Позитронно-эмиссионная компьютерная томография (ПЭТ/КТ)

Метод

Позитронно-эмиссионная компьютерная томография (ПЭТ/КТ) — радионуклидный томографический метод исследования внутренних органов человека. Метод основан на регистрации пары гамма-квантов, возникающих при аннигиляции позитронов с электронами. Позитроны возникают при бета-распаде радионуклида, входящего в состав радиофармпрепарата, который внутривенно вводится в организм перед исследованием и избирательно накапливается в опухолевых тканях.

Различия методов визуализации на примере мозга

В основе этого метода лежит возможность при помощи специального детектирующего оборудования (ПЭТ-сканера) отслеживать распределение в организме биологически активных соединений, меченных позитрон-излучающими радиоизотопами. На сегодняшний день в ПЭТ в основном применяются позитрон-излучающие изотопы элементов второго периода периодической системы, чаще всего — фтор-18, обладающий оптимальными характеристиками для использования в ПЭТ: небольшим периодом полураспада и наименьшей энергией излучения.

Чаще всего для проведения позитронно-эмиссионной томографии используется биологический аналог глюкозы — фтордезоксиглюкоза (ФДГ), молекула которой содержит радиоактивный (позитрон-излучающий) нуклид фтор-18 (18-ФДГ). ФДГ вводится пациенту, после чего распределяется по всему организму. Клетки опухоли гораздо интенсивнее остальных потребляют глюкозу, это позволяет зарегистрировать при помощи ПЭТ-сканера участки накопления препарата (ФДГ) — скопления опухолевых клеток.

Для применения радиофармпрепарата требуется организация полноценного производства — циклотронного комплекса в непосредственной близости от лечебного учреждения. Для получения фтор-18 используется циклический ускоритель типа медицинский циклотрон, реже линейный ускоритель. Мишенью обычно является чистая или обогащенная кислородом-18 вода, которая подвергается протонной бомбардировке. Кислород-18, в свою очередь, получается методом низкотемпературной ректификации.Метавселенная ВДНХ 3.3 т

Подобные ПЭТ-центры в России уже есть, например в Москве, Санкт-Петербурге, Хабаровске, Ханты-Мансийске, Казани. На начало 2019 года, всего таких действующих центров с собственным производством в России около тридцати.

Чем ПЭТ-сканер отличается от гамма-камеры?

ПЭТ-сканеры и Гамма-камеры (аппараты для сцинтиграфии) - это установки ядерной диагностики, которая считается самой точной в онкологии, кардиологии и нейрохирургии. Чем они отличаются? Принцип действия у них примерно одинаковый: пациенту вводят радиофармпрепарат (РФП), который накапливается в определенном органе или ткани и излучает слабые кванты энергии, а диагностическая установка улавливает это излучение и формирует снимки. Благодаря небольшому периоду полураспада РФП быстро выводятся из организма (от нескольких часов до двух дней) и не наносят вреда пациенту, так что бояться облучения не стоит. Доза радиации, полученная в ходе одного обследования, в десять раз меньше дозы, полученной после снимка на рентгеновском аппарате.

Отличие ПЭТ от гамма-камеры заключается в количестве снимков. ПЭТ формирует объемное 3D-изображение исследуемой области, а гамма-камера формирует только заданные проекции. Т.е. ПЭТ (который обычно совмещен с КТ) дает более точную картину. Зато оборудование гамма-камеры стоит дешевле и его легче установить/запустить. Поэтому гамма-камеры более распространены. Однако, по данным на 2009 год 80% из тех 200 гамма-камер, что установлены в России являются уже морально и физически устаревшими. Для сравнения, в США в это время функционировали более 12 тысяч гамма-камер и ежегодно более 15 миллионов пациентов проходят на них сцинтиграфию.

Хроника развития технологии

2023

Представлен ПЭТ/КТ-сканер всего тела, который стоит недорого и выводит снимки без шумов

24 июня 2023 года американские исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе (WUSTL) сообщили о разработке новой системы, которая сочетает возможности позитронно-эмиссионной (ПЭТ) и компьютерной (КТ) томографии. Решение предназначено для сканирования всего тела с целью выявления злокачественных образований. Подробнее здесь.

