Pozitronemissziós tomográfia

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Egy tipikus PET gép
Egy tipikus PET/CT gép

A pozitronemissziós tomográfia (PET) az egyik legmodernebb funkcionális képalkotó eljárás. Non-invazív eljárás, melynek segítségével háromdimenziós képet nyerhetünk a test egy adott területéről. A CT-vel kombinált PET- berendezés jelenti ma a képalkotó diagnosztika egyik legfejlettebb technikáját. A PET és más hagyományos képalkotó eljárások (pl. fMRI, SPECT) sajátossága, hogy nem az anatómiai viszonyokat, hanem a szervek, szövetek különböző funkcionális jellemzőjét (pl. véráramlás, anyagcsere) jelenítik meg egy adott pillanatban. Mivel a betegség kialakulása először a szervek, szövetek funkcionális jellemzőiben okoz elváltozást, és ezt általában másodlagosan kíséri az anatómiai megváltozás, így érthető, hogy a funkcionális képalkotó eljárások jóval hamarabb, még az anatómiai elváltozások kialakulása előtt képesek jelezni a betegséget.

A pozitronemissziós tomográfia működése azon alapul, hogy pozitront sugárzó izotópokkal jelölt molekulák segítésével képes a szervezet biokémiai folyamatait ábrázolni. Ma már a PET-kamerát CT-készülékkel egybe is tudják építeni, így teremtve meg a lehetőségét annak, hogy a PET-tel nyert funkcionális képek és a CT morfológiai információkat azonos anatómiai „szeletekben”, egymásra tudják vetíteni. A PET/CT- kombinációs technológia forradalmi változásokat hozott az onkológiai, kardiológiai és neurológiai diagnosztikában.

A PET működési elve[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A PET detektor és a PET- scanner gyűrű.
A PET működési elve.

Az eljárás lényege, hogy a vizsgált szervbe pozitron kibocsátással bomló radioaktív izotópot tartalmazó molekulát juttatnak (a leggyakrabban használt anyagok az 18F, az 15O, az 13N és a 11C). Az egyik eljárás során a páciens radioaktív markert tartalmazó levegőkeveréket lélegez be, míg a másik eljárás során az izotópot injekcióval juttatják a véráramba. A különböző radiofarmakonokkal különböző funkciók működése mérhető fel, attól függően, hogy az illető molekula a szervezeten belül milyen folyamatokban vesz részt. Elméletileg az élő szervezet anyagcseréjében résztvevő bármilyen szerves molekula jelölhető PET- izotóppal, és a módszer segítségével szinte mindegyik biokémiai, élettani folyamat leképezhető, illetve aktivitása mérhető. A leggyakrabban használt radiofarmakon a 18 F-fluoro-dezoxi-glükóz (röviden FDG) a fokozott glükóz-metabolizmusú sejtekben (agy, szívizomzat, rosszindulatú tumorok, aktivált granulociták és limfociták) halmozódik fel, s mivel nem metabolizálódik, ezért ugyanebben a formában a vesén keresztül a vizeletbe választódik ki (ellentétben a glükózzal).

A szervezetbe juttatott marker anyag szöveti eloszlását a PET kamera (egy gyűrű alakú detektor) segítségével lehet detektálni a pozitron-kibocsátást kísérő sugárzás észlelésén keresztül. A vizsgálat során nyert adatokból számítógép segítségével történik a képek rekonstruálása. A vizsgálattal elsődlegesen a test hossztengelyére merőleges szeletek nyerhetők (a CT-hez hasonlóan), akár az egész testről. Később a szeletekből tetszőleges irányú, akár háromdimenziós képek állíthatók elő. A bejuttatott radiofarmakon szöveti eloszlása a különböző (fiziológiás, illetve kóros) funkcionális állapotokban egymástól jelentős mértékben eltér, így ennek alapján a kóros folyamatok felismerhetők és lokalizálhatók.

A PET–izotópok jellemzője, hogy fizikai felezési idejük nagyon rövid (2-110 perc), 90 perccel a beadást követően az injektált aktivitás 40%-a már távozott a vizelettel, így alkalmazásuk a beteg számára kisebb sugárterheléssel jár. Emellett nagy hátránya az eljárásnak, hogy a használt radioaktív izotópok olyan gyorsan elbomlanak, hogy közvetlenül a vizsgálat előtt, a helyszínen kell őket előállítani, ami jelentősen növeli a berendezés árát. A PET olcsóbb, de rosszabb minőségű rokona a SPECT.

