PET-CT

PET-CT היא בדיקת דימות רפואי המשלבת את טכנולוגיית הטומוגרפיה הממוחשבת (CT) והטכנולוגיה ברפואה גרעינית הידועה כטומוגרפיית פליטת פוזיטרונים (PET). זו טכניקת הדמיה מתקדמת שהתפתחה בעשורים האחרונים בעולם הרפואה הגרעינית, ולרוב משמשת לצורך אבחון גידולים סרטניים והערכת פעילות הממצאים.

הבדיקה מאפשרת בנוסף הבחנה בין תהליכים שפירים פיזיולוגיים לתהליכים פתולוגיים, אבחון מחלות נוירולוגיות, הערכת פעילות שריר הלב, מחלות זיהומיות^[1], התמכרות לסמים, מחלות פסיכיאטריות והלם.

שילוב שתי הבדיקות

השילוב של שתי השיטות האלה במכשיר אחד הביא לפריצת דרך בדימות הרפואי בעיקר בשטח האונקולוגיה, שבו יש חשיבות ראשונית לקביעת שלב המחלה (Staging) כדי לקבוע את האבחנה, הטיפול המתאים ומעקב של התגובה לטיפול. בדיקות הדימות השונות כמו צילום רנטגן, טומוגרפיה ממוחשבת, דימות תהודה מגנטית ובדיקת אולטרה סאונד רפואית מאפשרות לגלות את הגרורות רק כאשר הן שונות במרקמן מהרקמות שסביבן ובגודל מסוים.

הטומוגרפיה הממוחשבת נותנת תוצאה אנטומית וה-PET נותן תוצאה תפקודית. החומר הנפוץ ביותר בבדיקות PET הוא פלואורו-דאוקסי-גלוקוז (fluorodeoxyglucose, או בראשי תיבות: FDG), שהוא אנלוג של מולקולת גלוקוז שבו אחת מקבוצות ההידרוקסיל הוחלפה באיזוטופ הרדיואקטיבי פלואור-18. ההנחה היא שאזורים פעילים בגוף, ובמיוחד גידולים סרטניים, צורכים כמויות גדולות של גלוקוז ובשל כך צפויות להתרחש בסביבתם פליטות גמא רבות.

השילוב של שתי השיטות נותן תוצאה מדויקת יותר משתי השיטות לחוד. החיסרון בשיטה היא הקרינה הרבה, הרנטגנית והגרעינית, עלות השיטה (ה-FDG יקר וזמן מחצית החיים שלו קצר). למרות זאת השיטה נמצאת במקום ראשון באונקולוגיה. אפשר להשתמש גם ב-MRI במקום ה-CT כדי להקטין את הקרינה.

בגלל שבדיקת ה-PET מתבססת על המטבוליזם של הגלוקוז יש לבצע אותה עם ערכי גלוקוז פחות מ-150 מ"ג/ד"ל. הנבדק מגיע לאחר 6 שעות צום, ולכל הפחות 4 שעות. ה-FDG מוזרק לווריד ולאחר כ-60 דקות הנבדק מוכנס למכשיר ההיברידי של ה-CT וה-PET ומבוצעת בו-זמנית סריקה רדיוגרפית וגרעינית.

אופן ביצוע הבדיקה

רוב הנבדקים העוברים כיום בדיקות PET-CT הם חולים אונקולוגיים. בדיקת ה-PET-CT מורכבת מבדיקת מיפוי (PET) שמתבצעת אחרי בדיקת טומוגרפיה ממוחשבת (CT).

שלבי ביצוע הבדיקה :

