Zastosowanie wskaźnika SUV w medycynie nuklearnej

Jaki jest dziś stan standaryzacji w zakresie tej metody oceny badań z wykorzystaniem radiofarmaceutyków?

Harmonizacja i standaryzacja wyników badań ilościowych została z powodzeniem wdrożona w technice obrazowania PET/CT (pozytonowa tomografia emisyjna/tomografia komputerowa). Od początku swojego istnienia ta metoda diagnostyczna była uznawana za ilościową, a bezwzględna kwantyfikacja była nadrzędnym celem rozwoju technologii PET. Zmienność metodologii w różnych ośrodkach uniemożliwiała jednak płynną wymianę danych dotyczących wartości klinicznych SUV. W 2006 roku Europejskie Towarzystwo Medycyny Nuklearnej (The European Association of Nuclear Medicine, EANM) uruchomiło EARL – EANM Research Ltd. Program – wieloośrodkowy program standaryzacji i harmonizacji oraz akredytacji skanerów PET/CT. Program ten został opracowany w celu ułatwienia porównań ilościowych parametrów PET w badaniach wieloośrodkowych lub w ośrodkach medycznych wyposażonych w kilka systemów PET. Standaryzacja obejmuje ujednolicenie procedur przygotowania pacjenta, akwizycji skanów, rekonstrukcji obrazu i ustawień analizy danych. Normy harmonizujące opierają się na precyzyjnej kalibracji skanerów PET. Aby uzyskać i utrzymać akredytację EARL ośrodki PET muszą wykonać i przesłać dwa skany odpowiednich fantomów w celu kontroli jakości kalibracji oraz kontroli jakości obrazów.

Standaryzacja ilościowych wyników PET jest również wykonywana przez komisje i grupę roboczą powołaną przez Amerykańskie Towarzystwo Medycyny Nuklearnej i Obrazowania Molekularnego (The Society of Nuclear Medicine and Molecular Imaging, SNMMI) oraz Towarzystwo Radiologiczne Ameryki Północnej (The Radiological Society of North America, RSNA). Wyniki zintegrowanych prac międzynarodowych zespołów ekspertów stanowią wytyczne do wykonywania, interpretacji i raportowania wyników badań PET/CT. Dzięki standaryzacji i akredytacji technik PET bezwzględne wskaźniki SUV PET mogą być wykorzystywane do planowania radioterapii, monitorowania leczenia, a także jako prognostyk – do przewidywania całkowitego przeżycia pacjenta.

Obecnie ustandaryzowana kwantyfikacja obrazów scyntygraficznych dotyczy przede wszystkim pozytonowej tomografii emisyjnej (PET). Obrazowanie metodą PET charakteryzuje wyższa rozdzielczość i czułość aniżeli obrazowanie metodą pojedynczego fotonu SPECT. Podejmowane są jednak coraz większe wysiłki nad wdrożeniem kwantyfikacji obrazów z zakresu klasycznej medycyny nuklearnej – obrazów SPECT – do rutynowej praktyki klinicznej. Wcześniejsze założenie, że technika SPECT jest z natury nieilościowa, dotyczyło starszej generacji niehybrydowych gamma kamer. Pojawienie się iteracyjnych metod rekonstrukcji obrazów w oprogramowaniu gamma kamer, a także dostępność aparatów hybrydowych SPECT/CT podniosło potencjał klasycznej medycyny nuklearnej. Gamma kamery SPECT/CT najnowszej generacji przystosowane są obecnie do rejestracji obrazów 3D, które mogą zostać poddane dokładnej analizie ilościowej.

Europejskie Towarzystwo Medycyny Nuklearnej pracuje obecnie nad pilotażowym badaniem międzyośrodkowej harmonizacji badań SPECT/CT. Zgodnie z wzorcem PET, podstawą uzyskania bezwzględnej kwantyfikacji SPECT/CT powinna być harmonizacja procedur kalibracji kamer gamma, parametrów akwizycji, przetwarzania i analizy obrazu. Uważam, że uruchomienie programu standaryzacji ilościowej SPECT istotnie zwiększyłoby znaczenie kliniczne tej techniki obrazowania diagnostycznego.

