SEMINARI DEL VENERDI DEL GRUPPO DI RICERCA GERIATRICA

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1 SEMINARI DEL VENERDI DEL GRUPPO DI RICERCA GERIATRICA Casi clinici in geriatria Medicina Nucleare, malattie oncologiche e infiammatorie Claudio Pizzocaro Medicina Nucleare Spedali Civili Brescia 27 giugno 2008

2 MEDICINA NUCLEARE: : immagini funzionali -)) sfruttano alterazioni metaboliche che sono indipendenti dai criteri morfologici -)) generalmente più precoci delle alterazioni morfologiche es.:precoce visualizzazione di metastasi -)) permettono una migliore caratterizzazione dei tessuti es.: differenziazione tessuto fibrotico/necrotico tumore vitale metabolicamente attivo

3 LA TOMOSCINTIGRAFIA PET PET = tomografia ad emissione di positroni (elettroni+) utilizza isotopi radioattivi che emettono positroni CICLOTRONE: : macchina acceleratrice di particelle cariche utilizzata per la produzione di isotopi radioattivi TOMOGRAFO PET: : apparecchiatura dedicata in grado di rilevare gli isotopi emettitori di positroni TOMOGRAFO PET-CT CT: : acquisisce in unica seduta PET e CT (perfetta sovrapposizione delle immagini funzionali con quelle anatomiche)

4 Imaging molecolare in oncologia: PET = positron emission tomography Il positrone ( beta +) entra in collissione con un elettrone e si annichila dando origine a due fotoni gamma di uguale energia (511 KeV) emessi a 180. L anello di rilevazione registra tutti gli eventi che avvengono in coincidenza e ricostruisce l esatto punto di partenza dell evento.

5 ISOTOPI EMETTITORI di POSITRONI T1/2 Ossigeno-15 2 min Azoto min Carbonio min Fluoro min

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7 La tomoscintigrafia PET APPLICAZIONI: Negli anni 80 e 90 quasi solo strumento di ricerca per Valutare parametri di flusso, metabolismo e funzione. In seguito,riscontro che gran parte delle neoplasie dimostra elevata captazione di alcuni traccianti emettitori di positroni >>> IMPORTANTE SVILUPPO IN CAMPO ONCOLOGICO ONCOLOGIA: 80-90% circa delle PET NEUROLOGIA E NEUROPSICHIATRIA CARDIOLOGIA PROCESSI INFIAMMATORI e INFETTIVI

8 La tomoscintigrafia PET ATTUALE RADIOFARMACO PIU UTILIZZATO: F18-FDG FDG = fluoro desossi glucosio è un tracciante del metabolismo del glucosio: segue la sua via metabolica, ma a differenza del glucosio, una volta penetrato nella cellula, ne rimane intrappolato. Più la cellula ha un elevato metabolismo e consumo di glucosio, maggiore è la captazione del F18-FDG. FDG. Le cellule neoplastiche hanno un attività metabolica per molte sostanze tipicamente aumentata, anche del glucosio e per questo la PET ha trovato un importante applicazione in oncologia

9 Uptake kinetics of FDG Plasma Tissue FDG glucose transporter FDG hexokinasi glucose-6- phosphatase FDG-6-P glycolysis

10 Immagini PET-CT

11 LIMITI PET NON FACILE LOCALIZZAZIONE ANATOMICA DEI REPERTI

12 IMMAGINI PET-TC TC

13 LIMITI PET DISTINZIONE TRA REPERTI PATOLOGICI E NON

14 IMMAGINI PET-TC TC

15 La tomoscintigrafia PET in oncologia INDICAZIONI: stadiazione valutazione di sospetta recidiva e ristadiazione in presenza di ripresa di malattia valutazione della terapia: chirurgica, RT, chemioterapica

16 La tomoscintigrafia PET in oncologia ALTRE APPLICAZIONI: diagnosi differenziale benignità - malignità valutazione del grado di malignità e attività metabolica, con importanti indicazioni prognostiche identificazione del tumore primitivo in presenza di metastasi da neoplasia di origine sconosciuta localizzazione della sede di biopsia (PET-guidata) pianificazione del trattamento radioterapico