בדיקת CT - טומוגרפיה ממוחשבת, מבוססת על שימוש בקרני רנטגן שנפלטות ממספר מקורות באותו הזמן אשר עוברות דרך רקמות הגוף השונות ומאפשרת הדמיה אנטומית. בשיטה זו ניתן לזהות מצבי מחלה, בעיקר על ידי הדגמת שינויים מבניים באיברי הגוף. בחלק מהבדיקות מוזרק חומר ניגוד על בסיס יוד, המאפשר אבחנה טובה יותר.
בדיקת PET המתבססת על כך שלתאים סרטניים יש פעילות מוגברת של האנזים הקסוקינאז, הגורם לפוספורילציה של FDG^[2] (אנלוג של סוכר המכיל יסוד רדיואקטיבי שמוזרק דרך הווריד ומגיע עם זרם הדם לאיברים) שנקשר במיוחד לרקמות שבהן קצב חילוף החומרים הוא מהיר יותר, כמו גידולים ממאירים.
FDG שעבר פוספורילציה אינו ממשיך בתהליך הגליקוליזה, ולכן מצטבר בתוך התא, מה שמאפשר זיהוי של פעילות פתולוגית של תאים סרטניים או של המערכת החיסונית ומיקומם.
לאחר הזרקת החומר הרדיואקטיבי, ישנו זמן המתנה בזמן שריכוז המולקולה הפעילה ברקמות הנבדקות עולה (עבור FDG זמן ההמתנה הוא לרוב כשעה)^[3] לאחר מכן הנבדק נכנס לסורק PET.
בזמן הסריקה, רישומים של הריכוזים ברקמות השונות אשר נבדלות זו מזו במידת הבליעה וההחזרה של הקרינה, נשמרים בזמן שהיסוד הרדיואקטיבי (טרייסר) דועך- הוא עובר דעיכת פליטת פוזיטרון (חלקיק בעל מסה זהה לאלקטרון ומטען שווה בגודלו אך מנוגד בכיוונו), הפוזיטרון הנפלט נע ברקמות למרחק קצר. בזמן זה הפוזיטרון מאבד אנרגיה קנטית, ומאט עד לנקודה שהוא מסוגל לבצע אינטראקציה עם אלקטרון (איון פוזיטרון-אלקטרון – שניהם מבטלים זה את זה ונוצר זוג פוטונים) וליצור שני פוטוני גאמא בזווית של כמעט 180 מעלות ביניהם (כיוונים מנוגדים).
קרני גאמא מתגלות כאשר הו פוגעות בחומר אשר מתיינן עקב פגיעתן, ופולט אור. אור זה ניתן לזהות באמצעות טכניקה שתלויה בגילוי סימולטני של זוג הפוטונים.
קרני גאמא נקלטות בגלאים שממוקמים מסביב לנבדק אל-תוך מחשב לצורך עיבוד וחישוב מיקום הפליטה המקורית בגוף וקבלת תמונות מפורטות ומדויקות של האיברים על ידי תוכנת מחשב.

עשיית בדיקת PET ו-CT בו זמנית מאפשרת לאפיין באופן מדויק יותר את האזורים שבהם קיימת קשירה מוגברת של FDG. התמונות שמתקבלות לאחר הבדיקה מוצגות בפרוסות, והרופא יכול לעיין בכל פרוסה בנפרד או לבנות תמונות תלת־ממדיות בעזרת המחשב. בסורקי PET ראשוניים הייתה רק טבעת אחת של גלאים, לכן איסוף הנתונים והשחזור הוגבלו למישור דו-ממדי יחיד.

יתרונות הבדיקה

איזוטופים של פוזיטרון שמשמשים בהדמיה רפואית (F-18 ,C-11, N-13, O-15...)^[4], נחשבים לקצרי טווח ומתפרקים מהר, דבר שמאפשר שימוש אופטימאלי בצילומי הדמיה תוך שמירה על מינון קרינה נמוך שנחשף אליהם המטופל. בנוסף, הבדיקה אינה מכאיבה בדרך כלל, אך לפעמים יש תחושת כאב ברגע הזרקת החומר הרדיואקטיבי דרך הווריד.

סריקת PET אינה פולשנית. הבדיקה יעילה בהערכת התגובה לטיפול בסקירה שיטתית. השוואה^[5] בין בדיקת PET-CT לבין MRI של חולים לאחר קבלת הטיפול על מנת לספק מידע על התקדמות המחלה, הראתה כי ל-MRI יכולות להיות תוצאות חיוביות שגויות (False Positive) לעומת PET-CT.

PET-CT עשוי להיות כלי שימושי בהערכת התגובה לטיפול ב (immune checkpoint inhibitors^[6] (ICI, אשר מאפשרת מדידת הפעילות המטבולית שהיא המדד היעיל והאמין ביותר להערכת הגידול ואיך הוא מגיב לטיפול בהשוואה למדידת גודל הגידול. הבדיקה אינה כרוכה בתופעות לוואי, תוצאות הבדיקה חשובות לבנייתה או לשינויה של תוכנית הטיפולים. את ההחלטות על אופי והמשך הטיפול מקבל האונקולוג בשיתוף עם רופא שמומחה ברפואה גרעינית או רדיולוג שמנוסה בPET ^[7].

