Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные представления о диагностике опухолей головного мозга методом позитронно- эмиссионной томографии (обзор литературы) 11
1.1 Классификация и эпидемиология опухолей головного мозга 11
1.2 Возможности позитронно-эмиссионной томографии в комплексной диагностике церебральных опухолей 15
1.2.1 Сравнительный анализ радиофармпрепаратов, используемых в ПЭТ диагностике опухолей головного мозга 16
1.2.2 Методики оценки ПЭТ изображений при церебральных опухолях. Основные проблемы интерпретации данных 24
1.2.3 Чувствительность и специфичность ПЭТ с иС-метионином в диагностике церебральных опухолей 28
1.2.4 Возможности ПЭТ с иС-метионином в уточнении границ опухоли 30
1.2.5 Возможности ПЭТ с пС-метионином в диагностике
вида опухоли 32
1.2.6 Возможности ПЭТ с пС-метионином в уточнении степени
злокачественности церебральных глиом 35
Глава 2. Метод и материал исследования 43
2.1 Метод исследования 43
2.1.1 Принцип метода позитронно-эмиссионной томографии 43
2.1.2 Методика ПЭТ исследования 44
2.2 Общая характеристика больных 46
2.3 Методика анализа ПЭТ изображений 53
2.4 Статистическая обработка результатов исследований 55
Глава З. Результаты собственных исследований 57
3.1. Выбор радиофармпрепарата для ПЭТ диагностики астроцитарных опухолей 57
3.1.1 Нормальное изображение распределения концентрации ИС-метионина и 18Р-ФДГ в головном мозге 57
3.1.2 Сравнение диагностических возможностей 18Р-ФДГ и ПС-метионина в ПЭТ диагностике опухолей головного мозга 62
3.2 Чувствительность и специфичность ПЭТ с С-метионином в
диагностике опухолей головного мозга 76
3.3. ПЭТ диагностика астроцитарных опухолей с l1 С-метионином 92
3.3.1 Недостаточность индекса накопления і С-метионина как показателя отдельных видов глиом астроцитарного ряда 92
3.3.2 Выделение новых признаков глиом астроцитарного ряда 99
3.3.3 ПЭТ синдромы видов астроцитарных опухолей 107
Глава 4. Обсуждение полученных результатов 121
Заключение 145
Выводы 148
Практические рекомендации 150
Список литературы 151
- Классификация и эпидемиология опухолей головного мозга
- Методики оценки ПЭТ изображений при церебральных опухолях. Основные проблемы интерпретации данных
- Принцип метода позитронно-эмиссионной томографии
- Выбор радиофармпрепарата для ПЭТ диагностики астроцитарных опухолей
Введение к работе
Актуальность темы. Правильная и своевременная диагностика онкологических заболеваний сохраняет актуальность и в настоящее время. Особое место по тяжести течения и исходов занимают глиальные опухоли головного мозга, большую часть которых составляют астроцитомы разной степени злокачественности. Крайне важным для определения тактики их лечения является своевременное распознавание опухоли и получение наиболее полной информации об ее локализации и размерах, источниках кровоснабжения, а также степени анаплазии [1,13]. Появление компьютерных томографических технологий - рентгеновской компьютерной томографии (КТ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ), дающих возможность визуализировать морфологическую структуру исследуемого органа, обеспечило решение многих из этих вопросов [3,16,17,18]. Вместе с тем, несмотря на высокую чувствительность этих методов, главным образом МРТ, в выявлении очагового поражения головного мозга и установлении анатомо-топографических взаимоотношений, проблема диагностики астроцитарных опухолей еще далека от оптимального разрешения. Дифференциальная диагностика генеза патологических изменений мозга по данным МРТ или КТ в ряде случаев вызывает объективные трудности [16,77,189], не всегда удается правильно классифицировать глиальные и другие опухоли мозга и определить их истинные границы [12,17]. Особенно трудным вопросом для структурных методов нейровизуализации является уточнение степени злокачественности церебральных опухолей [3,10,110].
