Pozitronova emisni tomografie ( PET)

Pozitronová emisní tomografie v Nemocnici Na Homolce
Pozitronová emisní tomografie (PET) je moderní lékařská zobrazovací metoda, která patří do oboru nukleární medicíny.
Historické poznámky
Historie PET se začala psát před více než 25 lety, kdy byl vyšetřen primitivním zařízením první člověk. Po dlouhou dobu zůstala metoda vyhrazena jen pro výzkumná pracoviště. Teprve pokrok výpočetní techniky a zdokonalení neobyčejně složitých kamer umožnil v 90. letech průnik PET do klinické praxe.
Od roku 1995 se Ústav jaderného výzkumu Řež, a.s. (ÚJV) zabýval myšlenkou výroby pozitronových radiofarmak. Připravil návrh projektu, který v roce 1996 podpořil jak Státní úřad pro jadernou bezpečnost , tak Mezinárodní agentura pro atomovou energii (dceřinná organizace OSN ), která navíc na projekt přispěla značnou částí finančně. PET centrum mělo být původně umístěno ve FN Bulovka, koncem roku 1997 byl projekt přesměrován do Nemocnice Na Homolce (NNH). V průběhu roku 1998 probíhaly projekční práce a již v červnu roku 1999 byly dokončeny stavební úpravy. V srpnu pak nabylo platnosti kolaudační rozhodnutí, byla instalována PET kamera a historického 25.8.1999 bylo provedeno první PET vyšetření v ČR.
Organizační uspořádání
PET centrum Praha je název zrekonstruované budovy. V jejím 1. podlaží je umístěna výroba radiofarmak, kterou spravuje ÚJV. V průběhu roku 2000 se zde připravuje vše nezbytné pro zahájení výroby, kterou musí nejprve schválit Státní úřad pro kontrolu léčiv. Zde je instalován cyklotron - zařízení pro produkci radionuklidů a tzv. čisté prostory pro výrobu radiofarmak.
Ve druhém podlaží se nachází klinická část oddělení nukleární medicíny (ONM), která obsluhuje pacienty. Je zde instalována nejrozšířenější PET kamera na světě ( CTI/ Siemens ECAT EXACT), moderní dvoudetektorová SPECT kamera (Siemens E.CAM) a starší kamera Philips Diagnost Tomo. Poslední dvě jmenované kamery slouží běžné scintigrafii. Všechny kamery jsou napojeny na informační systém ONM, který komunikuje s nemocničním informačním systémem.
Jaký je princip PET?
Podobně jako při scintigrafii je intravenózně podáno radiofarmakon, tj. radionuklidem označená molekula, jejíž biodistribuce je následně zobrazována prostřednictvím snímací kamery na obrazovku počítače. Tolik podobnost. U scintigrafie je k detekci používán pouze jeden foton záření gama vznikající při rozpadu nestabilního jádra. Naopak u PET jsou používána radiofarmaka značená radionuklidy rozpadajícími se za vzniku pozitronu +. Pozitron je částice podobná elektronu, má však opačný – kladný náboj. Zajímavá je její interakce s okolní hmotou. Když totiž pozitron přijde do styku s běžným elektronem, společně anihilují, tedy zmizí z povrchu zemského. Pozůstatkem je tzv. anihilační záření, čili 2 fotony o shodné energii 511 keV pohybující se po přímce opačným směrem od místa anihilace. Nachází-li se radionuklid uvnitř prstence vhodných detektorů, lze při současném zaznamenání dvou dopadů fotonu na povrch prstence určit koincidenční přímku (viz obrázek). Takových přímek jsou při PET stanovovány statisíce za sekundu. Výkonný počítač z nich poté zrekonstruuje transaxiální řezy.

