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AnnibaleAnnibale VersariVersariUnità Operativa di Medicina Nucleare Unità Operativa di Medicina Nucleare –– Centro PETCentro PET
AziendaAzienda OspOsp. Arcispedale S.. Arcispedale S.MariaMaria NuovaNuova –– Reggio EmiliaReggio Emilia
IntegrazioneIntegrazionedell’dell’imagingimaging
morfologico e metabolico morfologico e metabolico in Radioterapiain Radioterapia
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PETPETPPositronositron EEmissionmission TTomographyomographyPPositroneositrone particellaparticella ++
EEmissionemissione e.m.e.m.
TTomografiaomografia rilevazione dei segnali contrapposti in rilevazione dei segnali contrapposti in ““coincidenzacoincidenza”” e ricostruzione, secondo i 3 assi e ricostruzione, secondo i 3 assi ortogonali, del corpo in ortogonali, del corpo in totototo o di segmenti (cervello, o di segmenti (cervello, torace, pelvi ecc.) torace, pelvi ecc.)
= 511 KeV = 511 KeV
+
-
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PETPET
La PET La PET valuta gli aspetti valuta gli aspetti fisiologici e biochimicifisiologici e biochimicipiuttosto che quelli anatomicipiuttosto che quelli anatomici
offre una prospettiva diversa della malattiaoffre una prospettiva diversa della malattia(caratterizzazione biologica)(caratterizzazione biologica) ponendo le ponendo le premesse per una premesse per una diagnosidiagnosi
-- più precocepiù precoce-- più precisapiù precisa
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Caratteristiche fisiche Caratteristiche fisiche deidei emettitoriemettitori
IsotopoIsotopo TT1/21/2 ((minmin)) EmissioneEmissione
1818FF 109.80109.80 ++ ((96.9%)96.9%)1111CC 20.3820.38 ++ (99.8%)(99.8%)1515OO 2.032.03 ++ (99.8%)(99.8%)1313NN 9.969.96 ++ (100%)(100%)
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Metabolismo del glucosio
18F-fluoro-2-desossi-D-glucosio
18F-FDG
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Metabolismo di Glucosio ed FDG nei tessuti sani
SANGUE - TESSUTO
glucosio glucosio
18FDG 18FDG
esochinasi
G-6-P-asi
3esochinasi
G-6-P-asi
18FDG-6-PO4
=
=
G-6-PO4
G-1-PO 4
glicogeno
F-6-PO 4
CO 2+H2OMem
bran
a ca
pilla
re
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1818FF--FDG in Oncologia FDG in Oncologia Perché?Perché?
La trasformazione maligna della maggior parte delle La trasformazione maligna della maggior parte delle cellule si associa ad un elevato consumo di glucosiocellule si associa ad un elevato consumo di glucosio
L’incremento del consumo di glucosio è maggiore nei L’incremento del consumo di glucosio è maggiore nei tumori a rapida crescita e più aggressivitumori a rapida crescita e più aggressivi
La captazione di FDG è legata al numero di cellule La captazione di FDG è legata al numero di cellule vitalivitali
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Metabolismo di Glucosio ed FDG nei tessuti neoplastici
SANGUE - TESSUTO
glucosio glucosio
18FDG 18FDG
esochinasi
G-6-P-asi
3esochinasi
G-6-P-asi
18FDG-6-P4=
=
G-6-P
G-1-PO 4
glicogeno
F-6-PO 4
CO 2+H2OMem
bran
a ca
pilla
re
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PET e Radioterapia ?PET e Radioterapia ?
Perché ?Perché ?
