SPECT - SPECT/CT - PET - PET/CT

Η σχετικά πρόσφατη εισαγωγή των τεχνικών μοριακής απεικόνισης θεωρείται από πολλούς ειδικούς ως μια ιδιαίτερα σοβαρή εξέλιξη, η οποία θα μεταβάλλει σημαντικά την κλινική πράξη σε διάφορες ειδικότητες. Οι δύο κυριότερες τεχνικές, στο πλαίσιο της Πυρηνικής Ιατρικής, είναι η SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) και η ΡΕΤ (Positron Emission Tomography).
Η Πυρηνική Ιατρική και η Ακτινολογία είναι δυνατό να θεωρηθούν ως αλληλοσυμπληρούμενες ειδικότητες, οι οποίες παρέχουν αντίστοιχα λειτουργικές και ανατομικές πληροφορίες. Η σπινθηρογραφική απεικόνιση δίδει πληροφορίες για τη

Συμβατική γ-camera. Κομβικό σημείο για την ανάπτυξη της Πυρηνικής Ιατρικής αποτέλεσε ο σχεδιασμός της πρώτης γ-camera από τον Anger το 1958. Οι εικόνες, οι οποίες λαμβάνονται με αυτή τη συσκευή, εμφανίζουν το υπό εξέταση όργανο σε δύο μόνο διαστάσεις. Συνεπώς, δεν υπάρχει δυνατότητα απόκτησης επαρκών πληροφοριών για ευρήματα που εντοπίζονται σε βάθος. Αν και η προκύπτουσα εικόνα είναι δισδιάστατη, η λήψη περισσότερων εικόνων γύρω από το όργανο (πρόσθιες, οπίσθιες, πλάγιες, λοξές λήψεις) συμβάλλει στον καλύτερο εντοπισμό της θέσης και στην εκτίμηση της έκτασης της βλάβης. Ωστόσο, το πρόβλημα αυτό επιλύθηκε σε σημαντικό βαθμό με την καθιέρωση και εφαρμογή της τεχνικής SPECT (Kuhl και Edwards, 1963).

SPECT. Η γ- camera ανιχνεύει γ-ακτινοβολία από ραδιοϊσότοπα που χρησιμοποιούνται για τις συμβατικές τεχνικές της Πυρηνικής Ιατρικής. Όταν τα απεικονιστικά δεδομένα λαμβάνονται υπό πολλαπλές γωνίες γύρω από το αντικείμενο ενδιαφέροντος, προκύπτει μια τρισδιάστατη εικόνα της περιοχής. Η τεχνική αυτή καλείται SPECT. Η SPECT έχει τη δυνατότητα μελέτης και εντοπισμού φυσιολογικών διεργασιών. Παράλληλα, τα ραδιοφάρμακα, που χρησιμοποιούνται σύμφωνα με αυτή την τεχνική, μπορούν να προσδιορίσουν την έκφραση υποδοχέων και αντιγόνων σε ιστούς ασθενών με νευρολογικά, καρδιολογικά και νεοπλασματικά νοσήματα.
Το σύστημα SPECT αποτελείται από μία κλασσική γ-camera με 1 έως 4 ανιχνευτές ΝaΙ (Tl) προσαρμοσμένους σε βραχίονα, ώστε να είναι δυνατή η περιστροφή τους γύρω από το σώμα του εξεταζόμενου. Λαμβάνονται εικόνες και στους τρεις άξονες (εγκάρσιο, οβελιαίο, επιμήκη) και πραγματοποιείται ανασύνθεση της εικόνας μετά την ολοκλήρωση της σπινθηρογράφησης. Η κλασική τεχνική ανασύνθεσης είναι η οπισθοπροβολή - backprojection (Budinger & Gullberg, 1974).
Συνοπτικά, η τεχνική SPECT παρουσιάζει τα εξής πλεονεκτήματα έναντι της δισδιάστατης απεικόνισης με τη συμβατική γ-camera:
1. Λήψη πληροφοριών σε τρεις διαστάσεις, η οποία επιτρέπει τον ακριβέστερο εντοπισμό των βλαβών και την εκτίμηση του όγκου των οργάνων.
2. Μικρότερη επίπτωση της ακτινοβολίας στους παρακείμενους ιστούς.
3. Δυνατότητα διόρθωσης των εικόνων για την κίνηση του ασθενούς (motion correction) και την εξασθένιση της ακτινοβολίας (attenuation correction).

