Diferenciální diagnostika kostních metastáz s využitím SPECT/CT vyšetření.

Úvod

U pokročilých nádorových onemocněních se často setkáváme s metastatickým postižením skeletu. Invaze onemocnění do skeletu bývá doprovázena bolestí, patologickými zlomeninami nebo hyperkalcémií. Na bolesti se podílejí různé faktory: uvolnění chemických mediátorů, vzestup nitrokostního tlaku, mikrofraktury, roztažení periostu, reaktivní svalový spazmus či infiltrace nebo komprese nervových vláken. Karcinomy prsu, prostaty a plic se ochotně šíří do skeletu, zatímco nádory gastrointestinálního traktu mají afinitu ke skeletu nízkou.[3]

Metastázy karcinomu prsu mají obvykle přítomnu osteolytickou složku s reaktivním zvýšením osteoblastické aktivity v okolí a různě vyjádřenou kostní novotvorbou a jsou nezřídka doprovázené patologickými zlomeninami. Naproti tomu u čistě sklerotických metastáz, jaké typicky zakládá karcinom prostaty a asi jedna pětina karcinomů prsu, jsou tyto zlomeniny méně časté. Pacienti trpící karcinomem prsu nebo prostaty s pouze kostními metastázami mají delší přežití od okamžiku diagnostikování kostního postižení v porovnání s pacienty s čistě mimokostním metastatickým postižením. Karcinom prsu metastazující do skeletu je častěji estrogen receptor pozitivní a dobře diferencovaný než karcinom šířící se do plic nebo jater. S lepší prognózou je spojována přítomnost sklerotických lézí než lézí lytických.[3]

Patofyziologie

Vysoká citlivost kostní scintigrafie vychází z velmi časné reakce osteoblastů, která nastává již v okamžiku, kdy je kostní metastáza přítomna v mikroskopické velikosti a můžeme ji na zvířecích modelech pozorovat za 24 h po nitrodřeňové inokulaci shluku 25 nádorových buněk. Tyto buňky stimulují osteoklasty s následnou erozí kostního trámečku (trabeculy). Současně dochází k signifikantní proliferaci osteoblastů na opačné straně stejné trabeculy a ve fibrózním stromatu, které se vytváří kolem nádoru. Během týdnů nastává destrukce trámčiny a produkce nezralé novotvořené kosti v okolní dřeňové dutině. Zvýšení osteoblastické aktivity můžeme pozorovat u radiologicky osteolytických i osteosklerotických lézí.[4]

Kalcium a fosfát jsou ve zralé kostní hmotě přítomny ve formě hydroxyapatitu (HAP) Ca10(PO₄)₆(OH)₂.2H₂O uspořádaného do listů z kalcia a hydroxylových iontů, které spojují přemosťující fosfátové anionty. Kostní tracer musí projít skrze osteoidní matrix k povrchu rostoucího trámečku, kde je zahrnut společně s nezralým amorfním kalcium fosfátem do kostní novotvorby. Různá radiofarmaka nahrazují odlišné části HAP. Fluoridový ion se volně vyměňuje s hydroxylovým iontem v HAP, zatímco ostatní tracery musí být inkorporovány do HAP během kostní formace. Difosfonáty nahrazují fosfátovou skupinu a některé kovy (stroncium, thorium aj.) kalciový kation.[4]

Cíl

V naší práci se snažíme posoudit přínos kombinovaného SPECT/CT vyšetření v kontextu s vyšší radiační zátěží vnesenou CT při specifikaci nejasných scintigrafických nálezů na celotělové (WB) kostní scintigrafii za použití ^99mTc MDP (methylen difosfonát). Kostní scintigrafie je obvykle první metodou použitou v diagnostice metastatického postižení skeletu a, jak již zmíněno výše, kostní metastázy, které vykazují zvýšení osteoblastické aktivity, např. karcinom prostaty a prsu, diagnostikuje s vysokou senzitivitou. Metastázy karcinomu plic mají obvykle nízkou osteoblastickou aktivitu, což vede k jejich obtížnějšímu diagnostikování na WB kostní scintigrafii.

V roce 2009 Kohlfurst S. et al. analyzoval 98 pacientů s karcinomem prsu a 159 nejasnými lézemi na WB scintigrafii a 42 pacientů s karcinomem prostaty a 78 nejasnými lézemi na WB scintigrafii. V jeho souboru SPECT/CT správně diagnostikovalo 93,1% kostních lézí ve skupině karcinomu prsu a 96,2% ve skupině karcinomu prostaty a pomohlo vyhnout se další zobrazovací metodě v 55,5% ve skupině karcinomu prsu a v 64,3% ve skupině pacientů s karcinomem prostaty.[1]

Osteoblastickou aktivitu je možné kromě MDP scintigraficky sledovat za použití [¹8F]fluoridu sodného na PET, ovšem širšímu uplatnění této metody zatím brání vysoká cena.

Materiál a metoda

Náš soubor sestává z pacientů, kteří v roce 2008 podstoupili na ONM HB vyšetření skeletu WB kostní scintigrafií za použití ^99mTc MDP. V případě nejasného nálezu jsme indikovali SPECT a nativní CT vyšetření. V indikaci doplňujícího SPECT/CT vyšetření jsme vycházeli ze současného a předchozího lokálního scintigrafického nálezu a rozsah CT skenování jsme omezovali na oblast abnormálního nálezu.

