Принцип ПЭТ: Носители позитронов (положительно заряженных электронов) вводятся в организм. Позитроны избирательно накапливаются в опухолевой ткани. Их излучение регистрируется и реконструируется в томографическое изображение.

Доклад: (Заседание Московского Онкологического Общества; тема Позитронная эмиссионная томография)
Авторы: С.В.Ширяев, Б.И.Долгушин, А.В.Хмелев (РОНЦ им. Н.Н.Блохина)

Метод ПЭТ, позволяет изучать на молекулярном уровне биохимические процессы организма в томографическом режиме. В онкологической практике ПЭТ позволяет выявлять опухолевые очаги и количественно оценивать их активность. Принцип функциональной визуализации опухолей выгодно отличает ПЭТ от анатомо-топографических методов лучевой диагностики (ультразвуковой томографии, рентгеновской компьютерной и магнитно-резонансной томографии), которые оценивают динамику опухолевых субстратов по изменению их размеров и структуры. Специфичность ПЭТ заключается в возможности визуализации жизнеспособной опухолевой ткани и оценки ее биологической активности по степени интенсивности накопления в тканях метаболического РФП. Таким образом ПЭТ обеспечивает возможность получения уникальной информации, в частности: достоверную дифференциальную диагностику злокачественных опухолей, доброкачественных новообразований и неопухолевых заболеваний; точное определение регионарной и отдаленной распространенности опухолевого процесса «во всем теле»*) и за одно исследование; объективную оценку эффективности проводимого лечения, а также раннее выявление рецидивов.

Структура ПЭТ-центра

Проведение ПЭТ-исследования предполагает наработку радионуклидов на циклотроне, мечении ими специфических РФП, введении этих РФП пациенту с последующей визуализацией процессов их накопления и метаболизма в организме при ПЭТ-сканировании. Технология ПЭТ-исследования требует создания специального подразделения радионуклидной диагностики – ПЭТ-центра, предназначенного для производства РФП и проведения диагностической процедуры ПЭТ/КТ. Такой центр должен иметь циклотрон для наработки позитронно-излучающих изотопов, радиохимический комплекс для производства РФП, меченных этими изотопами, и радио-диагностическое отделение, оснащенное ПЭТ или ПЭТ/КТ томографами (рис.1). Этот комплекс создается как отдельно контролируемая зона, недоступная для посторонних лиц, включая пациентов. Процессы наработки изотопов и синтеза РФП происходят под контролем дистанционной системы наблюдения, что максимально сокращает время контакта персонала ПЭТ-центра с радиоактивностью.

Процесс получения РФП осуществляется автоматизировано, без непосредственного участия радиохимика. Поскольку позитронно-излучающие изотопы быстро распадаются, из соображений рентабельности ПЭТ- центр целесообразно оснащать минимум тремя ПЭТ-камерами для того, чтобы одновременно исследовать сразу нескольких пациентов.

Клинические применения ПЭТ в онкологии

Первый опыт ПЭТ был посвящен функциональным исследованиям головного мозга. В дальнейшем ПЭТ стала успешно использоваться для диагностики различных форм деменции, очаговых форм эпилепсии. В кардиологии ПЭТ исследования сердца дают уникальную информацию о жизнеспособности миокарда, таким образом определяя целесообразность кардиохирургических вмешательств.

Рис. 1. Структура ПЭТ-центра: циклотрон – радиохимическая лаборатория – ПЭТ-томограф

Применение ПЭТ в диагностике опухолей легких

Литература подтверждает высокую эффективность ПЭТ в дифференциальной диагностике злокачественных и доброкачественных новообразований легких (рис.2): чувствительность – 100%; специфичность – 69%; точность – 95%; прогностичность положительного результата – 90%; отрицательного результата – 100%.

Рис. 2. Результат ПЭТ-исследования. Выявление рецидивной опухоли верхушки левого легкого.

Показаниями к ПЭТ у больных немелкоклеточным раком легкого являются клинически не определяемые очаги поражения, что позволяет существенно уточнить выбор метода лечения. В литературе отмечено, что: по результатам ПЭТ была изменена стадия процесса в 44% случаев (в 29% – в сторону ее повышения, в 15% – в сторону понижения), в 39% изменен вид лечения. Также отмечена высокая эффективность ПЭТ в выявлении рецидивов НМКРЛ: чувствительность – 98%; специфичность – 82%; точность – 93%.

