Il ruolo della PET/TC nella patologia oncologica polmonare

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1 Appuntamenti a Fisica Il polmone: patologia, clinica e fisica Dip. di Fisica e Scuola di Specialità in Fisica Medica Università degli Studi di Torino Il ruolo della PET/TC nella patologia oncologica polmonare Alfredo Muni Ospedale SS. Antonio e Biagio e C. Arrigo Alessandria 1

2 Plasma Glucosio Trasportatori di C 6 H 12 O 6 FDG Tessuto Glucosio FDG Esochinasi Glucosio-6P FDG-6P CO 2 + H 2 O 2

3 Cambiamenti metabolici nelle cellule tumorali (effetto Warburg) Incrementa la replicazione cellulare Incrementa il consumo di glucosio Incrementa il trasporto di glucosio Incrementa l attività dell esochinasi 3

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6 Cellular Classification of NSCLC (WHO/IASLC) A) Squamous cell carcinoma (25% of lung cancers) B) Adenocarcinoma (40% of lung cancers) C) Large cell carcinoma (10% of lung cancers) There area numerous additional subtypes of decreasing frequency A B C 6

7 WHO/IASLC Histologic Classification of NSCLC Squamous cell carcinoma 1. Papillary 2. Clear cell 3. Small cell 4. Basaloid Adenocarcinoma 1. Acinar 2. Papillary 3. Bronchioloalveolar carcinoma (*) 4. Solid adenocarcinoma with mucin 5. Adenocarcinoma with mixed subtypes 6. Variants (**) Large cell carcinoma 1. Large Cell Neuroend. Carcin. 2. Combined LCNEC 3. Basaloid carcinoma 4. Lymphoepithelioma-like carc. 5. Clear cell carcinoma 6. Large cell carc. with rhabdoid phenotype Adenosquamous carcinoma Carcinomas with pleomorphic, sarcomatoid elements Carcinoid tumor (*) -Nonmucinous - Mucinous - Mixed mucinous and nonmucinous (**) - Well-differentiated fetal adenocarcinoma - Mucinous (colloid) adenocarcinoma - Mucinous cystoadenocarcinoma - Signet ring adenocarcinoma -Clear cell adenocarcinoma 7

8 SCLC (Microcitoma polmonare) stadio limitato corrispondente agli stadi TNM: I-IIIb stadio esteso corrispondente agli stadi TNM: IV Alla base di questo differente metodo stadiativo c è la possibilità chirurgica nei NSCLC che manca nei SCLC 8

9 Stage 0-IIb 9

10 Stage IIIa-IIIb 10

11 11

12 NSCLC: TNM 12

13 asr.regione.emilia-romagna.it/wcm/asr/collana.dossier/archivio.dossier1.htm 13

14 asr.regione.emilia-romagna.it/wcm/asr/collana.dossier/archivio.dossier1.htm 14

15 W. Weber - Radioterapy and Oncology 2010 B. Sattler - Radioterapy and Oncology

16 Il nodulo polmonare 16

17 Caratterizzazione metabolica del nodulo polmonare 50% benigno: vascolare, traumatico, flogistico, congenito, linfonodo, A.R., sarcoidosi, TBC, granuloma 50% maligno: tumore primitivo, metastasi Nodo polmonare: TC detection = 98% PET characterization > 90% (VPP = 91% e VPN = 92%) Molti noduli risultano indeterminati alla prima TC e restano tali ai successivi controlli Unico criterio di malignità: crescita volumetrica nel tempo Tempo di raddoppiamento del nodulo maligno: 1,5-12 mesi 17

18 Dimensioni: < 8 mm = < 1% probabilità di malignità 8-20 mm = < 18% probabilità di malignità Margini: regolari = < 30% probabilità di malignità irregolari = 30%-100% probabilità di mal. DE Midthun Lung Cancer 2003 Incidenza di malignità nella popolazione non oncologica con rischio medio-alto: 1-12% Wahdidi MM Chest 2007 D. Ost et al. N Engl J Med 2003;348:

19 Validation of two models to estimate the probability of malignancy in patients with solitary pulmonary nodules Schultz EM et al. Thorax 2008;63: The evaluation and management of the solitary pulmonary nodule The solitary pulmonary nodule Soubani AO et al. Postgrad Med J 2008;84: D. Ost et al. New Engl J Med : Probabilità pre-test di malignità ma da cosa dipende il management del nodulo polmonare? 19

20 Probabilità di malignità dipende da due fattori probabilità di malignità individuale (sulla base dei fattori di rischio personali) probabilità di malignità della popolazione studiata (differenze significative tra popolazione oncologica e popolazione non oncologica) 20

21 Probabilità di malignità L età, il fumo e la storia oncologica sono tre fattori predittori indipendenti di malignità Il rischio di sviluppare un tumore al polmone è fino a 15 volte maggiore in individui con una pregressa neoplasia extrapolmonare 21

22 Clinical Significance of Small Pulmonary Nodules with Little or No 18F- FDG Uptake on PET/CT Images of Patients with Nonthoracic Malignancies 24 pazienti (6 con nodulo solitario e 18 con noduli multipli) Joo Hyun O et al J Nucl Med 2007; 48:15 21 R 22