A PET/CT és PET/MRI[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A pozitronemissziós tomográfia együttes alkalmazása számítógépes tomográfiával (CT) vagy mágneses rezonancia vizsgálattal (MRI) egyre elterjedtebb, mivel a szervezet funkcionális működésének, biokémiai folyamatainak (pl. véráramlás, oxigén felhasználás, glükóz anyagcsere) feltárásával együtt az anatómiai, szerkezeti információk is láthatóvá válnak. Mivel a kétfajta képalkotás egy időben történik, a páciens nem vált pozíciót a két vizsgálat között, ezáltal a kétfajta információt precízebben lehet rögzíteni, így a PET által kimutatott abnormalitások jobban megfeleltethetők a CT által rögzített anatómiai területeknek. Mindezek hatására precízebb tudásra lehet szert tenni, valamint pontosabb diagnózist lehet felállítani.

A Jülich Institute of Neurosciences and Biophisics–ben alkották meg a világ legnagyobb PET-MRI készülékét, mely 2009 óta működik. A 9,4 Tesla nagyságú mágneses rezonanciával működő gépet egyelőre – a nagyerősség mágneses mezőnek köszönhetően – csak a fej és az agy feltérképezésére lehet használni.

A PET vizsgálat[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Teljes test képe PET/CT.

A PET vizsgálatot járóbeteg ellátás keretében végzik, kórházba befeküdni nem szükséges. Minden intézménynek saját protokollja van, de általánosságban a vizsgálat az alábbi menet szerint történik. A vizsgálat előtt kb. 6 óra éhezés szükséges, éhgyomorra de megfelelően hidratált állapotban kell érkezni (ásványvízfogyasztás).

  1. A beteg kap egy tájékoztatót, amiben részletesen ismertetik az eljárást, kockázati tényezőit. Ennek elolvasása után alá kell írnia egy beleegyező nyilatkozatot, amellyel hozzájárul a vizsgálathoz.
  2. A pácienst megkérik, hogy vegyen le minden ruhát, ékszert vagy egyéb tárgyat, melyek zavarhatják a vizsgálatot. (Ruhái helyett kap egy köpenyt, amit viselhet a vizsgálat alatt.)
  3. A beteget megkérik, hogy a vizsgálat megkezdése előtt menjen mosdóba, ha szükséges.
  4. A páciens intravénásan, egy vagy két infúzió segítségével, olykor pedig inhalálás formájában megkapja a radioaktív nyomjelző izotópot. Intravénásan beadott FDG aktivitás általában 5-10m CI (185-370 MBq) felnőttekben, és a testsúllyal arányosan kevesebb gyermekekben.
  5. Bizonyos típusú has vagy medencei vizsgálatok esetén húgyúti katéter felhelyezésére is szükség lehet.
  6. Bizonyos esetekben egy előzetes szkennelésre is szükség van még a radioaktív izotóp beadása előtt. A beteget ekkor befektetik egy párnázott asztal segítségével a PET szkennerbe. Az előzetes vizsgálat után a páciens megkapja a radioaktív izotópot intravénás formában, miközben a gépben fekszik.
  7. Az izotóp beadását követően 60-120 perc várakozási idő következik, ekkor a vizsgálati személynek ingerszegény helyiségben kell pihennie.
  8. Miután eltelt a megfelelő idő és a nyomjelző izotóp felszívódott, megkezdődik a vizsgálat. A szkenner lassan elkezd mozogni a vizsgált testrész körül. A vizsgálat teljes ideje általában 30 perc. Ezalatt az idő alatt a páciensnek teljesen mozdulatlanul kell feküdnie a gépben, hogy a képek megfelelőek legyenek. Klausztrofóbiások számára kellemetlen lehet a vizsgálat, ezért a bezártságtól való félelmet előre jelezni kell a vizsgáló orvosnak.
  9. Amikor a vizsgálat befejeződött, a kép elkészült, az intravénás tűt, infúziót eltávolítják a páciens karjából. Amennyiben katéterre volt szükség, annak eltávolítása is megtörténik.
  10. Az eredményeket radiológus elemzi ki és továbbítja a beteg kezelőorvosának.
  11. A vizsgálat után – kivéve, ha az orvos másképp nem rendeli – a páciens folytathatja normális életvitelét, napi tevékenységét, de a kisgyermekekkel és terhes anyákkal való közvetlen testi kapcsolat (pl. együtt alvás) még 20 órán keresztül kerülni ajánlott. A szervezetben visszamaradt minimális radioaktív izotóp idővel elveszti radioaktivitását, s egy két órával vagy nappal később a vizelettel vagy széklettel együtt kiürül a szervezetből. A folyamat felgyorsítása érdekében a vizsgálatot követően érdemes sok folyadékot fogyasztani.