17 La tomoscintigrafia PET in oncologia SENSIBILITA = 84-87% SPECIFICITA = 83-87% ACCURATEZZA DIAGNOSTICA = 87-90% RISOLUZIONE SPAZIALE = 5 mm

18 SUV Melanoma HG NHL HD Colorectal Ca NSCLC Esophageal Ca Head/Neck Ca HG Sarcoma The degree of FDG uptake varies between different cancer types Atlas of PET/CT imaging in Oncology - pag. 48 Infiltracting ductal Ca Poorly diff. thyroid Ca Testicular Ca Pancreatic Ca Recurrent ovarian Ca LG NHL Bronchoalveolar CA Lobular Ca Cervical Ca Mucinous Ca Renal CA Prostate Ca Primary ovarian Ca Well diff. thyroid Ca Hot Medium hot Not so hot

19 Indicazioni all uso appropriato della FDG-PET in oncologia Regione Emilia Romagna Assoc.. Italiana Medic.Nucleare

22 Indicazioni all uso appropriato della FDG-PET in oncologia Regione Emilia Romagna Assoc.. Italiana Medic.Nucleare * * * *

23 Utilization of Whole Body PET Scanner at the Hospital of the University of Pennsylvania % A B C D E F G A Lung, B Lymphomas, C Colon, D Head & Neck, E Breast, F Thyroid/ Melanoma/ Infection/ Esophageal/ Sarcoma/ Ovarian, G Misc.

24 FDG-PET nel ca polmonare non a piccole cellule possibili applicazioni: caratterizzazione del nodulo polmonare singolo stadiazione: staging T staging N staging M valutazione della risposta alle terapie follow-up e recidive sviluppi futuri: planning di RT stratificazione prognostica

25 FDG-PET nella diagnosi differenziale dei noduli polmonari solitari autore n.paz Sens % Spec % Acc % Sazon 1996 Am J Respir Crit Care Med Lowe 1998 J Clin Oncol Duhaylongsod Thorac Cardiovasc Surg Gupta 1996 J Nucl Med Patz Radiology Bury Radiology conferma negli studi successivi, con sens 95-98% 98% e spec 75-90% risultati influenzati: dalla prevalenza di malattia dalle dimensioni dei noduli (più bassa sensibilità se noduli < 1 cm) in studi recenti sens 90% spec. 80% anche per noduli < al cm Herder Eur J Nucl Med

26 FDG-PET nella diagnosi differenziale dei noduli polmonari solitari scarsa sensibilità in neoplasie a basso livello di attività metabolica ca bronchiolo alveolare carcinoide polmonare circa 60% e captazione non elevata nei noduli dei lobi inferiori la sensibilità può essere inferiore re a causa di movimenti respiratori F18DG non è specifico per neoplasie maligne possibili falsi positivi in presenza di processi infettivi o infiammatorii (TBC, micosi, mal.granulomtosa granulomtosa,, sarcoidosi, pneumoconiosi etc)

27 F18DG 370 MBq Immagini coronali addensamento polmonare nettamente captante SUV max = 12 Immagini assiali

28 F18DG 370 MBq Nodulo polmonare unico non captante Immagini coronali Immagini assiali

29 FDG-PET la valutazione visiva della captazione è generalmente accurata, talvolta può essere migliorata da un analisi quantitativa con utilizzo di indici semiquantitativi di captazione: SUV = standardized uptake value

30 concentraz.. attività tessuti (Bq( Bq/g) SUV = attività somministr. Bq/peso P.(g) rappresenta una misura standardizzata della concentrazione del tracciante nella sede di captazione Il tessuto neoplastico capta più del tessuto infiammatorio < = non neoplasia > 3 = probabile neoplasia

31 SUV = 2.1 SUV = 5.7

32 FDG-PET nel ca polmonare Valutazione del N e stadiazione pre-operatoria ruolo importante della PET più accurata della TC nella stadiaz.linfonod linfonod. sens % spec % PET CT Dwamena Radiology CT : criterio dimensinale (>> infez o infiamm) metastasi possibili anche se linf piccoli possibile sia sovrastadiaz che sottostadiaz. ulteriore miglioramento se PET/CT Lardinois 2003 N Engl J Med

