A PET működése és klinikai alkalmazása

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "A PET működése és klinikai alkalmazása"

Lili Székelyné
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 A PET működése és klinikai alkalmazása Dr. Lengyel Zsolt, PhD

2 Képalkotó módszerek Anatómia Fiziológia Metabolizmus Molekulák optikai képalkotás rtg. / CT PET / SPECT MRI MR spektros troszkópia fmri ultrahang 2

3 Időbeli- és térbeli feloldás 10 SPECT Térbeli feloldás (mm) EEG + fmri fmri PET 2 CT 40 s MRI ezredmásodperc másodperc perc óra

4 A pozitron-elektron annihiláció elektron/pozitron annihiláció β β + annihilációs foton γ a lendület megmaradása előtte: nyugalmi állapot utána: két foton keletkezik; egyforma energiájúak és ellentétes irányban távoznak annihilációs foton γ az energia megmaradása előtte: két elektron, mindkettő nyugalmi tömege 511 kev-al ekvivalens utána: két 511 kev energiájú foton bomlás pozitronemisszióval 4

ellentétes irányban távoznak annihilációs foton γ az energia megmaradása előtte: két elektron,

5 A PET diagnosztika elve Pozitron-bomló izotóppal jelölt biológiailag aktív molekulák (tracerek) bejuttatása. Várakozás a szervezeten belüli egyensúlyi eloszlás kialakulásáig. A tracer egyensúlyi eloszlásának detektálása a PET-kamera segítségével. A tapasztalt eloszlás alapján pathológiás folyamatok felismerése / lokalizálása. 5

Várakozás a szervezeten belüli egyensúlyi eloszlás kialakulásáig.

6 PET kamera Első humán PET kamera Edward Hoffman, Michael M. Ter-Pogossian és Michael E. Phelps Washington University, 1973 Glioblastoma, 68 Ga-DTPA 6

7 Térbeli felbontás

8 PET vs. SPECT Előnyök Érzékenység (>1000 SPECT) Jó térbeli felbontás Gyengítés-korrekció Rendelkezésre állnak fiziológiás nyomjelző anyagok Abszolút skálán kvantálható Hátrányok Magasabb költségek Legtöbbször ciklotronhoz kötött Nyomjelző-anyagok elérhetősége (törzskönyvezés) Előnyök Több helyen rendelkezésre áll Alacsonyabb költségek Széleskörű klinikai tapasztalat egy-egy nyomjelzővel Hosszabb (napok) nyomkövetés is lehetséges Kettős nyomjelzés lehetséges Hátrányok Jellemzően gyengébb felbontás Nincs foton-elnyelés korrekció Nyomjelző anyagok minősége Nem pontosan kvantálható 8

skálán kvantálható Hátrányok Magasabb költségek Legtöbbször ciklotronhoz kötött Nyomjelző-anyagok elérhetősége (törzskönyvezés) Előnyök Több

9 Kiemelkedő tulajdonságok ÉRZÉKENYSÉG: nano-, piko-mólos ( ) MÉRÉS ABSZOLÚT SKÁLÁN: pl. mg nyomjelző / gramm szövet / perc PET SPECT Nyomjelző PMT NaI kristály Ólom kollimátor Szcintillációs detektorok Több tízezer kis detektor-kristály Elektronikus kollimáció Egy nagy detektor-kristály Abszorpciós kollimáció (ólom) 9

mg nyomjelző / gramm szövet / perc PET SPECT Nyomjelző PMT NaI kristály Ólom

10 A PET-diagnosztika lépései CIKLOTRON SZINTÉZIS RADIOFARMAKON (GMP) PET KÉPEK PET/CT KAMERA 10

11 A PET-diagnosztika növekedése A PET és a PET/CT a leggyorsabban növekedő képalkotó modalitások világszerte (Worldnumbers.com, 2012) A PET és PET/CT vizsgálatok száma évente 21%-al nő. (vs. CT, MR kb. 1%-al) (EANM, 2012) A PET- és PET/CT-vizsgálatok számának növekedése Dániában FDG és egyéb nyomjelzőkkel. Az FDG-vizsgálatok számának átlagos éves növekedése 55% volt 2005-től kezdődően. 11

12 PET- és PET/CT- vizsgálatok száma millió lakosra 2010-ben 1350 Forrás: Development of PET in Western Europe, Anthony Stevens, PhD, EANM

13 A PET-vizsgálatok indikációinak megoszlása Onkológia 85% Kardiológia 5% Neurológia / Pszichiátria 10% 13

14 A PET (lehetséges) pszichiátriai alkalmazása Egyes megbetegedések diagnosztikájának támogatása A fő pszichiátriai kórképek altípusainak biokémiai karakterizálása A terápia megválasztása és követése Új pszichotrópikus szerek kifejlesztése

pszichiátriai kórképek altípusainak biokémiai

15 Alkalmazott radiofarmakonok I. [ 18 F]-2-fluoro-2-dezoxi-D-glükóz ( 18 FDG) képalkotás a glükóz-metabolizmus alapján a metabolizmus regionális különbségei a neuronalis aktivitást tükrözik agyi hiper-, és hipometabolizmus különböző kórfolyamatok megnyilvánulása lehet + magas-malignitású agytumor, agyi limfóma, gyulladás epileptogén area, alacsony malignitású tumor, infarktus

metabolizmus regionális különbségei a neuronalis aktivitást tükrözik agyi hiper-, és

