Kliininen isotooppikuvantaminen Antti Loimaala LT, Dos., oyl HUS-Kuvantaminen Isotooppiyksikkö, Meilahti HYKS

Transkriptio

1 Kliininen isotooppikuvantaminen Antti Loimaala LT, Dos., oyl HUS-Kuvantaminen Isotooppiyksikkö, Meilahti HYKS

2 Isotooppilääketiede (Nuclear medicine) Useimmissa maissa oma lääketieteen erikoisala Suomessa kliininen fysiologia ja isotooppilääketiede Vahva asema tutkimuksessa Anatomia fysiologia metabolia reseptorit?

3 The role of nuclear medicine in imaging MRI PET US GK SPET MEG PET MRI PET (SPET) PET SPET PET (SPET) PET Receptors Molecular pathways Drug distribution Signal Transduction Gene Expression MRI CT Physiology Metabolism Structure

4 PERIAATE Kuvausaine (=merkkiaine, radiolääke): kantaja + säteilijä Merkkiaine potilaaseen: iv, ic, sc, po, intratumoraalinen Viive merkkiaineen annosta kuvaukseen: välitön tunteja Kuvaus gammakameralla tai PETkameralla

5 PERIAATE Kuvatiedon käsittely, arviointi, tulkinta, tallennus Potilas säteilee, ei laitteet (vrt. rtg) Kuvien määrä tai kuvattavan alueen laajuus ei korreloi säderasitukseen (pl. TT) Merkkiaineista ei sivuvaikutuksia (paitsi 131 I hoito) Allergiat tai huono kunto eivät estä tutkimusta

6 SÄDERASITUS Yhden tutkimuksen efektiivinen annos 1-10 msv Vastaa vuoden keskimääräistä taustasäteilyä Raskaus, lapset ALARA-periaate (As Low As Reasonably Achievable)

7 Terminologiaa Gammakuvaus Gammakameralla tehtävä tavanomainen isotooppitutkimus (luusto, sydän, keuhkot, aivot, munuaiset, infektiokuvaus ym.), merkkiaineena useimmiten teknetium ( 99m Tc) SPET (Single Photon Emission Tomography) Gammakameralla tehtävä tomografiakuvaus, vrt. CT PET (Positron Emission Tomography) Positronisäteilijöillä (yleisin 18 Fluori-FDG) ja PET-kameralla tehtävä metabolinen kuvaus

8 Ei vain rakennetta - aina myös fysiologiaa ja metaboliaa

9 Metabolinen erotuskyky aivoreseptorit ja välittäjäaineet

10 Basics 1. Radioaktiivinen aine on molekyylissä, joka hakeutuu sopivaan paikkaan elimistössä 2. Säteilevästä potilaasta kuva gamma- tai PET-kameralla, joka muuttaa säteilyn valoksi, sähkösignaaliksi ja lopulta kuvaksi 3. Kuvataan hakeutumisvilkkautta, reseptoreja, metaboliaa, antigeeneja, ei rakennetta

11 Puoliintumisaika 99m Tc puoliintuu 6,02 tunnissa

12 Radioaktiivisia leimoja vähän, hakeutuvia aineita useita erilaisia 99m teknetium (Tc, >90% gammatutkimuksista) 18fluori (PET) 123 jodi, 131 jodi ( 201 tallium) 21kromi 68Ga ym.

13 Erilaisia odotusaikoja ennen kuvausta - erilaisia hakeutumisaikoja sekunteja 24 tuntia 2-3 tuntia

14 Kuvausmenetelmät Still-kuvat Aikasarjat eli dynaamiset kuvat Leikekuvat sisärakenteesta Fuusiokuvat: anatomia + metabolia

15 Still-kuva: Luuston gammakuva 3 tuntia merkkiaineen annon jälkeen

16 Elokuva - esim. 40 sekuntia/ruutu

17 Normaali munuaistoiminta

18 Munuaisvaltimoahtauma oikealla

19 Nähdään toiminnallisia häiriöitä, jotka eivät (vielä) rakenteellisia

20

21 Mekaanista pumppu ilmavirtaus venttiili Toimintaa Metabolista hakeutumisvilkkaus suodatus Täsmäleimausta solut välittäjäaineet reseptorit