Новое слово в лечении депрессии и Альцгеймера. Разрешение ПЭТ-сканеров впервые увеличили до уровня, позволяющего подсчитать ядра ствола головного мозга

24 июня 2023 года канадские исследователи из Центра молекулярной визуализации Шербрука объявили о разработке позитронно-эмиссионного томографа (ПЭТ) сверхвысокого разрешения. Ожидается, что этот сканер поможет в лечении всевозможных недугов, в том числе болезни Альцгеймера.

ПЭТ — это активно развивающийся диагностический и исследовательский метод ядерной медицины. Он основан на регистрации пары гамма-квантов, возникающих при аннигиляции позитронов с электронами. Метод даёт возможность изучать различные процессы, такие как метаболизм, транспорт веществ, лиганд-рецепторные взаимодействия, экспрессия генов и пр.

Канадские исследователи из Центра молекулярной визуализации Шербрука объявили о разработке позитронно-эмиссионного томографа (ПЭТ) сверхвысокого разрешения

Новый ПЭТ-сканер обеспечивает высокое пространственное разрешение — 1,25 мм, что в два раза больше по сравнению с исследовательским томографом высокого разрешения (HRRT). Таким образом, можно визуализировать и количественно определить ядра ствола головного мозга. Это даёт возможность обнаруживать ранние изменения, связанные со многими заболеваниями.

Позитронно-эмиссионная томография полезна при изучении неврологических явлений и в диагностических целях, но до сих пор её потенциал был несколько ограничен плохим пространственным разрешением. Сканер ультравысокого разрешения — это качественный скачок в технологии ПЭТ. Он открывает новые возможности для ранней диагностики различных состояний, — отметил Винсент Дойон, магистрант в области радиационных наук и биомедицинских исследований.

Разработанная система позволяет характеризовать ранее неразличимые области мозга, которые могут быть связаны, в частности, с болезнью Альцгеймера, депрессивными расстройствами, нарушениями зрительного восприятия, шумом в ушах и другими состояниями. Кроме того, новый сканер может применяться в исследовательских целях.^[1]

Разработан новый метод ПЭТ-сканирования для выявления воспалений

В конце января 2023 года был представлен иструмент под названием LW223 для позитронно-эмиссионного томографа по сканированию для выявления воспалений. Исследователи получили чуть менее $2,5 млн. на его тестирования. Подробнее здесь.

2022

GE Healthcare выпустила свой первый полностью цифровой ПЭТ/КТ-сканер

В середине октября 2022 года компания GE Healthcare представила первую в своем ассортименте полностью цифровую систему ПЭТ/КТ для диагностики онкологических заболеваний. Позитронно-эмиссионная томография, совмещенная с рентгеновской компьютерной томографией, которая гибридной методикой радионуклидной диагностики, широко используемой в онкологии во всем мире. Подробнее здесь.

Представлен портативный ПЭТ-аппарат для сканирования определенных органов

В начале июля 2022 года Radialis Medical представила портативный аппарат для визуализации позитронно-эмиссионной томографии Radialis PET Imager. Система вышла на рынок с возможностью подстраивается под пациента, а не наоборот, утверждает производитель. Подробнее здесь.

2021

Анонсирован ПЭТ/КТ-сканер всего тела за $8,9 млн

В конце июля 2021 года компания Quibim, разрабатывающая ИИ-решения для анализа медицинских изображений, присоединилась к испанскому проекту стоимостью $8,9 млн по созданию ПЭТ/КТ-сканера для одновременной визуализации всего тела. Подробнее здесь.

