КТ и ПЭТ/КТ: отличия и сходства, физические основы, области применения

ПЭТ/КТ (позитронно-эмиссионная томография — компьютерная томография) — это метод диагностики заболеваний, при котором совмещается исследование структуры и функциональных особенностей тканей. Наиболее востребована эта технология в онкологии для диагностики и определения степени распространения злокачественных новообразований.

• Описание технологии ПЭТ/КТ
• Преимущества и недостатки ПЭТ
• Виды препаратов для проведения ПЭТ
• Когда показано проведение ПЭТ/КТ
• Противопоказания к ПЭТ/КТ
• Подготовка к ПЭТ
• Прохождение диагностики ПЭТ/КТ
• Осложнения и побочные эффекты ПЭТ/КТ
• Лучевая нагрузка на пациента при ПЭТ-сканировании

Описание технологии ПЭТ/КТ

В основе технологии ПЭТ лежит исследование как структурных, так и функциональных особенностей тканей. Функция тканей оценивается благодаря обмену веществ. Например, выбирается универсальное вещество, которое необходимо всем клеткам организма. Его маркируют радиоактивной меткой, вводят в организм и наблюдают места его максимального накопления.

Одним из самых универсальных веществ в человеческом организме является глюкоза. Она необходима для питания практически всех клеток и тканей. Но наибольшее ее потребление идет в злокачественных новообразованиях, поскольку на рост и размножение опухоли тратится очень много энергии.

При проведении ПЭТ/КТ исследования глюкозу маркируют радиоактивными атомами с коротким периодом полураспада, например, фтором-18. И после введения в организм она в больших количествах накапливается в тканях с наиболее интенсивным метаболизмом, т. е. в злокачественных новообразованиях.

Радиоактивная метка подвергается распаду, излучая энергию в виде гамма-лучей. Излучение регистрируется прибором, и на основании полученных данных строится визуальная модель, которая показывает место локализации опухоли, ее размеры и метастазы.

Радиоактивные метки накапливаются только патологическими клетками, в то время, как здоровые ткани не визуализируются. Когда доктор хочет видеть и здоровые, и измененные структуры, выполняется компьютерная томография. Она позволяет получить детальное изображение с точностью до миллиметра.

После получения данных от обеих сканирующих систем, программное обеспечение накладывает их друг на друга, выстраивая изображение, которое дает врачу четкое представление о том, где локализуются патологические очаги.

Запись на консультацию круглосуточно

+7+7+78

КТ: что это такое?

Компьютерная томография — метод послойного исследования тела. Может исследоваться любая область от головы до малого таза. В основе метода лежит ослабление рентгеновского излучения разными по плотности тканями.

Рентгеновская трубка вращается вокруг объекта исследования, облучая его. Ослабленное излучение воспринимается детекторами с противоположной стороны. Компьютерная томография может быть пошаговой и спиральной. При пошаговой КТ трубка совершает оборот вокруг объекта при неподвижном столе.

После завершения полного оборота трубки стол смещается на несколько миллиметров, и сканирование запускается вновь. При спиральной томографии стол смещается последовательно без остановок. Оценивается разница между исходным и ослабленным излучением. Формируются поперечные изображения, выводимые на экран для анализа.

Преимущества и недостатки ПЭТ

Преимущества:

• Возможность совмещения в одном исследовании нескольких видов диагностики, что позволяет получить данные высокой точности.
• Исследование безболезненно, не вызывает дискомфорта.
• Возможность диагностики рака на ранней, досимптомной стадии.
• Возможность исследования сразу всех органов.
• Процедура проводится амбулаторно и не требует госпитализации в стационар.

К недостаткам метода относят необходимость применения радиоактивных препаратов. Чтобы уменьшить риски, исследование проводится в строгом соответствии с нормами радиационной безопасности. В целом побочные эффекты от ПЭТ несоизмеримы с тем, какую ценную информацию дает такой метод исследования. В данном случае действуют три правила:

1. Исследование должно быть обосновано. Польза от диагностики должна превышать вред от облучения.
2. Оптимизация. Медперсонал обязан принимать все меры, которые позволят минимизировать лучевую нагрузку на организм.
3. Нормирование. Должны жестко соблюдаться все нормы и правила радиационной безопасности.

Вредна ли позитронно-эмиссионная томография?