22 Yleisimmät isotooppitutkimukset PET-TT -kuvaus Luuston gammakuvaus Sydänlihasperfuusion gammakuvaus Vartijaimusolmukkeen gammakuvaus (Keuhkojen gammakuvaus) Munuaistoiminnan gammakuvaus Aivojen dopamiinitransportterien gammakuvaus

23 Muita isotooppitutkimuksia/hoitoja Isotooppihoidot: 131 I, 32 P (Aivoperfuusion gammakuvaus) Somatostatiinireseptoreiden PET-kuvaus Lisäkilpirauhasen gammakuvaus Tulehduspesäkkeen gamma-/pet-kuvaus Kilpirauhasmetastaasien gammakuvaus

24 Luuston gammakuvaus Tc-merkatut difosfonaatit Adsorboituu luun pinnalle Kuvastaa osteoblastien aktiivisuutta ja luun verenkiertoa Metabolinen reaktio sairauteen Neoplasia Trauma Tulehdus Kuvastaa toiminnallista muutosta Näkyy ennen rakenteellista muutosta On epäspesifinen

25 Luuston gammakuvaus Edut Metabolinen kuva luustosta Koko luusto kerralla Noninvasiivinen, rasittamaton, halpa Sensitiivinen Ei kontraindikaatioita Haitat Epäspesifinen Anatominen resoluutio huono (fuusiokuvantaminen, SPET-TT auttaa) sädetutkimus

26

27 Erotusdiagnostiikkaa luuston gammakuvauksessa Metastaasit Primaari luutuumori Degeneratiivinen muutos Artriitti Trauma Leikkaus, sädehoito Tulehdukset Pehmytosamuutos Aineenvaihduntasairaus Luuinfarkti

28 Sepelvaltimotaudin diagnostiikka Anamneesi Rasituskoe väärät pos. - naiset, LVH, WPW ym. väärät neg. - lääkitys, riittämätön rasitus, EKG ei tulkittavissa LBBB TT, UKG, MRI Sydänlihaksen perfuusiotutkimus Angiografia

29 Sydänlihaksen perfuusiotutkimus Pp-rasitus, adenosiini, regadenosoni, dobutamiini Kuvaus: rasitus, lepo - tulkinta Noninvasiivinen Onnistuu lähes kaikille Perfuusio ja funktio

30 PERFUUSIOTUTKIMUKSEN KÄYTTÖALUEET Sepelvaltimotaudin diagnostiikka Koronaariahtaumien merkityksen arviointi Viabiliteetin arviointi Hoidon arviointi - 10% < LVM >10% Ennusteen arviointi Hoitotoimenpiteiden seuranta

31

32 Pt. 1 Tupakoiva rouva, COPD/astma, ASO-tauti, diabetes. rasitushengenahdistusta ja ajoittaista rintakipua rasituskokeessa huono suorituskyky. p.k. sydänlihasperfuusion gammakuvaus.

33 Pt 1: Rasitus

34

35 Pt v mies, RR +, Kol +, tupakka +, DM -. Vuonna 2002 operoitu oikeasta alaraajasta ilmeisesti luusyöpä Bakussa, oikea alaraaja nivustasolle asti amputoitu, proteesi käytössä. Esiintynyt vuoden ajan rintakipua ja hapen loppumisen tunnetta. Oireita esiintyy sekä rasituksessa, mutta esim. kumartuessa. P.k. sydämen isotooppiperfuusiotutkimus lääkkeellisenä, onko viitteitä ennustemielessä merkittävästä iskemiasta?

36 Rasitus Tutkimus tehdään adenosiini-infuusiona 6 min, infuusionopeus 117,6 ml/h (5 mg/ml). Syketaso nousee ad 130/min (72 %). Happisaturaatio säilyy normaalina. Oireina hengityksen vaikeutuminen, suun kuivumista, röyhtäilyä ja silmien tuntuminen tavanomaista suuremmilta, lisäksi infuusion aikana keuhkot tuntuvat lämpimiltä. Ei varsinaisia rintakiputuntemuksia. Verenpaine nousee ad 152/74 mmhg mutta laskee jo infuusion aikana lähtötasolle. EKG:ssä ei merkittävää ST-segmentin muutosta. Ei myöskään rytmihäiriöitä.

