A Magyar Tudományos Akadémia folyóirata. Alapítva: 1840
 

KEZDŐLAP    ARCHÍVUM    IMPRESSZUM    KERESÉS


 POZITRONEMISSZIÓS TOMOGRÁFIA A XXI. SZÁZADBAN*

X

Borbély Katalin

PhD, DSc, Országos Onkológiai Intézet PET/CT Ambulancia, Kaposvári Egyetem PET/CT–PET/MR-Központ

katalin.borbely(kukac)oncol.hu

Kásler Miklós

PhD, DSc, Országos Onkológiai Intézet Főigazgatóság, Pécsi Tudományegyetem Onkológiai és Sugárterápiás Tanszék

 

Összefoglalás


A neuro-pszichiátriai, onkológiai, kardiológiai betegek optimális vezetése és terápiája mindinkább azokra a képalkotó eljárásokra támaszkodik, amelyeket a diagnózis felállítása és a betegkövetés során alkalmazunk. A hagyományos képalkotó vizsgálatok, mint a számítógépes tomográfia (CT) és a mágneses rezonancia (MR) technikák nagy anatómiai felbontással és kiváló részletességgel mutatják a megbetegedések (léziók) helyét, szerkezetét, kiterjedését, a környezeti szervekhez való viszonyát, de szegényes funkcionális információtartalommal bírnak. A pozitronemissziós tomográfia (PET) és az egyfotonos (single photon) emissziós tomográfia (SPECT) forradalmasították a diagnosztikát, kvantitatív mérésekkel szolgálnak, és egyedülálló, funkcionális információt nyújtanak in vivo anyagcsereszinten a különböző élettani és kóros funkciókról, például az elváltozások viselkedéséről. A molekuláris PET-térképek betekintést adnak az elváltozások biokémiájába, a mikrokörnyezeti viszonyokba, pontos és megbízható információt nyerünk a korai terápiás válaszokról. A CT-perfúzió és a különböző funkcionális MR-mérések további fontos adatokkal segítették a mindennapi rutint és a kutatást.

A fenti technikáknak az egy gépbe történő építésével létrejöttek az úgynevezett hibrid képalkotó modalitások (SPECT/CT, PET/CT, PET/MR stb.), amelyek újabb előrelépést jelentettek a rutin diagnosztikában és a kutatásban. Ezek a technológiák egyesítették a funkcionális és a morfológiai leképezések előnyeit, optimális lehetőséget nyújtva a személyre szabott medicina megvalósítására és az ezirányú klinikai és ipari kutatásokra.

A PET a különböző funkciók, benignus és malignus elváltozások széles variációjának a multifunkcionális feltérképezését nyújtja (1. ábra). A nukleáris medicina alaptechnikák (PET és SPECT) lényege, hogy lehetőséget adnak az alkalmazott nyomjelzők, radiofarmakonok térbeli és időbeli eloszlásának leképezésére, ami által a normális és a kóros funkciók feltérképezése in vivo végezhető és számszerűsíthető. A technikák segítségével objektív mérésekkel megítélhetők a szervezetben zajló biokémiai folyamatok, a regionális, globális véráramlás, a metabolizmus, proteinszintézis, génexpresszió, de leképezhető a szöveti hypoxia, az angiogenezis vagy a különböző rendszerek receptoraktivitása. A megbetegedések kialakulásában, terjedésében, a terápiás válaszok megítélésében a funkcionális mintázatok megelőzik a morfológiai elváltozásokat, és ezért, az adott folyamatban részt vevő funkciók feltérképezése kulcsszerepet játszik úgy a napi rutinban, mint a kutatásban.