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L’errore nella definizioneL’errore nella definizione del targetdel target può essere può essere il piùil più gravegrave erroreerrore
dell’interadell’intera catena delcatena del trattamento radioterapicotrattamento radioterapico
Mistakes happen when you donot look carefully first
Iotti C. “PET and Radiation Therapy” - SNM Meeting Filadelfia , Giugno 2004
Gli errori si fanno quando non si guarda bene prima
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PET in Radioterapia
Stadiazione
Localizzazionetarget ed
organi circostanti
Conformazionedel fascio
Simulazione(CT)
Calcolo dose ed ottimizzazione fascio
Rimodellamento biologicodel target
Verifica del piano e Trattamento
Scelta del fascio PET
PETRISPOSTA
RT
DIAGNOSI
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PET in RadioterapiaPET in Radioterapia
RimodellamentoRimodellamento del bersaglio secondo le del bersaglio secondo le caratteristiche metaboliche del tumore:caratteristiche metaboliche del tumore:Metabolismo glucidicoMetabolismo glucidicoProliferazione cellulareProliferazione cellulareIpossiaIpossia
Rimodellamento biologico del target
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PETPET
Risoluzione spaziale inferiore a CT e MRIScarsità di riferimenti anatomiciNumerosi e variabili foci di captazione fisiologica di
FDG
Un attento confronto con CT or RMI è indispensabile per evitare errori
(in modo particolare nei tumori del distretto capo-collo)
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TC
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PET
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Fusionedelle
Immagini
TC + PET
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LaLa valutazione combinata valutazione combinata migliora l’accuratezzamigliora l’accuratezza didi
PET e CTPET e CTStadiazione linfonodale dei tumoridi capo e collo
ACCURATEZZACT 0.81PET 0.91CT + PET 0.97
Zimny 2002
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TACTAC [[1818F] FDG PETF] FDG PET
PET/TACPET/TAC imagesimages fusionfusion
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Riproducibilità della posizione del paziente
Lettinopiatto Sistemi di posizionamento
LaserSistema di Immobilizzazione
Fioroni F. “PET and Radiation Therapy” - SNM Meeting Filadelfia , Giugno 2004
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Markers cutaneiPET
Goccia di18F-FDGMarker di carta assorbente
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Markers cutanei
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CT/PETImmagine morfo/funzionale
CT PET PET/CT
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V.M. 51 anniCa mammario operatoIncremento CA 15.3
CT-PET: chiara localizzazione delle lesioni
Fazio F. “PET and Radiation Theraphy” Reggio Emilia Ottobre 2003 HSR Milano
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Localizzazione Anatomica LesioniLocalizzazione Anatomica Lesioni
PET (+TC)PET (+TC)(n =196)
PET/TCPET/TC(n = 207)(n =196) (n = 207)
LocalizzabiliLocalizzabili 166/196166/196 200/207200/207
(non ambigue)(non ambigue) (84.7%)(84.7%) (96.6%)(96.6%)
Fazio F “PET and Radiation Theraphy” Reggio Emilia Ottobre 2003
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PET in Radioterapia OncologicaPET in Radioterapia OncologicaPrincipali indicazioniPrincipali indicazioni
Carcinoma polmonare “non a piccole cellule”Carcinoma polmonare “non a piccole cellule”Carcinoma del collo uterinoCarcinoma del collo uterinoTumori del capoTumori del capo--collocollo
In evoluzioneIn evoluzioneCarcinoma del pancreasCarcinoma del pancreasCarcinoma della prostataCarcinoma della prostata
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CarcinomaCarcinomaPolmonarePolmonare
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ResultsResultsLungLung cancercancer
PatientsPatientsNN %%
StageStage changechange 10/2610/26 3838ManagementManagement changechange 13/2613/26 5050
