Pozytonowa tomografia emisyjna -
podstawowe wiadomości

Opublikowane: 2007-10-10 w radiolog.pl

Słowa kluczowe:

Dziedzina :

radiologia

Diagnostyka za pomocą pozytonowej emisyjnej tomografii – PET, weszła na stałe do wachlarza badań w wielu

dziedzinach. Jednak najbujniejszy jej rozwój widoczny jest w onkologii, która w warunkach normalnego

funkcjonowania zakładu medycyny nuklearnej stanowi ok. 90% skierowań na diagnostykę metodą PET.

Zacznijmy od wytłumaczenia nazwy

Wielu lekarzy i nie tylko, dziwi się specyficznemu użyciu słowa „pozytonowa”. Przecież bliżej nam brzmieniowo

do użycia wyrazu „pozytronowa”. Jednak słownik poprawnej polszczyzny, a zwłaszcza polskojęzyczne opisy

fizyki cząstek mówią o pozytonie jako o cząstce o masie elektronu, lecz dodatnim ładunku. Tak więc

początkowo trochę dziwacznie wyglądająca nazwa „pozytonowa” jawi się nam jako czysto polska i użycie

takiej wydawało się nam logiczne i prawidłowe przy tworzeniu pierwszej pracowni tego typu w Polsce. Jeszcze

może krótkie wytłumaczenie pozostałych członów tej nazwy. Tomografia jest obrazowaniem przestrzennym,

czyli badaniem dającym możliwość oglądu interesującego nas punktu w dowolnie wybranej płaszczyźnie. Pod

tym względem PET nie różni się od innych metod stosowanych w medycynie, takich jak tomografia

komputerowa (CT) czy rezonans magnetyczny (MRI). Jednak ostatni element tej nazwy pokazuje zasadniczą

różnicę. O ile w klasycznej tomografii komputerowej źródłem promieniowania jest lampa emitująca

promieniowanie jonizujące, przechodzące przez pacjenta i trafiające do detektora umieszczonego po

przeciwległej stronie, to w pozytonowej emisyjnej tomografii źródłem informacji jest promieniowanie emitowane

przez rozpadające się pierwiastki promieniotwórcze i wychwytywane przez szeregi detektorów pierścieniami

otaczające pacjenta. Dodatkowo jedną cech charakterystycznych PET jest użycie wyłącznie pierwiastków,

których rozpad promieniotwórczy przebiega z emisją wspomnianego już wcześniej pozytonu. Wyrzucenie w

przestrzeń pozaatomową pozytonu powoduje niemal natychmiastowe zderzenie z elektronem (tych jest

zdecydowana większość) i wystąpienie zjawiska anihilacji. Użyteczność i zastosowanie tego zjawiska będzie

przedstawione w następnych artykułach.

Utworzona jako pierwsza i dotychczas jedyna Polsce, w Zakładzie Medycyny Nuklearnej Centrum Onkologii w

Bydgoszczy, w pełni wyposażona pracownia PET/CT od początku 2003 roku przebadała ponad 8000

pacjentów. Należy zauważyć, że powstanie pracowni PET/CT w Zakładzie Medycyny Nuklearnej Centrum

Onkologii w Bydgoszczy nastąpiło zaledwie dwa lata po wprowadzeniu aparatów PET/CT do wiodących

ośrodków amerykańskich. Możemy więc z dumą mówić o działaniach pionierskich w tej dziedzinie. Po

początkowym, trudnym okresie związanym z rozbudzonymi nadziejami, zarówno wśród pacjentów jak i lekarzy,

oraz znacznym oporem w gremiach decyzyjnych, technika powoli staje się klasycznym narzędziem w

diagnostyce wielu chorób rozrostowych. Doniesienia naukowe z jednej strony i działania informacyjne

pracowników naszego Zakładu z drugiej, prowadzą do właściwego ustawienia metody PET/CT w szeregu

badań diagnostycznych w zależności od jej zastosowania w poszczególnych typach nowotworów.

I znowu stanęliśmy przed nowymi terminami, które mogą wprowadzać pewien niepokój.

Jaka zatem jest różnica pomiędzy badaniami PET a PET/CT

Żeby to wytłumaczyć sięgnijmy do początków powstania diagnostyki izotopowej – czyli medycyny nuklearnej.

Jest to dziedzina diagnostyki, zajmująca się badaniami oraz terapią z użyciem izotopów promieniotwórczych w

postaci otwartych źródeł promieniowania. Przez długie lata medycyna nuklearna wykorzystywała jedynie

izotopy, które w wyniku swojego rozpadu emitowały jedynie pojedynczy kwant promieniowania gamma o

zróżnicowanych energiach – zależnych od rodzaju izotopu. Stosowano i stosuje się do chwili obecnej różne

zamienniki substancji występujących w organizmie ludzkim po to, aby zobrazować przebieg interesujących nas

procesów metabolicznych. Celem medycyny nuklearnej było zawsze uzyskanie potrzebnych z punktu widzenie

diagnostyki informacji w sposób nieinwazyjny, zapewniający pełne bezpieczeństwo pacjentowi i stosując dawki

promieniowania bezpieczne, z reguły znacznie niższe niż w klasycznej radiologii.

