Criterios para el uso de imágenes PET/CT en …medica.fisica.edu.uy/docs/MN-Mauro/Charlas/PET...

Criterios para el uso de imágenes PET/CT en Radioterapia Externa

M.Sc. Mauro Namías8 de Agosto de 2017

Facultad de Ciencias

Montevideo, Uruguay

[email protected]

19/10/2011PET/CT en RTP M.Sc. Mauro Namías 2

PET/CT: Fusión por Hardware

scout CT helicoidal

Scatter y atenuación

Fusión PET/CT


Equipamiento para RTP

>= 70cm

Camilla plana con soporte

para dispositivos de inmovilización

Lásers externos (axial, cor, sag)


Imagen PET

La imagen PET es una representación tridimensional de la concentración del radiotrazador en el cuerpo del paciente. Es la técnica cuantitativa por excelencia en medicina nuclear.


Imagen PET

El valor de píxel de la imagen PET está dado en kBq/ml y representa la concentración de actividad allí presente.


18F-FDG

• No es un trazador específico (análogo al metabolismo de glucosa)

• Sin embargo, muchas patologías oncológicas presentan una elevada captación de FDG


SUV(Standard Uptake Value)

� Es una normalización de los valores de píxel por el peso del paciente y la actividad inyectada.

� ↑ Actividad inyectada � ↑ [Actividad] � SUV permanece constante

� Las áreas con una captación más alta que el promedio tendrán SUV’s >1.

� Los valores de SUV se emplean en el monitoreo de un tratamiento

� No puede ser utilizado como un valor absoluto (es sólo una referencia)

7mo día de quimioterapia

SUVmax = 3.9

Día 42

SUVmax = 1.8Antes de quimioterapia

SUVmax = 17.2

ROI

[ ][ ][ ]

[ ]gPacientePeso

kBqinyectadaActividad

mlkBqActividadSUV

/=


SUV

• Los formatos de imagen difieren entre los fabricantes, por lo que los valores de SUV puedenresultar difíciles de obtener en el planificador.


Incertidumbres en PET

• Factores Técnicos– Calibración cruzada con el activímetro (10%)– Actividad residual en la jeringa (5%)– Sincronización de relojes (10%)– Tiempo de inyección vs. tiempo de calibración de dosis (10%)– Calidad de la inyección (infiltración) (50%)

• Factores Físicos– Parámetros de adquisición (15%)– Parámetros de reconstrucción (30%)– Uso de medios de contraste (15%)

• Factores Analíticos– Definición de las regiones de interés (ROI) (50%)– Procesamiento de imágenes (25%)

• Factores Biológicos– Posicionamiento del paciente (15%)– Movimientos respiratorios (30%)– Período de captación (15%)– Niveles de azúcar (15%) Jeraj 2010

Boellaard et al 2009, J Nucl Med 50: 11S

La calidad de la imagen diagnóstica

puede no ser adecuada para la terapia


PET en Radioterapia

Antes Durante Después

Diagnóstico

EstadificaciónGTV ?

Evaluación de la

respuesta al

tratamiento


Diagnóstico & Estadificación(NOPR)

Hillner et al 2008, J Clin Oncol 26: 2155


PET/CT en RTPA favor

•Mayor sensibilidad y especificidad de la 18FDG para tejidos tumorales en comparación con CT.– NSCLC � 83%/91% (PET-FDG) vs. 64%/74% (CT)

– NSCLC � cambios significativos en el GTV en 20%-70% de los casos, debido a una mayor detección de nódulos positivos y/o una mejor demarcación del límite entre el tumor y el pulmón colapsado.

• Es la herramienta de elección para el monitoreo de la terapia (RT, quimio).

• La planificación del tratamiento debiera basarse en la determinación más exacta posible de la distribución tridimensional de la enfermedad


PET/CT en RTPEn contra

• Todavía no existe una fuerte evidencia de una mejor respuesta terapéutica al usar PET/CT en RTP.

• Lesiones menores a 1cm o con una captación menor a 4 veces el fondo podrían no ser localizadas, debido a la resolución limitada de las imágenes PET.

• Un estudio PET negativo puede excluir lesiones microscópicas


PET/CT en RTP

La imagen PET puede:– Revelar lesiones que no pueden ser visualizadas con CT o MRI:

• Ganglios linfáticos o metástasis a distancia

• Regiones neoplásicas adyacentes al tumor

– Disminuir la probabilidad de irradiar tejidos sanos “dudosos” según CT o MRI:

• adenopatías reactivas distantes

• Estructuras adyacentes, tales como regiones atelactásicasdel pulmón

– Ofrecer la posibilidad de realizar “dose painting” según las variaciones de captación dentro del volumen tumoral*.

– Ser útil para la evaluación de masas residuales post tratamiento.


IAEA TECDOC 1603

• Sólo unos pocos centros a nivel mundial tienen experiencia significativa en RTP con PET/CT

• Es importante hacer un uso racional para patologías en las cuales aporte información adicional respecto a CT.

• La correcta definición del GTV es el paso más importante de la planificación


IAEA TECDOC 1603

• La extensión microscópica del tumor alrededor del GTV no puede ser detectada por ninguna modalidad de imagen actual.

• Sin embargo, puede ser estimada al extrapolar la información disponible de estudios histopatológicos.

• Si el GTV está mal definido, sus márgenes también lo estarán.


Criterio básico para la incorporación de imágenes PET

La integración de las imágenes PET al proceso de planificación debe tener en cuenta las

probabilidades de falsos positivos y negativospara cada tipo de localización y estructura.



•Imagen PET + � agregar al volumen.