Megfelelően bizonyított, hogy a PET-technika az életképes daganatszövet megjelenítésével olyan információt szolgáltat, amelyre a többi nem invazív vizsgáló módszer (labor, endoszkópia, röntgen, ultrahang, CT, MR, SPECT) egyike sem képes. Számos onkológiai kérdésben határozottan fogalmazódik meg az az állítás, amely szerint a PET-vizsgálatokkal nyerhető többletinformáció a diagnózis, staging, restaging kérdések megfelelő tisztázásában, a terápiás stratégia felállításában, az alkalmazott terápiák objektív és korai mérésében, más eljárással nehezen, sőt számos kérdésben egyáltalán nem pótolható. Az utóbbi évtizedekben úgy a diagnosztikában, mint a betegkövetésben a CT és az MR szolgált alapul a különböző elváltozások, a környezeti struktúrákhoz való viszonyuk, a terápia hatására bekövetkezett változások megítélésében. A PET-alapú technikai mérések alkalmazása úgy a kutatásban, mint a korai és a késői diagnosztikában fontos és felbecsülhetetlen. A PET költséghatékonysága számos klinikai kérdésben bizonyított.

A megbízható és pontos diagnosztika fontos a betegvezetésben, az optimális terápia felállításában. A terápiás hatás objektív mérése, a betegségkiújulás korai detektálása, a reziduális tumor és a hegszövet elkülönítése mind-mind segíti a személyre szabott terápiás tervet. Csökkenthető a gyógyszerek mellékhatása a jó terápiás választ mutató betegekben, és ellenkezőleg, terápiaváltásra kerülhet sor a nem kielégítő válaszok miatt. Mindezek a kérdések megjelennek az egészségiparban, ahol az új gyógyszerek fejlesztésében, a gyógyszerkötődés helyének megválaszolásától a terápiás hatás méréséig objektív adatok nyerhetők, amelyek a pozitív és a negatív hatásokat is igen korán és nagy pontossággal mutatják.

A leggyakoribb onkológiai PET-alkalmazás a glükóz-anyagcsereszint mérése, ami 18F-fluor-dezoxi-glükóz (18F-FDG) radiofarmakonnal (trészerrel) történik. A vizsgálat fontos klinikai értékkel bír például a daganatok malignitásának megítélésében, a biopszia mintavételi hely meghatározásában, a daganatkiújulás és a sugárnekrózis vagy a műtéti elváltozások tisztázásában. A protein-metabolikus PET-mérések jelentősége szintén kiemelkedő a tumor határainak pontos megjelölésében, a sebészi és a besugárzási terv felállításában és tervezésében. Az aktivációs vizsgálatok hasznosak lehetnek az adott lézió és a funkcionálisan fontos területek (például beszédközpont) viszonyának eldöntésében, amikor más eljárás nem alkalmazható vagy bizonytalan. A hypoxiás szövetek megítélése a sugárterápiás tervezésben vagy a különböző receptorstátusok megítélése más és más biomarkerek, nyomjelzők, radioligandok megválasztását és alkalmazását igényli.

A költségelemzések heterogének, a költséghatékonysági mutatók és a PET-diagnosztikai ráfordítások országonként változók. Az USA-ban az 1993-tól folyamatosan végzett gazdasági elemzések, a nemzeti onkológiai PET-regiszter (National Oncologic PET Registry, NOPR), a nemzetközi irányelvek (amerikai, ausztráliai, európai) egyértelmű és igen jelentős költségmegtakarítást igazolnak számos klinikai területen. Mindezekkel összhangban, a PET/CT-berendezések gombamódra szaporodnak az egész világban, és a szakemberek egybehangzó véleménye szerint a technika nélkülözhetetlen napjaink betegellátásában és az ez irányú gyógyszeripari kutatásokban.

Agyi megbetegedések területén, a demencia-kórképek tanulmányozásában, a különböző receptor, amiloid, tau stb. PET-képalkotás fontos eredményekhez juttatta a kutatást, az egészségipart és a mindennapi orvosi gyakorlatot. E kórképekben ezek a módszerek jelenleg egyetlen más képalkotó eljárással sem válthatók ki vagy nem helyettesíthetők. A nagy szenzitivitással, specificitással, olykor egyedülálló információval szolgáló PET-alapú méréseknek (gyógyszerkötődés helye, mértéke, stabilitása, prognosztikai értéke) köszönhetően mielőbb paradigmaváltásnak kell bekövetkeznie a hazai egészségügy számos területén, és más aspektusba kerülnek a kutatási stratégiák, a gyógyszeripari lehetőségek.