23 Recommended management algorithm for patients with SPNs that measure 8 to 30 mm in diameter New SPN (8mm to 30 mm) identified on CXR or CT scan Benign calcification present or 2 year stability demonstrated no yes No further intervention required except for patients with pure ground glass opacities, in whom longer annual follow-up should be considered Establish diagnosis by biopsy when possible. Consider XRT or monitor for symptoms and palliate as necessary no Surgical risk acceptable? yes Assess clinical probability of cancer Low probability of cancer (< 5%) Intermediate probability of cancer (5% to 60%) High probability of cancer (> 60%) Serial high-resolution CT at 3, 6, 12, 24 months Negative tests Additional testing PET imaging cect, depending on institutional expertise Transthroracic fine-needle aspiration biopsy, if nodule is peripherally located Bronchoscopy, if air bronchogram present or if operator has expertise with newer guited techniques Positive tests Video-assisted thoracoscopic surgery; examination of a frozen section, followed by resection if nodule is malignant 23

24 24

25 Paziente n anni fumatore cancro del retto in anamnesi nodulo di 2 cm margini spiculati lobo superiore Paziente n anni fumatore no cancro in anamnesi nodulo di 1 cm margini del nodo lisci alla TC lobo superiore Probabilità pre-test di malignità 16% Probabilità pre-test di malignità 67% 25

26 Caratterizzazione di malignità del nodulo polmonare Aspetti legati allo strumento Aspetti legati al nodulo fattore fisico fattore tecnico fattore metabolico fattore dimensionale Efficienza di rilevazione (capacità dello strumento di rilevare il > n. di eventi) Effetto volume parziale (specie per nodi < 1 cm) Movimenti respiratori (specie per nodi < 1 cm) Correzione per l attenuazione TC (specie per nodi < 1 cm) Competizione metabolica (iperglicemia) Biologia cellulare (istotipo) Grado di differenziazione cellulare Numero di cell. maligne vitali Ø nodo n. cell Grado di avidità per 18 F-FDG 26

27 Più il nodulo è piccolo tanto minore sarà il n di cellule maligne al suo interno Quanto deve captare affinchè sia rilevabile dalla PET? 27

28 A Comparison of the Diagnostic Accuracy of 18 F-FDG PET and CT in the Characterization of Solitary Pulmonary Nodules 28 J.M. Fletcher et al. J Nucl Med 2008; 49:

29 A Comparison of the Diagnostic Accuracy of 18 F-FDG PET and CT in the Characterization of Solitary Pulmonary Nodules J.M. Fletcher et al. J Nucl Med 2008; 49:

30 PET dual time A. Matthies et al. J Nucl Med 2002; 43:

31 PET dual time A. Matthies et al. J Nucl Med 2002; 43:

32 Casi FP 32

33 Casi VN 33

34 Bronchiectasie 34

35 35

36 Nodulo cancro (VP) 36

37 AC vs NAC 37

38 Messages to take home La captazione di FDG nel nodo è aspecifica Occorre ogni volta calcolare la probabilità pre-test di malignità La specificità della PET è circa doppia rispetto a quella della TC E importante cercare l associazione del nodo polmonare con altre lesioni benigne La TC è più sensibile della PET nel rilevare i nodi di piccole dimensioni 38

39 SCLC 39

40 Neeta Pandit, Mithat Gonen, Lee Krug, Steven M. Larson Nuclear Medicine Service, Department of Radiology, Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, 1275 York Ave., New York, NY 10021, USA 40 Eur J Nucl Med (2003) 30: R

41 Whole-body metabolic tumour volume of 18F-FDG PET/CT improves the prediction of prognosis in small cell lung cancer Eur J Nucl Med Mol Imaging (2012) 39:

42 Whole-body metabolic tumour volume of 18F-FDG PET/CT improves the prediction of prognosis in small cell lung cancer 42

43 Whole-Body 18F-FDG PET Improves the Management of Patients with Small Cell Lung Cancer Ehab M. Kamel, MD1; Daniel Zwahlen, MD2; Matthias T. Wyss, MD1; Katrin D. Stumpe, MD1; Gustav K. von Schulthess, MD, PhD1; and Hans C. Steinert, MD1 change management: 29% variazione di RT: 19% escluso malignità di lesioni sospette: 12% J Nucl Med 2003; 44:

44 Eur J Nucl Med Mol Imaging (2012) 39:

45 Caso clinico: SCLC ED 45

46 Messages to take home SCLC corrisponde al 15-20% dei cancri al polmone e la sua prognosi è severa (sopravvivenza a 5 aa dopo RT + CT < 5% in LD) Una volta su 4 la PET può modificare il campo RT nelle procedure di planning e ridurre l incidenza di esofagite severa PET poco utile nel valutare la risposta alla CT e RT e potenzialmente utile nella stadiazione di SCLC PET è un ottimo strumento per la stratificazione prognostica correlazione MTV > SUV max 46