Новые дополнительные возможности в диагностике новообразований головного мозга предоставляет метод функциональной нейровизуализации -позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). Рост опухоли протекает со значительными физиологическими и биохимическими изменениями, отличающими ее от нормальной ткани мозга, что лежит в основе ПЭТ изображений новообразования. К настоящему времени накоплен значительный фактический материал, касающийся возможностей ПЭТ в уточненной диагностике церебральных опухолей, а увеличивающееся количество исследований отражает растущий интерес к функциональной визуализации в нейроонкологии. Вместе с тем, среди исследователей нет единого мнения в выборе оптимального радиофармпрепарата (РФП) для клинических ПЭТ исследований глиом головного мозга. Наибольшее распространение получила 18Р-фтордезоксиглюкоза (18Р-ФДГ). Корреляция і о между скоростью гликолиза в опухоли, измеренной при помощи ПЭТ с F-ФДГ, и степенью злокачественности новообразования, делает, по мнению ряда авторов, этот РФП основным в диагностике злокачественных глиом [54,73,152,209]. Однако 18Т-ФДГ имеет ограничения при ПЭТ головного мозга, поэтому отмечается рост числа исследований с использованием ПС-метионина, повышенное накопление которого в опухоли в сочетании с низким фоновым накоплением в веществе мозга надежно визуализирует глиомы [35,45,50,79,89,142,211]. Хотя по результатам исследований с использованием обоих РФП сложилось представление о предпочтительности иС-метионина в выявлении доброкачественных церебральных глиом и уточнении границ опухолей различной гистоструктуры, суждения о возможности разделения злокачественных и доброкачественных глиом при применении ! -метионина противоречивы [176,209]. Несмотря на наличие корреляции между уровнем накопления пС-метионина и степенью злокачественности опухоли, отмеченной многими авторами, отсутствуют надежные ПЭТ критерии дифференциации вида глиомы астроцитарного ряда для индивидуальных наблюдений [50,89,93,96,150]. Поэтому в большинстве публикаций, посвященных сочетанному применению 18Р-ФДГ и ПС-метионина, подчеркивается комплиментарная роль обоих РФП в диагностике глиальных опухолей [96,142,148,149,199], однако их совместное применение удлиняет время обследования больного, увеличивает лучевую нагрузку и значительно удорожает диагностический процесс. Поэтому попытка оценить целесообразность сочетанного использования 18Р-ФДГ и ПС -метионина в ПЭТ диагностике опухолей головного мозга, а также выявить истинные диагностические возможности ПЭТ с ПС -метионином в дифференциации отдельных видов глиом головного мозга является актуальной задачей.
Описанный круг проблем определил цель и задачи настоящего исследования для дальнейшего совершенствования диагностики глиальных опухолей головного мозга.
Цель и задачи исследования. Целью данного исследования явилась разработка типологической характеристики церебральных глиом астроцитарного ряда при ПЭТ исследованиях с пС-метионином.
Для этого предполагалось решить следующие задачи:
1. Модифицировать методику анализа ПЭТ изображений.
11 0
2. Выявить преимущества С-метионина по сравнению с F-ФДГ при ПЭТ исследованиях опухолей головного мозга.
3. Определить чувствительность и специфичность ПЭТ с 1 -метионином в диагностике опухолей головного мозга.
4. Выделить дополнительные дифференциально-диагностические ПЭТ показатели астроцитарных опухолей головного мозга.
5. Разработать ПЭТ синдромы, характерные для каждого вида глиом астроцитарного ряда.
Научная новизна заключается в новом подходе к анализу ПЭТ изображений, что позволило разработать дополнительные диагностические показатели глиом астроцитарного ряда. Различные сочетания предложенных показателей позволили выделить ПЭТ синдромы, характерные для астроцитом разной степени злокачественности. Использование ПЭТ синдромов астроцитарных опухолей головного мозга легло в основу предоперационного уточнения гистоструктуры глиомы и решения других дифференциально-диагностических задач.