16 A vizsgálati protokoll (FDG) (statikus agyvizsgálat) minimum 6 órás éhezés 3,7 MBq (0,1 mci)/ttkg. 18 FDG i.v. 60 perc várakozás az egyensúlyi eloszlásig 10 perc 3D adatgyűjtés CT gyengítés-korrekció 0 Eloszlás CT PET-adatgyűjtés FDG injektálása

60 perc várakozás az egyensúlyi eloszlásig 10 perc 3D

17 Normál 18 F-FDG eloszlás

18 Jobb frontalis epileptogén area Normál Alzheimer-kóros 18

19 Költséghatékony neuropszichiátriai indikációk Terápia-rezisztens epilepszia csak a műtéti kivizsgálás részeként Demenciák Az Alzheimer-kór korai diagnosztikája Alzheimer-kór és fronto-temporalis demencia differenciális diagnosztikája Pszeudodemenciák (pl. depresszió) kórismézése

Alzheimer-kór korai diagnosztikája Alzheimer-kór és fronto-temporalis

20 Az FDG-eloszlás tipikus mintázatai Alzheimer-kór kétoldali temporoparietális hypometabolismus a basalis ganglionok és a visualis cortex nem érintett késői stádiumban a frontalis lebenyek csökkent metabolizmusa is társulhat Multiinfarctus demencia diffúz, aszimmetrikus corticalis defectusok Gyakran egy nagy arteria ellátási területének megfelelően a basalis ganglionok is érintettek lehetnek gyakori a cerebellaris diaschisis

is társulhat Multiinfarctus demencia diffúz, aszimmetrikus corticalis defectusok Gyakran egy nagy arteria

21 Alzheimer dementia disease

22 Vascularis dementia

23 Az FDG-eloszlás tipikus mintázatai Pick s demencia kifejezett, minden esetben kétoldali, közel szimmetrikus frontalis hypometabolismus érintheti a temporalis lebenyeket és a basalis ganglionokat (kevésbé kifejezetten) Depresszió bilaterális, diffúz, mérsékelt hypometabolismus, ami közelít a normálishoz a tünetek javulásával

24 Pick dementia

25 Depresszió

26 Alzheimer-dementia FDG 20-30%-os globális metabolismus csökkenés általában kifejezett hypometabolismus mko. temporalisan és parietalisan, amely nem feltétlenül kétoldali és/vagy szimmetrikus a motoros és visualis cortex, ill. a subcorticalis magvak relatíve megkíméltek progresszió során a frontalis területek is érintetté válnak a hypometabolismus mértéke és kiterjedése jól korrelál a tünetek súlyosságával korai diagnózis lehetősége kezelés Vizuális vs. kvantitatív értékelés

27 Alzheimer-dementia (korai stádium)

28 Alzheimer-dementia (előrehaladott)

29 1. K. Herholz, E. Salmon, D. Perani, et al., Discrimination between Alzheimer Dementia and Controls by Automated Analysis of Multicenter FDG PET. NeuroImage 17, (2002). 2. Haense C, Herholz K, Jagust WJ, Heiss WD. Performance of FDG PET for detection of Alzheimer's disease in two independent multicentr e samples (NEST-DD and ADNI). Dement Geriatr Cogn Disord. 2009;28(3): Herholz K., Westwood S., Haense K., Dunn G. Evaluation of a Calibrated 18F-FDG PET Score as a Biomarker for Progression in Alzheimer Disease and Mild Cognitive Impairment. J Nucl Med 2011; 52:

30 Validálási vizsgálatok Kontrolok Kezdeti AD betegek Protokoll Eredmények ADNI 102 kontrol 76±4,9 év MMSE 28,9±1,1 89 beteg 75,7±7,6 év MMSE 23,5±2,1 szemek nyitva, csendes, sötét szoba, 3D gyűjtés Szenzitivitás: 83% Specificitás: 78% NEST-DD 36 kontrol 62±45 év 237 beteg 70,8±8,0 szemek csukva Szenzitivitás: 78% Specificitás: 94% MMSE 29,6±0,7 MMSE 20,9±4,4

31 PMOD PALZ - AD

32 PMOD PALZ - AD

33 PMOD PALZ - AD

35 PMOD PALZ - Normál

36 Alzheimer-dementia és PET Pathologia Neuronvesztés Amyloid depositio Acetylcholinesterase aktivitás csökkenés NFT (τau) PET marker [ 18 F]FDG [ 11 C]PIB [ 11 C]PMP [ 18 F]T-807

37 Amyloid PET tracers florbetaben (Neuraceq, Piramal Imaging) 2014 florbetapir (Amyvid, Eli Lilly and Company) 2013 flutemetamol (Vizamyl, GE Healthcare) 2012