A vizsgálatnak ellenjavallata nincs. Kismamákon is elvégezhető a vizsgálat, mivel az emlők kifejését követően az izotóp szervezetbe juttatásától számított 18 óra múlva az anya újra szoptathat. Magas szérum glükóz szint (pl. diabetes mellitus) esetén nagyobb odafigyelés szükséges, törekedni kell arra, hogy a vércukor a vizsgálat kezdetére megközelítse a normális értéket. A vesebetegség szintén megnehezíti, de nem zárja ki a vizsgálatot.

A PET vizsgálat indikációi[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A PET/CT diagnosztikai alkalmazása FDG radiofarmakonnal elsősorban az onkológiai vizsgálatok (kb. 85-90%), kisebb részben a neuropszichiátriai (kb. 5-10%) és a kardiológiai (kb. 5%) betegellátásban játszik szerepet.

PET felvétel az emberi agyról.
18F-cel jelölt fluorodeoxiglükóz PET képe, ami az egyes szövetek cukorfelvételének intenzitását mutatja.

Neuropszichiátriai alkalmazás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az epilepszia a népesség 0,5-1%-t érinti. Többnyire jól kezelhető modern antiepileptikumokkal, de esetenként csak az epileptogen area műtéti eltávolításával érhető el rohammentesség. A PET alkalmazásával lehetővé válik a műthető, gyógyszeres kezelésre nem reagáló, fiatal epilepsziás betegekben az epilepsziás fókusz kimutatása és lokalizálása. Az FDG PET segítségével lehetővé válik a dementiák egy részének elkülönítése az egyéb kórokú elbutulásoktól, mert a PET- tel látható eltérések Alzheimer-kórra és frontotemporális dementiára specifikusak. Ennek az adja a jelentőségét, hogy korai felismerés esetén az Alzheimer-kór előrehaladása számottevően lassítható gyógyszeres kezeléssel. Az agytumorok diagnosztikájában elsősorban a sikeres elsődleges kezelést követő kiújulás igazolásában, vagy az első kezelés sikertelenségének objektív alátámasztásában van szerepe a PET- vizsgálatoknak. Ilyen indikációk főleg nem konklúzív MR-vizsgálatok követnek. A neuro-onkológiaban felhasználható még a PET a tumorok grádusának nem-invazív becslésére, illetve a biopszia optimális helyének kijelölésére is.

Onkológia alkalmazás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az utóbbi évek vizsgálatai alapján egyre több bizonyíték szól amellett, hogy az FDG PET és még inkább PET/CT vizsgálatok nagy segítséget nyújtanak a gyulladásos folyamatok diagnosztikájában is. Kiemelkedik az FDG PET/CT szerepe az ismeretlen eredetű láz diagnosztikájában. Az FDG-vel végzett PET- vizsgálatok legnagyobb része onkológiai indikációval történik. Az elsősorban azért van így, mert az egész test PET-vizsgálata az életképes, aktívan metabolizáló, tumorszövet megjelenésével olyan átfogó és összetett funkcionális, biológiai információt szolgáltat, amelyre a többi nem- invazív módszer (laboratóriumu paraméterek, röntgenvizsgálat, endoszkópia, CT, MRI, SPECT, színkódoló ultrahang stb.) egyike sem képes.

A tumordiagnosztika során a PET vizsgálat lehetővé teszi nemcsak a nagy, hanem a kis kiterjedésű, de fokozott anyagcseréjű tumorszövetek helyének pontos meghatározását is. Jobbára az ideggyógyászok alkalmazzák a módszert, de a lágyrész tumorok (bél, tüdő, emlő, izom) és a csonttumorok azonosításában is nagy szerepe van.

A szövettani vizsgálatokhoz szükséges mintavételhez a PET szken segítségével pontosan behatárolható a legalkalmasabb régió, továbbá a műtét után napokon belül megállapítható, hogy minden tumorszövetet sikerült-e eltávolítani, amihez a CT és az MRI módszerek nem adnak egzakt választ. A sugárkezelést követően esetlegesen kialakuló szövetszaporulatok PET vizsgálat segítségével jól elkülöníthetőek a kiújuló daganattól.

Kardiológiai alkalmazás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A nem– invazív módszerek közül a szívizom-életképesség kimutatása az FDG PET rendelkezik a legnagyobb diagnosztikai pontossággal, más megfogalmazásában ez a módszer annak „gold standart”-ja. Segítségével eldönthető, hogy egy koszorúér helyreállító műtéttől várható-e a szívizom működésének javulása vagy a szívizom állományában már maradandó, műtéttel sem javítható károsodása keletkezett. A PET/CT vizsgálat a kardiológiai kivizsgálás egy új dimenzióját nyitja meg, mivel egy időben válik ábrázolhatóvá a koronáriák anatómiája, a miokardium regionális perfúziója és egy kiegészítő vizsgálat során a szívizom életképessége. A PET/CT- vel végzett, szívizom-perfúziós vizsgálatok azokban az esetekben szolgáltatnak biztos eredményt, ahol a megelőző terhesség EKG- és SPECT-vizsgálatok nem tudnak egyértelmű diagnózissal szolgálni.