Практическая значимость. Точный предоперационный диагноз лежит в основе оптимальной лечебной тактики. Результаты проведенного і о 11 исследования по изучению возможностей ПЭТ с F-ФДГ и С-метионином установили наиболее информативный РФП для диагностики церебральных опухолей и определили алгоритм ПЭТ исследования больных с подозрением на неопластический процесс головного мозга. Доказана эффективность и информативность ПЭТ с пС-метионином в дифференциальной диагностике очаговых образований головного мозга. Дополнительные возможности ПЭТ с туморотропным РФП должны использоваться для более раннего и точного установления диагноза. Повышенное накопление пС-метионина в патологическом очаге с высокой степенью надежности свидетельствует об опухолевом генезе выявленных при МРТ/КТ изменений, и может служить опорным признаком в дифференциации очаговых поражений головного мозга. Разработанные ПЭТ синдромы глиом астроцитарного ряда в зависимости от степени их анаплазии при исследовании с п С-метионином решают широкий круг диагностических задач при использовании единственного РФП, что снижает лучевую нагрузку на больного и стоимость обследования. Предложенный новый подход к анализу ПЭТ изображений дает возможность оценить как первичный статус опухоли, так и его изменение под влиянием проводимого лечения, что создает потенциал для мониторинга течения опухолевого роста.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. В ПЭТ диагностике опухолей головного мозга туморотропный РФП - ИС і R метионин обладает более широким диагностическим спектром, чем F-ФДГ, что делает приоритетным его использование в распознавании глиом.
2. Метаболические особенности глиом при ПЭТ с пС-метионином в виде интенсивности его накопления и характера очагового распределения лежат в основе дифференциации церебральных глиом астроцитарного ряда.
Апробация работы. Основные положения диссертации изложены на 1 съезде Российского общества ядерной медицины (Дубна, 1997), конференции, посвященной 80-летию кафедры рентгенологии Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования (Санкт-Петербург, 1999), VI международном симпозиуме «Современные минимально-инвазивные технологии (нейрохирургия, вертебрология, неврология, нейрофизиология) (Санкт-Петербург, 2001), III съезде нейрохирургов России (Санкт-Петербург, 2002), Всероссийской научно-технической конференции «Современные проблемы ядерной медицины и радиофармацевтики» (г. Обнинск, 2002), ежегодном Конгрессе Европейской ассоциации ядерной медицины (Неаполь, Италия, 2001 и Вена, Австрия, 2002).
Результаты проведенной работы внедрены в практическую деятельность отделения лучевой диагностики Института мозга человека РАН.
По теме диссертации опубликовано 14 работ, из них 3 статьи в отечественной периодической печати, тезисы на отечественных и зарубежных съездах и симпозиумах.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 173 страницах печатного текста, состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы, который содержит 211 источников (из них 20 отечественных). Диссертация содержит 14 таблиц, 45 рисунков и графиков, включающих 99 отпечатков ПЭТ и 12 отпечатков МР-томограмм.
Классификация и эпидемиология опухолей головного мозга
Первая патоморфологическая классификация нейроэпителиальных опухолей принадлежит P.Bailey и H.Cushing (1926) [27]. Она основывалась на гистологическом сходстве, которое наблюдается между некоторыми видами клеток нервной системы, развивающихся в течение нормального онтогенеза, и клетками опухолей. Позже были разработаны классификации с учетом других позиций. По гистогенетическому принципу, дополненному признанием роли анаплазии клеток в развитии опухолей, построил свою классификацию Л.И.Смирнов [15]. Классификацию церебральных опухолей, основанную на принципе анаплазии клеток вещества мозга с подразделением опухолей на 4 степени злокачественности, предложил J.Karnohan (1952) [95]. Для облегчения сопоставления научных и клинических данных ВОЗ утвердила в 1979 г. единую классификацию опухолей головного мозга. Развитие молекулярной биологии, генетики и биохимии привело к появлению большого количества новой информации о гистогенезе опухолей ЦНС, мембранных протеинах, онкогенах и кинетике роста, что нашло отражение в новой редакции классификации ВОЗ, принятой в 1993 году [99]. Последняя редакция этой классификации была опубликована в 2000 г. [34].