Применение ПЭТ в диагностике распространенности рака молочной железы

Основной задачей ПЭТ при обследовании больных раком молочной железы является прогностическая оценка биологической активности первичной опухоли, диагностика регионарных и отделенных метастазов, оценка эффективности проводимого противоопухолевого лечения и выявление местных рецидивов.

Ряд исследователей при наблюдении за группой больных местнораспространенным раком молочной железы отметили, что при высокой метаболической активности первичной опухоли, определяемой ПЭТ, можно прогнозировать низкую эффективность неоадъювантной химиотерапии.

Применение ПЭТ в диагностике распространенности опухолей головы и шеи

Эффективность лечения больных раком органов головы и шеи в существенной мере зависит от точности оценки местной и регионарной распространенности опухолевого процесса. Об успешном применение ФДГ-ПЭТ для решения этих задач сообщается в многочисленных публикациях.

При изучении эффективности ПЭТ в выявлении метастатического поражения шейных лимфатических узлов у больных раком органов головы и шеи, установлено, что чувствиительность и специфичность этого метода составили 90 и 94%.
Аналогичные показатели для КТ соответствовали 82 и 85%; МРТ – 80 и 79%.
Результаты исследований показали высокую (88%) точность ПЭТ в выявлении рецидивов плоскокле-точного рака органов головы и шеи. При решении аналогичной задачи точность МРТ достигала только 66%. Метод ПЭТ также является эффективным и объективным инструментом оценки эффективности химиотерапии и лучевого лечения зло-качественных опухолей головы и шеи (рис. 3).

Рис. 3. Сравнение результатов ПЭТ и МРТ при плоскоклеточном раке слизистой левой шеки: A, B – до лечения C, D – после химиорадиотерапии. При ПЭТ констатирован полный эффект в виде исчезновения гиперметаболического очага (истинно отри-цательный результат), хотя при МРТ визуализируется остаточный субстрат (ложно положительный результат).

При обследовании больных дифференцированным раком щитовидной железы с повышенным уровнем опухолевого маркера (тиреоглобулина) на фоне отрицательного результата сканирования «всего тела» с 131I, наиболее важной задачей ПЭТ является выявление рецидивов. По мнению большинства исследователей ПЭТ является эффективным методом выявления йод-негативного метастатического поражения шейно-надключичных, медиастинальных лимфоузлов и легких (рис. 4). Имеются сообщения об успешном применении ПЭТ у больных раком щитовидной железы.

Рис. 4. ПЭТ-визуализация метастазов папиллярного рака щитовидной железы в лимфоузлы шеи у больного, ранее перенесшего 2 шейные лимфодиссекции.

Применение ПЭТ в диагностике метастазов меланомы

Целью ПЭТ при обследовании больных меланомой является, в первую очередь, диагностика местной и региональной распространенности опухолевого процесса у больных меланомой высокого риска (толщина первичной опухоли больше 4,0 мм с прорастанием в подкожные ткани). Важной проблемой, стоящей перед ПЭТ, также является выявление рецидива и отдаленных метастазов, в том числе – очагов поражения головного мозга, паренхиматозных органов, костей, лимфатических узлов и мягких тканей.

Применение ПЭТ в диагностике распространенности рака пищевода

ПЭТ не визуализирует первичные опухоли пищевода, ограниченные слизистой оболочкой. Их выявление становится возможным только при инвазии опухоли в подслизистый слой. Точность ПЭТ в диагностике лимфогенных метастазов рака пищевода составила 83%, в то время как точность КТ и эндоскопической сонографии в оценке N-стадирования соответствовала 60% и 58%.

Применение ПЭТ в диагностике рака толстой кишки

Основными диагностическими задачами ПЭТ при раке толстой кишки являются: 1) исключение отдаленных метастазов при оценке распространенности опухолевого процесса до операции и повторных резекций; 2) выявление рецидивов и отдаленных метастазов у больных с повышенным уровнем опухолевых маркеров после операции; 3) дифференциальная диагностика между рецидивом опухоли и послеоперационной рубцовой тканью.

Примером успешного решения последней диагностической задачи является выявление, по данным ПЭТ, рецидива рака прямой кишки после брюшно-промежностной экстирпации прямой кишки, когда эндоскопия оказалась невозможной, а УЗИ и КТ не позволяла дифференцировать рецидив и послеоперационные рубцовые изменения (рис. 5).

