Positron Emission Tomography PET Dove e quando usarlo. Relatore M.Fayaz medico nucleare Centro Oncologico Fiorentino - CFO

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1 Positron Emission Tomography PET Dove e quando usarlo Relatore M.Fayaz medico nucleare Centro Oncologico Fiorentino - CFO

2 PET Indagine medico-nucleare che utilizza molecole biologiche (zuccheri, aminoacidi, ormoni, ecc.) marcate con atomi emettitori positronici. Che a differenza della tomografia assiale computerizzata (TAC) e della risonanza magnetica nucleare (RMN), che forniscono essenzialmente informazioni sulla struttura anatomica, la PET valuta gli aspetti fisiologici e biochimici e cosi offrendo una prospettiva diversa della malattia (caratterizzazione biologica) ponendo le premesse per una diagnosi: _ più precoce _ più precisa

3 Basic of PET technology

4 Positron emission Gamma ray 511 KeV 18 Positron F Nucleus Electron 180 Gamma ray 511 KeV Una volta iniettato nel corpo, solitamente per via endovenosa, l isotopo ben presto decade emettendo il positrone che, dopo un percorso nel tessuto che al massimo può raggiungere pochi millimetri, si combina con un elettrone con conseguente annichilazione reciproca e produzione di due fotoni di eguale energia pari a 511 KeV. I due fotoni così prodotti viaggiano in direzioni diametralmente opposte, attraversano il tessuto circostante e vengono registrati da un anello di rivelatori che circonda il soggetto in esame. I segnali rilevati vengono in seguito convertiti in immagini tomografiche mediante software di ricostruzione.

5

6 Membrane metabolism Energy Protein synthesis Stroma Integrins PDGF Estrogeni Androgeni Receptors DNA synthesis Ipoxia

7 Why FDG?

8 Warburg O. On the origin of cancer cells. Science 1956; 123: Neoplastic cells have a high rate of glucose metabolism Fluro-deoxi-glucose

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10 Dove e quando usarlo Esistono numerosi rapporti di technology assessment che hanno valutato la qualità e la rilevanza degli studi clinici al fine di definire l efficacia della FDG-PET in ambito oncologico. Negli ultimi anni sono apparsi nella letteratura internazionale articoli ed editoriali che hanno sottolineato la necessità di verificare la correttezza e appropriatezza d uso nella pratica oncologica.

11 Health Outcome Evaluation FDG-PET changes treatment in 37% of the Patients (metanalysis of 5062 casi)

12 Buck AK; JNM 2010

13 Il Rapporto è stato sviluppato secondo le seguenti tappe. Costituzione del panel multidisciplinare 7 MN Ricerca sistematica e 6 On analisi critica della 3 Int letteratura rilevante 2 Pne 1 Ema Definizione dei quesiti e 2 DS formulazione degli 3 Met scenari clinici 66 scenari tipi delle richieste di PET-FDG

14 Categorie di giudizio 1. Appropriata Quando gli studi disponibili soddisfano tutte e tre le seguenti condizioni: esistono prove affidabili che la PET abbia una performance diagnostica migliore (in termini di sensibilità e specificità) rispetto alle tecniche convenzionali; le informazioni ottenute dall esame PET sono in grado di influenzare il comportamento clinico; queste informazioni sono, verosimilmente, in grado di influenzare l outcome del paziente

15 Categorie di giudizio 1. Appropriata 2. Potenzialmente utile Gli studi disponibili documentano una migliore performance diagnostica (in termini di sensibilità e specificità) della PET rispetto alle tecniche convenzionali considerate come gold standard, senza tuttavia fornire prove di un impatto sul comportamento clinico e quindi sull outcome

16 Categorie di giudizio 1. Appropriata 2. Potenzialmente utile 3. Di utilità tuttora non documentata Quelle indicazioni per le quali non esistono in letteratura studi relativi all impiego diagnostico della PET.