מגבלות וחסרונות הבדיקה

מסיבות פיזיקליות וטכניות, רזולוציית ה-PET מוגבלת לנגעים בקוטר קטן והיכולת שלהם בקליטת החומר הרדיואקטיבי. סוגי סרטן שונים קולטים את החומר בעוצמות שונות. לפיכך תהליך שאינו קולט FDG ב-PET-CT אינו בהכרח תהליך שפיר. במקרים כאלו אפשר להשתמש לפעמים בחומרים אחרים למיפוי PET-CT כגון אנלוג לסומטוסטטין המשמש לזיהוי גידולים נוירו-אנדוקריניים.

הבדיקה כרוכה בחשיפה לשני סוגים של קרינה: קרינה רדיואקטיבית בכמות זעירה וקרני רנטגן. חשיפה לקרני רנטגן בבדיקות חוזרות עלולה להגביר את הסיכון לממאירות בעתיד.

לצורך קבלת תמונת PET מושלמת ומדויקת, קודם כל צריך לנטרל השפעתם של כמה גורמים שעלולים לשבש את התוצאות האמיתיות ולתת תמונה מעוותת, מבנה גוף האדם שונה מנבדק לנבדק וזה משפיע על התווך (איברים פחות צפופים כמו הריאות נראים יותר כהים- הם פולטים יותר פוטונים מאשר רקמות צפופות יותר כמו המדיאסטנום) שדרכו עוברים הפוטונים והיעילות של רכיבי הגלאי השונים משתנה.

תוצאות חיוביות שגויות False Positive יכולות להופיע בבדיקות PET במקרים של תהליכים דלקתיים בשל פעילותם המטבולית הגבוהה. 

השוואת בדיקת PET CT לבדיקות MRI ו-CT

בניגוד ל-CT ו-MRI שמבצעים סריקה אנטומית של הגוף, טכנולוגית PET מאפשרת הערכה של שינויים כימיים ופיזיולוגיים הקשורים במטבוליזם של הגוף. שינויים אלה מקדימים פעמים רבות את השינויים המבניים ברקמות, וכך ניתן לאבחן שינויים פתולוגיים הרבה לפני שהם מתגלים על ידי שימוש בטכניקות MRI ו-CT.
תמונות PET נראות מטושטשות הרבה יותר בגלל המספר המצומצם יחסית של פוטונים שנקלטים במהלך ההדמיה.
רזולוציית הגלאים של PET CT פחות טובה ומוגבלת לנגעים בקוטר של 0.5-1.0 ס"מ. במצבים פתולוגיים מסוימים, בדיקת PET CT עשויה להיות יותר יעילה לצורך אבחון, כמו במצב של דלקת מוח אוטואימונית^[8], האבחנה של דלקת מוח אוטואימונית (Autoimmune Encephalitis-AE) היא תהליך מאתגר בגלל הזמן הארוך הנדרש לצורך בדיקת נוגדנים והחפיפה הקלינית המשמעותית עם מחלות אוטואימוניות זיהומיות אחרות במערכת העצבים. בשנת 2016 נקבעו קריטריונים לאבחון AE כדי להביא לאבחנה מהירה וקלה באמצעות ממצאי בדיקה נוירולוגית MRI, EEG, בדיקת סירום ו-CSF. עם זאת, מחקרים הראו ש FDG-PET/CT עשוי להיות יותר רגיש מ-MRI  באבחון AE וגילוי ממצאים פתולוגים. לפי תוצאות המחקר, גילו שיש ל-FDG-PET/CT ו-MRI אותה יעילות באבחון AE.

מקורות מידע

HARVARD HEALTH PUBLISHING : https://www.health.harvard.edu/medical-tests-and-procedures/positron-emission-tomography-pet-scan-a-to-z (אורכב 05.08.2020 בארכיון Wayback Machine)
The Physics of PET/CT scanners Ruth E. Schmitz, Adam M. Alessio, and Paul E. Kinahan Imaging Research Laboratory Department of Radiology University of Washington : https://depts.washington.edu/imreslab/education/Physics%20of%20PET.pdf
A Combined PET/CT Scanner for Clinical Oncology Thomas Beyer, David W. Townsend, Tony Brun, Paul E. Kinahan, Martin Charron, Raymond Roddy, Jeff Jerin, John Young, Larry Byars, and Ronald Nutt. February 20, 2016 : http://jnm.snmjournals.org/content/61/supplement_1/1568.short
Omission errors in PET/CT PET/CT Today and Tomorrow Townsend, David W; Carney, Jonathan P J; Yap, Jeffrey T; Hall, Nathan C.The Journal of Nuclear Medicine, suppl. PET/CT: Imaging Function and Structure; New York Vol. 45,  (Jan 2004): 4S-14S.http://jnm.snmjournals.org/content/61/supplement_1/1154.short
Abstract B79: PET CT might be better than CT scan when evaluating immune checkpoint inhibitor response https://cancerimmunolres.aacrjournals.org/content/8/3_Supplement/B79.abstract
JuWhan Choi, Hyun Seock Shin, Jee Youn Oh, Young Seok Lee, Kyung Hoon Min, Jae Jeong Shim and Sung Yong Lee DOI: 10.1158/2326-6074.TUMIMM19-B79 Published March 2020
Terry Jonesa and David Townsend, History and future technical innovation in positron emission tomography, J Med Imaging, Jan 2017

