Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) в последнее время становится все более популярным методом исследования, используемым для обнаружения, стадирования и контроля различных злокачественных опухолей. Метод основан на регистрации гамма-излучения, испускаемого радиоактивными элементами (радионуклидами), которые вводятся в организм человека в составе специальных меченых веществ — радиофармпрепаратов (РФП). При совмещении ПЭТ-сканера с компьютерным томографом (КТ) говорят о комбинированной позитронно-эмиссионной и компьютерной томографии (ПЭТ-КТ).
Комбинация ПЭТ и КТ позволяет совместить «функциональные» (ПЭТ) и «анатомические» (КТ) томограммы, что дает преимущества перед использованием только КТ, ведь анатомические срезы дополняются информацией, отражающей функциональные изменения. Так, при сравнении изменений, обнаруженных при ПЭТ-КТ (в исследовании приняло участие 58 пациенток) с данными, полученными только на основании КТ, комбинированная ПЭТ-КТ показала лучшие результаты в выявлении маленьких опухолей и множественных метастазов; а также в обнаружении лимфоузлов, пораженных опухолью, и в оценке ответа на химиотерапию по поводу рака молочной железы.
В чем разница КТ и ПЭТ-КТ при раке груди
В основе таких методов, как КТ и МРТ, лежит визуализация анатомических структур с целью выявления патологических изменений у пациенток с раком молочной железы, стадирования и контроля. В то же время, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) позволяет обнаружить патологические измененения метаболизма 18-фтор-2-дезокси-D-глюкозы (ФДГ), что делает возможным получение качественной информации о ее накоплении в опухоли, и является критичным моментом при постановке диагноза и при контрольных исследованиях. Комбинация ПЭТ-КТ имеет преимущества перед изолированным использованием ПЭТ, поскольку появляется возможность более точной привязки очагов повышенного захвата ФДГ к определенным анатомическим областям. Кроме того, при этом методе уменьшается время исследования. Также ПЭТ-КТ позволяет частично преодолеть ограниченную специфичность ПЭТ, при которой могут обнаруживаться очаги гиперметаболизма глюкозы в доброкачественных опухолях и воспалительно измененных тканях (например, при туберкулезе). Необходимым условием информативности метода является достоверная оценка изображений опытным радиологом, иногда с применением Второго мнения.
Ранняя диагностика рака молочной железы
Рак молочной железы является самой распространенным новообразованием у женщин во всем мире и ведущей причиной женской смертности в результате рака. Во всем мире каждый год насчитывается примерно 1,38 миллионов вновь возникших случаев заболевания, а также 458 тысяч летальных исходов в течение года, обусловленных этой болезнью. Многие факторы риска хорошо известны. Тем не менее, точные причины возникновения рака молочной железы не определены. Например, наличие заболевания у родственников и предков является хорошо известным фактором риска: при нем вероятность развития рака возрастает в два или три раза. Также предполагается, что мутации в гене BRCA (1 и 2) и мутации белка p53 в значительной степени повышают риск развития опухоли. Ранняя диагностика является основополагающим способом контроля, так как определяет способ лечения, а также прогноз и шансы пациентки на выживание.
Как обнаружить рак груди
К методам диагностики, основанным на обнаружении анатомических изменений, относятся маммография, ультразвуковое исследование (УЗИ), компьютерная (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ). Они широко используются в клинической практике для выявления первичной опухоли и определения стадии рака молочной железы. Эти методы диагностики постоянно улучшаются, кроме того, в практику также внедряются новые способы исследования молочных желез: оптическая маммография, однофотонная эмиссионная томография (ОФЭКТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), которые позволяют перенести информацию относительно анатомических изменений, функции, метаболизма с макроскопического на молекулярный уровень.
Радионуклидные методы исследования, включающие в себя ОФЭКТ и ПЭТ, позволяют оценить in vivo клеточные, молекулярные и биохимические особенности новообразований и нормальных тканей. В то время как в «анатомических» методах диагностики происходит упор на повышение пространственного разрешения и качества изображения, цель использования радионуклидных методов является более специфической – увеличение контраста между опухолью и нормальными тканями.
В сочетании с традиционными методами лучевой диагностики, радионуклидные методы исследования, позволяющие визуализировать биологические процессы, позволили сделать шаг вперед в обнаружении рака. И теперь новыми целями использования радионуклидных методов является разделение различных биохимических изменений в тканях.