Опухоли головного мозга (ОГМ) разделили на две большие группы: первичные мозговые и метастатические. Первичные церебральные опухоли разделены на несколько основных групп, исходя из их гистогенеза: опухоли из нейроэпителиальной ткани, периферических нервов, мозговых оболочек, лимфомы и опухоли кроветворной ткани, а также герминогенные опухоли. Дополнительно выделяют опухоли области турецкого седла.
У взрослых большинство нейроэпителиальных опухолей происходят из глиальных клеток, которые делятся на астроциты, олигодендроциты, и эпендимоциты [101]. Новообразования, развивающиеся из глиальных клеток, получили общее название - глиальные опухоли или глиомы. В зависимости от гистологического типа глиальных клеток, составляющих основу опухоли, выделяют следующие виды глиом: 1) астроцитома, 2) олигодендроглиома 3) эпендимома. Кроме того, рассматривают смешанные формы глиом. Среди глиом преобладают астроцитарные опухоли, образуя гетерогенную группу новообразований мозга, в состав которой входят как относительно доброкачественные формы, так и опухоли с выраженной степенью злокачественности. Идеально было бы классифицировать мозговые астроцитомы на основе содержания злокачественных клеток. Однако с нарастанием анапластических изменений в глиомах астроцитарного ряда увеличивается как морфологическая, так и генетическая гетерогенность, что делает гистопатологическую классификацию и разделение на стадии проблематичным [3]. Кроме того, процесс развития опухоли не является статическим, т.к. было выявлено значительное изменение степени злокачественности с течением времени [126]. Традиционно диффузные астроцитарные глиомы разделяются в соответствии со степенью нарастания злокачественности от астроцитомы низкой степени злокачественности до глиобластомы. Критериями злокачественности служат наличие ядерного и клеточного полиморфизма, пролиферация эндотелиальных сосудов, наличие митозов и очагов некроза [6,38].
Таким образом, дополнительно к гистогенетическому принципу в классификации астроцитом используется также их подразделение в зависимости от степени анаплазии клеток на доброкачественные (low-grade) и злокачественные (high-grade), а также на несколько степеней злокачественности - от трех до четырех. Несколько таких систем разделения астроцитарных глиом на разные степени злокачественности представлены в таблице 1.
Как следует из таблицы 1, системы разделения астроцитом различаются так, что одна и та же опухоль может иметь разную степень злокачественности в различных системах. Наиболее распространена система ВОЗ. По классификации ВОЗ к опухолям астроцитарного ряда I степени злокачественности относят пилоцитарные астроцитомы, ко II -фибриллярные, протоплазматические и гемистоцитарные астроцитомы, к III - анапластические астроцитомы и к IV - глиобластомы. По мнению Земской А.Г с соавт. (1985) разделение на четыре степени является нецелесообразным, главным образом, из-за выделения пилоцитарных астроцитом в отдельную группу, так как они весьма близки по степени анаплазии к фибриллярным астроцитомам. По их мнению, более приемлемой, с практической точки зрения, является 3-ступенчатая градация степени злокачественности опухоли, объединяющая астроцитомы I и II степени анаплазии по классификации ВОЗ [1]. Предложенная система подразделяет глиомы астроцитарного ряда следующим образом: 1. Типические (доброкачественные) астроцитомы (АСЦ) 2. Анапластические астроцитомы (АнАСЦ) 3. Глиобластомы (ГБ)
Первичные ОГМ у взрослых занимают скромное положение в структуре общей онкологической заболеваемости, составляя 1,5-2%, но являются третьей ведущей причиной смерти от онкологической патологии в возрасте между 15 и 35 годами и вторым по частоте опухолевым заболеванием у детей до 15 лет [120]. Ежегодная заболеваемость первичными опухолями головного мозга зависит от возраста и, по данным зарубежных авторов варьирует от 2 до 19 случаев на 100 000 населения [109,113, 120,187,191]. Заболеваемость детей в возрасте от 0 до 4 лет составляет 3,1 на 100 000 населения, снижается между 15 и 24 годами (1,8 на 100,000) и затем стабильно возрастает, достигая пика в 18-19 случаев на 100 000 населения в год в возрасте между 65 и 79 годами [120]. Заболеваемость первичными ОГМ в Санкт-Петербурге в 1993-1995 гг. составила 7,2 на 100 тыс. населения, а с учетом экстраполяции данных аутопсий -13,9/100 тыс. населения [19].
