PET-MR: Teknolojide devrim, tıpta evrim...

Başlangıçta standart PET ve MR sistemlerinde ayrı ayrı elde edilmiş görüntüler bilgisayar yardımı ile üst üste getirilerek füzyon görüntüleriyle değerlendirmeler yapılmıştır. İlk hibrit PET/MR, PET kısmında LSO (lutesyum oksiortosilikat) kristali, APD (avalanche fotodetektör), MR kısmında 3 tesla içeren yapısı ile 2006 yılında klinik araştırmalar için, 2010 yılında ticari amaçlı olarak uygulamaya girmiştir. APD detektörlerinin özel yapısı yüksek manyetik alanlarda bile ışınları algılayabilmesidir. MR uyumlu PET detektörleri olan APD’lerle, MR’da manyetik alan inhomojenitesi gibi sorunlar düzeltilmeye çalışılmıştır. Teknik anlamda önemli noktalardan birisi de MR’da kullanılan gadolinum içeren kontrast maddelerin PET atenuasyon değerlerini olumsuz etki edip etmediğidir. Ancak yapılan çalışmalar PET-MR ve PET-BT arasında atenuasyon düzeltimi açısından anlamlı fark saptamamıştır.

Gelişimi ve teknik faktörler

PET-MR günümüze kadar farklı firmalar tarafından üç farklı modelde üretilmiştir: 1. Ardışık olarak PET ve MR çekimi yapılabilen ve ayrı odada bulunan; 2. Aynı odada bulunan bütünleşik yapıda ancak ardışık PET ve MR çekimi yapabilen; 3. Eş zamanlı çekim yapabilen bütünleşik sistemler mevcuttur. MR’da metal artefaktların yol açabileceği PET atenuasyon düzeltme artefaktlarına yönelik düzeltici algoritmalar geliştirilmiştir. Uzun yıllar süren araştırma geliştirme faaliyetleri ile iki cihazın birbirlerini olumsuz etkileyen yapısal özellikleri ve teknik sorunlar büyük oranda çözümlenmiştir. Standart çekim en uygun MR sekansları ile yapılmalıdır. Bu nedenle PET/MR’ın MR komponentinde 1 dakikadan daha kısa sürede veri kaydı sağlayan Dixon sekansları kullanılmaktadır. Bu kısa süreli sekanslar düşük doz BT’den daha yüksek yumuşak doku kontrastı sağlamakta ve toraks haricinde morfolojik olarak yeterli görüntü elde edilebilmektedir. Ancak ayrıntılı morfoloji ek lezyon karaterizasyonu için Dixon sekansının yetersizdir, en uygun değerlendirme için PET/MR’da bölgesel olarak kontrast madde ve farklı sekanslar kullanarak ortalama 15 dakika kadar sürebilecek ek görüntüler almak gerekmektedir. Çekim süresi odaklanılan klinik probleme, kullanılan MR sekanslarına bağlı olarak eş zamanlı PET/MR’da 30-70 dak. seri çekimli sistemlerde ise 40-90 dak. kadar uzayabilmektedir. PET/MR tetkikini % 10 hastanın klostrofobi, uzun süreli tetkik ve huzursuzluk nedeni ile tamamlayamadığı bildirilmiştir. Ancak çalışmaların teknik bazı eksiklikleri vardır: PET-BT önce PET-MR sonra yapılmış ve olasılıkla maksimum spesifik uptake (SUVmax) değerleri PET-MR’da daha düşük bulunmuştur. MR’da atenuasyon düzeltimi diğer bir hata kaynağı olabilir. PET/BT ve PET/MR karşılaştırmalarında genellikle % 90’ın üzerinde uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. SUVmax değerleri arasındaki farklılık saptanmıştır, ancak çoğunlukla çalışma düzenine bağlı olabileceği düşünülmüştür, çünkü bazı durumlarda PET/MR, PET/BT’den birkaç saat sonraya kadar gecikebilmektedir. SUVmax değerlerinin ortalama % 35.16 ± 12.5 oranında PET/MR’da düşük olduğu bulunmuştur. Gözlemciler arası uyum benzer ancak gözlemler arası uyum PET/MR da PET/BT ye göre yüksektir.