Оценка первичной опухоли
Возможность обнаружения рака молочной железы посредством ПЭТ зависит от размера и тканевого строения опухоли. Сообщается, что чувствительность ПЭТ составляет 68% для малых опухолей (меньше 2 см), и 92% для опухолей большего размера (2-5 см), однако, общая точность при выявлении рака in situ является низкой (чувствительность составляет 2-25%). Таким образом, главным фактором, ограничивающим использование ПЭТ при визуализации молочной железы, является низкий уровень обнаружения маленьких опухолей и неинвазивного рака.
Протоковый рак in situ у 49-летней женщины. А: на УЗИ определяется гипоэхогенное объемное образование размером 2,5 см с нечеткими краями, расположенное в верхних отделах левой молочной железы (отмечено стрелками). В: на ПЭТ-КТ скане не выявлено признаков повышенного захвата ФДГ в левой молочной железе. При оперативном вмешательстве подтвердился неинвазивный протоковый рак.
Тем не менее, метод играет важную роль для некоторых групп пациенток, например, с плотными молочными железами либо с наличием имплантов. Позитронно-эмиссионная томография используется для определения множественности опухолевого поражения; для выявления локализации первичной опухоли у пациенток с метастазами, когда маммография неинформативна; а также у тех пациенток, которым противопоказана биопсия. ПЭТ-КТ имеет потенциальные преимущества перед изолированной ПЭТ при оценке поражений малого размера, в которых может быть выявлен пониженный захват ФДГ вследствие эффекта частичного объема при ПЭТ, так как гиперметаболизм глюкозы может быть характерен и для патологических, и для нормальных анатомических структур.
Инвазивный рак молочной железы у 57-летней женщины. А: на скрининговой рентгенограмме левой молочной железы в косой медиолатеральной проекции определяется объемное образование со спикулообразными краями, размером около 1,1 см (отмечено стрелкой). В: при ПЭТ обнаружен очаг слабо выраженного гиперметаболизма ФДГ (стандартизированный уровень накопления = 1,2) в левой молочной железе. Очаг поражения сложно обнаружить в результате эффекта частичного объема. С: на ПЭТ-КТ определяется очаг гиперметаболизма ФДГ на ограниченном участке (отмечен стрелкой) в левой молочной железе.
Оценка вторичного поражения лимфатических узлов
Вторая задача метода — это обнаружение метастазов рака молочной железы в лимфатических узлах. Метастатическое поражение подмышечных лимфоузлов является важным фактором, определяющим прогноз. У пациенток, страдающих раком молочной железы, при вторичном поражении четырех и большего количества лимфоузлов подмышечной группы, имеется значительно более высокий риск рецидива. Сообщается о чувствительности ПЭТ при визуализации подмышечных лимфоузлов у пациенток с раком молочной железы в пределах 79-94%, и специфичности 86-92%. При ПЭТ-КТ можно точно определить местоположение и отличить друг от друга лимфатические узлы, вторично пораженные опухолью, и реактивно измененные (незлокачественные) лимфоузлы, в то время как на КТ будут обнаруживаться лишь множественные увеличенные лимфоузлы подмышечной группы без четких дифференциальных признаков.
Метастазы в подмышечные лимфатические узлы у 45-летней женщины с инвазивным протоковым раком молочной железы. А: на ПЭТ визуализируется очаг гиперметаболизма ФДГ в правой железе (черная стрелка) и в подмышечной области (белая стрелка). В: на КТ определяются два увеличенных подмышечных лимфоузла справа (отмечены стрелками). С: ПЭТ-КТ позволяет определить точную локализацию лимфоузлов, вторично пораженных опухолью (белая стрелка, стандартизированный уровень накопления РФП = 9,9), визуализируется также реактивно измененный лимфоузел (черная стрелка). Среди 21 лимфоуза, удаленного во время операции, метастазы были выявлены только в одном.
