Национальный медицинский университет имени А.А. Богомольца
Современный опыт применения ОФЭКТ/КТ у пациентов с патологией костной системы (обзор литературы)
Король П.А.
Ткаченко М.Н.
Резюме
В обзоре рассмотрены результаты двадцатилетнего опыта применения однофотонной эмиссионной компьютерной томографии/компьютерной томографии (ОФЭКТ/КТ). Гибридная визуализация, включающая применение ОФЭКТ в сочетании с КТ, транслирует молекулярную и метаболическую информацию непосредственно на клиническое влияние широкого спектра заболеваний костной системы. В то же время ОФЭКТ/КТ дополнительно улучшает показатели диагностической точности, специфичности и положительной прогностической ценности исследований ядерной медицины. Было признано целесообразным выполнение обзора современных приложений ОФЭКТ/КТ не только с позиций диагностического инструмента, но и в плане интегрирования данной модальности в клинический процесс. С этой целью решаются сложные технологические вопросы: привлечение к использованию ОФЭКТ/КТ новых радиофармпрепаратов, повышение качества протоколов получения диагностических изображений, количественной оценки, а также составление протоколов дозиметрии и радиационного облучения, выходящих за пределы текущего обзора.
Ключевые слова: однофотонная эмиссионная компьютерная томография; гибридная визуализация; ядерная медицина; радиофармпрепарат; обзор
Король П.О., Ткаченко М.М.1
1Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, м. Київ, Україна
Київська міська клінічна лікарня № 12, м. Київ, Україна
Сучасний досвід застосування ОФЕКТ/КТ у пацієнтів із патологією кісткової системи (огляд літератури)
Резюме
В огляді розглянуто результати двадцятирічного досвіду застосування однофотонної емісійної комп'ютерної томографії/комп'ютерної томографії (ОФЕКТ/КТ). Гібридна візуалізація, що включає застосування ОФЕКТ у поєднанні з КТ, транслює молекулярну та метаболічну інформацію безпосередньо на клінічний вплив широкого спектра захворювань кісткової системи. Водночас ОФЕКТ/ КТ додатково покращує показники діагностичної точності, специфічності та позитивної прогностичної цінності досліджень ядерної медицини. Було визнано доцільним здійснення огляду сучасного застосування ОФЕКТ/КТ не тільки з позицій діагностичного інструменту, а й із урахуванням інтегрування даної модальності в клінічний процес. З цією метою вирішуються складні технологічні питання: залучення до використання ОФЕКТ/КТ нових радіофармпрепара- тів, підвищення якості протоколів отримання діагностичних зображень, кількісної оцінки, а також складання протоко - лів дозиметрії та радіаційного опромінення, що виходять за межі цього огляду.
Ключові слова: однофотонна емісійна комп'ютерна томографія; гібридна візуалізація; ядерна медицина; радіофармпрепа- рат; огляд
Abstract
The review discusses the results of a twenty-year experience using single-photon emission computed tomography/ computed tomography (SPECT/CT). Hybrid imaging, including the use of SPECT in combination with CT, translates molecular and metabolic information directly onto the clinical effect of a wide range of diseases of the skeletal system. At the same time, SPECT/CT further improve the diagnostic accuracy, specificity, and positive prognostic value of nuclear medicine research. It was considered expedient to carry out a review of modern SPECT/CT application not only from the perspective of a diagnostic tool but to integrate this modality into the clinical process. To this end, complex technical issues are being resolved for attracting new radiopharmaceuticals to use SPECT/CT, improving the quality of protocols for obtaining diagnostic images, quantifying them, as well as compiling protocols for dosimetry and radiation exposure that are beyond the scope of the current review.
Keywords: single-photon emission computed tomography; hybrid imaging; nuclear medicine; radiopharmaceutical; review
Введение
Комплексная позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), комбинированная с компьютерной томографией (КТ), а именно ПЭТ/КТ, вызывает большие надежды и ожидания в сообществе медицинской визуализации [5]. Предполагалось, что с появлением на рынке широкого спектра позитрон-излучаю- щих радиофармацевтических препаратов (РФП) они практически заменят все однофотонные излучающие вещества. Однако десять лет спустя этот прогноз не оправдался, и вновь наблюдается повышенный интерес к однофотонным изображениям. Длительная эволюция технологий лучевой визуализации в ядер- ной медицине и полученный в этой области опыт демонстрируют полный синергизм между однофотонной и позитронной визуализацией [44], продолжая дискуссию относительно оптимальной стратегии управления широким спектром клинически важной диагностической информации [11]. Гибридная визуализация, включающая применение однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) в сочетании с КТ, транслирует молекулярную и метаболическую информацию непосредственно на клиническое влияние широкого спектра заболеваний. Сцинтиграфия характеризуется высокой чувствительностью и отрицательной прогностической ценностью, что усиливается за счет ОФЭКТ-компонента. В то же время ОФЭКТ/КТ дополнительно улучшает показатели диагностической точности, специфичности и положительной прогностической ценности исследований в ядерной медицине. Применение ОФЭКТ/КГ занимает ведущее место в современной диагностической визуализации и с возрастающей частотой распространяется на новые клинические условия. Последние тенденции диагностического использования нового оборудования для ядерной медицины подтверждают, что установки устройств ОФЭКТ/КТ демонстрируют высокий спрос во всем мире [29].