Методики оценки ПЭТ изображений при церебральных опухолях. Основные проблемы интерпретации данных
Наиболее важной проблемой, касающейся метаболически активных РФП, в частности, 18Р-ФДГ и пС-метионина, является выбор оптимального метода оценки результатов ПЭТ исследования. Существуют три основных способа: абсолютное количественное определение скорости метаболической реакции (в мл/мин/ 100г вещества мозга), полуколичественная оценка, заключающаяся в вычислении отношений между концентрацией РФП в зоне интереса к таковой в референтной ткани, и визуальная оценка, основанная на визуальном определении патологического очага как гипометаболического («холодный» очаг), гиперметаболического («горячий» очаг) или неотличимого от окружающей ткани мозга. Кроме того, некоторые исследователи используют различные варианты нормализации уровня накопления РФП, например, СУН, вычисляемый путем коррекции величины концентрации РФП в опухоли на введенную дозу РФП и вес тела больного [145,150,176].
ПЭТ позволяет измерить концентрацию радиофармпрепарата в локальном объеме ткани. Если метаболизм РФП хорошо известен, можно создать математическую модель для расчета скорости метаболической реакции на основе данных ПЭТ и величины радиоактивности в плазме крови. Такая модель расчета абсолютных количественных значений регионарной скорости потребления глюкозы разработана для 18Р-ФДГ [82,155,162,163]. Однако является спорным использование стандартных скоростных констант (Кь К2-К4, lumped constant) в математической формуле расчета скорости метаболизма глюкозы, так как они могут различаться в опухолях и в нормальной мозговой ткани [22,164,188]. Вычисление соответствующих (индивидуальных) скоростных констант требует динамического режима сканирования, что резко удлиняет и усложняет процедуру обследования, а в сочетании с относительной инвазивностью (необходимы заборы артериальной крови) делает количественную оценку уровня потребления глюкозы менее приемлемой для клинической работы [61].
Поэтому были предложены различные варианты полуколичественной оценки, включающей вычисление отношения между накопленной концентрацией F-ФДГ в опухоли и референтном участке на ПЭТ изображении концентрации РФП в веществе мозга. Такой способ оказалась простым и надежным методом в оценке результатов ПЭТ с F-ФДГ [78,81,96,97,136]. Однако не существует единого мнения в отношении наиболее диагностически значимого референтного региона. В качестве последнего используют контралатеральную кору, белое вещество, весь мозг, контралатеральную зеркальную зону мозга. Существует также мнение, что простая и очень экономичная по времени визуальная оценка достигает той же [29,52,62,84] или даже большей [96,97,179] точности и надежности в определении злокачественности опухоли и/или прогноза.
Выбор различных референтных участков во-многом затрудняет сравнение между результатами разных исследований. В частности, G.Di Chiro (1987) рекомендовал использовать для сравнения белое вещество, аргументируя свою позицию ростом глиом из клеток белого вещества, в связи с чем увеличенная гликолитическая активность в опухолевой ткани будет видна наилучшим образом именно в контрасте с низкой метаболической активностью нормального белого вещества [63]. Очевидно, что само определение «гиперметаболизм» и величина соотношения опухоль/нормальная мозговая ткань зависят от выбора референтной зоны, что следует учитывать при рассмотрении данных разных исследователей. Противоречивость самого понятия гиперметаболизма, т.е. его зависимость от локализации опухоли в коре или белом веществе заставила выработать более адекватную стандартизированную визуальную оценку. В последние годы, в основном, используют 5-градационную шкалу, предложенную T.Schifter et al. (1993) и ее модификации. Суть такого анализа заключается в подразделении концентрации РФП в опухоли на 3-6 степеней (градаций), в зависимости от того, выше, ниже или равная концентрация РФП наблюдается в опухоли по отношению к белому веществу и коре [179].
