Что показывает ПЭТ/КТ в онкологии

ПЭТ/КТ совмещает анатомическую и метаболическую визуализацию: на одних изображениях видны и строение тканей и интенсивность их клеточного обмена. За одно сканирование врач оценивает первичный очаг, регионарные лимфатические узлы, отдаленные метастазы, ответ опухоли на терапию и подозрение на рецидив.

Что ПЭТ/КТ показывает в основных задачах онкологии

ПЭТ/КТ применяют не как массовый скрининг, а на определённых этапах онкологического маршрута, когда данных анатомической визуализации недостаточно для полной оценки процесса и выбора тактики лечения.

ПЭТ/КТ показывает структуру очага по компоненту КТ и его метаболическую активность по компоненту ПЭТ. РФП накапливается в клетках с повышенным обменом, у большинства солидных опухолей это интенсивный захват 18F-FDG. На совмещенных изображениях видно, в каком конкретно анатомическом образовании идет избыточный метаболизм.

Это решает две задачи. Активный опухолевый очаг отделяется от рубцовой ткани, поствоспалительных и других неопухолевых изменений, которые на КТ или МРТ выглядят как объемное образование. Интенсивность метаболизма оценивается по показателю SUV: чем он выше, тем активнее опухоль обменивается с окружающими тканями, и это косвенно характеризует ее биологическое поведение.

В стандартном протоколе сканирование проводят от основания черепа до средней трети бёдер: такая область позволяет оценить первичный очаг и возможное распространение процесса. При отдельных показаниях зону исследования расширяют до всего тела — от темени до стоп.

Оценка степени распространения опухолевого процесса

Стадия заболевания обуславливает тактику лечения, и для ее точной установки нужно одновременно оценить три уровня: первичный очаг, регионарные лимфатические узлы и отдаленные метастазы. ПЭТ/КТ закрывает все три за одно сканирование всего тела.

Метод видит метаболически активные лимфоузлы независимо от их размера. На КТ и МРТ увеличенный узел может быть реактивно воспаленным, а узел нормального размера уже содержать метастаз. ПЭТ/КТ ориентируется на функциональную активность ткани, и размер узла перестает быть единственным критерием оценки.

Для отдаленных метастазов один проход охватывает легкие, печень, кости, мягкие ткани, забрюшинные структуры. Костные метастазы метод нередко выявляет еще до того, как появятся структурные изменения на КТ: инфильтрация костного мозга меняет метаболизм раньше, чем разрушается костная ткань. По данным клинической литературы при раке легкого, лимфомах и меланоме ПЭТ/КТ корректирует первоначально установленную стадию у заметной доли пациентов, и это меняет выбор схемы лечения.

Ответ опухоли на проведенное лечение

После химиотерапии, лучевой терапии или их комбинации опухоль может сохранять прежний размер, но утратить активность. КТ и МРТ оценивают размер и в такой ситуации этого недостаточно.

ПЭТ/КТ показывает метаболический ответ. Если интенсивность накопления РФП в опухоли снижается, лечение работает, даже когда объем очага меняется медленно. Для лимфом применяют пятибалльную шкалу Дойвиля — стандартизированную визуальную оценку остаточного накопления относительно крови и печени. Для солидных опухолей используют критерии PERCIST, основанные на количественной динамике SUV.

Метаболический ответ часто опережает структурный. Промежуточный ПЭТ/КТ  обычно после 2–3 циклов терапии дает нужный ориентир для врача: продолжать выбранную схему, корректировать дозы или переходить на другой протокол.

Рецидив опухоли после завершения лечения

В зоне, где когда-то была опухоль, после лечения остаются рубцы, фиброз, послеоперационные и постлучевые изменения. На КТ и МРТ они часто выглядят как объемное образование, и отличить инертную рубцовую ткань от вновь активного процесса по структуре сложно.

ПЭТ/КТ разводит эти ситуации по метаболизму: рубцовая ткань остается «холодной», рецидивный очаг накапливает РФП. Метод особенно полезен в трех типичных сценариях: при росте онкомаркеров на фоне отсутствия явного очага на КТ или МРТ; при обнаружении подозрительного образования в ранее пролеченной области; при наблюдении за пациентами с лимфомами, опухолями головы и шеи, колоректальным раком — там, где риск рецидива требует регулярного контроля.