4. Μεγαλύτερη δυνατότητα ημιποσοτοτικών υπολογισμών της κατανομής του ραδιοφαρμάκου.

SPECT/CT. Η τεχνική SPECT/CT παρέχει επιπλέον πληροφορίες σε σχέση με τις ανατομικές περιοχές που παρατηρείται πρόσληψη του ραδιοφαρμάκου. Παράλληλα, προσφέρει πιο ακριβείς μετρήσεις της πρόσληψης από όργανα και νεοπλασίες. Στην Ογκολογία, η SPECT/CT έχει αποδειχθεί ότι συμβάλλει στον αποτελεσματικότερο εντοπισμό της κακοήθους βλάβης. Συνεπώς, διευκολύνει τον σχεδιασμό της θεραπείας. Στην Καρδιολογία, η SPECT/CT παρέχει βελτιώσεις για τη διόρθωση των εικόνων (motion correction, attenuation correction). Οι βελτιώσεις αυτές είναι σημαντικές για τη διευκόλυνση του εντοπισμού του βιώσιμου μυοκαρδίου.


PET. Η τεχνική ΡΕΤ αποτελεί την πλέον σύγχρονη εξέταση της Πυρηνικής Ιατρικής. Βασίζεται στην ανάπτυξη της camera εκπομπής ποζιτρονίων (Mullani και συν, 1984) και τη χρησιμοποίηση ραδιοφαρμάκων, τα οποία έχουν επισημανθεί με ραδιοϊσότοπα που εκπέμπουν ποζιτρόνια. Σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας της, η απεικόνιση εξαρτάται από την ταυτόχρονη ανίχνευση ζευγών φωτονίων ενέργειας 511 ΚeV, τα οποία προέρχονται από την αλληλοεξουδετέρωση των ποζιτρονίων με ηλεκτρόνια γειτονικών ατόμων. Στα σύγχρονα συστήματα ΡΕΤ χρησιμοποιούνται εκατοντάδες έως χιλιάδες ανιχνευτές, οι οποίοι είναι συνήθως κατασκευασμένοι από γερμανώδες βισμούθιο (BGO) (σπανιότερα από NaI (Tl), BaF2, ή CsF2). Η τεχνική PET χαρακτηρίζεται από μοναδικές δυνατότητες μελέτης και ποσοτικού προσδιορισμού φυσιολογικών διεργασιών στον οργανισμό:
· Αιματική ροή σε διάφορους ιστούς.
· Μεταβολισμός του οξυγόνου.
· Μεταβολισμός της γλυκόζης.
· Σύνθεση αμινοξέων και πρωτεϊνών.
· Μεταβολισμός νουκλεϊκών οξέων.
· Κυτταρική απόπτωση.
· Προσδιορισμός της έκφρασης διαφόρων υποδοχέων – ειδικά στον νευρικό ιστό.
Η ανασύνθεση της εικόνας, κατά το τέλος της εξέτασης, πραγματοποιείται σύμφωνα με τη μέθοδο της οπισθοπροβολής (όπως και με την τεχνική SPECT).
Τα ραδιοϊσότοπα, τα οποία χρησιμοποιούνται στην τεχνική PET, παράγονται από κυκλοτρόνια. Διάφορα τέτοια ισότοπα έχουν χρησιμοποιηθεί σε κλινικές εφαρμογές έως σήμερα:
· 82-Rb
· 15-O
· 13-N
· 11-C
· 18-F
· 124-I
· 86-Y
· 62-Cu
· 68-Ga
Ειδικά για το 82-Rb, το 68-Ga και το 62-Cu υπάρχουν και γεννήτριες (εκτός από την παραγωγή τους με κυκλοτρόνιο). Το πλέον συχνά χρησιμοποιούμενο ραδιοφάρμακο είναι η 18-FDG (δεοξυγλυκόζη). Ωστόσο, σε μελέτες απεικόνισης νευροϋποδοχέων, χρησιμοποιούνται αρκετά συχνά και άλλα ραδιοφάρμακα με 11-C ή 18-F.