PET kamera umožňuje snímat anihilační záření z různých radionuklidů. Nejčastěji se používá 18F a biogenních prvků (11C, 13N, 15O). Tyto radionuklidy jsou po výrobě v cyklotronu zabudovávány do rozličných molekul radiofarmak. V klinické praxi je zdaleka nejvíce rozšířena 2-[18F]fluoro-2-deoxy-D-glukóza (18FDG), v omezené míře se používá 11C-methionin, 18F-DOPA, 15O-voda a 13N-amoniak.
Klinické využití PET
Kromě toho, že se PET v průběhu desetiletí osvědčila jako vynikající výzkumný nástroj a napomohla pochopení řady patofyziologických procesů, je čím dále, tím více používána v rutinní klinické praxi. Její využití je mnohostranné s ohledem na množství použitelných radiofarmak. V ČR je zatím dostupné jediné radiofarmakon pro PET: 18FDG. Proto dále bude zmíněno jen využití PET s 18FDG.
18FDG je z krve transportována do tkání shodnými mechanizmy jako glukóza a je analogicky fosforylována na 18FDG-6-fosfát. Nepodléhá však následné defosforylaci, a je proto v tkáních progresivně vychytávána. Lze tedy indukovat, že obraz představuje konzumpci glukózy ve tkáních. 18FDG je fyziologicky akumulována mozkem, částečně je vylučována do moči, takže se obvykle zobrazuje dutý systém ledvin a močový měchýř, občas lze 18FDG nalézt ve střevech. Akumulace 18FDG v myokardu je nepravidelná a závisí na momentálních metabolických poměrech. V neurologii lze 18FDG-PET využít pro lokalizaci epileptického ložiska u pacientů před neurochirurgickým zákrokem. Epileptické ložisko má mezi záchvaty snížený metabolizmus (viz obrázek), při záchvatu naopak zvýšený.

V kardiologii je 18FDG-PET považována za zlatý standard pro posouzení viability infarzovaného myokardu před revaskularizačním výkonem. Vzhledem k tomu, že maligní tumory mají obvykle výrazně zvýšenou konzumpci glukózy, našla 18FDG-PET největší uplatnění v řadě onkologických aplikací: při posouzení malignity tumoru neznámé povahy, při určení rozsahu onemocnění (staging uzlin a vzdálených metastáz), při monitorování efektu terapie (viz obrázek pacientky s lymfomem před a po terapii) a při včasném odhalení recidivy nádorového onemocnění.

Stav PET centra Praha k 1.6.2000
Vzhledem k tomu, že výroba 18FDG ještě nebyla v PET centru Praha zahájena, je radiofarmakon dováženo z Ústavu jaderné fyziky AV ČR z Řeže. Během prvních 9 měsíců bylo vyšetřeno 623 pacientů. Struktura vyšetření je znázorněna na grafu. Týdně je vyšetřováno kolem 20 pacientů. Vyšetření včetně radiofarmaka je plně hrazeno VZP.
Část pacientů je k vyšetření indikována lékaři NNH. Jediná nemocnice však sama nemůže vyčerpat všechny diagnostické možnosti, které PET nabízí. Proto byla zahájena spolupráce s několika předními pražskými klinikami. Kromě této hlubší spolupráce se snažíme vyjít vstříc i dalším pracovištím z celé ČR. Bohužel limitovaná průchodnost PET kamerou neumožňuje nabídnout ve všech případech dostatečně krátký objednací termín, neboť růst zájmu o vyšetření se stále zrychluje.

Výhled do budoucna
Po zahájení výroby 18FDG v místě se předpokládá zvýšení počtu vyšetření. ÚJV deklaruje zájem do budoucna rozšířit spektrum radiofarmak o 18F-DOPA, 15O-vodu, 15O-molekulární kyslík a dále i o 11C-methionin. Tato radiofarmaka by mohla být použita pro zobrazení dopaminergního systému mozku, perfuze mozku za různých okolností, extrakční frakce kyslíku nebo, v případě methioninu, pro zlepšení diagnostiky recidivy mozkového nádoru.
Z globálního pohledu se PET jeví jako neobyčejně perspektivní technologie, která zatím nedosáhla svých fyzikálních limit. Proto lze do budoucna očekávat zlepšení prostorové rozlišovací schopnosti pod 2 mm a výrazné zvýšení citlivosti kamer (prototyp se již vyvíjí). Předpokládá se, že v nadcházejícím desetiletí se PET stane ve vyspělých zemích široce dostupnou metodou, a že v některých specifických indikacích nahradí jiné zobrazovací metody.