33 F18DG 370 MBq Ca polmonare con metastasi ilare destra

34 F18DG 370 MBq Ca polmonare con metastasi linf. retrocarenale diam.. 14 mm

35 18 FDG 350 MBq Ca.polmonare con meta linfatiche e ossee S.M

36 18 FDG 350 MBq Ca.polmonare con meta linfatiche e ossee S.M

37 PET- CT CT FDG 350 MBq Tumore polmonare con localizzazioni linfonodali Med.Nucleare - Brescia

38 Mesotelioma stadiazione

39 PET-CT CT FDG 440 MBq Mesotelioma stadiazione S.M /1/07 Med.Nucleare - Brescia

40 la PET con 18 FDG nei linfomi intensa captazione del FDG nel LH e nei LNH ad alto ed intermedio grado di malignità intensa captazione anche in alcuni LNH a basso grado (follicolari), minore in altri (a derivazione dei linfociti T periferici) ottima sensibilità anche nelle localizzazioni addominali, epatiche, spleniche e altre extra-nodali può essere utilizzata: (-)) stadiazione (-)) nella valutazione della risposta alla terapia e come indicatore prognostico (-)) nella ristadiazione in caso di recidiva

41 la PET con 18 FDG nei linfomi: stadiazione elevata accuratezza diagnostica (> delle indagini radiologiche convenzionali) -)) corretta stadiazione: PET = 96% ind.radiologiche convenz.. = 56% Hueltenschmidt B. Cancer )) PET superiore alla CT (p>0.05) nella malattia linfonodale, extranodale, sovradiaframmatica -)) PET equivalente CT nella sottodiaframmatica Buchmann I. Cancer 2001 ha modificato la stadiazione clinica nel 8-45% 8 indagine di base da confrontare con gli studi durante o al termine della terapia

42 18 FDG Linfoma di Hodgkin Esame preterapia Localizzazioni sopra e sottodiaframmatiche

43 PET/CT 18 FDG NHL 12 ANNI STADIAZIONE: INTERESSAMENTO OSSEO

44 la PET con 18 FDG nei linfomi: Valutazione della risposta alla terapia è l applicazione principale della 18 FDG-PET al termine della terapia di prima linea particolarmente indicata nei Pz con massa residua valore predittivo positivo: 18 FDG-PET=94% CT=60% Cremerius U. Nucl Med Commun

45 18 FDG LNH aggressivo Stadio III B stadiazione dopo 4 cicli di PCT

46 RISTADIAZIONE DOPO TRATTAMENTO LH massa residua dopo 6 cicli di chemioterapia

47 RISTADIAZIONE DOPO TRATTAMENTO LH massa residua dopo 6 cicli di chemioterapia -TC con massa residua: non differenzia il tessuto fibroso dalla persistenza di malattia -PET positiva= persistenza di malattia -PET negativa= assenza di malattia residua

48 18 FDG-PET nei linfomi: risposta alla terapia LH: sopravvivenza in 60 P. valutati al termine della terapia Spaepen, Br J Haematol LNH: sopravvivenza in 93 P. valutati al termine della terapia Spaepen, JCO

49 la 18 FDG-PET nei linfomi: Valutazione precoce della risposta alla terapia in corso di chemioterapia per valutazione della chemiosensibilità individuale dopo il 1 o 2 ciclo (early( response) la negativizzazione precoce della PET è secondo alcuni autori indice di ottima risposta al trattamento e di minore incidenza di successive recidive Romer W Blood 1998 Kostakoglu L J Nucl Med

50 PET 18 FDG LH stadiazione dopo 2 ciclo di PCT Risposta precoce: fattore prognostico favorevole e possibilità di ridurre rre il n. dei trattamenti

51 PET - 18 FDG G.R LNH follicolare dopo terapia con Mabthera 3 mesi dopo terapia con Zevalin Medicina Nucleare - Brescia

52 PET-CT 18 FDG Immagini assiali Ca mammario primitivo

53 PET- 18 FDG Immagini coronali Ca mammario primitivo + meta linfon.

54 PET-CT CT FDG 358 MBq Immagini fuse C.S Ca mammario stadiazione tumore primitivo e meta linfondali ascellari e catena mamm.interna Med.Nucleare - Brescia