17 Categorie di giudizio 1. Appropriata 2. Potenzialmente utile 3. Di utilità tuttora non documentata 4. Inappropriata Quando ci si trova in presenza di situazioni cliniche nelle quali lo stato della malattia è tale che nessuna ulteriore informazione diagnostica modificherebbe il comportamento terapeutico, oppure i dati disponibili indicano una performance del test non migliore rispetto alla diagnostica tradizionale

18 Linfomi di Hodgkin e non Hodgkin (linfomi aggressivi: diffuso a grandi cellule B e mantellare) La FDG-PET è stata considerata nella stadiazione dei linfomi, nella valutazione della risposta precoce e nella valutazione alla fine del trattamento, nello studio delle sospette recidive e nel follow up. Scenario clinico Stadiazione nella malattia localizzata I linfomi di Hodgkin e i linfomi non Hodgkin aggressivi sono patologie in cui la pianificazione terapeutica dipende in modo sostanziale dall estensione della malattia. Avere quindi un accurata stadiazione consente una corretta programmazione terapeutica soprattutto negli stadi iniziali. Appropriato Semin Nucl Med 2005; 35:

19 Scenario clinico Valutazione precoce della risposta alla terapia (dopo 1-2 cicli di trattamento). Numerosi studi condotti sia sui pazienti con linfoma di Hodgkin che nei pazienti con linfoma non Hodgkin documentano l elevato valore prognostico della FDG-PET effettuata dopo 2 cicli di chemioterapia. La negatività della FDG-PET precoce è associata a un elevata percentuale di remissioni complete e a una sopravvivenza a 2-3 anni migliore rispetto ai pazienti con FDG-PET positiva precoce. Mancano studi di documentazione diretta dell impatto sul management terapeutico. In assenza dell esame FDG-PET prima del trattamento non è possibile avere prove della sua utilità come test di monitoraggio. 1 - Appropriato Semin Nucl Med, 2005

20 FDG-PET After 1 Cycle of Therapy Predicts Outcome in Diffuse Large Cell Lymphoma and Classic Hodgkin Disease PET after 1 Cycle PET after Completion Progression Free Survival Kostakoglu L, Cancer, 2006

21 Scenario clinico Valutazione della risposta al trattamento al termine della terapia Numero di studi 20 Numero dei pazienti 854 Sensibilità FDG-PET 90,3% Specificità FDG-PET 91,1% Standard di riferimento TAC Impatto sul management non riportato 1 - Appropriato Complessivamente la FDG-PET sembra poter essere utile nella valutazione dei pazienti con linfoma dopo terapia d induzione, avendo un accuratezza diagnostica superiore alla radiologia tradizionale. Inoltre, poiché i linfomi sono tumori molto chemiosensibili, è possibile - in base alla risposta alla terapia di I linea - programmare un appropriata strategia terapeutica o di follow up. Semin Nucl Med, 2005

22 LBCNHL Juweid ME J Clin Oncol Feb 10;25(5):571-8.

23 Tumori del distretto Testa-collo Stadiazione 2 - Potenzialmente utile

24 Scenario clinico Valutazione della malattia residua e/o recidiva a seguito di imaging morfologico dubbio Sensibilità FDG-PET range % Specificità FDG-PET range 61-93% Standard di riferimento diagnostica convenzionale 1 - Appropriato. La FDG-PET appare più specifica della TAC nell identificare una linfoadenopatia residua in pazienti con tumore squamoso del collo regionalmente avanzato trattati con radioterapia, e può quindi contribuire a una migliore identificazione del trattamento successivo

25 Scenario clinico Definizione del piano di cura radioterapico 1 - Appropriato Non vi sono studi, tuttavia, che mettano a confronto gli esiti del cambiamento del campo radioterapico. Solberg TD, J Neurosurg (Suppl 3) 101: , 2004

26 Ca. papillare e follicolare della tiroide Scenario a. sospetta recidiva documentata dall aumento della tireoglobulina in pazienti che non captano alla scintigrafia con I131, b. sospetto clinico-biologico di malattia più estesa rispetto alla captazione dello iodio all esame scintigrafico. J Nucl Med 2007; 48:58S 67S 1 - Appropriato

27 Nodulo polmonare solitario I noduli polmonari possono essere lesioni neoplastiche iniziali e non sempre la radiologia tradizionale è in grado di consentire una diagnosi accurata. La FDG-PET può essere utile sia per la diagnostica differenziale del nodulo sia per la stadiazione della malattia, qualora si trattasse di un nodulo neoplastico. Numero di studi 40 Numero dei pazienti Sensibilità FDG-PET 96,8% (range %) Specificità FDG-PET 77,8% (range 0-100%) VPP più di 95% Standard di riferimento diagnostica convenzionale 1 - Appropriato

28 cancer

29 CARCINOMA POLMONARE NON A PICCOLE CELLULE (NSCLC) Scenario clinico Stadiazione nei pazienti candidati alla chirurgia L esame viene impiegato in pazienti candidati al trattamento chirurgico (stadio I, II e IIIa) nella fase di stadiazione allo scopo di evitare l effettuazione di una mediastinoscopia per la definitiva valutazione dell estensione locoregionale e la ricerca di eventuali metastasi a distanza. nella pianificazione dei campi radioterapici nella valutazione della malattia residua post-terapia, nella valutazione della terapia neoadiuvante. 1 - Appropriato

