zobrazení skeletu pomocí 18F-NaF-PET/CT Eva Ferdová, Jiří Ferda,*Jindřich Fínek,**Jiří Matějka Klinika zobrazovacích metod *Oddělení onkologie a radioterapie **Klinika ortopedie a traumatologie pohybového ústrojí LFUK a FN v Plzni

18F-NaF - farmakokinetika pozitronový zářič silný aniont má malou molekulární hmotnost optimální pro zobrazení kostí přenášen z 30% erytrocyty z 70% plasmou minimálně se váže na proteiny plasmy extrakce kostní tkání je přes vazbu na erytrocyty téměř 100% rychle se dostává difuzí přes kostní kapiláry do kostního extracelulárního prostoru použití popsáno již r. 1962 Blauem Withofs N, Grayet B, Tancredi T, Rorive A, Mella C, Giacomelli F, Mievis F, Aerts J, Waltregny D, Jerusalem G, Hustinx R. 18F-fluoride PET/CT for assessing bone involvement in prostate and breast cancers. Nucl Med Commun. 2010 Nov 11. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 21076343. Kawaguchi M, Tateishi U, Shizukuishi K, Suzuki A, Inoue T. 18F-fluoride uptake in bone metastasis: morphologic and metabolic analysis on integrated PET/CT. Ann Nucl Med. 2010 May;24(4):241-247 Even-Sapir E, Mishani E, Flusser G, Metser U. 18F-Fluoride positron emission tomography and positron emission tomography/computed tomography. Semin Nucl Med. 2007 Nov;37(6):462-469 Ca prostaty

18F-NaF – akumulace v kostní tkáni V kosti se váže na povrch kostního minerálu nahrazuje hydroxylové skupiny hydroxyapatitu vzniká fluoroapatit Úroveň akumulace 18F- v kostní tkáni Vaskularizace kostní tkáně Remodelace kosti Vysoký metabolický obrat Odráží průtok krve kostní tkání a osteoblastickou aktivitu Remodelace kosti při degenerativních změnách a u metastatické infiltrace (Ca rekta)

Technika zobrazení Vyšetření bez přípravy Aplikace radiofarmaka Střední dávka 250 MBq (eq. 3,5 MBq/kg) Akumulace min. 30 minut Diagnostické „okno“ pro akvizici PET 30 až 240 min Akvizice CT Bez aplikace k.l., kol. 16 x 0,75 mm Expozice 120 kV / eff. 40 mAs Dávka cca 3 mSv Rekonstrukce 1mm, incr. 0.75, střední zvýraznění rozhraní Akvizice PET 5 – 9 postelí po 2 - 5 min Rozsah dle indikace Ca prostaty

Hodnocení nálezů HRCT struktura kostní tkáně PET Osteoskleróza Osteolýza Reaktivní změny degenerativního původu Usurace PET akumulace radiofarmaka Distribuce v celém skeletu Distribuce zvýšené akumulace Ektopická akumulace Fúze PET/CT Bližší specifikace Ca prostaty

Indikace Metabolická a přestavbová onemocnění skeletu Osteoporóza Renální osteodystrofie Pagetova choroba Posouzení dynamiky kostní obnovy Viabilita kostní tkáně / osteoblastická aktivita Kostní štěpy Hojící se fraktury Osteonekróza Nádorová onemocnění Nádory kostitvorného pojiva Kostní metastázy Detekce Odpověď na léčbu Fischer DR, Zweifel K, Treyer V, Hesselmann R, Johayem A, Stumpe KD, von Schulthess GK, Hany TF, Strobel K. Assessment of successful incorporation of cages after cervical or lumbar intercorporal fusion with [(18)F]fluoride positron-emission tomography/computed tomography. Eur Spine J. 2010 Dec 3. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 21127919. Withofs N, Grayet B, Tancredi T, Rorive A, Mella C, Giacomelli F, Mievis F, Aerts J, Waltregny D, Jerusalem G, Hustinx R. 18F-fluoride PET/CT for assessing bone involvement in prostate and breast cancers. Nucl Med Commun. 2010 Nov 11. [Epub ahead of print] PubMed PMID: 21076343. Strobel K, Fischer DR, Tamborrini G, Kyburz D, Stumpe KD, Hesselmann RG, Johayem A, von Schulthess GK, Michel BA, Ciurea A. 18F-fluoride PET/CT for detection of sacroiliitis in ankylosing spondylitis. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2010 Aug;37(9):1760-1765. Kawaguchi M, Tateishi U, Shizukuishi K, Suzuki A, Inoue T. 18F-fluoride uptake in bone metastasis: morphologic and metabolic analysis on integrated PET/CT. Ann Nucl Med. 2010 May;24(4):241-247 Krüger S, Buck AK, Mottaghy FM, Hasenkamp E, Pauls S, Schumann C, Wibmer T, Merk T, Hombach V, Reske SN. Detection of bone metastases in patients with lung cancer: 99mTc-MDP planar bone scintigraphy, 18F-fluoride PET or 18F-FDG PET/CT. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2009 Nov;36(11):1807-1812 Even-Sapir E, Metser U, Mishani E, Lievshitz G, Lerman H, Leibovitch I. The detection of bone metastases in patients with high-risk prostate cancer: 99mTc-MDP Planar bone scintigraphy, single- and multi-field-of-view SPECT, 18F-fluoride PET, and 18F-fluoride PET/CT. J Nucl Med. 2006 Feb;47(2):287-297. Ghanem N, Uhl M, Brink I, Schäfer O, Kelly T, Moser E, Langer M. Diagnostic value of MRI in comparison to scintigraphy, PET, MS-CT and PET/CT for the detection of metastases of bone. Eur J Radiol. 2005 Jul;55(1):41-55. Even-Sapir E, Metser U, Flusser G, Zuriel L, Kollender Y, Lerman H, Lievshitz G, Ron I, Mishani E. Assessment of malignant skeletal disease: initial experience with 18F-fluoride PET/CT and comparison between 18F-fluoride PET and 18F-fluoride PET/CT. J Nucl Med. 2004 Feb;45(2):272-278.

