Informace o PET
Pozitronová emisní tomografie (PET) je moderní lékařská zobrazovací metoda, která patří do oboru nukleární medicíny.
Historické poznámky
Zobrazovací zařízení využívající anihilační záření pozitronových radiofarmak se vyvíjí od poloviny minulého století. Tomografické vlastnosti byly dány těmto přístrojům až počátkem 70. let, kdy se začala psát historie PET. Následující dvě desetiletí zůstala metoda vyhrazena jen pro výzkumná pracoviště. Teprve pokrok výpočetní techniky a zdokonalení neobyčejně složitých kamer umožnil v 90. letech vstup 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 Řež, a.s. Při výrobě musí být splněna veškerá náročná kritéria definovaná Státním úřadem 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. Původně zde byla instalována první PET kamera v ČR (Siemens ECAT EXACT), kterou na přelomu roku 2008/9 nahradil hybridní PET/CT skener (Siemens Biograph 40 TruePoint TrueView HD). Ten pak byl v roce 2021 obměněn za nejmodernější skener Siemens Biograph Vision 600. Kromě těchto skenerů byl na ONM instalován od roku 2003 první hybridní PET/CT skener v ČR (Siemens Biograph duo LSO), nahrazený v roce 2017 skenerem Siemens Biograph mCT Flow. Pracoviště tak má kontinuálně k dispozici 2 vysoce výkonné hybridní PET/CT skenery. Přístrojové vybavení doplňuje dvoudetektorová SPECT kamera (Siemens E.CAM ), která slouží běžné scintigrafii. Všechny skenery jsou napojeny na informační systém ONM, který komunikuje s nemocničním informačním systémem. Lékařům z jiných zdravotnických zařízení jsou obrazová data odesílána systémem ePACS a textové nálezy jsou doručovány datovými schránkami a systémem eZpráva.
Jaký je princip PET?
Podobně jako při scintigrafii je intravenózně podáno radiofarmakum, 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 se používají radiofarmaka značená radionuklidy rozpadajícími se za vzniku pozitronu β+. Pozitron je částice podobná elektronu, má však opačný – kladný náboj. Zajímavá je interakce pozitronu s okolní hmotou. Když totiž 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, biogenní prvky (11C, 13N, 15O) nebo kovy (68Ga, 64Cu). Radionuklidy jsou zabudovávány do rozličných molekul radiofarmak. V klinické praxi je na celém světě zdaleka nejvíce rozšířena 2-[18F]fluoro-2-deoxy-D-glukóza (FDG). Není bez zajímavosti, že tuto molekulu v neaktivní formě poprvé syntetizovali v roce 1968 pracovníci Univerzity Karlovy v Praze (Pacák J., Točík Z., Černý M.: Synthesis of 2-Deoxy-2-fluoro-D-glucose, Chem. Commun. 1969, 77). V omezené míře se klinicky také využívají i další radiofarmaka: 18F-fluorid sodný (NaF), 18F-DOPA, 18F-fluorothymidin (FLT), 18F-flutemetamol (FMM), 18F-florbetapir (FBP), 18F-florbetaben (FBB), 18F-fluorocholin (FCh), 18F-fluciklovin, 18F-fluoro-ethyl-tyrosin (FET), 11C-methionin (MET), výzkumně pak např., 68Ga-DOTANOC/DOTATOC/DOTATATE, 68Ga-PSMA, 15O-voda, 13N-amoniak a stovky dalších druhů biologicky aktivních molekul.
Klinické využití PET
Kromě toho, že se PET koncem 20. století osvědčila jako vynikající výzkumný nástroj a napomohla pochopení řady patofyziologických procesů, je čím dále více používána v rutinní klinické praxi. Její využití je mnohostranné s ohledem na množství použitelných radiofarmak; zatím je zdaleka nejvíce využívána FDG.
FDG je z krve transportována do tkání shodnými mechanizmy jako glukóza a je analogicky fosforylována na FDG-6-fosfát. Nepodléhá však následné defosforylaci, a je proto v tkáních progresivně vychytávána. Lze tedy indukovat, že obraz představuje konzumpci glukózy ve tkáních. FDG je fyziologicky akumulována v šedé kůře mozkové, částečně je vylučována do moči, takže se obvykle zobrazuje dutý systém ledvin a močový měchýř, občas lze FDG nalézt ve střevech. Akumulace FDG v myokardu je nepravidelná a závisí na momentálních metabolických poměrech.
Vzhledem k tomu, že zhoubné nádory mají obvykle výrazně zvýšený glukózový metabolizmus, našla FDG-PET největší uplatnění v řadě onkologických aplikací: při posouzení malignity tumoru neznámé povahy, při určení rozsahu onemocnění (přítomnost vzdálených metastáz), při včasném odhalení recidivy nádorového onemocnění a při monitorování efektu terapie - viz obrázek pacientky s lymfomem před a po terapii:
Zvýšenou spotřebu glukózy vykazují rovněž záněty; s pomocí FDG-PET tak lze zobrazit infekční ložiska nebo některá systémová onemocnění (vaskulitida, sarkoidóza):
V neurologii lze FDG-PET využít pro lokalizaci epileptického ložiska u pacientů před neurochirurgickým zákrokem. Epileptické ložisko má při záchvatu zvýšený metabolizmus, mezi záchvaty naopak snížený:
S radiofarmaky, která se zvýšeně akumulují v beta-amyloidových placích v šedé kůře mozkové, lze časně diagnostikovat Alzheimerovu chorobu již ve fázi prvních příznaků:
PET s fluoridem sodným dává informaci o aktivním kostním procesu, a lze tak např. přesně určit místo pro terapeutickou intervenci při bolestech zad:
Hybridní PET/CT, jakožto nástupce PET, umožňuje kromě výše popsaných vlastností PET provést současně i klasické CT vyšetření. Výstupem obou vyšetření je kombinovaná informace o funkci i anatomii tkání a orgánů, což tuto metodu řadí mezi jednu z nejvýtěžnějších metod současné medicíny - viz fúzní obrázek FDG-PET/CT vyšetření prokazující vzdálenou metastázu v kostní dřeni při karcinomu plic:
Více o pracovišti a metodě PET/CT si lze přečíst v Almanachu PET/CT vyšetření vydaném při příležitosti 20. výročí PET centra Nemocnice na Homolce anebo v Interní medicíně pro praxi, 2004, roč.6., č.2, s.61-63. ISSN 1212-7299.
Současný stav PET centra Praha
Kromě FDG a FCh vyráběných v ÚJV Řež, a.s. přímo v budově PET centra či v Řeži jsou využívána radiofarmaka (NaF) z produkce RadioMedic, s.r.o., dceřiné společnosti Ústavu jaderné fyziky AV ČR, v.v.i., a radiofarmaka z dovozu (FMM, FCV, FBP, FBB, FTP). Aktuálně máme zkušenost s téměř 150 000 PET vyšetřeními. Některá vyšetření jsou prováděna pacientům zařazeným do výzkumných klinických studií, ve kterých PET/CT slouží jednak jako vstupní kritérium do studie, jednak k posouzení účinku zkoušeného léku.
Vyšetření se provádějí výhradně na základě lékařské indikace a nelze je provést na přání pacienta. Část pacientů je k vyšetření indikována lékaři NNH. Význam metody však hranice NNH přesahuje. Proto úzce spolupracujeme s předními pražskými klinikami a řadou dalších zdravotnických zařízení, a to nejen z blízkého Středočeského kraje.