Поиск первичной опухоли при метастазах неизвестной локализации

Иногда онкологический процесс впервые проявляется не самим первичным очагом, а его метастазами — в лимфоузле, кости, печени. Источник остается неизвестен: стандартные методы не показывают первичную опухоль. В клинической литературе такая ситуация обозначается как метастазы из невыявленного первичного очага (CUP).

ПЭТ/КТ сканирует все тело за одно исследование и нередко обнаруживает то, что осталось вне зоны внимания других методов. По данным клинических обзоров, метод выявляет первичный очаг у заметной доли пациентов с CUP; точная цифра зависит от гистологии метастазов и объема предшествующего обследования. Даже если первичная опухоль не находится, ПЭТ/КТ часто показывает дополнительные метастатические очаги, что это тоже меняет тактику.

Планирование лучевой терапии и прицельной биопсии

В лучевой терапии основная задача — облучить опухоль и при этом не задеть здоровые ткани вокруг. Контуры мишени врач-радиотерапевт обычно строит по КТ и МРТ, которые показывают анатомические границы. ПЭТ/КТ добавляет к этому биологический контур — участок реальной метаболической активности внутри опухоли (биологический объем опухоли, BTV). На основе этих данных дозиметрист строит точный план, особенно при раке легкого, опухолях головы и шеи, пищевода, где границы по КТ часто расходятся с границами активной ткани.

При биопсии метаболическая карта показывает, в какой зоне опухоли вероятность получить информативный материал выше. Это важно для крупных и неоднородных образований с участками некроза: если пункция попадет в нежизнеспособную область, гистологический ответ окажется неполным или отрицательным. ПЭТ/КТ помогает выбрать для биопсии наиболее метаболически активный жизнеспособный участок опухоли, повышая вероятность получить репрезентативный материал.

Что показывает ПЭТ/КТ с разными радиофармпрепаратами

Радиофармпрепарат (РФП) — это меченное радиоактивным изотопом вещество, которое делает видимым конкретный биологический процесс: захват глюкозы клеткой, экспрессию определенного мембранного белка, плотность рецепторов на поверхности или работу транспортных систем. От выбора препарата зависит, какие опухоли удастся обнаружить и насколько четкими окажутся очаги. Поэтому ПЭТ/КТ — это не одно универсальное исследование, а семейство протоколов, в которых под клиническую задачу подбирают свой РФП.

18F‑ФДГ — наиболее часто используемый радиофармпрепарат в онкологической ПЭТ/КТ-диагностике.  Остальные препараты закрывают задачи, где глюкозный метаболизм дает слишком слабый сигнал или вовсе непригоден: рак предстательной железы, нейроэндокринные опухоли, опухоли головного мозга.

18F-FDG: основной препарат для солидных опухолей и лимфом

18F-FDG — фтордезоксиглюкоза, аналог глюкозы с радиоактивной меткой фтор-18. Опухолевые клетки в большинстве случаев потребляют глюкозу заметно активнее здоровых: им выгодно переходить на гликолиз даже при достаточном кислороде (эффект Варбурга). 18F-FDG проникает внутрь клетки тем же путем, что и обычная глюкоза, но после первичного фосфорилирования оказывается «заблокированной» и накапливается там, где обмен идет активнее всего. На снимке такие зоны выглядят как яркие очаги повышенного сигнала.

С 18F-FDG визуализируется большая часть распространенных солидных опухолей: рак легкого, пищевода, толстой и прямой кишки, желудка, поджелудочной железы, опухоли головы и шеи, рак молочной железы и шейки матки, меланома. Особое место занимают лимфомы: для агрессивных вариантов ПЭТ/КТ с 18F-FDG — стандартный инструмент оценки активности процесса и динамики на фоне терапии. На том же препарате выполняется и поиск первичной опухоли, если метастазы найдены, а ее источник остается неизвестным.