Похожие проблемы возникают и в оценке уровня накопления ПС-метионина. Его биологические и химические свойства идентичны естественной аминокислоте. Первоначально предполагали, что с помощью этого РФП возможно измерить скорость белкового синтеза [40,200]. Но дальнейшие исследования показали, что сложный метаболизм метионина не позволяет создать математическую модель, описывающую синтез белка. Хотя главный метаболический путь метионина - это белковый синтез, существует еще несколько малых метаболических реакций, в которых эта аминокислота участвует. К примеру, в мозге L-метионин является прекурсором 8-аденозил-Ь-метионина, который является донором метильной группы в реакциях трансметилирования и синтеза полиаминов. В исследованиях на животных 12-15% метионина было зарегистрировано в небелковых метаболитах [86,177]. Следовательно, чтобы точно описать кинетику метионина, должны быть учтены все возможные пути его метаболизма, что крайне сложно, поскольку при ПЭТ измеряется только суммарная радиоактивность в ткани, которая отражает как белковую инкорпорацию, так и другие метаболические пути. Другим вариантом количественной оценки является графический метод, предложенный A.Gjedde и C.Patlak [71,153]. Этот метод анализа описывает однонаправленный транспорт из кровяного русла в клетку, то есть в необратимый объем ткани, названный компартмент, пренебрегая, расщепляется этот компартмент в дальнейшем или нет, как в случае с С-метионином, где продукты реакций трансметилирования не могут быть разделены с метионином, который связан с белками. На основе этой модели вычисляют скоростную константу накопления Ki (influx constant). Для расчета необходимы динамическое эмиссионное сканирование в течение 40 минут, а также данные о концентрации "холодного" метионина и уровне радиоактивности в плазме крови, что требует заборов крови, предпочтительно артериальной. Для точного вычисления необходима коррекция общей радиоактивности плазмы крови на активность низкомолекулярной фракции меченых метаболитов [86,177]. Таким образом, эта процедура значительно усложняет и удлиняет обследование и сомнительно, что реально добавляет значимую информацию для клинических ПЭТ исследований [65]. При сравнении Patlak анализа со значительно более простой полуколичественной оценкой накопления отмечено, что последняя является даже более стабильной и надежной, чем Patlak метод [79,119,210].
Принцип метода позитронно-эмиссионной томографии
ПЭТ является высокоэффективным способом слежения за чрезвычайно малыми количествами позитрон-излучающих радионуклеидов, которыми помечены важные в биологическом отношении молекулы. Основой медицинского применения ПЭТ явилось то, что элементы, имеющие позитрон-излучающие ультра- и короткоживущие изотопы, такие как 18F (период полураспада ПО минут), С (период полураспада 20 минут), N (период полураспада 12 минут), 150 (период полураспада 120 секунд), входят в состав большинства органических соединений. Радиофармпрепарат, меченный таким "физиологичным" позитрон-излучающим изотопом, может быть метаболическим аналогом или одной из молекул, участвующей в интересующем биологическом процессе. РФП вводится внутривенно, распределяется в организме согласно кровотоку и метаболизируется аналогично своему немеченому соединению. Таким образом, ПЭТ может рассматриваться как томографическое изображение этих физиологических или биохимических процессов, и вследствие этого метод часто называют функциональной визуализацией. При использовании соответствующих РФП и математических моделей, описывающих их судьбу в организме, ПЭТ позволяет неинвазивно и количественно картировать мозговой кровоток, уровень потребления глюкозы, аминокислотный транспорт, белковый синтез и нейрорецепторные системы.
В основе физических принципов позитронной эмиссионной томографии лежит использование свойства неустойчивости ядер короткоживущих изотопов, в которых количество протонов превышает количество нейтронов. При переходе в устойчивое состояние ядро излучает позитрон, очень короткий свободный пробег которого в ткани заканчивается столкновением с электроном и их взаимоуничтожением (аннигиляцией). Аннигиляция сопровождается выделением двух противоположно направленных гамма-квантов с энергией приблизительно 511 кэВ. Эти гамма-кванты регистрируются системой детекторов, которые расположены вокруг тела. Если два гамма-кванта регистрируются одновременно двумя противоположно направленными детекторами ( или в течение короткого ограниченного интервала времени), то предполагается, что они возникли от аннигиляции где-то вдоль линии, соединяющей эти детекторы - принцип, названный детекцией совпадения.