Ввиду применения сразу двух видов ионизирующего излучения (гамма-излучения ПЭТ и рентгеновского излучения КТ), данный метод оказывает весьма значительное излучение на организм. Расчетная эффективная доза облучения на все тело при внутривенном введении диагностических доз изотопного препарата (150-555 МБк) составляет от 3,7 до 13,9 мЗв, и это лишь доза облучения гамма-камеры; к ней нужно добавить дозу облучения рентгеновской трубкой КТ, которая может удваиваться, а иногда и утраиваться. При этом рекомендуемая доза облучения для населения не превышает 5 мЗв.

Как видите, при сложении цифра получается очень внушительная, поэтому метод не применяется у беременных и не рекомендуется детям. Однако, диагностическая ценность методики в большинстве случаев превосходит риск последствий ионизации.

Виды препаратов для проведения ПЭТ

Потенциал ПЭТ исследований определяется арсеналом используемых радиофармпрепаратов — фармацевтических препаратов, которые помечены нестабильными изотопами, делающими эти вещества радиоактивными.

В настоящее время в ПЭТ исследовании широко используются изотопы следующих элементов:

• углерод-11;
• азот-13;
• кислород-15;
• фтор-18.

В онкологической практике наибольшее распространение получил фтор, поскольку он имеет наибольший период полураспада при наименьшей энергии излучения. Это, во-первых, позволяет получить изображения высокого качества и пространственного разрешения. А во-вторых, относительно большой период полураспада (109,8 мин) дает возможность транспортировки препарата от места производства до центров сканирования.

Самым распространенным РФП в онкологии является фтордезоксиглюкоза ФДГ. Это аналог глюкозы, которая является универсальным веществом, поглощаемым всеми клетками организма. Раковые клетки поглощают его быстрее, поэтому накапливают препарат в большей дозировке, что хорошо видно при сканировании. Недостатком этого вещества является то, что он в несколько большем количестве накапливается в тканях мозга и нефронах, что может вызывать подсвечивание этих органов даже при нормальном состоянии. Поэтому встает вопрос о поиске других, более специфичных РФП.

Для головного мозга таким препаратом является 18F-FET. В его состав входит аминокислота тирозин, меченая изотопом фтора-18. Тирозин имеет очень высокую избирательную накопительность в мозговой ткани, что применяется для визуализации нейроопухолей. Помимо этого, 18F-FET используется для диагностики опухолей ротоглотки, при поисках метастазов и для диагностики поражения лимфоузлов шеи.

Кроме того, существует ряд специфичных радиофармпрепаратов для диагностики отдельных опухолей:

• 68GaPSMA — применяется при диагностике рака предстательной железы.
• 68Ga-DOTA-TATE, -NOC, TOC, -LAN и др. используются для диагностики нейроэндокринных опухолей.
• 18 FCH — используется для диагностики гепатоцеллюлярной карциномы.

Выбор радиофармпрепарата осуществляется врачом-специалистом ПЭТ-центра на основании гистологического варианта рака, чувствительности и специфичности трейсера.

Показания:

• Выявление и изучение распространенности онкопроцесса. ОФЭКТ позволяет обнаружить первичную опухоль и метастазы, включая отдаленные; кроме этого позволяет исследовать биологические процессы раковых клеток (уровни апоптоза, патологическое гиперваскуляризацию, изменение репликации клеток, вовлечение окружающих клеток и др.) Преимуществом метода перед ПЭТ при этом является высокое пространственное разрешение (менее 1 мм), что позволяет получить подробную структурную информацию о патологическом очаге.

• Наиболее широко применяется ОФЭКТ скелета, главным образом для поиска костных метастазов. Проводится ОФЭКТ костей с использованием дифосфоната, меченного технецием 99m.

• Заболевания сердечно-сосудистой системы. Позволяет изучить функциональное состояние сердца (изучение фракции выброса, перфузии миокарда, его жизнеспособности, поглощение кислорода, метаболизм глюкозы). По информативности ОФЭКТ сравним с эхокардиографией и превосходит её.
• Исследование циркуляции крови в головном мозге. С помощью ОФЭКТ можно проводить местную оценку состояния перфузионной способности сосудов, регионарного кровотока и функционального резерва цереброваскулярного русла. Также широко используется в оценке тканей при острых и хронических нарушениях мозгового кровообращения, в том числе для оценки эффективности лечения. При ишемии мозга этот метод часто оказывается предпочтительнее других и достойно конкурирует с ПЭТ.
• Возможно изучение серотонинергической, дофаминергической и холинергической систем для выявления болезни Альцгеймера и Паркинсона, однако, точность диагностики при этом существенно уступает ПЭТ.