55 18 FDG 438 MBq recidiva ca del colon S.A

56 18 FDG 396 MBq recidiva ca del retto con infiltrazione del sacro P.M

57 PET- CT CT FDG 350 MBq Tumore primitivo del pancreas con metastasi epatiche ed ossee Med.Nucleare - Brescia

58 PET- CT CT FDG 350 MBq Tumore primitivo del pancreas con metastasi epatiche ed ossee Med.Nucleare - Brescia

59 Recidiva ca ano-rettale RM : - massa presacrale 10 cm - massa pelvica sin 6 cm - adenopatie iliache e inguinali (fino a 5 cm) - interessamento pube e branca ischio-pubica sin PET-CT 18 FDG 300 MBq Med.Nucleare - Brescia

60 PET con 18 FDG: indicazioni DIAGNOSI STADIAZ. FOLLOW-UP RISTAD. RISP.TER. POLMONE LINFOMI TESTA-COL. +/- ++ +/ MAMMELLA GAST.ENT. - (+/-pancreas) TESTICOLO OVAIO MELANOMA - + +/ NEUROEND /- +/- PROSTATA /- +/- TIROIDE CEREBRALI non indicata: - indicata in alcuni casi: +/- indicazione potenziale: + indicata: ++ e +++

61 limiti della PET con 18 FDG non può identificare la malattia microscopica -)) risoluzione di circa 5 mm scarsa captazione (ridotta sensibilità) in alcuni tumori captazione non esclusiva delle neoplasie -)) accumulo in patologia non neoplastiche -)) processi infettivi -)) processi infiammatori (anche post-terapeutici) terapeutici) -)) accumulo fisiologico in alcuni organi e tessuti

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63 PET con 18 FDG tempo ideale di esecuzione dopo le terapie: dopo chemioterapia: dopo almeno 15 gg dopo interventi chirurgici: dopo almeno 1 mese dopo RT: dopo almeno 3 mesi

64 La tomoscintigrafia PET ALTRI RADIOFARMACI: Traccianti del metabolismo degli aminoacidi: C11-metionina C11-acido aminoisobutirrico C11-acetato Traccianti di precursori della membrana cellulare: C11-colina e F18-fluorocolina Traccianti del metabolismo degli acidi nucleici: C11-timidina Traccianti di recettori ormonali: F18-fluoroetinilestradiolo Precursori delle catecolamine e analoghi della somatostatina: F18-DOPA Ga68-Dotanoc

65 Glioma basso grado parieto-occipitale occipitale sin F18-FDG: FDG: ipocaptazione C11-metionina: ipercaptazione

66 PET/CT con 11C-Colina Colina Uptake della Colina Tutte le cellule eucariotiche utilizzano Colina come precursore nella biosintesi dei fosfolipidi di membrana, componenti essenziali della membrana cellulare. La carcinogenesi è caratterizzata da un aumento della proliferazione cellulare.. pertanto da un aumento della bosintesi dei fosfolipidi di membrana.

67 11C-Colina Colina nel carcinoma prostatico 71 anni prostatectomia 2002 PSA 22 ng/ml in terapia ormonale indag.convenzionali negative PET-CT:un linfonodo iliaco sinistro (13 mm) SUVmax 7.8 MIP

68 11C-Colina Colina nel carcinoma prostatico 73 anni chirurgia 1999 Non terapia ormonale PSA 3,1 ng/ml Scint.ossea: singola ipercaptazione costale PET/CT: multiple lesioni ossee

69 11C-Colina Colina nel carcinoma prostatico 56 anni RT nel 2002; PSA 7 ng/ml Non terapia ormonale PET/CT: ipercaptazione in linfonodo iliaco sinistro

70 PET 18 FDG incremento del metabolismo glucidico e consumo di grandi quantità di glucosio delle cellule infiammatorie attivate: neutrofili, macrofagi e linfociti contribuiscono in modo significativo anche alla captazione di FDG nelle neoplasie: macrofagi associati al tumore e tessuto di granulazione (Kuboca JNM 1992) circa 24% del totale PROCESSI INFIAMM/INFETTIVI E GRANULOMATOSI CRONICI