A funkcionális PET-mérések jelentősen segítik a korai és a személyre szabott kezelést, mivel a kóros elváltozások a funkcionális mintázatok alapján jellemezhetők legkorábban és legérzékenyebben. A korai és megbízható diagnózis a megfelelő terápia alapja. Mindezek alapján és a betegségek okainak többtényezős megközelítésében, illetve a kezelési stratégiák célzott megválasztásában, a terápiák kombinálásában és hatékonyságuk pontos és objektív mérésében a PET-technika napjainkban számos klinikai területen nélkülözhetetlen.

A személyre szabott terápiás lehetőségek fejlesztésében és kialakításában fontos szerephez jutnak a különböző specifikus és nem specifikus radiofarmakonokkal, 18F-FDG-, protein-metabolikus-, receptor-, sejtproliferáció-, hypoxia-, apoptosis-, angiogenesis-markerekkel végzett PET-vizsgálatok. Ezek a nyomjelzők nagy érzékenységgel és pótolhatatlan értékű információval szolgálnak a különböző onkológiai, idegrendszeri vagy kardiológiai kérdésekben.

A kardiológiában a szívizom életképességének vizsgálata nemcsak bizonyított, de mind ez ideig egyedülálló adatokkal szolgál a revaszkularizációs kérdések eldöntésében. Hazánkban a kardiológiai, de gyakorlatilag a neuropszichiátriai vizsgálatok sem tartoznak a befogadott vizsgálatok körébe jelenleg, bár jól ismert, hogy a család és a társadalom számára minő terhet jelent a különböző típusú demenciák vagy más idegrendszeri kórképek miatti betegellátás. Ezeknek a betegségeknek a mielőbbi felismerése és megfelelő kezelése megállíthatja, de legalábbis csökkentheti a folyamat kialakulását, terjedését. Ezen kórképek korai diagnosztikája a beteg, a környezete, a családja és a társadalom számára egyaránt felbecsülhetetlen

 

 

értékkel bír. A környező országokban, nem beszélve a fejlettebb társadalommal bíró nemzetekről, mindezeket a funkcionális PET-vizsgálatokat széles körűen alkalmazzák.

A PET kombinálása a CT- vagy MR-technikákkal pontosabb diagnózist, jobb terápiás hatást eredményezett pl. az onkológiában, a daganatok struktúráját, eltérő biológiai viselkedését illetően. Részletesebb és pontosabb betekintést kaptunk a daganatok funkcionális jellemzésébe, a betegség kiterjedésébe, így megfelelőbben tervezhető a kezelés, és korábban, pontosabban mérhető az adott kezelési alkalmazások hatékonysága. A hibrid technológiák minőségi változást eredményeztek számos onkológiai, haematológiai, neuropszichiátriai, idegsebészeti és neuroonkológiai kérdésben. E módszerek áttörést hoztak a diagnosztikában, a kezelésben és számos klinikai területen paradigmaváltásra került sor.

A PET/CT nagy kvalitású PET- és modern CT-technológiát alkalmaz, ahol a vizsgálat során, a csaknem azonos időben és pozícióban történő mérések egymásba vetítésével, a strukturális és funkcionális (például metabolikus) információt fuzionált képsorokban kapjuk. A léziók részletes anatómiai (CT, MR) megjelenítése mellett számos klinikai kérdés megválaszolásában alapvető a korai diagnosztikát nyújtó PET metabolikus, molekuláris jellemzés, ami a különböző biomarkerek felhasználásával, az élettani és a kóros funkciók speciális méréseit regisztrálja. Rövidesen várható a gyors begyűjtési idővel és nagy felbontással bíró PET-kamerák megjelenése, ami újabb minőségi változást eredményez.