Когда показано проведение ПЭТ/КТ

• Поиск первичного опухолевого очага при обнаружении метастазов.
• Стадирование уже выявленного злокачественного процесса.
• Дифдиагностика рецидива и посттерапевтических или постхирургических изменений.
• Контроль течения заболевания, выявление рецидива (например, при росте уровня онкомаркеров).
• Планирование радиотерапии и хирургического вмешательства.
• Планирование биопсии новообразования и определение его наиболее «агрессивного» участка.

Противопоказания к ПЭТ/КТ

Выделяют абсолютные и относительные противопоказания к проведению ПЭТ/КТ. К абсолютным относят следующие состояния:

• Беременность. Исследование не проводится при установленном диагнозе, и в случае, когда женщина предполагает ее наличие.
• Кормление грудью. Рекомендуется прекратить кормление грудью за 6 часов до предполагаемого исследования. Сроки возобновления кормления определяются используемым трейсером.

Относительным противопоказанием к исследованию является декомпенсированный сахарный диабет при планировании использования в качестве радиофармпрепарата фтордезоксиглюкозы (ФДГ). В этом случае требуется консультация эндокринолога и стабилизация уровня глюкозы в крови ниже 7,7 ммоль/л.

С осторожностью исследование проводят при нарушении функции почек, поскольку здесь может быть искажение получаемых данных за счет задержки радиофармпрепарата в тканях.

Запись на консультацию круглосуточно

+7+7+78

Подготовка к ПЭТ

За день до назначенной даты исследования необходимо исключить физические нагрузки. Если предполагается применение ФДГ также нужно отказаться от продуктов, богатых углеводами. Сюда относят не только сладости и сладкие напитки, но и фрукты, овощи, хлебобулочные изделия, бобовые и пр. В день процедуры категорически запрещается есть. Пить можно только чистую воду.

Пациент должен прибыть в клинику в удобной одежде. Желательно, чтобы она не содержала металлической фурнитуры и украшений (молнии, кнопки, пуговицы, застежки и др.). Но при необходимости персонал может выдать одноразовый халат.

Если пациент страдает сахарным диабетом, перед исследованием следует измерить уровень глюкозы. Если он выше 7 ммоль/л, необходимо принять инсулин в половинной дозе. Минимальное время между инъекцией инсулина и введением РФП составляет 5 часов. Если пациент принимает таблетированные препараты для снижения уровня глюкозы, необходимо обсудить с эндокринологом возможность их отмены на день исследования.

Прохождение диагностики ПЭТ/КТ

Пациент должен явиться в клинику строго к назначенному времени. При этом необходимо взять все медицинские документы, которые представляют интерес в рамках заболевания — данные предыдущих КТ, данные гистологии, лабораторных анализов, выписка о проведенном лечении, а также данные о сопутствующей патологии, которая может повлиять на результаты диагностики (сахарный диабет, заболевания почек).

После оформления документов пациента проводят в процедурный кабинет. Там ему берут анализ крови на глюкозу и измеряют антропометрические данные. Если все в порядке, пациента проводят в комнату для релаксации. Там он удобно располагается, и ему устанавливают периферический внутривенный катетер, через который вводится РФП. Чтобы он равномерно распределился, необходимо каждые 15 минут выпивать стакан воды (либо контрастного препарата, который предложит медсестра). После введения РФП необходимо находиться в расслабленном состоянии и не разговаривать. Любая физическая активность может привести к неравномерному распределению трейсера и искажению результатов.

Через 60–90 минут пациента приглашают на сканирование. Сначала проводят компьютерную томографию, а потом ПЭТ. КТ длится считанные минуты, а ПЭТ-сканирование занимает до получаса. При этом важно лежать неподвижно, чтобы не спровоцировать образование на снимках артефактов, которые могут искажать изображение. Оба исследования проводятся в одном томографе и не вызывают болевых ощущений. После того как процедура завершится, пациент должен еще в течение часа находиться в клинике, поскольку может понадобиться повторное сканирование для уточнения данных.

После ПЭТ-исследования пациент в течение 24 часов не должен находиться в местах скопления людей, контактировать с детьми и беременными. В семейном кругу следует держаться на расстоянии не менее 1 м друг от друга. Такие ограничения действуют 24 часа после введения радиофармпрепарата.

Кроме того, в этот период необходимо принимать достаточное количество жидкости, не менее 2,5 л. Это поможет быстрее и безопаснее вывести контраст и радиофармпрепарат. Пить можно не только воду. Можно употреблять любые бескофеиновые продукты — соки, газированную воду, морсы, минеральную воду и др.