Marzeniem, które ucieleśnia się w technice PET było i jest zastosowanie fizjologicznie występujących

w organizmie człowieka substancji do badań określonych procesów metabolicznych i ich zaburzeń.

Takie możliwości otworzyła technika PET. Izotopy stosowane w tej metodzie dają się „z łatwością” dołączyć

lub wbudować do naturalnych metabolitów organizmu człowieka. Przykładem jest powszechnie używane FDG

– fluorodeoksyglukoza to cząstka glukozy wyznakowana fluorem 18. A cholina, którą można wyznakować

węglem C11, jest naturalnym prekursorem składników błon komórkowych naszego organizmu. Postęp techniki

umożliwił akwizycję wysokoenergetycznych kwantów promieniowania gamma emitowanych przy zjawisku

anihilacji i przetwarzanie ich w obraz. Postęp biochemii, patofizjologii pozwolił na wyodrębnienie procesów,

które są charakterystyczne dla poszczególnych patologii. Zaś współczesne metody syntezy umożliwiły

Pozytonowa tomografia emisyjna - podstawowe wiadomości, Ope...

hp://www.radiolog.pl/mod/archiwum/7282/drukuj/

1 z 2

2010-01-08 01:57

produkcję i znakowanie cząstek, pozwalających na śledzenie i ilościową analizę tych procesów. Jednak

pozostały problemy z lokalizacją zmian patologicznych zwłaszcza w miejscach tzw. styku tkanek i narządów.

Wykonanie jednoczasowo badania tomografii komputerowej oraz pozytonowej tomografii emisyjnej z

późniejszym nałożeniem na siebie tych obrazów w dużej mierze (choć nie całkowicie) rozwiązało ten problem.

W chwili obecnej ze względów formalnych nasz Zakład jest ograniczony do badań za pomocą (18F)

fluorodeoxyglukozy oraz (18F) fluorku sodu. Są to w chwili obecnej dwa znaczniki produkowane w Pracowni

Produkcji Radiofarmaceutyków naszego Zakładu, a jednocześnie jedyne, których użycie dopuszcza kontrakt z

Narodowym Funduszem Zdrowia.

Synteza FDG przebiega wieloetapowo.

Pierwszą jej częścią jest produkcja fluoru (18F), a następnie jego włączenie w pozycję 2 pierścienia

cukrowego.

Gromadzenie FDG w komórkach nowotworowych jest oparte o znany z początków XX wieku z prac Warburga

fakt podwyższonej aktywności glikolitycznej tych komórek. Fosforylacja tej cząsteczki zachodzi, kiedy cukier

zostanie absorbowany przez komórkę (rys. 2). Jedna cząsteczka fosforanu z grupą alkoholową jest dodawana

do 6-go atomu węgla FDG jak i glukozy. Proces ten zachodzi dzięki heksokinazie – enzymowi, który jest

składnikiem komórki. Glukoza i FDG konkurują o związanie z enzymem. W dalszym cyklu glukozo-6-fosforan

podlega metabolizmowi, lub opuszcza komórkę przy udziale innego enzymu (fosfatazy), natomiast FDG jest

poddawane tej przemianie bardzo powoli ulegając zatrzymaniu w komórce (ang. traping).

Rys. 2. Mechanizm gromadzenia fluorodeoxyglukozy w komórce.

Jak wynika z krótkiego przedstawienia mechanizmu gromadzenia FDG w komórkach, zwiększony metabolizm

tego znacznika nie jest charakterystyczny wyłącznie dla nowotworów. Jednak przeważająca większość zmian

rozrostowych cechuje się znacznie nasilonym metabolizmem glukozy, przewyższającym procesy zapalne,

zwyrodnieniowe czy wreszcie fizjologiczne gromadzenie w przewodzie pokarmowym i brunatnej tkance

tłuszczowej. Jednak taki mechanizm metabolizmu FDG może powodować (nieliczne) przypadki rozpoznań

fałszywie dodatnich.

Fuzja (nakładanie) obrazów PET i CT, dokonywana w trakcie obróbki cyfrowej danych akwizycyjnych,

powoduje w znacznej części wykluczenie tych wątpliwości. Tym niemniej zawsze pozostaje niewielki procent

wyników wątpliwych lub wręcz fałszywie ujemnych lub dodatnich (np. zaburzenia metabolizmu wewnątrz guza,

martwica tkanek, nasilone procesy zapalne, ziarninowanie mogą powodować niepowodzenia diagnostyczne).

W następnych artykułach przedstawię techniczne i organizacyjne uwarunkowania badań PET i PET/CT, opiszę

też poszczególne radiofarmaceutyki i ich zastosowanie kliniczne.

Autor: Dr n. med. Bogdan M ałkowski

Kie rownik Zakładu M edycyny Nuklearne j

Centrum Onkologii w Bydgoszczy

Opublikowany: 2007-10-10

Pozytonowa tomografia emisyjna - podstawowe wiadomości, Ope...

hp://www.radiolog.pl/mod/archiwum/7282/drukuj/

2 z 2

2010-01-08 01:57