Czy metody oceny badań w medycynie nuklearnej z uwzględnieniem wartości liczbowych wskaźnika SUV będą miały szersze zastosowanie?

100 lat temu fizyk brytyjski lord William Thomson Kelvin powiedział: – Kiedy możesz zmierzyć to, o czym mówisz i wyrazić to liczbą – coś o tym wiesz. Kiedy jednak nie możesz tego zmierzyć, twoja wiedza jest skromna i niezadowalająca. Absolutna kwantyfikacja SUV w systemach PET/CT i SPECT/CT jest możliwa i powinna stać się rutyną kliniczną. Oznaczenia ilościowe w medycynie nuklearnej ułatwiają ocenę diagnostyczną obrazów i monitorowanie procesów klinicznych.

Trzeba jednak odnotować, że pomiar SUVmax, chociaż prosty i niezależny od obserwatora, posiada jednak kilka istotnych wad. SUVmax nie reprezentuje wartości aktywności metabolicznej całego guza, ponieważ jego wartość dotyczy wyłącznie jednego voksela. Istotną wadą jest jego silna zależność od metody rekonstrukcji przekrojów, a co za tym idzie, od poziomu szumu w obrazie SPECT. Z uwagi na problemy ze standaryzacją SUVmax, wprowadzono inny wskaźnik, tak zwany SUVpeak. SUVpeak jest średnią wartością SUV w małym, zwartym obszarze zainteresowania. Ponieważ obszar zainteresowania dla SUVpeak obejmuje kilka vokseli, jego czułość na poziom szumu w obrazie jest niższa aniżeli dla SUVmax. Główną wadą SUVpeak jest to, że związany z nim objętościowy region zainteresowania (VOI – Volume of Interest) w obrazie nie został jeszcze jednoznacznie zdefiniowany. Z jednej strony, VOIpeak powinien być wystarczająco duży, aby zapobiec między innymi wpływowi szumu na wartość SUVpeak, a drugiej strony VOIpeak nie powinien być zbyt duży, aby uniknąć włączenia vokseli poza guzem. Standardowa definicja SUVpeak zaleca wybór sfery o objętości 1 cm³.

Użytecznym wskaźnikiem do oceny aktywności zmiany patologicznej na obrazie jest metaboliczna objętość guza (Meatablic Tumor Volume, MTV). Aplikacje medyczne służące do wyznaczania wystandaryzowanej wartości wychwytu radiofarmaceutyku podają objętość segmentowanej zmiany w mililitrach. Kolejnym wskaźnikiem jest całkowita glikoliza zmiany patologicznej (Total Lesion Glycolysis, TLG). TLG jest definiowane jako iloczyn SUVmean oraz MTV. Koncepcja scyntygraficznych wskaźników klinicznych MTV i TLG została wprowadzona już w 1999 roku. Od tego czasu wskaźniki MTV i TLG zostały poddane szczegółowej ocenie, która wykazała ich wysoką (wyższą niż SUVmax) przydatność do oceny metabolicznej aktywności guzów. Wciąż jednak parametry wolumetryczne MTV i TLG nie są włączone do standardowej praktyki klinicznej. Dzieje się tak, ponieważ objętościowe pomiary PET/CT i SPECT/CT wymagają dokładnej segmentacji zmian, w przeciwieństwie do SUVmax. Jak dotąd nie ustalono optymalnej techniki segmentacji do pomiaru MTV i TLG.

Reasumując, kwantyfikacja obrazów z zakresu medycyny nuklearnej jest ważnym elementem rozwoju medycyny spersonalizowanej. Poprawna kwantyfikacja obrazów PET i SPECT powinna być poprzedzona rzetelną kalibracją skanerów, optymalizacją i standaryzacją protokołów akwizycyjnych oraz technik rekonstrukcji i analizy zarejestrowanych obrazów. Stopień wiarygodności klinicznej badań ilościowych w medycynie nuklearnej będzie rósł wraz z liczbą doświadczonych specjalistów fizyki medycznej zatrudnionych w szpitalach.

Źródło: materiały prasowe