ПЭТ - самый эффективный инструмент для выявления рецидивирующих метастазов в головном мозге

В начале мая 2021 года в журнале The Journal of Nuclear Medicine было опубликовано исследование, результаты которого говорят, что позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) является самым эффективным инструментом для выявления метастазов в головной мозг и оценки эффективности современных методов лечения. Когда результаты МРТ-мониторинга неясны, добавление ПЭТ с 18F-FET помогает врачам точно диагностировать рецидивирующие метастазы в головной мозг и надежно оценить ответ пациента на терапию.

Новые варианты лечения пациентов с метастазами в головной мозг, такие как ингибиторы иммунных контрольных точек и таргетная терапия, достаточно эффективны, но могут вызывать множество побочных эффектов. В связи с этим результаты МРТ-визуализации с контрастным усилением могут сильно варьироваться, а оценить ответ на лечение становится затруднительно.

ПЭТ является самым эффективным инструментом для выявления метастазов в головной мозг

По сути, эти новые методы лечения требуют такой визуализации головного мозга, которая не может быть выполнена с помощью обычной МРТ, - пояснил профессор неврологии, невролог и нейроонколог в Университетской клинике Кельна и Исследовательском центре в Юлихе Норберт Галлдикс (Norbert Galldiks). - В нашем исследовании мы попытались определить, может ли добавление 18F-FET PET помочь преодолеть некоторые из этих проблем.

Ретроспективное исследование включало пациентов с меланомой и раком легких с метастазами в головной мозг, которые получали лечение ингибиторами иммунных контрольных точек или таргетной терапией отдельно или в сочетании с лучевой терапией. Исследователи показали, что результаты ПЭТ с применением 18F-FET могут помочь врачам оценить ответ, когда данных обычной МРТ недостаточно. Благодаря ПЭТ врачи смогли правильно выявить рецидивы метастазов в головной мозг и идентифицировать пациентов, которые отвечали на лечение.^[2]

2020: Появился новый метод ПЭТ/КТ для диагностики рака простаты

В конце октября 2020 года исследователи представили доказательства того, что методика ПЭТ/КТ с ПСМА (простат специфический мембранный антиген) позволяет эффективно дифференцировать локализованные и метастатические случаи рака предстательной железы (РПЖ) высокого риска.

Стадию РПЖ обычно определяют с помощью компьютерной томографии, в частности брюшной полости и таза, а также остеосцинтиграфии. Однако в таких случаях объем заболевания часто остается недооцененным из-за низкой чувствительности этих методов. Исследователи провели апостериорный анализ и считают, что более высокая чувствительность ПЭТ/КТ с ПСМА позволяет вовремя выявить метастазы РПЖ, а зачит, способна благоприятно повлиять на результаты лечения РПЖ высокого риска.

Появился новый способ ПЭТ/КТ для диагностики рака простаты

В рамках исследования в период с декабря 2016 года по январь 2020 года оценивались 249 пациентов с РПЖ высокого/очень высокого риска, которым была проведена ПЭТ с ПСМА. Новая методика позволила точно оценить статус заболевания, а также выявила локальное распространение рака за пределы предстательной железы, инвазию в семенные пузырьки или в окружающие структуры у 8,1 % пациентов, отнесенных к стадии T2 при предшествующей МРТ. В целом, ПЭТ с ПСМА выявила 19,7% пациентов с поражением регионарных лимфоузлов и 9,4% пациентов с метастатическим поражением. Хотя эти области не всегда подтверждались биопсией, на основании предыдущих исследований можно утверждать, что 85-98% обнаруженных поражений являются метастазами РПЖ.

Исследователи считают, что более раннее выявление метастазов позволит персонализировать методы лечения и значимо улучшить результаты терапии у пациентов на ранних стадиях метастазирования. Несмотря на высокую чувствительность методики, применение ПЭТ/КТ с ПСМА по-прежнему ограничено.^[3]

2017: Siemens Healthcare устраняет уязвимости в ПЭТ-сканерах

7 августа 2017 года Siemens Healthineers анонсировала программное обновление для сканеров позитронно-эмиссионной томографии. Компания устраняет уязвимости, которые теоретически могли использовать хакеры для взлома этого медицинского оборудования. Подробнее здесь.

Примечания