37 Pt. 2: Lepo vs. rasitus

38 Lepo Rasitus

39 Reseptorikuvantaminen Dopamiinireseptorikuvaus Dopamiinitransporttereihin sitoutuva merkkiaine Alentunut tiheys Parkinsonin taudissa striatumin alueella Kvantitointi mahdollista

40 Kinetics of the Tracer

41 Ioflupaani (DatScan ) - Normaali

42 Lewynkappaletauti (LBD)?

43 Reseptoriaktiivisuus eri tiloissa

44 Pyyntö v Kyseessä 62-v nainen, jolla Parkinsonin tauti-dg vuonna oikean alaraajapainotteisen jäykkyyden pohjalta. Lääkitystarve ollut varsin vähäinen ja oireistossa ei selvää etenemistä. Tällä hetkellä lääkityksenä Eldepryl 10 mgx1 sekä Sifrol 0,7 mg x1. Jääty miettimään onko kuitenkaan Parkinsonin tauti kyseessä. Pk. Beta- CIT-SPECT, Parkinsonin tautiin viittaavia löydöksiä?

45 beta-cit

46 Lausunto. Tulkinta: Todetaan selvin DAT-pitoisuuden alenema oikeassa caudatuksessa ja merkitseviä muutoksia myös molempien putamenien alueella. Löydös sopii Parkinsonin tautiin.

47 2. Pyyntö 2012 V- 99 priv. puolella Parkinson-dg. Oireena ainoastaan alaraajajäykkyys. Pään MRI:ssa oik. tyvitumakeinfarkti. Oireet eivät näinkään pitkän seuranta-ajan puitteissa ole merkittävästi edenneet. Selässä spinaalistenoosi-epäily, joka voisi oireita selittää. PD-lääkitystä lähdettiin vähentämään, jonka jälkeen selkä meni aivan jumiin. V. 08 DAT-scanissa oli oik. puolella poikkeavaa. P.k. kontrolli-tutkimus - onko kuvantamislöydöksissä etenemistä? Sopisiko infarktijäljen aiheuttamaksi?

48 MRI

49 Vartijaimusolmuke, sentinel node Ensimmäinen paikallinen imusolmuke, johon imuneste kulkeutuu malignista kasvaimesta Miten rauhanen paikannetaan? Onko rauhasessa metastaasi?

50

51 Vartijaimusolmukekuvauksen käyttöalueita Rintasyöpä Melanooma Suun ja nielun syövät Vulva- ja peniskarsinooma Rektumkarsinooma

52 Tulehduksen diagnostiikka isotooppimenetelmin Funktionaalista kuvantamista Tulehduksen aiheuttama biokemiallinen/ fysiologinen muutos näkyy jo ennen morfologisia muutoksia Koko kehon kuvaus Epäspesifisiä Ei-bakterielli/ bakterielli tulehdus

53 Isotooppimenetelmiä Leimatut leukosyytit Luuston gammakuvaus PET-kuvaus (FDG) 99m Tc-leimattu antibiootti (siprofloksasiini) Peptidit Ga-sitraatti Leimatut vasta-aineet

54 53v mies Intian matkan jälkeen kerran kuussa kuumejakso 2-3vrk. Thx, vatsan-uä, vartalon-tt ei selittävää. Lab kokein haettu laajalti esim. parasiitti-infektiota, maligniteettia tai vaskuliittia. Sinuiittiin aloitettiin ab-hoito, jonka jälkeen vointi kohentunut selvästi. Kuumeilu ei ole residivoinut ja kokee itsensä terveemmäksi kuin aikoihin.

55 8v poika, perusterve. 3pvää korkeaa kuumetta ja oikea nilkka kipeytynyt. CRP 106. Voimakas aristus tibian distaalipäässä. Oikea nilkka kuumottaa, lievästi turvonnut. RTG:ssä pientä rtg-positiivista hippua tibian distaalipäässä.