EjemploIMRT con PET+

rojo: GTV CT

amarillo: GTV PET

rojo: GTV PET/CT

Prospective Feasibility Trial of Radiotherapy Target Definition for Head and Neck Cancer Using 3-Dimensional PET and CT Imaging. J Nucl Med 2004; 45:543–552



•Imagen PET + � agregar al volumen.

• Beneficio: menor probabilidad de excluir tejido neoplásico

• Riesgo: mayor probabilidad de incorporar tejido no neoplásico (ej.: inflamación)

• Requisito: imagen PET con alta especificidad



•Criterio básico:–Imagen PET - � excluir del volumen


Demarcación del GTV

Steenbakkers et al 2006, Int J Rad Oncol Biol Phys 64: 435

CT PET/CT

Disminución del 50% (30%-70%) en la desviación estándar



•Imagen PET - � excluir del volumen

• Beneficio: preservación del tejido sano

• Riesgo: tejido neoplásico excluido de la planificación

• Requisito: imagen PET con alta sensibilidad


Mismatch en la extensióndetectada del volumen tumoral

Daisne et al 2004, Radiology 233, 93.


Efecto de Volumen Parcial(PVE)


DetectabilidadCaso ideal

Fond

oLe

sión

Ruido

Tamaño real


DetectabilidadPVE

Fond

oLe

sión

Ruido

Fond

o Lesió

n

¿Tamaño real?


Efecto del post-filtro


Opciones para la delinación del GTV

•Métodos manuales: alta variación inter-observador

•Métodos automáticos: no pueden distinguir procesos neoplásicos de procesos inflamatorios (FDG = metabolismo de glucosa, FDG ≠ cáncer)– SUV fijo (ej: 2,5)

– Umbral como % del SUVmáx (40-50%)

– Fondo (umbral > 3 σ(fondo) )

– Algoritmos que usan la relación fuente/fondo


Definición del GTV

”The role of PET/CT scanning in radiotherapy planning”. Br. Jour. of Rad., 79 (2006)


Definición del GTV

• La estandarización del método de delineación en cada servicio es clave, ya que permite una alta reproducibilidad inter-operador.

“PET scans in radiotherapy planning of lung cancer”. De Ruysscher et al, Lung Cancer (2011).


Ejemplo

NSCLC

+ neumonía post-obstructiva en lóbulo superior derecho


Ejemplo


Ejemplo

Contorno 75% SUVmáx


Ejemplo



Parámetros de Reconstrucción

A & C: 2 iteraciones / 8 subgrupos / 8 mm FWHM

B & D: 4 iteraciones / 16 subgrupos / 5 mm FWHM


Efecto de las correcciones de randoms, scatter & PSF


“Aquellos tomógrafos que no estén equipados con correcciones exactas para coincidencias aleatorias (basada en eventos simples o ventana retardada) y corrección de scatter basada en modelos físicos no podrán ser utilizados cuando sea necesaria una cuantificación absoluta del SUV”

The Netherlands protocol for standardisation and quantification of FDG whole body PET studies in multi-centre trials. Eur J. Nucl. Med Mol Imaging 2008 - 35:12


Conclusiones

• Los trabajos publicados coinciden en la utilidad del 18FDG-PET para la planificación en NSCLS.

• Su uso en linfomas, SCLC, cabeza y cuello y esófago debe ser considerado cuidadosamente, ya que la confirmación experimental es escasa.

• Existen resultados alentadores en próstata, cérvix y ca. colorrectal, entre otros.

• Todavía no existen datos que confirmen mejores resultados terapéuticos.

• Sin embargo, la planificación debiera basarse en la determinación más confiable de la extensión del tumor.


Conclusiones

• La inclusión del PET en RTP es técnicamente demandante.

• Debe ser cuidadosa, prestando especial atención a todos los detalles del proceso (sobre todo el protocolo de obtención de imágenes y la definición del GTV).

•Es extremadamente importante la experiencia del operador para la correcta interpretación de las imágenes PET.


Referencias Bibliográficas• IAEA TECDOC 1603

• “PET scans in radiotherapy planning of lung cancer”. De Ruysscher et al, Lung Cancer (2011), in press.

• ”The role of PET/CT scanning in radiotherapy planning”. The British Journal of Radiology, 79 (2006), S27–S35

• ”Prospective Feasibility Trial of Radiotherapy Target Definition for Head and Neck Cancer Using 3-Dimensional PET and CT Imaging”. J Nucl Med 2004; 45:543–552

• “A new fast and fully automated software based algorithm for extracting respiratory signal from raw PET data and its comparison to other methods”, Med. Phys. 37 (10), Oct. 2010

• “Comparison of Different Methods for Delineation of 18F-FDG PET–Positive Tissue for Target Volume Definition in Radiotherapy of Patients with Non–Small Cell Lung Cancer”. J Nucl Med 2005; 46:1342–1348

• ”Partial-Volume Effect in PET Tumor Imaging”. J Nucl Med 2007; 48:932–945

• Detection and compensation of organ/lesion motion using 4D-PET/CT respiratory gated acquisition techniques


Agradecimientos

• Robert Jeraj, PhD

•Dr. Gabriel Bruno

• Dr. Christian Gonzalez

• Dra. Yamila Blumenkrantz

• Dra. Patricia Parma


Fin

¡Muchas gracias por su atención!

Criterios para el uso de imágenes PET/CT en …medica.fisica.edu.uy/docs/MN-Mauro/Charlas/PET...

Documents

Transcript of Criterios para el uso de imágenes PET/CT en …medica.fisica.edu.uy/docs/MN-Mauro/Charlas/PET...