18F-PSMA и 68Ga-PSMA: рак предстательной железы

PSMA — простат-специфический мембранный антиген. В нормальной ткани предстательной железы он присутствует в небольшом количестве, но при раке простаты его экспрессия на поверхности опухолевых клеток повышается многократно и в большинстве случаев сохраняется в метастазах. Это делает PSMA удобной молекулярной мишенью: лиганды, меченные радиоактивным изотопом, прицельно связываются именно с теми клетками, которые интересуют врача.

ПЭТ/КТ с PSMA-препаратами решает три ключевые задачи. Первая — первичное стадирование при опухолях группы высокого и очень высокого риска. Вторая — поиск источника биохимического рецидива, когда уровень ПСА растет после радикального лечения, а структурные методы не показывают, где именно находится опухоль. Третья — точная оценка распространенности перед лучевой или таргетной радионуклидной терапией. Метод обнаруживает поражения, остающиеся незаметными для МРТ малого таза, остеосцинтиграфии и ПЭТ/КТ с 18F-FDG.

Два изотопа — 18F и 68Ga — означают разные подходы к производству и логистике, но клинически закрывают одну и ту же задачу. Период полураспада 68Ga — около 68 минут, поэтому препарат обычно производят рядом с центром исследования. У 18F период полураспада около 110 минут, и его можно доставлять с центральной площадки в несколько городов. Какой именно вариант доступен пациенту, определяется инфраструктурой конкретного центра.

68Ga-DOTA-TATE и 18F-DOPA: : нейроэндокринные опухоли и опухоли головного мозга

68Ga-DOTA-TATE — синтетический аналог соматостатина с радиоактивной меткой галлия-68. Препарат прицельно связывается с рецепторами соматостатина второго типа (SSTR-2), которыми покрыты клетки большинства нейроэндокринных опухолей желудочно-кишечного тракта, поджелудочной железы и бронхиального дерева.

Для этих опухолей ПЭТ/КТ с 18F-FDG нередко малоинформативна: они растут медленно, а их метаболизм глюкозы остается близким к норме. 68Ga-DOTA-TATE дает детальную картину распространенности и обнаруживает очаги, которые не видны на КТ и МРТ. Кроме диагностики, исследование выполняет селекционную функцию: положительный результат и достаточное накопление препарата в очагах подтверждают, что у пациента есть основания обсуждать с врачом радиорецепторную терапию.

18F-DOPA — меченный фтором-18 дигидроксифенилаланин, предшественник дофамина. Опухолевые клетки активно поглощают этот препарат за счет работы транспортеров аминокислот и фермента ароматической L-аминокислотной декарбоксилазы.

В нейроонкологии 18F-DOPA работает по тому же принципу, что и 18F-FET: дает низкий фон в здоровой коре и отчетливый сигнал в опухолевой ткани. Препарат применим при глиомах разной степени злокачественности, в том числе для разграничения рецидива и постлучевых изменений. В эндокринной онкологии 18F-DOPA — препарат выбора для опухолей с активным синтезом биогенных аминов: медуллярного рака щитовидной железы, феохромоцитом и параганглиом. Здесь его чувствительность нередко выше, чем у 68Ga-DOTA-TATE и тем более 18F-FDG. За пределами онкологии 18F-DOPA используется в неврологии — для оценки дофаминергической системы при болезни Паркинсона и других двигательных расстройствах.

18F-FET: опухоли головного мозга

18F-FET — фторэтилтирозин, аналог аминокислоты тирозина. В отличие от глюкозы, аминокислоты слабо потребляются здоровой корой головного мозга, поэтому фоновое накопление препарата остается низким. На таком фоне опухоль с активным захватом тирозина выделяется четко, в том числе та, которая плохо различима на 18F-FDG из-за интенсивного «свечения» нормальной коры.

ПЭТ/КТ с 18F-FET применяется в первую очередь при глиомах. Метод помогает точнее определить границы опухоли, отличить продолженный рост от лучевого некроза или послеоперационных изменений, выбрать наиболее метаболически активный участок для биопсии. МРТ с контрастом показывает участки с нарушенной проницаемостью сосудов мозга, но эта картина возникает и при опухоли, и при отеке, и при последствиях лучевого лечения. 18F-FET добавляет к структурной картине сведения о реальной активности ткани, и в спорных случаях это меняет тактику.