56 MRI:ssä patologista signaalia, ensisijaisesti osteomyeliitti. Ab-hoidolla parantunut.

57 Lapsella pitkään epäselvä kuumeilu, CT ja MR negatiiviset, löytyykö infektiofokusta? PET/TT

58 PET indikaatioita

59 PET-aineet positroniemittereitä Fluori min Gallium min Happi-15 2 min Hiili min Sokerimetabolia SST-reseptorit sydänlihas aivoreseptorit

60 Miksi FDG kertyy kasvaimiin? Normaali solu Kasvainsolu FDG-6-P Glukoosi 6-fosfataasi FDG Glukoosi 6-fosfataasi FDG-6-P Glykolyysi Heksokinaasi Heksokinaasi Glykolyysi G6P Glukoosi 6-fosfataasi D-glukoosi G6P Glukoosi 6-fosfataasi

61 PET-TT:n käyttö Onkologiassa: muutoksen pahanlaatuisuuden arviointi kohteissa, joista koepalan saaminen on vaikeata paikallisen ja alueellisen leviämisen sekä etäpesäkkeiden arvioiminen (staging) residiivikasvaimen varhais- ja erotusdiagnostiikka sädehoidon ja syövän lääkehoidon vasteen arviointi pahanlaatuisen kasvaimen varhainen osoittaminen riskiryhmillä tai potilailla, joilla on vain viitteellisiä biokemiallisia verimuutoksia tai epämääräisiä muutoksia röntgenkuvissa sädehoidon suunnittelun optimointi

62 Hodgkinin tauti, ennen hoitoja

63 Hodgkinin tauti, 2 hoitokuurin jälkeen

64 PET/TT: lymfooma

65 MUNUAIS-CA METASTAASI sacrumin edessä

66 Neuroendokriininen kasvain (NET) * Alku NE-soluista, <1% kaikista maligniteeteista * Oletetaan lähtevän sikiökautisesta suolesta * Kasvavat hitaasti, oireet tulevat usein myöhään, metastaaseja dg-vaiheessa * Dg perustuu histologiaan kun oireita ilmenee Ripuli, flushing, hypoglykemia, hypertonia * Erittävät solutyypilleen ominaisia hormonaalisia tuotteita Serotoniini, katekoliamiinit, ACTH, GH, neuropeptidi K, substanssi P, bradykiniini, kallikrein, prostaglandiinit * Kasvavat missä tahansa elimessä * M=N

67 NET:n luokitus Krenning E. ym. Nature Rev Oncol 2014

68 PET/TT:llä kuvattavia NET:a Virgolini ym. EJNMMI 2010

69 Isotooppi ja peptidi Hofman M ym. Radiographics 2015

70 Metabolic pathways of NET imaging Koopmans ym. Crit Rev Oncol/ Hematol 2009

71 SSR ja 68 Ga-DOTA-TOC/NOC JNM 2011

72 Medullaarinen kilpirauhas-ca SST-γ-kuvaus vs. 68-Ga-DOTATOC-PET/TT

73 Ga-68 Dotatoc PET/TT-kuvaus Haiman neuroendokriininen karsinooma

74

75 Potilaalla ohutsuolilähtöinen neuroendokriininen kasvain joka metastasoinut maksaan. Uutena löydöksenä munuaisissa molemmin puoleiset pesäkkeet joiden luonne epäselvä. Pk. Gallium-Dotanoc PET

76

77

78 FDG-PET PROSTATA-CA Kol-PET

79 F-Koliini vs. 68-Ga-PSMA

80 Prostata-ca: Luustokartta, TT, PET 10/15 11/15 12/15

81 Pt. * Diagnoosi, oireet, kysymysasettelu: 64v nainen, jolla kemosädehoidettu kerviksin stage IIB epidermoidikarsinooma. Hoito päättynyt 5/2015. Papanäytteessä toistuvasti HSIL löydös, kliinisesti kerviksiä ei pysty luotettavasti tutkimaan (vaginan pohja strikturoitunut). UÄ:llä kerviksillä epäselvä n. 1cm läpimittainen muutosalue. MRIssä epäily residuaalituumorista, joka kasvanut 7/15 kuvaukseen verrattuna. Biopsia ei onnistu. p.k. PET-TT, onko aktiivista tautia?

