haku palaute sivukartta

 

Torstaiseminaari 30.9.1999
Sl M. Antikainen, ohjaaja ylifyysikko S.Savolainen

Mitä radiologin tulee tietää PET:sta

Yleistä

Positroniemissiotomografia (PET) on isotooppikuvausmenetelmä, jossa kerroskuvausperiaatteella tutkitaan radioisotoopilla leimatun tutkimusaineen jakaumaa elimistössä ajan ja paikan suhteen.

Tutkimus ilmaisee radioisotoopilla leimatun aineen metaboliaa elimistössä ja kertymistä tutkittavana olevaan elimeen, ja on siis luonteeltaan funktionaalista.

Suomessa PET-tutkimuksia tehdään Turussa Valtakunnallisessa PET-keskuksessa ( 2 PET-kameraa) sekä Tampereella ( satelliittiasema, jossa erikoisgammakamera). Turussa tehdään vuosittain noin 1600 kuvausta, näistä kliinisiä kuvauksia on n. 30%. Tutkimuksen hinta on magneettikuvauksen luokkaa – esim. syöpäpotilaan kuvaus 3700-4900 mk.

Käyttöaiheet

Menetelmä on kliinisessä käytössä tällä hetkellä pääosin onkologiassa.

Onkologia:
-
syövän toteamisessa, luokituksessa, hoidon seurannassa, residiivien erottamisessa

Neurologia:
-
ekstrapyramidaalisairauksien, aivoverenkierron häiriöiden, epilepsian ja
aivokasvainten tutkimisessa
- vastasyntyneiden hypoksisiskeemisten vaurioiden seurannassa

Kardiologia:
-
sepelvaltimotaudin diagnostiikassa sydämen elinkykyisyyden arvioimisessa

Psykiatria:
-
skitsofreniapotilaan aivojen dopamiinijärjestelmän tutkimisessa
- skitsofrenian hoidon seuranta
- paniikkihäiriöt, fobiat, masennus, ahdistus

Lääkeainetutkimukset:
-
voidaan tutkia lääkeaineen jakautumista elimistössä, sitoutumista reseptoreihin, ja lääkeaineen vaikutusta kohde-elimen toimintaan tai aineenvaihduntaan

Tutkimuksen kulku

PET-tutkimuksessa käytettäviä radionuklideja, positroneja emittoivia isotooppeja, valmistetaan hiukkaskiihdyttimellä. Koska käytettyjen isotooppien puoliintumisaika on lyhyt, valmistuksen on tapahduttava lähellä käyttäjää.

Tavallisimmin käytettävät radioisotoopit ovat 15O, 13N, 11C ja 18F. Näiden puoliintumisajat ovat vastaavasti 2, 10, 20 ja 110 minuuttia. Isotoopit yhdistetään radiokemian laboratoriossa tutkittavaan aineeseen tai merkkiaineeseen ja saatu yhdiste - radiolääkeaine - saatetaan potilaaseen injektiona tai inhalaationa. Merkkiaineita voivat olla vesi, veren sokeri, happi, rasvahappo, aivotoiminnan välittäjäaineet ja esim. syöpätutkimuksessa spesifit vasta-aineet . Isotoopilla leimattu merkkiaine käyttäytyy elimistössä kuten ko.yhdiste luonnollisestikin käyttäytyy, jolloin voidaan mm. monitoroida verenvirtausta (vesi) ja aineenvaihduntatapahtumia (glukoosin- ja hapenkulutus). Toisaalta voidaan päästä hyvinkin spesifeihin paikannuksiin reseptori- tai vasta-ainetutkimuksissa.

Kuvanmuodostus

15O,13N,11C ja 18F ovat epästabiileja positroniylimäärän sisältäviä isotooppeja. Isotoopin hajotessa positroni sinkoutuu muutaman mm:n matkan ympäristössä ja kohtaa sitten elektronin. Näiden kesken tapahtuu annihilaatio, jossa massa häviää ja muuttuu kahdeksi toisistaan vastakkaisiin suuntiin eteneviksi 511 keV:n gammakvantiksi. Elimistöstä poistuva gammasäteily on PET-kameralla mitattavissa.

Positronikamera on kallis erikoislaite, joka on optimoitu annihilaatiosäteilyn mittaamiseen. Kameran detektorit ovat rengasmaisesti potilaan ympärillä, detektorirenkaita on useampia – 8 tai 16 kappaletta. Jotta säteilytapahtuma tulisi rekisteröidyksi, kvantin täytyy tulla havaituksi potilaan kummallakin puolella lähes samalla ajanhetkellä – kvantit ovat ns. koinsidenssilinjalla.