Если расположить детекторы в виде кольца вокруг исследуемого объекта, то можно зарегистрировать все акты аннигиляции в этой плоскости с использованием схемы совпадений, а при присоединении к системе электронно-вычислительного комплекса, используя специальные программы реконструкции, можно получить изображение плотности концентрации изотопа, отражающую определенную функцию.
В структуру ПЭТ-центра входят медицинский циклотрон, радиохимическая лаборатория по производству РФП, ПЭТ камера и вычислительный комплекс для обработки данных.
Настоящие исследования выполнены на позитронно-эмиссионном томографе "РС2048-15В" фирмы "Scanditronix" (Швеция), позволяющем одновременно получать изображения 15 аксиальных срезов толщиной 6.5 мм. Пространственное разрешение камеры составляет 6,5 мм. Обработку данных осуществляли на базе вычислительного комплекса microVax II фирмы "DEC" (США) с использованием специально разработанного программного обеспечения - "Image display and analysis" фирмы "Scanditronix" (Швеция).
Изотопы получали на медицинском компактном циклотроне (энергия 18 МэВ) фирмы "Scanditronix" (Швеция), установленном в Институте мозга человека РАН. Радиохимический синтез проводили в радиохимической лаборатории нашего института. Синтез 2-[18Р]Фтор-2-дезокси-[ глюкозы осуществляли с помощью роботизированной системы по модернизированной методике Hamacher et. al. [2]. Объемная активность РФП составляла 2000 МБк/мл, время синтеза около 60 минут. Радиофармпрепарат Ь-[метил-иС]-метионин синтезировали путем метилирования L-гомоцистеинтиолактона с выделением конечного продукта методом твердофазной экстракции [5].
Голова больного фиксировали с помощью индивидуально изготовленной маски из термопластикового материала, что обеспечивало постоянное положение головы во время исследования и возможность его воспроизведения при повторных исследованиях. Плоскость сканирования устанавливалась параллельно орбитомеатальной линии. Перед началом эмиссионного исследования всем больным проводился трансмиссионный скан с Ge источником в течение 10 минут для коррекции эмиссионных данных на неоднородность проницаемости объекта для гамма-квантов.
Затем через катетер, предварительно установленный в локтевую вену пациента, быстро струйно вводили пС-метионин в дозе 10-22 mCi в объеме 1-8 мл. При статическом варианте исследования сканирование начинали через 20 минут после введения РФП, и длительность исследования составляла 20 минут. При динамическом исследовании начало сканирования совпадало с моментом введения РФП и продолжалось в течение 40 минут. Количество и продолжительность отдельных сканов были следующими: 4 скана по 30 сек., 3 - по 60 сек., от 4-х до 7-ми - по 300 сек. В дальнейшем, сканы, начиная с 6-ой минуты исследования, суммировались, и в анализ включали результирующее 20-минутное изображение.
Выбор радиофармпрепарата для ПЭТ диагностики астроцитарных опухолей
Интерпретация результатов исследований требует знания нормального распределения применяемого РФП, вариабельности его накопления, артефактов и процессов, мимикрирующих патологию и порождающих диагностические ошибки.
Данные о нормальном физиологическом распределении пС-метионина были получены на 7 больных, у которых в результате клинико-инструментального обследования с использованием МРТ и ПЭТ было исключено очаговое поражение головного мозга. При динамическом сканировании головного мозга в течение первой минуты визуализировались внутричерепная часть внутренних сонных артерий и крупные венозные синусы твердой мозговой оболочки. Начиная с 3-ей минуты исследования, концентрации РФП в веществе головного мозга быстро возрастала, достигала к 5-13 минутам 90%-100% от своего максимума и далее оставалась постоянной или медленно увеличивалась в течение 30-40 минут (рис. 1). Для детального анализа использовалось результирующее изображение, полученное путем суммирования данных при достижении постоянного уровня концентрации РФП в тканях головного мозга, т.е. начиная с 6-ой минуты, продолжительностью 20 минут.
