svou antičásticí. Při takovém setkání dojde k úplnému zániku obou částic a veškerá jejich klidová i kinetická energie se přemění na záření.
Koincidenční detektory uspořádané do prstence v PET přístroji registrují dvojice sobě příslušných fotonů vzniklých při anihilaci. Umožňují přesně určit jejich dráhu letu a tím i zdroj záření (ten leží na spojnici míst, kde byly fotony detekovány). Díky velkému množství takto vzniklých přímek lze pomocí tohoto zařízení zrekonstruovat poměrně přesný obraz rozložení radiofarmaka v lidském těle. Jak již víme, toto rozložení odpo vídá metabolické aktivitě, tedy činnosti dané tkáně (např. mozku). Předností PET ve srovnání se SPECT (viz dále) je lepší prostorové rozlišení a možnost užívat i jiná radiofarmaka, kterými lze zobrazit nejrůznější biologické pochody. ——— 98 —————————————————
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS234587
Možnosti funkčních metod při vyšetření mozku
PET detektory zachycující dvojice fotonů
Obr. 3.10 Princip PET Detekce dvojic fotonů elektromagnetického záření letících od sebe pod úhlem 180 °; zdroj fotonů se tedy nachází na přímce spojující dva body, ve kterých byly v identickém čase detekovány fotony – oblast, kde se protíná nejvíce přímek, odpovídá oblasti, ve které se nahromadila největší aktivita radiofarmaka (zde znázorněno jako tmavé ložisko).
Při hodnocení PET se používají dva přístupy – přístup kvalitativní (vizuální) a se mikvantitativní (který ke stanovení míry akumulace radiofarmaka ve tkáních využívá počítačů). Při semikvantitativním hodnocení se nejčastěji stanovuje tzv. SUV (standardized uptake value). Tato veličina udává hodnotu poměru mezi objemovou aktivitou tkáně a průměrnou objemovou aktivitou radiofarmaka v těle pacienta.
PET ovšem za dalšími anatomickými metodami, jako jsou CT a MRI, pokulhává především ve schopnosti anatomicky přesně zobrazit patologické ložisko. Tento problém byl vyřešen vytvořením tzv. hybridních PET/CT či PET/MRI skenerů, umožňujících obě zobrazení (tedy PET + CT a PET + MR) integrovat do jednoho obrazu. Obr. 3.11 Hybridní PET/CT skener (viz barevná příloha)
————————————————— 99 ———
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS234587
V posledních letech jsou vyráběny již pouze hybridní přístroje – důvodem je i skutečnost, že pro vytvoření kvalitního PET obrazu je nutno získat tzv. atenuační mapy pacienta, které se nejjednodušeji odvozují od CT obrazu.
Z hlediska neurologického je PET nejvíce používán v oblasti neuroonkologie, při diagnostice demencí a v epileptologii. Nalézá též uplatnění při diagnostice a výzkumu v oblastech extrapyramidových onemocnění. PET má samozřejmě také své místo ve výzkumu i diagnostice i v jiných lékařských oborech. Příklady indikací v neuroonkologii jsou například odlišení maligních nádorů od benigních, posouzení rozsahu maligního onemocnění, zhodnocení efektu chemoterapie apod. Obr. 3.12 18F-FDG PET/CT – metastáza adenokarcinomu ledviny ve Varolově mostu (viz barevná příloha) Z hlediska nádorového onemocnění mají maligní buňky ve srovnání s buňkami zdravými odlišné vlastnosti – vykazují například vyšší metabolickou, růstovou a mitotickou aktivitu. Tyto odlišné vlastnosti je schopen detekovat 18FDG-PET, který je založen na vyšší energetické spotřebě nádorových buněk (a tedy vyšší kumulaci značené glukózy).
V oblasti nádorů mozku je však detekční účinnost 18FDG-PET snížená, protože i nepostižená šedá hmota mozková je metabolicky vysoce aktivní, vychytává 18F-FDG velmi intenzivně a kontrast mezi nádorem a šedou hmotou mozkovou je nízký. Proto je snaha při hodnocení maligních tkání v mozku využívat radiofarmaka bez významné akumulace v normální mozkové tkáni. V ČR je registrován 18F-FLT (18F-fludeoxythimidin), což je radiofarmakum na bázi nukleových kyselin zobrazující vyšší proliferační aktivitu tkání (bujení, novotvoření, růst). Jinou cestou k zobrazení mozkových nádorů je užití radiofarmak na bázi aminokyselin, která zobrazují zrychlený růst nádorových buněk (příkladem je 18F-FET neboli 18F-fluoro-ethyl-tyrosin). U epilepsie má 18FDG-PET největší senzitivitu u zhruba 70–85 % pacientů s epileptogenní zónou lokalizovanou do temporálního laloku, zatímco u pacientů s extratemporální epilepsií (kde se epileptogenní ložisko nachází mimo spánkový lalok) je senzitivita 18FDG-PET výrazně nižší. Obr. 3.13 18F-FLT-PET/CT – metastáza bronchogenního karcinomu v mozku (viz barevná příloha)
——— 100 —————————————————
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS234587