Метастазы рака молочной железы во внутригрудные или медиастинальные лимфоузлы часто клинически ничем себя не проявляют. Количество обнаруживаемых патологических изменений со стороны внутригрудных или медиастинальных узлов (у пациенток с метастатическим либо рецидивным раком молочной железы) при ПЭТ почти в два раза больше по сравнению с традиционной КТ. Кроме того, ПЭТ-КТ выглядит более применимой по сравнению с КТ для оценки внутригрудных лимфатических узлов и лимфоузлов средостения, поскольку возможности КТ в обнаружении метастазов в лимфоузлы малого размера довольно ограничены.
Метастазы в лимфоузлы средостения у женщины, 10 месяцев назад перенесшей модифицированную радикальную левостороннюю мастэктомию. А: на ПЭТ определяются множественные участки гиперметаболизма РФП в верхних отделах грудной клетки слева. В: на КТ визуализируется небольшой участок мягкотканной плотности в переднем средостении (отмечен стрелкой). В: на ПЭТ-КТ обнаружено, что мяготканный участок в переднем средостении, выявленный при КТ, соотносится с зоной гиперметаболизма ФДГ, что позволяет предположить метастазы во внутригрудные лимфатические узлы.
Оценка отдаленных метастазов
Рак молочной железы часто дает отдаленные метастазы в легкие, печень и кости. Преимуществом ПЭТ всего тела перед традиционными методами диагностики, такими как рентгенография органов грудной клетки, сцинтиграфия скелета и УЗИ органов брюшной полости, является возможность обнаружения отдаленных метастазов в различных областях тела и органах во время одного исследования. Было обнаружено (Moon et al.), что ПЭТ всего тела обладает высокой диагностической точностью в отношении пациенток, у которых имеется подозрение на рецидив рака или на метастатическое поражение. На основании количества обнаруженных очагов чувствительность метода в обнаружении отдаленных метастазов составила 85%, а специфичность 79%.
Множественные отдаленные метастазы у 44-летней пациентки, страдающей раком обеих желез. А: на ПЭТ определяются множественные зоны гиперметаболизма ФДГ в грудной клетке и брюшной полости. B, C: на ПЭТ обнаружены также зоны гиперметаболизма ФДГ в обеих молочных железах (отмечены белыми стрелками на томограмме B), в лимфоузлах средостения (отмечены черными стрелками на томограмме B), и во внутренних органах (отмечены стрелками на томограмме C).
В исследовании (Cook et al.) было обнаружено, что ПЭТ превосходит сцинтиграфию скелета при выявлении остеолитических метастазов рака молочной железы. И, наоборот, остеобластические метастазы характеризуются низкой метаболической активностью и часто не обнаруживаются посредством ПЭТ. Однако ПЭТ-КТ позволяет преодолеть это ограничение: остеобластические метастазы, даже если они не видны на ПЭТ, будут визуализироваться на КТ-сканах.
Метастазы в кости у 64-летней женщины, которой была выполнена правосторонняя модифицированная радикальная мастэктомия 36 месяцев назад. A: при сцинтиграфии скелета обнаруживаются очаги гиперфиксации ФДГ в первом ребре справа и седьмом ребре слева (стрелки), которые, скорее всего, связаны с метастатическим поражением ребер. B: на ПЭТ-КТ не определяется гиперметаболизма ФДГ в седьмом ребре слева (стрелка). C: на КТ определяется остеобластическое поражение седьмого ребра слева (стрелка).
Лечение рака молочной железы
Для лечения пациенток, у которых опухоль имеет большой размер, либо наблюдается ее локальное распространение, используется неоадъювантная химиотерапия с целью уменьшения стадии первичной опухоли перед оперативным вмешательством и устранения метастазов. Кроме того, в нескольких исследованиях было продемонстрировано, что выживаемость пациенток с резистентными опухолями может увеличиваться при использовании альтернативной химиотерапии и (или) при удлинении курсов химиотерапии. Так как химиотерапия имеет побочные эффекты, необходимо как можно скорее выделить пациенток, которые не получают эффекта от применяемого лечения.