Что ПЭТ/КТ показывает ограниченно или не показывает

У метода есть три устойчивых ограничения: метаболическая активность самой опухоли, ее физический размер и фоновое накопление РФП в здоровых тканях.

Опухоли с низкой метаболической активностью

18F-FDG визуализирует опухоли через повышенное потребление глюкозы. Если новообразование метаболически малоактивно, его накопление сопоставимо с окружающими тканями, и на снимке такой очаг выглядит «холодным» или сливается с фоном.

К опухолям с ограниченным захватом 18F-FDG относят высокодифференцированный гепатоцеллюлярный рак, муцинозные аденокарциномы желудка и кишечника, дольковый рак молочной железы, отдельные варианты почечно-клеточного рака, высокодифференцированные нейроэндокринные опухоли и аденокарциному предстательной железы.

В таких случаях диагностический поиск переводят на другой препарат, подобранный под биологию опухоли: 68Ga-DOTA-TATE — для нейроэндокринных новообразований, 18F-PSMA или 68Ga-PSMA — для рака простаты, 18F-FET и 18F-DOPA — для глиом головного мозга. Доступность конкретного РФП зависит от центра, поэтому маршрут пациента согласуется с тем, где выполняется нужное исследование.

Очаги меньше разрешающей способности метода

Современные сканеры ПЭТ/КТ работают с пространственным разрешением около 4–5 мм. Очаги меньшего диаметра дают слишком слабый сигнал, чтобы уверенно отделить их от фоновой активности; это физическое ограничение, и оно не снимается настройкой протокола.

С ним связан эффект частичного объема: накопление РФП в маленьком очаге «размывается» по соседним вокселям, и измеренный показатель SUV оказывается ниже истинного. Узел размером 3–4 мм может либо не визуализироваться, либо выглядеть как очаг с заниженной активностью.

Микрометастазы, милиарная диссеминация и ранние внутрипротоковые формы рака чаще остаются за порогом чувствительности ПЭТ/КТ. В таких ситуациях исследование дополняют КТ или МРТ высокого разрешения, прицельной биопсией или контрольным наблюдением через заданный интервал.

Физиологическое накопление и воспаление как источники ложноположительных находок

ФДГ накапливается не только в опухолевых клетках. Глюкозу активно потребляют головной мозг, миокард, корковое вещество почек и лимфоидное кольцо глотки. Через мочевыводящие пути препарат выводится наружу, заметно подсвечивая чашечно-лоханочную систему, мочеточники и мочевой пузырь. На этом фоне небольшие очаги в проекции перечисленных структур могут теряться.

Отдельный источник ошибок — бурая жировая ткань. В области шеи, надключичных ямок и средостения она дает яркое симметричное накопление, особенно у молодых пациентов и в холодное время года, и при беглом просмотре способна имитировать поражение лимфатических узлов.

Воспаление захватывает 18F-FDG почти так же активно, как опухоль. Послеоперационные изменения, постлучевые реакции, инфекционные процессы, саркоидоз, туберкулезный лимфаденит и часть аутоиммунных заболеваний — частые причины ложноположительных находок. Снизить риск ошибки помогают подготовка пациента по протоколу, учет анамнеза и сроков предшествующего лечения, а в сомнительных случаях — повторное исследование или верификация другим методом.

ПЭТ/КТ в онкологии: где метод меняет тактику лечения

Зона применения ПЭТ/КТ в онкологии очерчена клиническими задачами: стадирование, оценка ответа на лечение, поиск рецидива, планирование лучевой терапии и прицельной биопсии. Везде, где чисто анатомическая визуализация дает неполный ответ, метод добавляет к картине данные о метаболизме. Что именно увидит врач, зависит от подбора радиофармпрепарата под биологию опухоли и от доступности нужного препарата в выбранном центре.

ПЭТ/КТ — клинический инструмент, исследование назначает лечащий врач по конкретным показаниям, с учетом маршрута пациента и предыдущих результатов диагностики. Когда задача сформулирована точно, метод дает информацию, которую нельзя получить другими способами визуализации.