Как проходит процедура ОФЭКТ-КТ?

• изначально пациенту внутривенно вводится радиофармпрепарат, после чего тот ожидает его равномерного распределения по организму (при исследовании скелета- 2,5-3 часа, головного мозга или сердца -30 минут);
• перед процедурой необходимо опорожнить мочевой пузырь для избежания возникновения артефактов этой области при сканировании;
• непосредственно процедура сканирования проходит в два этапа: сначала в течение 15- 20 минут (при исследовании определенной области), либо 40 минут (при обследовании всего тела) производят сканирование две эмиссионные камеры, вращающиеся вокруг пациента; далее вторая часть обследования- сканирование спиральной рентгеновской трубкой КТ-аппарата, которая длится до 5 минут;
• для скорейшего выведения радионуклида необходимо увеличить прием жидкости, период полувыведения (время, за которое концентрации в крови снижается вдвое) технеция составляет 6 часов.

Осложнения и побочные эффекты ПЭТ/КТ

Осложнения при проведении ПЭТ/КТ в основном связаны с введением контраста для КТ. Как правило это аллергические реакции и осложнения, связанные с пунктированием вены — повреждение сосудов, гематома, боль, неврит и др. Крайне редко возникает нарушение функции почек. При пероральном употреблении контраста возможно чувство тошноты, рвота и диарея.

После ПЭТ может возникнуть головокружение и слабость из-за необходимости проведения исследования натощак. Поэтому рекомендуется захватить с собой перекус, который можно будет съесть после того, как все процедуры, связанные с исследованием, закончатся.

Отличие ОФЭКТ от КТ

КТ является методом структурной визуализации ткани. Она позволяет четко определить локализацию патологического процесса, размер участка поражения, его форму, степень вовлечения окружающих тканей и др. ОФЭКТ в свою очередь основана на способности тканей в разной степени накапливать в себе специальные радионуклидные препараты за счет различного кровоснабжения в них. Так, очаги воспаления, опухоли и метастазы в большей степени накапливают в своих тканях введенный внутривенно радиофармпрепарат, что фиксируется аппаратом гамма-камеры и позволяет получить послойные изображения накопления препарата. Однако отдельно метод ОФЭКТ не обладал высокой диагностической ценностью из-за бедности пространственного разрешения, которое не позволяло точно указать локализацию обнаруженного очага накопления. Поэтому были созданы аппараты ОФЭКТ-КТ, которые совмещают в себе достоинства обоих методов и позволяют установить четкие границы органов одновременно исследуя степень накопления препарата в них.

Лучевая нагрузка на пациента при ПЭТ-сканировании

Лучевая нагрузка при ПЭТ/КТ зависит от используемого радиофармпрепарата и объема исследования. Например, при сканировании головы облучение будет меньше, чем при исследовании всего тела. Чтобы максимально снизить вред от ПЭТ/КТ, используются следующие стандарты:

• Исследование выполняется с помощью ультракороткоживущих изотопов, время полураспада которых составляет несколько минут или часов.
• Используется индивидуальный расчет дозы для каждого пациента с учетом веса, роста и возраста.
• На сканерах используются специальные фильтры и программы, которые снижают дозы рентгеновского излучения.
• Применение необходимого количества жидкости не только улучшает качество получаемого изображения, но и помогает быстрее вывести радиофармпрепарат.

В целом ПЭТ/КТ — процедура достаточно безопасная, но ее проводят только по строгим показаниям, когда другие исследования не дают необходимой информации.

Запись на консультацию круглосуточно
+7+7+78

Отличие ОФЭКТ от ПЭТ

ПЭТ отличается от ОФЭКТ тем, что для ее проведения необходимы радиофармпрепараты, содержащие радиоактивные изотопы, которые способны излучать гамма-кванты с энергией более 1024 кэВ. Возможность применения различных изотопов позволяет определять процесс, тропный именно для исследуемой ткани или для определенного онкопроцеса. При взаимодействии с тканями организма, каждый первичный квант создает при этом две частицы: электрон и позитрон. В дальнейшем это приводит к одновременному образованию двух гамма-квантов, вылетающих в противоположные стороны. Этот физико-химический процесс обеспечивает уникальные диагностические возможности ПЭТ.

В свою очередь при ОФЭКТ после инъекции радионуклида стандартная гамма-камера захватывает лишь по одному кванту, выходящему из тела. Отсутствие надобности применения изотопных радиофармпрепаратов делает цену на ОФЭКТ значительно доступнее таковой при ПЭТ, а методику более распространенной.