71 In uso: Radiofarmaci utilizzabili nella diagnostica delle infezioni ed infiammazioni 18F-FDG FDG 67Ga-citrato 111In-granulociti 99mTc-HMPAO HMPAO-granulociti 99mTc-antigranulociti MoAb 111In-Ig Ig 99mTc-Ig 18F-FDG FDG granulociti In studio: anticorpi proteine recettoriali peptidi liposomi antibiotici (tutti variamente radiomarcati)

72 Sc.addominale Tc99m-HMPAO-GL.B. 150 MBq

73 Sc.addominale Tc99m-HMPAO-GL.B. 300 MBq Anteriore - 2 ore

74 Sc. bacino Tc99m-HMPAO-GL.B. 400 MBq Protesi anca destra

75 Vantaggi della PET nelle infezioni Risultati entro 1,5-2 2 ore dalla somministrazione Immagini con elevata risoluzione spaziale (e con localizzazione anatomica precisa) Immagini ad elevato contrasto segnale/rumore Buona risoluzione spaziale anche in strutture assiali (tomografia) Moderata irradiazione del paziente

76 Malattie infettive e infiammatorie rilevate con PET-FDG (analisi della letteratura) Ascessi addominali e pelvici Ascessi epatici Ascessi cerebrali Ascessi polmonari Ascessi renali Infezioni cisti epatiche e renali Salpingo e tubo ooforiti Polmoniti Osteomieliti Infezioni di protesi Tubercolosi Echinococcosi Aspergillosi Micobatteriosi atipiche Mastiti Enterocoliti Mononucleosi infettiva Sinusiti Sarcoidosi Asma Miositi Tiroiditi Mediastiniti Gastriti

77 Sarcoidosi le sedi di sarcoidosi in fase attiva e le cellule neoplastiche captano il FDG in maniera analoga: non è possibile una diagnosi differenziale con malattie tipo LH o LNH. peraltro, una volta stabilita la diagnosi, la PET è efficace nel quantificare estensione e grado della malattia Braun JJ Eur J Nucl Med Mol Imaging

78 PET - 18 FDG G.A sarcoidosi Medicina Nucleare - Brescia

79 Sarcoidosi Nel caso sia disponibile uno studio di base, è possibile valutare l efficacia della terapia in termini di riduzione della captazione del FDG. In pazienti in follow-up, è possibile valutare lo stato di attività della malattia nel sospetto di una ripresa di lesioni già spente. Park IN Clin Nucl Med

80 PET 18FDG immagini assiali fuse sarcoidosi preterapia in corso cortisonici Medicina Nucleare - Brescia

81 Tubercolosi Il tubercoloma è una delle lesioni benigne captanti il FDG. Appare come una massa discreta, in cui il nucleo centrale caseoso è circondato da un mantello di cellule epiteliodi, infiammatorie e collagene. I I fagociti stimolati presentano un incremento dell attività della vie dei pentosi monofosfati di volte rispetto al basale: ciò induce l elevata captazione del FDG. Goo JM Radiology

82 Tubercolosi Tubercoloma e linfoadenopatia satellite

83 Tubercolosi Linfoadenopatia TBC

84 Tubercolosi: ascesso dello psoas

85 Fibrosi retroperitoneale idiopatica

86 Fibrosi retroperitoneale idiopatica pre terapia in corso di terapia

87 PET 18 FDG febbre di ndd numerose cause: infezioni circa 25% neoplasie % malattie granulomatose vasculiti embolia polmonare altro PET review su 292 P. - utile nel 16-55% dei casi - VPP: 30-92% VPN: % (Bleeker-Rovers Q J Nucl Med Mol Imaging 2008)

88 Febbre ndd e poliartralgie >> leucemia linfatica acuta PET - 18 FDG U.F Medicina Nucleare - Brescia

89 Arterite

90 alla diagnosi PET - 18 FDG M.L Febbre ndd >> arterite in corso di terapia cortisonica Medicina Nucleare - Brescia