Στην Ογκολογία, η τεχνική PET έχει έναν σημαντικό ρόλο. Σήμερα, περίπου το 90% των κλινικών εφαρμογών της ΡΕΤ αφορά ογκολογικά περιστατικά.
· Μελέτη βιολογικών χαρακτηριστικών των νεοπλασιών.
· Σταδιοποίηση.
· Παρακολούθηση της θεραπείας.
Στην Καρδιολογία, η τεχνική PET διατηρεί τη σημασία της για την εκτίμηση του βιώσιμου μυοκαρδίου και την αξιολόγηση της αιμάτωσης του καρδιακού μυός. Στη Νευρολογία, η τεχνική PET έχει δύο κύριες εφαρμογές που αφορούν ασθενείς με επιληψία ή νευροεκφυλιστικά νοσήματα (κυρίως άνοια).
Συνοπτικά, η τεχνική ΡΕΤ πλεονεκτεί έναντι της SPECT στα εξής σημεία:
1. Μεγαλύτερη ευαισθησία και διακριτική ικανότητα.
2. Αποτελεσματικότερη διόρθωση για την εξασθένιση της ακτινοβολίας (attenuation correction).
3. Καλύτερα φυσικά χαρακτηριστικά ραδιοφαρμάκων (δυνατότητα επισήμανσης μεταβολιτών).
4. Μικρότερη ακτινική επιβάρυνση.
5. Δυνατότητα ποσοτικών λειτουργικών μελετών και παρακολούθησης μεταβολικών οδών.
Από την άλλη πλευρά, στα μειονεκτήματα της τεχνικής ΡΕΤ περιλαμβάνονται:
1. Υψηλό κόστος.
2. Μεγαλύτερη διάρκεια εξέτασης.
3. Απαιτείται κυκλοτρόνιο, για την παραγωγή των περισσότερων ραδιοϊσοτόπων, σε μικρή απόσταση από τον χώρο της εξέτασης (λόγω του μικρού χρόνου υποδιπλασιασμού). Εν μέρει, το πρόβλημα αντιμετωπίζεται με τη χρησιμοποίηση ραδιοϊσοτόπων, τα οποία παρέχονται από γεννήτριες, και με την κατασκευή μικρών - πιο οικονομικών κυκλοτρονίων.
PET/CT. Η σύνθεση των ανατομικών πληροφοριών της αξονικής τομογραφίας με τις εικόνες της ΡΕΤ επιτρέπει πιο ακριβή προσδιορισμό των παθολογικών περιοχών πρόσληψης του ραδιοφαρμάκου. Η μεγαλύτερη αυτή ακρίβεια έχει αποδειχθεί σε πολλούς διαφορετικούς τύπους νεοπλασιών, συμπεριλαμβανομένων του μη μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα, του ορθοκολικού καρκίνου, των λεμφωμάτων και του μελανώματος. Στην Καρδιολογία, η σύνθεση της αιματικής ροής και του ιστικού μεταβολισμού με τις εικόνες της αξονικής τομογραφίας παρέχει πληροφορίες σχετικά με την αιματική ροή στα στεφανιαία αγγεία και τη μικροαγγειακή ενδοθηλιακή δυσλειτουργία.

φυσιολογική ή παθολογική λειτουργία οργάνων. Αντίθετα, η ακτινολογική απεικόνιση παρέχει κυρίως ανατομικές πληροφορίες για τα όργανα. Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί υβριδικά συστήματα για την ταυτόχρονη συλλογή ανατομικών και λειτουργικών πληροφοριών (SPECT/CT, PET/CT).
Πηγή