В настоящее время лучевые методы диагностики часто используются для определения ответа на терапию путем оценки изменений размеров опухоли. Тем не менее, последовательные измерения размера опухоли во многих случаях не позволяют сделать вывод о наличии раннего ответа. Эффективность ПЭТ при оценке ответа на терапию была подтверждена для различных типов новообразований. В исследовании (Smith et al.) было показано, что средняя редукция захвата ФДГ после первого курса химиотерапии была в большей степени выражена в очагах, для которых макроскопически был обнаружен частичный или полный ответ, или полный ответ при микроскопическом исследовании, по сравнению с резистентными поражениями при гистопатологическом исследованиях. По данным (Rose et al.) после единственного курса химиотерапии при помощи позитронно-эмиссионной томографии было возможно спрогнозировать полный ответ на терапию при патогистологическом исследовании, чувствительность при этом составляла 90%, а специфичность 74%. Если принять степень снижения захвата ФДГ меньше 55% от первоначального значения за пороговое значение, свидетельствующее о наличии реакции на лечение, изменения на ПЭТ у всех респондентов в данном исследовании были корректны и подтвердились патогистологически (100% чувствительность и 85% специфичность).
Изображения иллюстрируют контроль химиотерапии у 35-летней пациентки, страдающей раком молочной железы с метастазами в кости. A-C: на ПЭТ, выполненной изначально (A, B) и ПЭТ-КТ (C) определяется в значительной степени выраженный гиперметаболизм ФДГ в обоих молочных железах и во многих позвонках. D-F: на контрольной ПЭТ (D, E) и ПЭТ-КТ (F), выполненных спустя три курса химиотерапии, определяется существенное снижение гиперметаболизма ФДГ в обоих молочных железах и позвонках.
ПЭТ-КТ также играет роль для лучевой терапии, т. к. позволяет точно оценить распространенность опухоли.
Контроль рецидива опухоли
Раннее распознавание рецидива опухоли является важным моментом, улучшающим выживаемость, поскольку подталкивает клиницистов к использованию различных способов лечения. Однако отличить истинный рецидив от постоперационных и лучевых изменений сложно при использовании лишь традиционных методов лучевой диагностики. При ограниченном, регионарном рецидиве преимущественно поражается молочная железа, кожа, подмышечные и надключичные лимфоузлы, а также грудная стенка.
Было обнаружено, что чувствительность и специфичность ПЭТ при обнаружении рецидива составляет 84% и 78% соответственно, в то время как чувствительность и специфичность традиционных методов исследования 63% и 61% соответственно. Предполагается, что ПЭТ является более эффективным методом оценки рецидива рака молочной железы по сравнению с традиционными методами визуализации в плане обнаружения изменений всего тела. Данные КТ, полученные при ПЭТ-КТ, позволяют установить соответствие анатомических структур и очагов гиперметаболизма ФДГ.
Локальный рецидив опухоли у 74-летней женщины, которой была выполнена модифицированная правосторонняя радикальная мастэктомия 8 лет назад. А: на УЗИ выявлено объемное образование овоидной формы, 1,4 см, с усиленным кровотоком, расположенный в правой грудной мышце в зоне мастэктомии. B, C: на ПЭТ определяется ограниченный очаг гиперметаболизма ФДГ (стандартизированный уровень накопления = 3,3) (стрелки) в правой половине грудной клетки. D: на ПЭТ-КТ определяется очаг гиперметаболизма ФДГ (стрелка) в правой грудной мышце, в то время как при использовании только ПЭТ определение точной локализации очага является затруднительным.
Расшифровка ПЭТ-КТ при раке молочной железы
В ряде случаев для повышения достоверности оценки результатов ПЭТ-КТ рекомендуется получить второе мнение специализированного радиолога. Это бывает необходимо при сомнительных или неоднозначных результатах первичного прочтения снимков. Второе мнение по ПЭТ-КТ помогает решить следующие задачи: снижение риска врачебной ошибки, более достоверная оценка первичной опухоли, уточнение стадии заболевания, достоверное исключение признаков метастатического поражения костей, печени или легких. Кроме того, в результате такой консультации онколог получает более подробное описание исследования, что помогает ему выбрать наиболее подходящий протокол лечения.
Заключение
ПЭТ/КТ играет важную роль в диагностике рака молочной железы, которая заключается в обнаружении и определении местоположения метастазов, контроле лечения и раннем выявлении рецидивов. Тем не менее, ограничивающим фактором ПЭТ/КТ в выявлении рака молочной железы является недостаточная способность обнаруживать опухоли малого размера.
Василий Вишняков, врач-радиолог
При подготовке текста использованы материалы:
https://www.researchgate.net/publication/5920836_The_role_of_PETCT_for_evaluating_breast_cancer
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4665546/