A legmodernebb hibrid technológia, a PET/MR. A technológia újabb mérföldkőnek számít a kutatásban és a klinikai gyakorlatban, tekintettel az egyedülálló lehetőségeire. A PET/MR esetében az adatgyűjtés szimultán történik, és ezáltal a különböző funkcionális PET- és a nagy szöveti felbontású MR-mérések által nyújtott információk új megközelítését kapjuk. A vizsgálatok során a multifunkcionális adatok együttes mérése végezhető, mint például a különböző trészereket alkalmazó PET-térképek, az MR-spektroszkópia (MRS), a funkcionális MR (fMR), a diffúzió-súlyozott vagy a dinamikus MR. Az eddigi tapasztalatok alapján, a PET/MR nagy jelentőséggel bír a gyógyításban, a kutatásban, és fontos szerepet játszhat minden olyan területen, ahol a sugárterhelés minimalizálása elengedhetetlen (például gyermekek, fiatal felnőtt betegek) és minden olyan esetben, ahol az MR priorizált a CT-vel szemben.

Megjelentek továbbá az úgynevezett teranosztikumok, ahol a célzott, speciális biomarkerek alkalmazásával nemcsak a diagnosztikai pontosság és fajlagosság javítható, hanem ugyanazon molekulákhoz olyan aktivitásokat kötnek, amelyek terápiás célt szolgálnak, és a célhelyhez jutva pusztítják el a kóros sejteket, például a prosztatarákot, neuroendokrin daganatot. E kérdések megoldásában, megbízható követésében szintén nélkülözhetetlenek a fenti technológiák.

A nemzetközi gyakorlat alapján, a PET-alapú mérések legnagyobb indikációs területe az onkológia. A vizsgálatok 85%-át daganatos betegség miatt végzik, ami Magyarországon 99%-ra tehető, az OEP (Országos Egészségbiztosítási Pénztár)1 által befogadott és finanszírozott klinikai területek függvényében. A PET alkalmazása a betegeket felesleges vizsgálatoktól, invazív beavatkozásoktól kímélheti meg, és az időben felfedezett kóros elváltozás hatásos kezelése meghosszabbíthatja a beteg életét, javíthatja az életminőségét. Hazánkban megfelelő bizonyítottsággal statisztikai adatok még nem állnak rendelkezésre, de a PET/CT-vizsgálatok alkalmazása nagy valószínűséggel csökkenti az „egy beteg összköltségét”.


Összefoglalás


A PET-alapú mérések alkalmazása az irodalmi adatok és a nemzetközi gyakorlat alapján az onkológiában, a hematológiában, a neuropszichiátriában, az idegsebészetben, a neuoonkológiában, a kardiológiában és a gyermekgyógyászatban megfelelően bizonyított. Az onkológiai vizsgálatokban például, a PET alkalmas arra, hogy – szemben a hagyományos képalkotó eljárásokkal – egyetlen vizsgálat során, nagy szenzitivitással mutassa a primer tumort, a közeli és a távoli áttéteket. A PET prognosztikai értéke egyedülálló, megbízható támpontot nyújt a daganatok viselkedését illetően, segíti a szövettani mintavétel helyének megjelölését, az optimális terv felállítását, a műtéti beavatkozások, sugárkezelések megtervezését. A módszer bizonyítottan hasznos a terápia hatékonyságának objektív és korai mérésében, lehetőséget nyújtva az esetlegesen szükséges terápiás váltásra. A metabolikus PET-térképek pótolhatatlan értékkel bírnak a reziduális és recidív daganatok tisztázásában akkor is, ha az egyéb képalkotó módszerek eredményei bizonytalanok vagy ellentmondásosak.

A PET-, a CT- és az MR-technikák alkalmazásának hazánkban tradíciója van. Remélhetőleg a mérföldkövet jelentő, gyakran pótolhatatlan értékkel és megbízhatósággal bíró hibrid technikák (PET/CT, PET/MR) mielőbb a betegvezetés megfelelő helyére kerülnek, és a kutatás meghatározó részévé válnak.