Время (мин) Рис. 1 Динамика изменения концентрации пС-метионина в сосудах и веществе головного мозга (больная Л., ПЭТ № 22629). По оси асбцисс- время исследования, по оси ординат - концентрация ПС-метионина в области интереса.
Изменение концентрации пС-метионина в течение исследования в области интереса, расположенной на изображении сифона ВСА, показано красной линией, в коре большого мозга - зеленой линией, в коре мозжечка - синей линией (см. подробное объяснение в тексте).
Нормальное распределение пС-метионина характеризовалось более высоким уровнем его накопления в коре, подкорковых ядрах и зрительных буграх по сравнению с белым веществом и желудочками мозга, без существенной асимметрии между полушариями. При ПЭТ исследовании головного мозга с использованием пС-метионина также отмечено несколько внемозговых структур, которые в норме отличались физиологически повышенным уровнем накопления этого РФП, заметно превышающим таковой в коре мозга. Слезные железы обычно отчетливо визуализировались как двусторонние симметричные очаги повышенного накопления С-метионина, локализующиеся впереди, ниже и латеральнее базальных отделов лобных долей. Следует отметить и повышенный захват РФП спонгиозой тела клиновидной кости и ската, что необходимо учитывать во избежание ошибок при исследовании опухолей, расположенных на основании черепа. Кроме вышеперечисленных структур головы значительно увеличенное накопление пС-метионина также характерно для околоушных слюнных желез, постоянно локализующихся латеральнее и ниже височных долей (рис. 2).
Данные о нормальном распределении 18Р-ФДГ в веществе головного мозга были получены при исследовании 12 пациентов контрольной группы, не имевших заболеваний головного мозга. Высокий уровень потребления глюкозы наблюдался в сером веществе головного мозга: коре больших полушарий, подкорковых ядрах, зрительных буграх и в коре мозжечка (рис. 3). Низкий метаболизм глюкозы регистрировался в белом веществе и желудочках мозга, которые не дифференцировались друг от друга. Межполушарная асимметрия концентрации РФП ни у одного из обследованных этой группы не превышала 14%. У части обследованных визуализировались мышцы глаз, которые распознавались по их локализации вдоль стенок орбит.
Для выбора оптимального РФП для ПЭТ исследований церебральных опухолей мы отобрали 32 больных с опухолями головного мозга по результатам МРТ или КТ, которых обследовали обоими РФП с интервалом в 1-3 дня между исследованиями.
У 24 больных ПЭТ выполнена в связи с первичной опухолью, а у 8-х -при подозрении на продолженный рост. Гистологически диагноз был верифицирован в 28 наблюдениях, в 4-х - подтвержден на основании клинико-лабораторных данных, динамического клинического наблюдения и результатов МРТ или КТ. Большую часть наблюдений составили глиальные опухоли (п=27). Кроме того, выявлены: менингиома (п= 2), медуллобластома (п=1), метастазы (п=2). Гистологически глиомы были разделены согласно классификации ВОЗ (2000 г.) на доброкачественную астроцитому, включая олигоастроцитому (АСЦ, п=11), анапластическую астроцитому (АнАСЦ, п=8), глиобластому (ГБ, п=5), анапластическую олигодендроглиому (п=2), анапластическую эпендимому (п=1).
При ретроспективном сравнении двух РФП их свойства сопоставлялись по отдельным диагностическим критериям: интенсивности накопления, его однородности, четкости выявления границ и размеров опухоли.
![Возможности совмещенной позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии в диагностике глиальных опухолей головного мозга [Электронный ресурс]](/i/i/4485/203355.png "Возможности совмещенной позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии в диагностике глиальных опухолей головного мозга [Электронный ресурс] Бойков Игорь Валерьевич")