82

83 Epäselvä kuumeilu, vaskuliitti?

84 Pt. Diagnoosi, oireet, kysymysasettelu: Tutkimuksissa hypersedimentaation vuoksi. Vas. kädessa a.radialis pulssi ei tunnu. Yllätyslöydöksenä seropositiivinen nivelreuma, joka on ollut vähäoireinen mutta on kestänyt vuoksia, Rg-tutkimuksessa eroosioita todetaan. Päkiät, oik. käden II MCP-nivel oirelee. Pulssieron vuoksi on tehty aortan MRI. Laskevassa torakaaliaortassa on pitkällä matkalla seinämäpaksunnosta. Tämä on epäspesifi löydös, taustalla voisi olla ateroskleroosi mutta myös arteriitti on mahdollinen. Oikealla truncus brachiocephalican tyvessä on myös laakeaa seinämä paksunnosta. Abdomenin puolella viskeraalivaltimot ja munuaisvaltimot ovat tyvialueeltaan avoimet. Syntyy vaikutelma että vasemmalla arteria subklaviassa arteria mammaria internan lähtökohdan distaalipuolella olisi kaventumaa mutta tämä jää aivan kuvakentän rajalle. Oikealla arteria subclavia näkyy vain hyvin lyhyeltä matkalta. P.k. vartalon PET-CT - onko kyseiset aortan ja sen isojen haarojen muutokset ateroskleroosia tai aortiittia?

85 Pt: Ateroskleroosi vai vaskuliitti?

86 Vaskuliitti

87 Hoito relapsi?

88 Sydänsarkoidoosi: Voimakas tulehdus kammioväliseinässä (valko-puna-vihreä, nuoli). B) Imusolmukkeita mediastinumissa (nuoli).

89 Aivoperfuusio - epilepsia Iktaalinen Interiktaalinen

90 Pt: Hoitoresistentti paikallisalkuinen epilepsia. Iktaalinen SPECT tehty video-eeg-tutkimuksen yhteydessä. P.k. interiktaalinen SPECT Subtraktio +2 SD ja fuusio-mri Iktaalinen

91 Dementia: MRI

92 Diagnoosi,oireet,kysymysasettelu: 64 v nainen. 07 diagnosoitu paikallisalkuinen epilepsia. Kohtaukset dysfasiaa, raajakömpelyyttä, muistiongelmia, puheentuoton hidastumista ja sekavuutta. Ei tajuttomuus-kouristuskohtauksia. Työkyky alentunut muistiongelmien vuoksi. 6 / 13 neurologisiin tutkimuksiin raajaheikkouden ja muistiongelmien vuoksi. Ensimmäiset ongelmat uusien laitteiden käytön oppimisessa alkaneet jo vuonna 2010, vaikea muistaa mitä aikaisemmin puhuttu, unohtaa tehdä sovittuja asioita, vaikeuksia oppia uusia toimintapoja. Käytännön taidot heikentyneet, toiminta hitaampaa, oma-aloitteisuus heikentynyt, harrastukset vähentyneet. MMSE (kesäkuussa) 25 / MMSE 9/30. Pään MRI:ssä hippokampukset Scheltens 2. p.k FDG-PET tutkimus. Onko frontotemporaaliseen degeneraatioon viittaavaa? Onko Alzheimerin taudille tyypillistä? Autoimmuunienkefaliittiin (NMDA reseptori vasta-aine positiivinen) voi liittyä hypermetaboliaa, näkyykö?

93 FTD?

94 Dementia FDG-PET Diagnoosi, oireet, kysymysasettelu: 68-vuotias juristi. Nuorempana hyvin terve, ei erillisiä neurologisia tautitiloja. Johto-oireet: 1. Depressio, itsetuhoajatukset. 2. Muistin ja tiedonkäsittelyhaasteet.