38 Amyloid vs. FDG

39 Alzheimer-dementia ACh-esterase cholinerg végződés

40 Egyéb kórképek I. Normál nyomású hydrocephalus dementia, ataxia, incontinentia diffúz corticalis hypoperfusio és -metabolismus regionalitás nem határozható meg Alkoholos dementia teljes agyi hypometabolismus, különösen corticalisan, subcorticalisan bal féltekében kifejezettebb lehet cerebellaris tünetek esetén a vermis hypometabolicus AIDS dementia teljes agyi corticalis hypometabolismus

41 Egyéb kórképek II. Creutzfeld-Jakob betegség prion subacut spongiform encephalopathia korai halál hypometabolismus, melynek betegségre jellemző eloszlása nem ismert

42 Molekuláris képalkotás pszichiátriai betegségekben a perfusio, a metabolismus, és a specifikus biomolekulák koncentrációja megváltozik a legtöbb [ 18 F]FDG-vel, ill. valamely perfusios tracerrel végzett vizsgálatok helyét az fmri-vizsgálatok vették át (jobb tér- és időbeli feloldóképesség) a specifikus biomolekulák PET-tel való leképzésének ma nincs alternatívája receptorok, transporterek, enzimek és olyan folyamatok, mint pl. transmitter szintézis és felszabadulás

43 Neurokémiai jelzőanyagok A. [ 11 C]flumazenil GABA A receptor B. [ 11 C]dihydrotetrabanazine 2-es típusú vesicularis monoamine transporter C. [ 11 C]methylpiperidinyle proprionate AChE-mediált hydrolysis D. [ 11 C]N-methylpiperidinyle benzilate muszkarin receptor E. [ 11 C]carfentanil µ-receptor

44 Neurotransmitter rendszerek (dopamin) D 2 -receptor [ 11 C]/[ 18 F]NMSP schizophrenia, bipoláris betegség, kokain abúzus [ 11 C]-raclopride schizophrenia, kokain abúzus, alkoholizmus, heroin-élvezők D 1 -receptor [ 11 C]SCH schizophrenia, bipoláris betegség, nikotinfüggőség [ 11 C]NNC 112 schizophrenia DA szintézis [ 18 F]/[ 11 C]DOPA schizophrenia, depresszió, bipoláris betegség, nikotinfüggőség DA szinaptikus cc. [ 11 C]raclopride schizophrenia, kokain abúzus DAT [ 18 F]/[ 11 C]CFT schizophrenia, metamfetamin élvezők [ 11 C]methylphnidate metamfetamin élvezők, alkoholizmus [ 11 C]cocaine kokain abúzus vesicularis transzporter [ 11 C]dihydrotetrabenazine schizophrenia, bipoláris betegség DA metabolizmus (MAO) [ 11 C]L-deprenyl nikotinfüggőség [ 11 C]clorgyline nikotinfüggőség

45 Normál D 1 -receptor eloszlás [ 11 C]NNC 112

46 Normál D 2 -receptor eloszlás [ 18 F]fallypride

47 Neurotransmitter rendszerek (szerotonin, GABA, opiát) Szerotonin 5-HT 1A receptor [ 11 C]WAY depresszió 5-HT 2A receptor [ 18 F]setoperone schizophrenia, depresszió [ 11 C]NMSP schizophrenia, depresszió [ 18 F]altanserin depresszió 5-HT szintézis [ 11 C]alpha-MPT autizmus, borderline PD SERT [ 11 C]McN 5652 ecstasy élvezők GABA benzodiazepine receptor [ 11 C]flumazenil generalizált szorongás, pánikbetegség, alkoholizmus Opiát µ-receptor [ 11 C]carfentanil kokain abúzus, heroin abúzus

48 Normál szerotoninreceptor eloszlás 5-HT 2A [ 11 C]MDL HT 1A [ 11 C]WAY100635

49 Gyógyszer biodistributio és farmakokinetika izotóppal jelzett gyógyszer biodistributioja és kinetikája a gyógyszer koncentrációjának direkt mérése bárhol a testben jelzésre használt izotóp vér-agy-gát gyógyszer áteresztőképességének vizsgálata gyógyszer és célhely közti interakció kinetikája receptor kötődés sebességének mérése gyógyszer-kinetika hosszabb ideig mérhető, mint a gyógyszer direkt jelölésénél kinetikai állandók meghatározása modellek segítségével

50 Köszönöm a figyelmet!

Hasonló dokumentumok

VÁLASZ DR. JULOW JENİ TANÁR ÚR, AZ MTA DOKTORA OPPONENSI VÉLEMÉNYÉRE. Tisztelt Julow Jenı Tanár Úr!

1 VÁLASZ DR. JULOW JENİ TANÁR ÚR, AZ MTA DOKTORA OPPONENSI VÉLEMÉNYÉRE Tisztelt Julow Jenı Tanár Úr! Köszönöm Dr. Julow Jenı Tanár Úr részletes, minden szempontra kiterjedı opponensi véleményezését, megtisztelı,