Значение ОФЭКТ/КТ для стадирования, планирования лечения и мониторинга самых разных заболеваний, в том числе костной системы, было пересмотрено, когда ОФЭКТ/КТ находилась в начальной фазе внедрения в лечебно-диагностический процесс [43]. За последнее десятилетие произошел значительный прогресс в технологическом усовершенствовании ОФЭКТ. Было признано целесообразным осуществление обзора современных приложений ОФЭКТ/КТ не только с позиций диагио- стического инструмента у пациентов с патологией костной системы, но и интегрирования данной модальности в клинический процесс. С этой целью решаются сложные технологические вопросы: привлечение к использованию ОФЭКТ/КТ новых радиофармацевтических средств, повышение качества протоколов получения диагностических изображений, количественной оценки, а также составление протоколов дозиметрии и радиационного облучения, выходящих за пределы текущего обзора.
ОФЭКТ/КТ в выявлении костных метастазов
Пациенты с метастазами рака в кости скелета имеют сомнительный прогноз и низкий уровень выживаемости [14]. Остеосцинтиграфия (ОСГ) обнаруживает метастазы при наличии реактивного костного образования. КТ визуализирует костные метастазы как разницу в плотности метастатических очагов и интактной костной ткани. Чувствительность планарной ОСГ и ОФЭКТ-метода составляет 85 и 96 % соответственно [13], она ограншіена пространственным разрешением планарных и ОФЭКТ- томографов [51]. Следует отметить, что ОСГ не выявляет малых костных метастазов, которые не имеют высокого поглощения РФП, например метастазов зяокачеетвенных опухолей предстательной железы. Исключительно анаги- тические метастазы, такие как метастазы рака почек или лимфомы, также трудно обнаружить с помощью ОСГ. Эти повреждения можно диагностировать с помощью КТ-составляющей ОФЭКТ/КТ, которая усиливает чувствительность данного исследования. Метастазы в кости скелета пациентов с нейроэндокринными опухолями также эффективно выявляются путем применения ПЭТ/КТ с фтордизоксиглюкозой (ФДГ) (ФДГ-ПЭТ/КТ), которая играет важную роль в оценке участия скелета в злокачественном опухолевом процессе, особенно в случаях остеолитического поражения. Специфичность планарной ОСГ для определения костных метастазов низкая, поскольку множественные доброкачественные процессы показывают усиленное поглощение радиотрейсера, что требует проведения дифференциальной диагностики [35]. Однако, поскольку большинство доброкачественных поражений имеют типичный вид на КТ, объединенная и її <] >ор ма пня, предоставляемая путем ОФЭКТ/КТ, добавляет специфичности ОСГ в оценке поражений скелета при злокачественных опухолях [42]. Несмотря на неоднородность ію- казателей диагностической информативности, результаты исследований чрезвычайно последовательны. По данным литературы, чувствительность метода ОФЭКТ/КТ в верификации костных метастазов составляет 66,7--100 %. Специфичность ОФЭКТ/КТ в выявлении скелетных метастазов ниже по сравнению с методами МРТ и ФДГ- ПЭТ/КТ [19].
Новым направлением в диагностической визуализации костной системы является ОФЭКТ/КТ всего тела, которая демонстрирует более высокую чувствительность и специфичность по сравнению с ОСГ и является приоритетным методом визуализации патологических процессов в скелете [3, 23].
ОФЭКТ/КТ при опухолях предстательной железы
эмиссионный томография рак
На современном этапе разработка и внедрение простатспецифического мембранного антигена (ПСМА) произвели революцию в диагностике и лечении рака предстательной железы (РПЖ) [33, 55]. Недавно были внедрены в клиническую практику ПСМА-лиганды, маркированные 99mTc [26]. Например, с помощью 99mTc-MIP 1404 ОФЭКТ/КТ (подтип ПСМА) возможно эффективное обнаружение метастатического процесса при РПЖ (рис. 1). Чувствительность методики ОФЭКТ/КТ достигает 97 % для диагностики первичного РПЖ [21, 53]. По данным литературных источников, в группе из 225 пациентов с биохимическим рецидивом РПЖ показатель выявления злокачественного процесса соотносился с уровнем простатспецифиче- ского антигена (ПСА) [54]. ПСМА-ОФЭКТ/КТ также продемонстрировал более высокую чувствительность по сравнению с методами ОСГ, ОФЭКТ/КТ и МРТ в контексте выявления скелетных метастазов у пациентов с биохимическим рецидивом РПЖ [37, 56].