Zvýšená osteoblastická aktivita v místech biomechanicky zatížených zón Degenerativní změny Zvýšená osteoblastická aktivita v místech biomechanicky zatížených zón

Zlomeniny Zvýšená osteoblastická aktivita ve svalku, v kostních štěpech Ca prsu bez kostních metastáz, posttraumatické a únavové fr.

Fr. L1 - PLID Th12-L1, štěpy chronos strip betatricalciumfosfát

Osteoplastické metastázy Přímá stimulace osteoblastické aktivity nádorovými buněčnými elementy (Ca prostaty) prostřednictvím cytokinu OPG (osteoprogenerin) Ca prostaty

Osteolytické metastázy Přímá aktivace osteoklastů PTHrP parathormon-related-peptid - např. RCC, MBL, Ca prsu, s nálednou osteoklasty vyvolanou osteoblastickou aktivitou Osteoblastickou aktivitou zprostředkovaná aktivace osteoklastů cytokiny OPGL (osteoprogenerin ligand) a ODF (osteoclast differentiation factor) – u Ca prsu nebo Ca plic, vzácně u Ca prostaty Malanoblastom

Ca prostaty

Efekt terapie metastáz Osteoblastická aktivita je úměrná aktivitě kostního nádorového procesu Ca prostaty

18F-NaF-PET/CT versus 99mTc-MDP-scintigrafie Markery stejného procesu - osteoblastická aktivita 18F - vazba na povrch kostního minerálu v době jeho výstavby Metylendifosfonát – výstavba kostního minerálu Rozdílná efektivita extrakce 18F - 100%, možnost akvizice dat po 30 – 240 min Metylendifosfonát - vazba na proteiny plasmy, dlouhá akumulace Rozdílné prostorové rozlišení PET – 3 mm, CT 0.75 mm Scintigrafie – 5 – 10 mm, pokud je použito SPECTu Ca prostaty PET SCINTIGRAFIE

18F-NaF versus 18F-FDG Markery odlišného procesu 18F- - vazba na povrch kostního minerálu v době jeho výstavby 18F-FDG – aktivita nádorové tkáně (méně osteoblastická aktivita) Rozdílná efektivita extrakce v kosti 18F - téměř 100%, možnost akvizice dat již po 30 min 18F-FDG – v kostní tkáni jen relativně malé množství, v mozku téměř 30%, játra, myokard, v kostní dřeni, výrazná exkrece ledvinami Shodné prostorové rozlišení PET – 3 mm, CT 0.75 mm Krüger S, Buck AK, Mottaghy FM, Hasenkamp E, Pauls S, Schumann C, Wibmer T, Merk T, Hombach V, Reske SN. Detection of bone metastases in patients with lung cancer: 99mTc-MDP planar bone scintigraphy, 18F-fluoride PET or 18F-FDG PET/CT. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2009 Nov;36(11):1807-1812 Iagaru A, Mittra E, Yaghoubi SS, Dick DW, Quon A, Goris ML, Gambhir SS. Novel strategy for a cocktail 18F-fluoride and 18F-FDG PET/CT scan for evaluation of malignancy: results of the pilot-phase study. J Nucl Med. 2009 Apr;50(4):501-505. Bouchelouche K, Oehr P. Recent developments in urologic oncology: positron emission tomography molecular imaging. Curr Opin Oncol. 2008 May;20(3):321-326. Siegel BA, Dehdashti F. Oncologic PET/CT: current status and controversies. Eur Radiol. 2005 Nov;15 Suppl 4:D127-132. Even-Sapir E, Metser U, Mishani E, Lievshitz G, Lerman H, Leibovitch I. The detection of bone metastases in patients with high-risk prostate cancer: 99mTc-MDP Planar bone scintigraphy, single- and multi-field-of-view SPECT, 18F-fluoride PET, and 18F-fluoride PET/CT. J Nucl Med. 2006 Feb;47(2):287-297. Langsteger W, Heinisch M, Fogelman I. The role of fluorodeoxyglucose, 18F-dihydroxyphenylalanine, 18F-choline, and 18F-fluoride in bone imaging with emphasis on prostate and breast. Semin Nucl Med. 2006 Jan;36(1):73-92. Ghanem N, Uhl M, Brink I, Schäfer O, Kelly T, Moser E, Langer M. Diagnostic value of MRI in comparison to scintigraphy, PET, MS-CT and PET/CT for the detection of metastases of bone. Eur J Radiol. 2005 Jul;55(1):41-55.

Shrnutí 18F-NaF-PET/CT předčí kostní scintigrafii vyšší senzitivitou, specificitou i prostorovým rozlišením v detekci kostních metastáz Přímé náklady na vyšetření prakticky shodné se scintigrafií Nižší aplikovaná aktivita Nepatrně vyšší radiační zátěž - cca 7 mSv (scintigrafie 5 – 6 mSv) Menší dostupnost metody Ca prostaty

zobrazení skeletu pomocí 18F-NaF-PET/CT Eva Ferdová, Jiří Ferda,*Jindřich Fínek,**Jiří Matějka Klinika zobrazovacích metod *Oddělení onkologie a radioterapie **Klinika ortopedie a traumatologie pohybového ústrojí LFUK a FN v Plzni