Radiation therapyRadiation therapy 15/2615/26 5858RadiotherapyRadiotherapy planplan changechange 6/156/15 4040
Versari A et al, Eur J Nucl Med, 2002
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Paziente con atelettasia
atelettasia
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C.M. Carcinoma polmonare
![Page 32: Integrazione dell’imaging morfologico e metabolico in ... · PET Positron Emission Tomography ... CT + PET 0.97 Zimny 2002. TAC [18F] FDG PETF] FDG PET PET/TAC images fusion. Riproducibilità](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022060308/5f09f5777e708231d42953e2/html5/thumbnails/32.jpg)
CarcinomaCarcinomadella cervice uterinadella cervice uterina
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Tumori GinecologiciTumori GinecologiciImpatto della PET Impatto della PET
sulla gestione del pazientesulla gestione del paziente22 pazienti
PazientiPazientinn %%
Variazione di stadioVariazione di stadio 6/226/22 2727Variazione di terapiaVariazione di terapia 11/2211/22 5050
RadioterapiaRadioterapia 9/229/22 4141Variazione piano Variazione piano radioterapicoradioterapico 2/92/9 2222
Versari A et al, Eur J Nucl Med, 2002
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vescica
rettotumore
Fusione PET-CT CT
M.E. 82 anni Ca cervice uterina: stadiazione
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LN Pelvico
Fusione PET-CT
Lettino piatto
V.F.45 anni
Ca Cervice
Stadiazione
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P.G. 58 anni
Ca Cervice uterina
Stadiazione
PET: meta linfonodi iliaci e para-aortici
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Carcinoma della Cervice uterinaCarcinoma della Cervice uterinaFDGFDG--PET e PianoPET e Piano RadioterapicoRadioterapico
IMRT sottoIMRT sotto guidaguida PETPETpermettepermetteunun trattamentotrattamento a dosea dose
modulatamodulatainin pazientipazienti conconlinfonodi paraaortici positivilinfonodi paraaortici positivi
Mutic S et al, Int J Radiation Oncology Biol Phys, 2003
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TumoriTumoridel capodel capo--collocollo
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FDGFDG--PET:PET: TumoriTumori del capodel capo--collocolloRicercaRicerca didi metastasi linfonodali laterometastasi linfonodali latero--cervicalicervicali
PET CTPET CTSensitivity 78% 57%Specificity 100% 90%PPV 100% 80%NVP 78% 75%Accuracy 92% 76%
Myers et al., 1998
MM NO. PET POS
5 44 10 (23%)
6-10 29 24 (83%)
>10 41 41 (100%)
Total 114 75 (66%)Crippa et al, 2000
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Carcinoma laringeo
![Page 41: Integrazione dell’imaging morfologico e metabolico in ... · PET Positron Emission Tomography ... CT + PET 0.97 Zimny 2002. TAC [18F] FDG PETF] FDG PET PET/TAC images fusion. Riproducibilità](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022060308/5f09f5777e708231d42953e2/html5/thumbnails/41.jpg)
T1N2M0 NasopharynxT1N2M0 NasopharynxCarcinoma
del rinofaringe
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CarcinomaCarcinomadella prostatadella prostata
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??
CT
80 y/o man pre-RT
C-11 acetate F-18 FDG
Miller T. “PET and Radiation Theraphy” Reggio Emilia Ottobre 2003
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C-11 Acetate C-11 CholineKotzerke et al,Nuclearmedizin 2003
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CarcinomaCarcinomadel pancreasdel pancreas
![Page 46: Integrazione dell’imaging morfologico e metabolico in ... · PET Positron Emission Tomography ... CT + PET 0.97 Zimny 2002. TAC [18F] FDG PETF] FDG PET PET/TAC images fusion. Riproducibilità](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022060308/5f09f5777e708231d42953e2/html5/thumbnails/46.jpg)
Carcinoma Pancreatico