Säteilytapahtumat kerätään esim. 1-2 sekunnin summakuviksi. Mitataan merkkiaineen konsentraatiota ajan ja tilavuuden suhteen. Tietokone rekonstruoi kuvat – sekä aksiaaliset että pitkittäissuuntaiset kuvat ovat mahdollisia. Tulkinta vaatii merkkiaineen käyttäytymisen tuntemista ja mallintamista, usein eläinkokein. Kuvantamis– ja tulkintaprosessi vaatii useamman eri ammattiryhmään kuuluvan ihmisen työpanoksen.

Tutkimus potilaan kannalta

Kuvauskohteesta ja käytetystä merkkiaineesta riippuen PET-tutkimus kestää valmistelevine toimenpiteineen n. 2-5 tuntia, josta varsinaista kuvausaikaa 1-2 tuntia. Tutkimuksen ajan potilaalla on 1-3 kanyyliä, joiden kautta annostellaan merkkiainetta ja otetaan verikokeita. Happitutkimuksessa potilas hengittää merkkiainetta naamarin läpi joitakin minuutteja (2-20).

(Lähde: Valtakunnallinen PET-keskus)

Sädeannos

Efektiivinen sädeannos ; esimerkkejä (IRCP):
- Fluorodeoksiglukoosi, FDG(/annos) 0,02 – 0,03 mSv/MBq (efekt. annosekvivalentti)
- 15 O (tunnin jatkuva inhalaatio) 0,0004 mSv/MBq

Vertailun vuoksi :
- thorax- röntgen 0,01 mSv
- pään TT 1,3 mSv

Kuvan ominaisuudet

Kuvauksen funktionaalisesta luonteesta johtuen PET-kuvauksen piirtokyky ei ole verrattavissa MRI- tai TT-kuviin. PET:ssa paikkaerotuskyky on luokkaa 2-8mm tasossa ja 7-9mm tasojen välillä. Diagnostiikassa lokalisaation parantamiseksi voidaan käyttää PET- kuvia ja anatomisia leikekuvia rinnakkain.

Onkologia

Onkologia on yksi kliinisen PET-tutkimuksen painopistealueita. PET:n käyttöalueita syövän hoidossa tällä hetkellä ovat ( lähde: Mediuutiset 26.8.99/ Turun PET-keskus):

I Muutoksen pahanlaatuisuuden arvioiminen kohteissa, joissa koepalan otto vaikeaa

1) Epäselvän keuhkomuutoksen pahanlaatuisuuden arviointi
2) Haiman kasvaimen luonteen selvittäminen
3) Aivojen glioomien luokitus

II Leviämisen sekä etäpesäkkeiden arvioiminen

1. Tuntemattoman primaarikasvaimen etsiminen
2. Ei-pienisoluinen keuhkosyöpä (NSCLC); mediastinumin luokitus, N- ja M- luokitus
3. Pään ja kaulan alueen syöpä, kaulan alueen luokitus, N-luokitus
4. Rintasyöpä, N-luokitus
5. Melanooma, N- ja M-luokitus
6. Lymfooma, levinneisyys

III Residiivikasvaimen erottaminen hoidon jälkeisistä muutoksista

1. Aivojen glioomat
2. Pään ja kaulan alueen syöpä
3. Kilpirauhaskarsinooma
4. Paksusuolen syöpä
5. Lymfooma

IV Sädehoidon ja syövän lääkehoidon vasteen arviointi

1. Lymfooma
2. Kivessyöpä

Tulevaisuudennäkymiä

- PET:n käyttö lääketeollisuudessa on lisääntymässä
- Laitekehittelyssä paremmat detektorit mahdollistavat paremman resoluution,
laskennallisen menetelmien kehittyessä sensitiivisyys paranee
- MET = multiple emission tomografy : voidaan samanaikaisesti havaita koinsidenssi (positroni)- ja perinteistä gammasäteilyä (perinteiset isotoopit)

Lähteitä:

Kiuru A. Isotooppilääketieteen perusteet. 1 Fysikaaliset perusteet. Kirjassa: Rekonen et al. Kliininen isotooppilääketiede. WSOY. 1986

Koskinen Matti. Isotooppitutkimukset. Kirjassa : Standertskjöld-Nordenstam C-G, Suramo I, Pamilo M, toim. Radiologia. Duodecim. 1991, s. 42-48

Valtakunnallinen PET –keskus, tiedottaja Pekka Tenhunen

PET-tutkimuksen mahdollisuudet I-VI. Suomen lääkärilehden artikkelisarja 1992;47(14-17)

www.utu.fi/med/pet/links.html