A metabolikus, receptor, amiloid, tau stb. PET-mérések segítségével a neuropszichiátriában akár évekkel korábban feltérképezhetők a kóros funkcionális elváltozások, mint ahogy azt a klinikai adatok mutatnák. Ezért e területen is mielőbbi paradigmaváltásra kell, hogy sor kerüljön, ami a mindennapi egészségügyben és az ezirányú kutatásokban új szemléletet és hatékonyabb munkát eredményezhet. A vizsgálatok klinikai értéke a korai diagnosztika miatt felbecsülhetetlen, hisz a beteget visszaadhatjuk önmagának, a családjának, nem is beszélve az össztársadalmi értékéről.
 



Kulcsszavak: PET-alapú hibrid mérések, PET/CT, PET/MR képalkotás, komprehenzív diagnosztika, kutatás, személyre szabott medicina
 


 

IRODALOM

Borbély Katalin (2005): Az agyi működészavarok megjelenítése funkcionális képalkotó módszerekkel. Budapest: Medicina Könyvkiadó

Borbély Katalin (2011): Funkcionális képalkotás az onkológiában. In: Kásler Miklós (szerk.): Az onkológia alapjai. Egyetemi tankönyv. Budapest: Medicina Könyvkiadó, 229–256.

Borbély Katalin (2014): Újdonságok és új lehetőségek a nukleáris medicina képalkotásban. Magyar Onkológia. 58, 232–238. Epub 2014. október 22. • WEBCÍM

Borbély Katalin (2016): Funkcionális képalkotás az onkológiában. In: Kásler Miklós (szerk.): Az onkológia alapjai. Egyetemi tankönyv. 2. átdolgozott kiadás. Budapest: Medicina Könyvkiadó

Carrio, Ignasi – Ros, Pablo R. (eds.) (2014): PET/MRI Methodology and Clinical Applications. Berlin–Heidelberg: Springer-Verlag DOI: 10.1007/978-3-642-40692-8

Gillies, Richard S. – Middleton, Mark R. – Blesing, Claire – Patel, Kinnari – Warner, Nicola et al. (2012): Metabolic Response at Repeat PET/CT Predicts Pathological Response to Neoadjuvant Chemotherapy in Oesophageal Cancer. European Radiology. 22, 9, 2035–2043. DOI: 10.1007/s00330-012-2459-5

Hahn, Andreas – Gryglewski, Gregor – Nics, Lukas – Hienert, Marius – Rischka, Lucas et al. (2016): Quantification of Task-specific Glucose Metabolism with Constant Infusion of 18F-FDG. Journal of Nuclear Medicine. DOI:10.2967/jnumed.116.176156 • WEBCÍM

Kovács L. Gábor (2014): Új lehetőségek és bevált utak a prosztatarák laboratóriumi diagnosztikájában. Magyar Onkológia. 58, 301–309. Epub 2014. okt. 1. • WEBCÍM

Peller, Patrick – Subramaniam, Rathan – Guermazi, Ali (eds.): PET-CT and PET-MRI in Oncology. A Practical Guide. Berlin–Heidelberg: Spinger-Verlag DOI: 10.1007/978-3-642-01139-9

Rácz Richárd – Biri Sándor – Pálinkás József – Mascali, David – Castro, Giuseppe et al. (2016): X-ray Pinhole Camera Setups Used in the Atomki ECR Laboratory for Plasma Diagnostics. Review of Scientific Instruments. 87, 2:02A741. DOI: 10.1063/1.4933085 • WEBCÍM

Takano, Akihiro – Stepanov, Vladimir – Nakao, Ryuji – Amini, Nahid – Gulyás Balázs et al. (2016): Brain PET Measurement of PDE10A Occupancy by TAK-063, a New PDE10A Inhibitor, Using [(11)C]T-773 in Nonhuman Primates. 70, 6, 253–63. DOI: 10.1002/syn.21896
 


 

LÁBJEGYZETEK

* A publikáció részben, a PET Tudományos Napok: Képalkotás a XXI. században (I. rész) Konferenciaanyag kivonata. Szervező: Borbély Katalin, MTA, Díszterem, 2016. június 22. <

1 2017. január 1-től Nemzeti Egészségbiztosítási Alapkezelő (NEAK). <

 


 

 

1. ábra • Teljestest funkcionális biológiai PET térképek <