47 NSCLC 47

48 principale causa di morte per neoplasia nei due sessi (80% NSCLC) solo nel 16% dei casi è diagnosticato in stadi precoci (I -II ) rispetto al 50% dei tumori della mammella e 90% dei tumori della prostata lo stadio è il fattore prognostico più importante e condiziona la scelta terapeutica il fine della stadiazione pre-operatoria del NSCLC è quella di identificare i pazienti che possano beneficiare della terapia chirurgica la chirurgia radicale è utile solo negli stadi precoci (< 33% dei pazienti) la sopravvivenza a 5 anni, comprendendo tutti gli stati e gli istotipi è del 15% (NSCLC stadio I = 47%, stadio III -IV = 2%) terapia neoadiuvante più chirurgia radicale (stadi IB, IIA/B, III) e nonostante RC dopo chirurgia sopravvivenza a 5 aa < 50% ChTp e ChTp + RT combinate sono lo standard terapeutico per NSCLC stadio III. Frequenza di risposta prima linea 20-40%. PD in 1/3 dei pazienti trattati nuovi farmaci (target therapy) sembrano migliorare la sopravvivenza ma in un numero limitato di pazienti 48

49 Staging e terapia IA IB Operabili Chirurgia radicale IIA, IIB IIIA (T 3 N 1 ) IIIA (N 2 minimal) Operabili Chirurgia radicale + ChTp adiuvante IIIA (N 2 clinical) Potenzialmente operabili ChTp neoadiuvante + Chirurgia radicale IIIA (N 2 bulky) IIIB (T 4 ) Non operabili ChTp + RT IIIB (N 3 ) IV Non operabili ChTp con Gefitinib (EGFR +) 49

50 18 F-FDG PET e NSCLC La PET con 18 F-FDG ha un ruolo ben definito nella diagnosi e nella stadiazione del NSCLC Stadiazione: percentuale di change management tra 25% e 52% dei casi, oltre il 30% dei pazienti in stadio III ha riscontro di mts a distanza occulte importante relazione tra SUV e prognosi From NCRI Report: F. Kee et al: European Journal of Radiology 73 (2010)

51 Primary Tumor Standardized Uptake Value (SUVmax) Measured on Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography (FDG-PET) is of Prognostic Value for Survival in Nonsmall Cell Lung Cancer (NSCLC) A Systematic Review and Meta-Analysis by the European Lung Cancer Working Party for the IASLC Lung Cancer Staging Project Berghmans T et al. J Thorac Oncol. 2008;3:

52 B. Goodgame t al. J Thorac Oncol. 2008;3: Recurrence rates based on SUV max Overall survival based on SUV max 52

53 B. Goodgame t al. J Thorac Oncol. 2008;3: Il SUV max del tumore primitivo polmonare correla con: volume tumorale, sottotipo a cell. squamose, tumori scarsamente differenziati prognosi 53

54 A Percentage change SUV max (early-delayed): 4,3% Survival for patient in A was 28 mo B Percentage change SUV max (early-delayed): 36,4% Survival for patient in B was 12 mo 54

55 Effect of PET/CT on Management of Patients with Non Small Cell Lung Cancer: Results of a Prospective Study with 5-Year Survival Data Concordanza in 83 su 168 pazienti (49,4%) D.L. Gregory et al. J Nucl Med 2012; 53: p 55

56 Change management dopo PET in 69 pz (41%) D.L. Gregory et al. J Nucl Med 2012; 53:

57 Curve di sopravvivenza con stadiazione da CI D.L. Gregory et al. J Nucl Med 2012; 53:

58 Curve di sopravvivenza con stadiazione da PET D.L. Gregory et al. J Nucl Med 2012; 53:

59 D.L. Gregory et al. J Nucl Med 2012; 53: La PET permette spesso un appropriata variazione del management del paziente affetto da NSCLC e risulta un predittore della sopravvivenza più accurato di quanto non lo sia CI 59

60 Diagnostic accuracy and sensitivity PET-CT group DA: 79% Sens: 64% Conventional staging group DA: 60% Sens: 32% 35% 52% SRa 60

61 Lfn ingrandito reattivo Metastasi linfonodale 61

62 Stadiazione di neoformazione polmonare dx Lfn ilare dx Stadio IIB 62

63 NSCLC: PET/TC nella valutazione della risposta metabolica R Completa risposta patologica < 1% cellule tumorali vitali Correlazione è migliore per il SUV max che per le modifiche dimensionali della TC 63

64 Una riduzione del SUV max 80% è risultata predittiva di RC patologica con una sensibilità del 90%, specificità del 100%, accuratezza del 96%, VPP 100% e VPN 95% 64

65 PET è adatta a valutare: la risposta alla NARCT (Stadio III) è predittiva per l esito del trattamento è predittiva per la sopravvivenza Eschmann et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging (2007) 34:

66 N Engl J Med 2006;354:

67 L. Guerra et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging (2012) 39:

68 41,7% 34% 24,3% 56,8% 38,8% 4,4% L. Guerra et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging (2012) 39:

69 Eur J Nucl Med Mol Imaging (2012) 39:

70 Stadiazione di NSCLC 70

71 71

72 Grazie per l attenzione 72