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא PET-CT בוויקישיתוף

PET-CT, באתר כללית
How does a PET scan work?, באתר יוטיוב
How do MRI, PET and CAT scans work?, באתר יוטיוב
Positron Emission Tomography - Computed Tomography (PET/CT), באתר RadiologyInfo.org

הערות שוליים

^ מחקר בטכניון: הדמיה המשלבת PET עם CT לאבחון זיהומים בחולי סוכרת, באתר הידען, ‏2005-04-17
^ אונקולוגיה - בדיקות PET-CT להערכת גידולים סולידיים שכיחים, באתר www.medicalmedia.co.il
^ Rang Wang, Haotian Chen, Chengzhong Fan, Impacts of time interval on 18F-FDG uptake for PET/CT in normal organs, Medicine 97, 2018-11-09 doi: 10.1097/MD.0000000000013122
^ A S K Dzik-Jurasz, Molecular imaging in oncology, Cancer Imaging 4, 2004-10-21, עמ' 162–173 doi: 10.1102/1470-7330.2004.0060
^ Shirin Haghighat, The Role of 18F-FDG-PET/CT Scan in the Management of Multiple Myeloma, Asian Pacific Journal of Cancer Care 5, 2020-07-08, עמ' 119–123 doi: 10.31557/apjcc.2020.5.2.119-123
^ https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/immune-checkpoint-inhibitor, www.cancer.gov, ‏2011-02-02
^ E J Somer, L C Pike, P K Marsden, Recommendations for the use of PET and PET–CT for radiotherapy planning in research projects, The British Journal of Radiology 85, 2012-08-01, עמ' e544–e548 doi: 10.1259/bjr/46048428
^ Leah Jensen, Dominique Fuser, Gregory Day, Manu Goyal, FDG-PET/CT in autoimmune encephalitis: metabolic patterns, MRI correlation, and relevant paraclinical findings, Journal of Nuclear Medicine 61, 2020-05-01, עמ' 1568–1568

הבהרה: המידע בוויקיפדיה נועד להעשרה בלבד ואינו מהווה ייעוץ רפואי.

[1] מחקר בטכניון: הדמיה המשלבת PET עם CT לאבחון זיהומים בחולי סוכרת, באתר הידען, ‏2005-04-17

[2] אונקולוגיה - בדיקות PET-CT להערכת גידולים סולידיים שכיחים, באתר www.medicalmedia.co.il

[3] Rang Wang, Haotian Chen, Chengzhong Fan, Impacts of time interval on 18F-FDG uptake for PET/CT in normal organs, Medicine 97, 2018-11-09 doi: 10.1097/MD.0000000000013122

[4] A S K Dzik-Jurasz, Molecular imaging in oncology, Cancer Imaging 4, 2004-10-21, עמ' 162–173 doi: 10.1102/1470-7330.2004.0060

[5] Shirin Haghighat, The Role of 18F-FDG-PET/CT Scan in the Management of Multiple Myeloma, Asian Pacific Journal of Cancer Care 5, 2020-07-08, עמ' 119–123 doi: 10.31557/apjcc.2020.5.2.119-123

[6] ttps://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/immune-checkpoint-inhibitor, www.cancer.gov, ‏2011-02-02

[7] E J Somer, L C Pike, P K Marsden, Recommendations for the use of PET and PET–CT for radiotherapy planning in research projects, The British Journal of Radiology 85, 2012-08-01, עמ' e544–e548 doi: 10.1259/bjr/46048428

[8] Leah Jensen, Dominique Fuser, Gregory Day, Manu Goyal, FDG-PET/CT in autoimmune encephalitis: metabolic patterns, MRI correlation, and relevant paraclinical findings, Journal of Nuclear Medicine 61, 2020-05-01, עמ' 1568–1568

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]