30 Neoplasia della mammella Scenari Stadiazione nel tumore localmente avanzato Metastasi potenzialmente operabili Sospetti clinici, laboratoristici o reperti dubbi (ottenuti con i metodi diagnostici tradizionali) compatibili con una recidiva del tumore primario 2 - Potenzialmente utili

31 Impatto del risultato FDG-PET sul trattamento in 125 casi inviati 32% 41% 27% Immodificato Confermato Modificato Eubank WB, AJR 2004

32 Risposta al trattamento chemioterapico con PET-FDG La FDG-PET dopo il secondo ciclo di trattamento neoadiuvante identifica il 91% dei casi clinicamente responders. Schelling, M. et al. J Clin Oncol; 18:

33 Neoplasia dell esofago La FDG-PET è stata considerata sia nella valutazione dell operabilità alla diagnosi sia per lo studio delle recidive. Scenario clinico Stadiazione in pazienti potenzialmente operabili Poiché la chirurgia del tumore esofageo rappresenta il principale trattamento per questa malattia, è importante poter identificare i soggetti che possono realmente beneficiarne, escludendo invece i soggetti nei quali la chirurgia non è in grado di apportare un vantaggio. Appropriato

34 Carcinoma del colon-retto Scenari: Stadiazione pre-operatoria in sospetta di meta Sospetta recidiva di malattia in sede locale o metastasi positività dei markers (CEA) e quadro TAC negativo reperti dubbi all imaging tradizionale Selezione dei pazienti da sottoporre a resezione curativa 1 - Appropriato Semin Nucl Med, 2006; 36:

35 Cervice Uterina Scenario clinico: Cancro della cervice uterina in fase avanzata Appropriato Semin Nucl Med 2006; 36:93-104

36 Ovaio Scenario clinico Ristadiazione in pazienti con sospetto clinico di ripresa di malattia (aumento progressivo del markers CA125 e reperti imaging morfologici dubbi/negativi ). Follow-up Restaging in rialzo del Ca 125 appropriato

37 Ricerca del carcinoma occulto in pazienti con metastasi documentate Le metastasi di origine sconosciuta costituiscono circa il 3-4% delle neoplasie maligne. La FDG-PET può essere utile nell identificazione della sede primitiva di tumori con metastasi documentate di origine ignota in circa il 30% dei casi. Scenario clinico Ricerca del tumore primitivo in pazienti con lesione metastatica Sensibilità FDG-PET 57% Standard di riferimento biopsia Impatto sul management in 3 studi modifiche nel 25-41% dei casi 1 - Appropriato Cancer 2007; 109:292 9

38 Carcinoma prostatico PET -FDG ha un ruolo limitato nel carcinoma della prostata, le cui cellule tumorali hanno la caratteristica di avere un metabolismo peculiare. Nuovi radiofarmaci a base di Colina hanno mostrato risultati incoraggianti per il tumore prostatico. La colina marcata con Fluoro-18 può essere utilizzata in tutti quei tumori in cui la PET con FDG ha un ruolo limitato, in particolare nel carcinoma della prostata. La 18F-FCH segue le vie metaboliche della colina, con un tasso di captazione, fosforilazione ed incorporazione nei fosfolipidi di membrana, nelle cellule tumorali, molto simile al naturale substrato della colina chinasi (De Grado et al, 2000). Inoltre le differenze nell andamento di captazione dell FDG e FCH sono ben conosciute. L FDG ha una lenta bloodclearance, con un tempo necessario all accumulo del tracciante nei tessuti maggiore rispetto alla FCH, che ha un tempo di residenza nella circolazione molto breve (< 2 min).

39 Scenario clinico: nella stadiazione pre-operatoria dei pazienti ad alto rischio di metastasi; nella stadiazione pre-operatoria dei pazienti ad alto rischio di metastasi; nella stadiazione pre-operatoria dei pazienti ad alto rischio di metastasi;

40

41 2. nella ristadiazione nei Pazienti con ripresa biochimica del PSA( buona accuratezza diagnostica anche per valori bassi di PSA). la sensibilità della PET-Colina aumenta con il crescere del PSA.la velocità di incremento del PSA correla con la positività della PET-Colina

42 THANK YOU FOR THE ATTENTION

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