Kutatásban betöltött szerep[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Tudományos vizsgálatok esetében szintén hasznosnak bizonyul a pozitronemissziós tomográfia. Neuropszichológusok arra használják a vizsgálati módszert, hogy meghatározzák a speciális pszichológiai folyamatok vagy betegségek és az agyi aktivitás közötti kapcsolatot, mely a későbbiek során fontos támpont lehet a diagnosztikában. Farmakológusok számára költséghatékonyabb és gyorsabb tesztelési technikát biztosít a PET vizsgálat azáltal, hogy a radioaktív markerrel megjelölt kísérleti gyógyszer hatását állatoknak történő beadást követően folyamatosan figyelemmel tudják kísérni.

Történet[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az emissziós és transzmissziós tomográfia koncepciója David E. Kuhl és Roy Edwards nevéhez kötődik, az 1950-es években végzett munkájuk vezetett el ahhoz, hogy a pennsylvaniai egyetem munkatársai több tomografikus eszközt is megterveztek és létrehoztak. A washingtoni egyetem orvostudományi karán Michel Ter-Pogossian, Michael E. Phelps és kollégáik is fejlesztettek képalkotó technikákat. A két egyetemen kívül Gordon Brownell, Charles Burnham és társaik a Massachusetts–i kórházban szintén jelentősen hozzájárultak a PET technológia fejlődéséhez, az ő újításuk volt többek között a fénycsövek és a térforgatásos elemzés alkalmazása.

Az 1970-es években Tatsuo Ido a Brookhaven National Laboratory-ban volt az első, aki leírta a 18F-FDG szintézisét, mely a leggyakrabban használt PET radioaktív nyomjelző izotóp. Az anyagot először Abass Alavi vezetésével alkalmazták két önkéntesen a Pennsylvania Egyetemen 1976 augusztusában. Ekkor még közönséges (nem-PET) nukleáris szkenner segítségével mutatták ki a vegyület magas agyi koncentrációját, de a későbbiek folyamán a fluorodeoxiglükózt alkalmazták a modern eljárásban is.

A PET technika azóta is fejlődik, a Dr. Townsend és Dr. Nutt által megalkotott PET/CT szkennert a Time Magazin a 2000. év orvosi találmányának nevezte.

Biztonság[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A PET non-invazív eljárás, de ionizáló sugárzással jár együtt. A teljes sugárdózis nem jelentős, általában közel 11mSv. A diagnosztikai eljárás több mint 50 éve használatos, és még nem ismert hosszú távú káros hatása. Allergiás reakciók ugyan előfordulhatnak, de ez meglehetősen ritka és enyhe lefolyású. Ennek a kockázata is lecsökkenthető, ha a páciens a vizsgálat előtt jelzi minden allergiás problémáját.

Lásd még[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Pozitron-Diagnosztika Központ honlapja
  2. "A Close Look Into the Brain". Jülich Research Centre. 29 April 2009. http://www.fz-juelich.de/portal/index.php?index=1172. Retrieved 2009-04-29.
  3. Ter-Pogossian, M.M.; M.E. Phelps, E.J. Hoffman, N.A. Mullani (1975). "A positron-emission transaxial tomograph for nuclear imaging (PET)". Radiology 114 (1): 89–98. http://www.osti.gov/energycitations/product.biblio.jsp?osti_id=4251398.
  4. Phelps, M.E.; E.J. Hoffman, N.A. Mullani, M.M. Ter-Pogossian (March 1, 1975). "Application of annihilation coincidence detection to transaxial reconstruction tomography". Journal of Nuclear Medicine 16 (3): 210–224. PMID 1113170. http://jnm.snmjournals.org/cgi/content/abstract/16/3/210.
  5. Positron Emission Tomography – Computed Tomography (PET/CT). A Radiology Info http://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?pg=PET
  6. Positron Emission Tomography (PET). http://www.healthsystem.virginia.edu/UVaHealth/adult_radiology/pet.cfm
  7. Positron emission tomography. http://en.wikipedia.org/wiki/Positron_emission_tomography
  8. Trón, L. (1995). Pozitron emissziós Tomográfia (PET) - nagy érzékenységű képalkotó eljárás élő rendszerek funkcionális vizsgálatára. Fizikai Szemle, (5), 160.
  9. Az angol nyelvű Wikipedia szócikke

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Pozitronemissziós tomográfia témájú médiaállományokat.