ОФЭКТ/КТ при доброкачественных поражениях скелета
ОФЭКТ/КТ-визуализация с 99тТс-метилендифос- фонатом (МДФ) играет ключевую роль в оценке пало- логии опорно-двигательного аппарата, в том числе у пациентов с хроническим болевым синдромом или с неубедительными результатами изображений аксиальных срезов КТ, что обеспечивает клинициста необходимой структурно-функциональной диагностической информацией [49]. ОФЭКТ/КТ повышает точность ОСГ-визуализации при травмах и ревматических заболеваниях, таких как скрытые переломы, воспалительный артрит и спондилоартропатии (рис. 2) [48, 50]. У пациентов с хроническими болями в поясничной области позвоночника ОФЭКТ/КТ используется для последующего назначения направленной противовоспалительной терапии [31, 39, 52] и оценки осложнений после проведения операций на позвоночнике [4, 28]. У пациентов с рецидивирующими болями после проведения поясничного артродеза ОФЭКТ/КТ проявляет высокую чувствительность и специфичность в контексте исключения «винтового ослабления» [28]. Диагностика болевого синдрома в костях кистей и запястий путем применения ОСГ является затруднительной вследствие разветвленной региональной анатомии. ОФЭКТ/КТ-визуализация позволяет выявить посттравматическое ремоделирование костей при скрытых переломах, которые обычно не диагностируют с помощью других методов визуализации [6].
Рисунок 1. ПСМА-ОФЭКТ/КТ с 99mTc-MIP-1404 у пациента С., 81 год, со злокачественной опухолью предстательной железы (pT4, N2, M0, G3) и биохимическим рецидивом; диапазон уровня ПСА в сыворотке крови (6,59-17,34 нг/мл) в течение трехмесячного временного интервала. Визуализированы множественные MIP-1404-авидные остеобластные поражения костей, соответствующие функционально активным и неактивным скелетным метастазам [54]
Рисунок 2. ОФЭКТ/КТ с 99тТс-МДФ у пациента К., 70 лет, с дегенеративно-дистрофическим поражением левой стопы. На ранних и отсроченных планарных сканах, а также на ОФЭКТ/КТ-снимках визуализированы очаги гиперфиксации РФП в левом талонавикулярном суставе [50
]
Для визуализации, например, скафолунатного соединения успешно используется артрография, ОФЭКТ/КТ. У пациентов с картиной неспецифического регионального болевого синдрома ОФЭКТ/КТ-визуализация показала более высокую чувствительность, чем метод рентгенографии и планарной ОСГ [2], а также боз^^^е- высокую специфичность, чем метод МРТ. Выявление источника боли после эндопротезирования бедренного или коленного сустава является сложной дифференциальной задачей [46, 58]. Рентгенологический метод в данном случае выступает как первичный диагностический тест, после осуществления которого следует проводить ОСГ с целью подтверждения или исключения септического или асептического поражения [1]. Несмотря на то что метод ОСГ препятствует неспецифическому поглощению радиоиндикатора, КТ-компонент метода ОФЭКТ/ КТ может определить этиологические факторы болевого синдрома, такие как остеолиз, перелом, кальцификация. ОФЭКТ/КТ продемонстрировала более высокую диагностическую точность при оценке асептического и септического поражения бедренного и коленного эндопротезов по сравнению с трехфазной ОСГ и ОФЭКТ [[27]. Метод ОФЭКТ/КТ был успешно применен для оценки жизнеспособности костной ткани после артропластики с последующим сравнением с МРТ. Обе методики были взаимодополняющими в дифференциальной диагностике между жизнеспособной и нежизнеспособной тканью [8]. У пациентов после эндопротезирования коленного сустава ОФЭКТ/КТ определила типичные закономерности пателлофеморальных нарушений, в дальнейшем улучшая управление терапевтическим процессом [45]. После реконструкции передней крестообразной связки с помощью ОФЭКТ/КТ была осуществлена оценка ремоделирования костной ткани, инкорпорация трансплантата, а также выявление его несостоятельности [9].
Метод ОФЭКТ/КТ успешно применяется для диагностики переломов, инфекционных поражений, псевдоартроза, патологии сесамовидных косточек, остеохондроза. ОФЭКТ/КТ и МРТ эффективно осуществляют сравнительную диагностическую оценку при болевом синдроме в костях голени и стоп [24]. Метод ОФЭКТ/ КТ костей стоп имеет диагностическое значение для оценки патологии мягких тканей этой локализации [12].