Výsledky

V roce 2008 jsme zhotovili celkem 1604 vyšetření WB kostní scintigrafií. 1015 vyšetření bylo indikováno u pacientů odeslaných k vyšetření s nezhoubnou diagnózou, zatímco v 589 případech bylo vyšetření žádáno pro nemocné se základní nádorovou diagnózou, za kterou jsme pro tento účel považovali všechny diagnózy začínající v mezinárodní klasifikaci nemocí znakem ´C´, ´JD0´ nebo diagnózu ´N40´. Celkem v 248 případech (15,5%) následovalo po WB skenu CT vyšetření, které bylo většinou provedeno v rámci SPECT/CT (222 vyšetření); samostatné CT bez SPECT jsme zhotovili v 26 případech. U neonkologických pacientů jsme CT doplnili po 184 (18,1%) WB kostních scintigrafiích s nejasným nálezem oproti 64 (10,9%) CT vyšetřením u pacientů onkologických. Ve skupině onkologických pacientů dominovala základní diagnóza karcinom prsu u 418 vyšetření (71,0%); zde bylo CT doplněno v 32 případech (7,7%). Dále ve spektru následovaly karcinom prostaty (55 vyšetření, 13,2%; CT doplněno 13x, tj. v 23,6%), karcinom bronchu a plic (46 vyšetření, 7,8%; CT doplněno 12x, tj. 26,1%) a karcinom ledviny (20 vyšetření, 3,4%; CT nebylo doplňováno).

Při metastatickém postižení skeletu je velkým přínosem zobrazení osteolýzy na fúzním CT, které může dále zobrazit měkkotkáňovou formaci lyzující kost. Metastázy osteoplastického typu zobrazujeme jako sklerotická ložiska s výraznou elevací fosfátového metabolismu. Při degenerativních areparačních změnách páteře SPECT/CT lokalizuje ložiska zvýšeného metabolického obratu kostního do arthrotických kloubů, subchondrálních částí obratlů, osteofytů nebo reparujících kompresí těl obratlů, kde CT posoudí také stav zadní hrany těla obratlového k páteřnímu kanálu. Osteopoikilóza je velmi vzácné onemocnění, které se projevuje jako ostrůvky sklerózy uvnitř spongiózní kosti patrné na CT nebo prostých snímcích. Scintigrafický nález je normální a kombinace obou metod pomůže odlišit kostní metastázy.

800 MBq ^99mTc MDP přináší celotělový efektivní dávkový ekvivalent pro 70 kg dospělého 4-5 mSv, avšak dávka na povrch kostí dosahuje až 50 mSv a dávka na močový měchýř až 40 mSv. Plnohodnotné CT mělo plánovaný dávkový profil CTDI_w 22,4 mGy. CTDI_w pro low dose vyšetření se pohyboval v rozmezí 4-10 mGy. Přepočtená průměrná celotělová efektivní dávka na podkladě DLP pro hermafroditní fantom a jedno vyšetření ve skupině onkologických pacientů (věkového rozpětí 42-83 let; 64 vyšetření) byla 5,73 mSv versus 4,60 mSv ve skupině neonkologických pacientů (věkového rozpětí 21-87 let; 180 vyšetření); ve věkové kategorii 10-19 let po korekci věku a pohlaví (4 vyšetření) 0,54 mSv.

Závěr

U onkologických pacientů relativně nejčastěji používáme hybridní přístroj ke specifikaci nejistých ložisek ve skeletu u nemocných trpících bronchogenním karcinomem, což je v souladu s obvykle nízkou osteoblastickou aktivitou metastatických ložisek a nižší citlivostí planárních WB scintigramů. Méně často doplňované SPECT/CT vyšetření u nemocných s karcinomem prsu si vysvětlujeme tím, že pacientky mají četnější opakovaná vyšetření, a tudíž je možné scintigrafický nález srovnávat v čase. Radiační zátěž vnesená CT je srovnatelná se zátěží danou radiofarmakem a z hlediska radiační ochrany je výhodné, že CT není prováděno rutinně, ale indikace se individuálně zvažuje s ohledem na lokální nález a potencionální přínos pro pacienta.

Skelet je vhodný orgán pro kombinované SPECT/CT vyšetření. K dispozici je dobrý a levný marker osteoblastické aktivity a není potřeba zvláštní přípravy pacienta ani zavedení intravenózního přístupu, protože zpravidla vystačíme s nativním CT.

Literatura:

1. Kohlfurst S, Lobnig M, Matschnig S, et al. Impact of SPECT-CT performed in case of inconclusive findings on planar whole body bone scintigraphy in patients with a history of breast or prostate cancer. Nuklearmedizin 2009; 48: s. A147 - A148. ISSN 0029-5566.
   
2. Nižňanská V, Stupalová J, Řehák Z, et al. Osteopoikilóza - v PET/CT a scintigrafickém obraze. In Mysliveček M (ed.). Sborník abstrakt, XLVI. Dny nukleární medicíny. 1. vydání. Olomouc: KNM LF UP a FN Olomouc, 2009. s. 40. ISBN 978-80-254-5099-4.
   
3. Seibel MJ, Robins SP, Bilezikian JP. Dynamics of Bone and Cartilage Metabolism. 2nd ed. London: Academic Press, 2006. 920 s. ISBN-10: 0-12-088562-X, ISBN-13: 978-0-12-088562-6. Chapter 48: Body J-J. Metastatic Bone Disease, s. 793 - 806.
   
4. Wilson MA. Textbook of Nuclear Medicine. New York: Lippincott-Raven Publishers, 1998. 631s. ISBN-10: 0-7817-0303-4, ISBN-13: 978-0-7817-0303-1. Chapter 1: Wilson MA. Musculoskeletal System, s. 3 - 32.