Klinik uygulamaları

PET/MR’ın klinik olarak potansiyel kullanım alanı öncelikle erişkin ve çocuk onkolojisidir. Yapılan öncü çalışmalarda PET/MR’da PET/BT ile benzer doğruluk oranları bulunmuştur. Az olgu sayılı bazı yeni çalışmalarda PET/MR da lezyon karakterizasyonunda ve tümörü saptamada benzer sonuçlar saptanmıştır. Klinik çalışmalarda baş boyun, pelvis, kolorektal kanserlerde MR’ın yumuşak doku kontrast üstünlüğü ortaya konmuştur. Ancak BT akciğer ve mediastende üstündür, bu alanda MR ile daha çok çalışma ve yeni yöntemler gerekmektedir. Farklı hasta grupları ve farklı radyofarmasötiklerle 80 olguda yapılan karşılaştırmada bulgular benzer bulunmuş, iki yöntemin uyum oranı % 97 olarak saptanmıştır. PET/BT’deki PET görüntü kalitesinin PET/MR daki PET görüntülerinden bir miktar daha iyi olduğu belirtilmiş ancak sonucu etkilemediği rapor edilmiştir. Tüm vücut PET/BT ve PET/MR’ın 50 olguda 227 lezyonda 3 gözlemci ile yapılan karşılaştırmalı değerlendirmede MR’ın anatomik lokalizasyonu % 5.1 oranında kolaylaştırdığı, lokal evrelemede PET/MR’ın % 10 oranında daha doğru sonuçlar verebildiği, gözlemciler arası anlamlı fark oluşmadığı (%3) saptanmıştır. Ancak, akciğer ve mediastinal lenf nodlarında BT, baş, boyun, pelvik ve kolorektal kanserlerde MR görüntülemenin üstün yumuşak doku çözünürlüğünün avantaj oluşturduğu bildirilmiştir. Tian ve ark.’ın çalışmasında 285 olguda 368 lezyonda PET/MR ile daha fazla lezyon saptanmış olmakla birlikte genel olarak iki yöntemin benzer olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada PET/BT ile PET/MR’dan daha yüksek SUVmax değerleri elde edilmiştir, ancak çok iyi korelasyon saptanmıştır. İki modalitenin PET/BT/MR kombine üç sistemi içeren teknikle karşılaştırıldığı bir diğer yeni çalışmada elde edilen sonuçlar farklı anatomik bölgeler için MR’da uygun sekansların kullanılması gerektiğini göstermiştir. PET/BT nin özellikle akciğerde daha fazla insidental lezyon saptadığı, MR’da daha fazla artefaktla karşılaşıldığı ortaya konulmuştur. Catalano ve ark. çalışmasında 134 beyin dışı kanser olgusunda PET/MR ın klinik katkısını PET/BT den istatistiksel olarak fazla bulmuşlardır (P < 0.001). Yalnızca PET/BT pozitif % 1.5, yalnızca PET/MR pozitif % 17.9 oranında olduğu bildirilmiştir. Ancak bu çalışmada protokol standartizasyonu yapılamamış, intravenöz kontrast madde MR’da 20 olguda,  BT’de 11 olguda uygulanmamış, tüm olgularda histopatolojik olarak veriler desteklenmemiştir.  Az sayıda olguda 48 lezyonu değerlendirmeye alan bir çalışmada tüm vücut PET/MR görüntülemeye diffüzyon ağırlıklı MR sekansının katkı sağlamadığı tespit edilmiştir.

Klinik Uygulamalar

Beyin tümörleri

Beyin görüntülemede PET/MR, anatomi, biyokimya, diffüzyon, fonksiyon, perfüzyon, metabolizma, reseptör düzeyleri gibi birçok parametreyi eş zamanlı olarak değerlendirerek önemli avantaj sağlayabilmektedir. PET’in sağladığı metabolik hastalık yaygınlığını, canlı tümör hücrelerini daha iyi gösterbilmektedir (Şekil 1). Yalnızca beyine yönelik çalışmada MR’ın tüm potansiyeli ortaya çıkabilir, multiparametrik inceleme tetkik süresi uzamaksızın yapılabilir. Dinamik kontrastlı çalışma, spektroskopi değerlendirmeye eklenerek hasta uyumu olumsuz etkilenmeden çoklu bilgi elde edilebilmektedir (20-24). Beyin tümörlerinin değerlendirilmesine yönelik 10 olguda bütünleşik PET/MR’da yapılan ilk çalışmada C11 metionin ve Ga68 DOTATOC kullanılmış ve PET/BT ile benzer bulgular elde edilmiştir. Çalışmada tümör/tümör dışı tutulum oranlarında yüksek uyum saptanmıştır (r=0.98). MR görüntülerinde önemli bir artefakt veya distorsiyon bulunmamıştır (20). Astrositik beyin tümörlü 12 çocuk hastada F18-florokolin PET/MR ile diffüzyon kısıtlamsını gösteren ADCmean (“apperent diffusion coefficient” ortalama değeri) ve SUVmax arasında negatif anlamlı korelasyon bulunmuştur. Kolin tutulumu MR’daki kontrast madde ve diffüzyon kısıtlanması ile aynı alanda görülmüş, 8 olguda tedavi yanıtı amacıyla yapılan tetkiklerinde tümör progresyonu ve parsiyel yanıt kombine değerlendirme ile etkin bir şekilde gösterilebilmiştir (21). Pediatrik olgularda spesifik olarak F18-DOPA PET/MR ile infitratif astrositomlar görüntülenmiş ve histopatolojik tümör derecesi ile uyumlu bulunmuş, tanı ve tedavi planına anlamlı katkı (%69) sağlanmıştır (22). F18-fluoroethyl-L-tyrosine (F18-FLT) ile 56 olguda yapılan PET/MR çalışmasında MR verilerinden elde edilen beyin kan volümü ve tümör/zemin aktivite oranlarının F18-FLT aktivite volümüne göre anlamlı oranda daha küçük olduğu saptanmıştır. İki görüntülemenin birlikte yorumlanması ile PET volümünün tümörü daha iyi gösterdiği ve başlangıç evrelemede oldukça yararlı olduğu sonucuna varılmıştır (23). F18-FLT PET/MR ile dinamik radyofarmasötik enjeksiyonu, ACD histogram analizi ve tümör derecesi birlikte değerlendirildiğinde duyarlılık % 86, özgüllük % 100 bulunmuştur (24). Epilepsi odağının saptanması ve cerrahi planlama, serebrovasküler hastalıkta iskemi ve kalıcı hasarın ayırt edilmesi, demansiyel süreçlerin erken ve ayırıcı tanısı PET/MR’ın beyin görüntülemede diğer önemli potansiyel alanlarını oluşturmaktadır.