Рис. 5. ПЭТ-визуализация рецидива рака прямой кишки на фоне физиологического накопления радиофармпрепарата в мозге и почках.

Применение ПЭТ в диагностике злокачественных лимфом

При исследовании больных злокачественными лимфомами перед ПЭТ ставятся задачи по определению стадии опухолевого процесса, оценке эффективности лечения, выявлению рецидивов заболевания при последующем наблюдении. ПЭТ имеет одинаковую специфичность с РКТ при стадировании злокачественной лимфомы (99%), однако обладает значительно большей чувствительностью (92% и 65% соответственно). В частности точность оценки состояния селезенки при первичном стадировании злокачественной лимфомы для ПЭТ составила 100% (для КТ – 57%). Точность диагностики поражения костного мозга при злокачественных лимфомах с помощью ПЭТ сопоставима с точностью биопсии костного мозга.

При изучении значения ПЭТ в оценке эффективности противоопухолевого лечения злокачественной лимфомы, отмечено, что ПЭТ, выполненная после первого курса полихимиотерапии, обладает большими чувствительностью (82%) и прогностичностью безрецидивной выживаемости (90%) по сравнению с инвазивными исследованиями, выполненными после окончания индуктивной лекарственной терапии (45,5% и 83% соответственно; рис. 6).

Рис. 6. ПЭТ-исследование при злокачественной лимфоме: А) до лечения (поражение левых шейно-наключичных, медиастинальных и правых бронхо-пульмональных лимфоузлов); В) после эффективного лечения (отсутствие активных очагов специфической ткани).

Проблемы и перспективы применения ПЭТ в онкологии

В применении ПЭТ с ФДГ выявлены ограничения, связанные, в частности, с неспособностью визуализации опухолей малых размеров, некоторых опухолей мозга и опухолей мочеполовой системы, а также неспособностью дифференцирования злокачественных заболеваний и воспалительных изменений, в том числе, в окружающих опухоль тканях. Поэтому актуальной является задача разработки новых, альтернативных ФДГ радиофармпрепаратов с повышенной тканеспецифичностью и особенно с более высокой туморотропностью. Ведутся работы как по созданию новых РФП, меченных 18F (для устранения перечисленных недостатков ФДГ), так и РФП, меченых другими позитронно-излучающими радионуклидами.

Кроме изучения метаболизма опухолей и выявления истинной распространенности опухолевого процесса ПЭТ-исследования в онкологии имеют существенное значение для количественной оценки перфузии опухолей (для планирования системной или регионарной химиотерапии, определения проницаемости гематоэнцефалического барьера при лечении больных опухолями головного мозга); а также для исследований фармакокинетики меченых противоопухолевых химиотерапевтических агентов (в плане оценки эффективности противоопухолевой химиотерапии).

Таким образом, по общепринятой оценке ведущих специалистов в области лучевой диагностики, ПЭТ является чрезвычайно перспективным функциональным методом молекулярной визуализации опухолевых очагов у больных злокачественными новообразованиями.

*) ПЭТ «ВСЕГО ТЕЛА» не включает исследование головного мозга. Эта область обследуется по специальной программе; в ряде случаев, при опухолевых поражениях мозга иные методы исследования (МРТ) могут быть не менее информативными.
Однако, самым востребованным метод ПЭТ оказался в онкологии. Этому способствовало появление и начало серийного изготовления установок для ПЭТ «всего тела», а также разработка большого ассортимента позитронно-излучающих туморотропных РФП. Ценнейшая информация, получаемая при исследования больных злокачественными новообразованиями, сделала ПЭТ одним из ведущих диагностических методов. Это обстоятельство привело к резкому возрастанию относительной доли онкологических ПЭТ, которая составляет около 90% исследований в мире.

Самой значимой оценкой эффективности и практической важности диагностического метода является его рейтинг у страховых медицинских компаний. ПЭТ-исследования в онкологии с 1998 г. признаны обоснованными и начали оплачиваться страховой медициной. Вначале – при новообразованиях легких, в последующем – при раке толстой кишки, злокачественных лимфомах, меланоме, а с 2000-х гг. – при раке пищевода, молочной железы, опухолях головы и шеи. Обсуждается целесообразность включения в этот перечень ПЭТ исследований для диагностики опухолей головного мозга, рака поджелудочной железы, мелкоклеточного рака легкого, рака шейки матки, рака яичников, злокачественных опухолей яичка. Дополнительным обоснованием применения ПЭТ в клинической практике являются показатели эффективности метода **).

**) ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ, СПЕЦИФИЧНОСТЬ И ТОЧНОСТЬ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО МЕТОДА:

Чувствительность (частота истинно положительного результата) – это отношение числа обследованных с положительным результатом к числу всех обследованных больных).
Специфичность (частота истинно отрицательного результата) – это отношение числа обследованных с отрицательным результатом к числу всех обследованных здоровых лиц).
Точность – это доля правильных результатов (сумма истинноположительных и истинноотрицательных результатов) в общем количестве результатов.

Высокая прогностичность отрицательного результата исследования означает, что истинно доброкачественный узел при ПЭТ не накапливает ФДГ и такой пациент не нуждается в дальнейшем обследовании. Высокая прогностичность положительного результата означает, что все пациенты с позитивным результатом ПЭТ-исследования должны проходить дальнейшее обследование в связи с высокой вероятностью злокачественной опухоли. В ряде исследований было показано, что накопление ФДГ в первичной опухоли при протоковом раке было значительно интенсивнее, чем при дольковом раке. Что касается предоперационного стадирования рака молочной железы, то по данным ряда зарубежных авторов чувствительность ПЭТ при диагностике мультифокального поражения оказалась вдвое выше, чем при комбинированном применении маммографи и ультразвукового метода (63 и 32% соответственно). Также сообщается, что чувствительность и специфичность ПЭТ-диагностики метастатического поражения аксиллярных лимфатических узлов составляют 79 и 92% соответственно.

Влияние результатов ПЭТ на установление стадии заболевания и выбор тактики лечения больных раком молочной железы анализировано в ряде зарубежных работ. Авторы указывают, что с учетом находок ПЭТ клиническая стадия была изменена в 36% наблюдений (28% – в сторону увеличения, 8% – в сторону уменьшения), вид лечения был скорректирован у 28%, а объем лечения – у 30% больных. При оценке эффективности диагностики отдаленных метастазов было установлено, что ПЭТ имеет аналогичную сцинтиграфии скелета чувствительность (77,7%), однако обладает более высокой специфичностью (97,6 и 80,9% соответственно). Диагностическая чувствительность и специфичность ПЭТ при обследовании пациентов с подозрением на рецидив рака молочной железы, имеющих асимптоматическое повышение уровня опухолевых маркеров, составляют 96 и 90% соответственно.

Организационные проблемы применения ПЭТ в онкологии

Метод ПЭТ действительно находит все большее применение в онкологии: до 90% всех ПЭТ-исследований в мире проводятся для обследования онкологических больных – диагностики распространенности процесса, выявления клинически не определяемых очагов поражения. Из 4 ПЭТ-центров, действующих в России, 2 находятся в Москве *) и 2 – в Санкт-Петербурге. Число исследований ежегодно возрастает в 2-3 раза, несмотря на значительную трудоемкость, а, следовательно, и дороговизну метода. За рубежом стоимость исследования достигает $2.000, хотя оплачивается (полностью или частично) страховыми компаниями. В Московских ПЭТ-центрах коммерческая стоимость ПЭТ составляет порядка $400-500.

За 2005 год в ПЭТ-центрах Москвы обследованы более чем 300 больных из РОНЦ им. Н.Н.Блохина. Относительные показатели, могут быть рассчитаны (разумеется, весьма условно) по отношению к числу госпитализаций (16.000) или амбулаторных посещений (120.000), состоявшихся в РОНЦ в течение года. Для удобства организации информационных потоков и возможного ускорения исследований лечащим врачам РОНЦ им. Н.Н.Блохина настоятельно рекомендуется направлять своих пациентов для ПЭТ с предварительной регистрацией в нашей лаборатории (324-1841, 324-1309).

Зав. лаб. радиоизотопной диагностики РОНЦ С.В.Ширяев

*) В Москве ПЭТ-исследования выполняются в Центре Сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева, Центральной Клинической Больнице МЦ УДП РФ, а также еще на двух ПЭТ-камерах в медучреждениях МЦ УДП РФ. В Санкт-Петербурге – в институте мозга РАН и в центральном НИИ рентгенорадиологии Росздрава.

По материалам Вестника Московского Онкологического Общества, №3, 2006