![Page 47: Integrazione dell’imaging morfologico e metabolico in ... · PET Positron Emission Tomography ... CT + PET 0.97 Zimny 2002. TAC [18F] FDG PETF] FDG PET PET/TAC images fusion. Riproducibilità](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022060308/5f09f5777e708231d42953e2/html5/thumbnails/47.jpg)
IpossiaIpossiatumoraletumorale
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IPOSSIA TUMORALEIPOSSIA TUMORALE
La rapida crescita del tumore può generare una La rapida crescita del tumore può generare una discrepanza fra la massa neoplastica e la discrepanza fra la massa neoplastica e la
vascolarizzazionevascolarizzazione
Insufficienza del flusso ematicoInsufficienza del flusso ematicoin alcune aree del tumorein alcune aree del tumore
Aree di Aree di ipossiaipossia
Ridotta sensibilità alla RadioterapiaRidotta sensibilità alla Radioterapia
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IpossiaIpossia TumoraleTumoraleRadiofarmaciRadiofarmaci PETPET
18F-fluoromisonidazolo (18F-FMISO)
60Cu-diacetyl-bis(N(4)-methylthiosemicarbazone (60Cu-ATSM)
MeccanismoMeccanismo didi captazionecaptazioneTessuto ischemicoTessuto ischemico:: bioriduzionebioriduzione ee deposizionedeposizioneTessuto benTessuto ben--ossigenatoossigenato:: rapida rimozionerapida rimozione
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PET e carcinomaPET e carcinoma della cervice uterinadella cervice uterinaIpossiaIpossia TumoraleTumorale
6060CuCu--ATSMATSM--PETPET
Intensa captazioneRecidiva a 6 mesi
Bassa captazioneLibero da malattia a 23 mesi
DehdashtiDehdashti F et al., F et al., IntInt J Radiation Oncology J Radiation Oncology BiolBiol Phys, 2003 Phys, 2003
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TumoriTumori di capo edi capo e collocolloIpossiaIpossia
LaLa captazionecaptazione didi FMISOFMISO correlacorrela con la pO2 delcon la pO2 del tumoretumore
median pO2 [mmHg]403020100-10
3
2
1
tum
or/m
uscl
e ra
tio 2
h
FDG SUV
• 8.6
pO2 mediana• 9.7 mmHg
T/M* FMISO
• 2.2*tumour / muscleratio at 2h p.i.
((ZimnyZimny 2002)2002)
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FDGFDG--PETPETCasistica totale: 87 Casistica totale: 87 pazpaz.oncologici.oncologici
PazientiPazienti
nn %%ModificazModificaz. stadio. stadio 26/8726/87 3030ModificazModificaz. terapia. terapia 37/8737/87 4343
RadioterapiaRadioterapia 43/8743/87 4949ModificazModificaz. piano di trattamento . piano di trattamento 13/4313/43 3030
VersariVersari AA etet alal EurEur JJ NuclNucl MedMed 20022002
Casistica Medicina Nucleare ASMN – Radioterapia Ist.Ricerca sul Cancro di Candiolo –TOperiodo Dic.2000-Dic.2001
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Sviluppo della PET in ItaliaSviluppo della PET in Italia
0
5
10
1520
25
30
35
40
1993 1995 1997 1999 2001 2003
1 4 5 8
17
36
05000
1000015000200002500030000350004000045000
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
2000 2400 3700 4600 7800
14200
24000
Scanners
Examinations 40000
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FDGFDG--PET in RadioterapiaPET in RadioterapiaConclusioniConclusioni
–– Scelta più accurata dei pazienti da trattareScelta più accurata dei pazienti da trattare
–– Miglior definizione del campo di irradiazioneMiglior definizione del campo di irradiazione
–– DefinizioneDefinizione anatomoanatomo--funzionale del volume funzionale del volume bersagliobersaglio
–– Ottimizzazione dei piani di trattamento inOttimizzazione dei piani di trattamento inRadioterapiaRadioterapia ConformazionaleConformazionale-- aumento della dose sulla lesione neoplastica vitaleaumento della dose sulla lesione neoplastica vitale-- riduzione della dose di radiazione agli organi sensibiliriduzione della dose di radiazione agli organi sensibili
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Mistakes happen when you do not
look carefully first
A promiseIn the PET
Without PET
With PETe
RadioterapiaRadioterapia
PETPET
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3rd
2007
Grazie per l’attenzionee arrivederci
a