Giriş
F-18 florodeoksiglukoz (FDG) kullanılarak yapılan pozitron emisyon tomografi (PET) ve hibrid PET/bilgisayarlı tomografi (BT), başta lenfomalar, nöroblastom, sarkomlar ve santral sinir sistemi tümörleri olmak üzere birçok farklı çocukluk çağı malignitesinde evreleme, tedavi yanıtının değerlendirilmesi ve nüks varlığı araştırmasında kullanılan önemli bir görüntüleme yöntemidir (1). Ancak pediatrik hasta grubunda PET ve BT gibi iyonizan radyasyon içeren görüntüleme yöntemlerinin kullanımı, hem çocukların erişkinlere kıyasla radyasyona daha hassas olması nedeniyle, hem de Hodgkin lenfoma ve nöroblastom gibi kür oranı yüksek olan ve dolayısıyla hastalıksız sağkalım süresinin uzun olması beklenen hasta gruplarında radyasyon maruziyetine bağlı sekonder maligniteler açısından endişe yaratmaktadır (2,3). Bu nedenle, PET ve PET/BT görüntülemede pediatrik hastaların radyasyon maruziyetini azaltabilmek için çeşitli düşük doz çekim protokolleri geliştirilmektedir.
FDG PET/BT görüntüleme tanısal BT kullanıldığında her pediatrik hastada yaklaşık 24,8 mSv iyonizan radyasyon maruziyetine sebep olmaktadır (BT: 20,3 mSv, FDG PET: 4,6 mSv) (2). Pediatrik onkolojide hasta başına ortalama 3,2 PET çekimi yapıldığı düşünüldüğünde, her hastanın FDG PET/BT görüntülemeler sonucu aldığı kümülatif radyasyon dozu ortalama 78,9 mSv olmaktadır (BT: 64,4 mSv, FDG PET: 14,5 mSv) (2). Bu nedenle özellikle pediatrik hasta grubunda FDG PET/BT görüntülemede tanısal BT yerine sadece anatomik korelasyon sağlayacak düşük dozlu BT çekimi yapılması tavsiye edilmektedir (4). Bu sayede PET/BT’nin BT komponentinin yarattığı efektif doz 4-6 mSv’e kadar azaltılabilmektedir (4,5). Hatta teknolojik gelişmeler ile FDG PET görüntülemede artık çok daha düşük miktarda radyofarmasötik enjeksiyonu ile iyi görüntü alınabilmektedir.
Pediatrik hastalarda radyasyon maruziyetini azaltmak üzere son yıllarda birçok farklı araştırmacı FDG PET yerine tüm vücut manyetik rezonans görüntüleme (MRG) kullanmayı denemiştir; ancak MRG tek başına FDG PET’in tanısal doğruluğuna ulaşamamıştır (6). Halen farklı MRG sekansları ve çeşitli kontrast maddeler ile pediatrik onkolojide FDG PET yerine tüm vücut MRG kullanımı artırılmaya çalışılmaktadır (7).
Hibrid PET/MRG cihazlarının klinikte kullanılmaya başlaması hangi hastalarda PET/BT yerine PET/MRG’nin tercih edilmesi gerektiğine dair tartışmaları da beraberinde getirmiştir. Düşük radyasyon dozu avantajı nedeniyle pediatrik hastalar PET/MRG için en önemli endikasyonlardan biri olarak görülmektedir (8). PET/MRG ile efektif doz 2,5 mSv’e kadar düşürülebilmektedir, hatta çekim protokollerinin optimizasyonu ile 1 mSv’e kadar düşürülebileceği belirtilmiştir (8). Yakın tarihli bir çalışmada pediatrik hastalarda PET/MRG’de FDG dozunun 1,5 MBq/kg’a kadar azaltılabileceği gösterilmiştir (9). Bununla birlikte pediatrik hastalarda PET/MRG’nin gerçek tanısal değerini araştıran henüz sınırlı sayıda araştırma bulunmaktadır ve pediatrik kanserlerde PET/MRG ile PET/BT’yi karşılaştıran ve her birinin üstün taraflarını ortaya koyan yeni klinik çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.
Pediatrik hastalarda tüm vücut PET/MRG görüntülemede hangi MRG sekanslarının tercih edilmesi gerektiğine dair kesin bir bilgi yoktur ve çalışmalarda birçok farklı sekansların kullanıldığı görülmektedir (Tablo 1). PET/MRG’nin en büyük zorluklarından biri PET/BT ile kıyaslandığında uzun çekim süresidir ve pediatrik hastaların uzun çekim protokollerine uyum göstermesi zor olmaktadır. Küçük çocuklarda ise uzun süren anestezi gerekliliğine neden olmaktadır. Bu nedenle çalışmalarda mümkün olduğunca az MRG sekansı kullanarak tüm vücut görüntülemelerin yapıldığı dikkati çekmektedir. Tüm vücut görüntülemede PET atenüasyon düzeltmesinde kullanılan Dixon sekansına ilaveten T1 ve T2 ağırlıklı görüntülemeler, kısa tau inversiyon geri elde etme (short tau inversion recovery) ve difüzyon ağırlıklı görüntülemeler (DWI) tüm vücut görüntülemede tercih edilen sekanslardır. Bununla birlikte yalnızca 3D T1 ağırlıklı görüntüleme kullanılarak yapılan çalışmalar da mevcuttur (10,11).
Hibrid PET/MRG kullanılarak yapılan ilk pediatrik çalışma, Hirsch ve ark.nın farklı kanser tanıları almış 15 pediatrik hastadan elde ettikleri PET/MRG deneyimine dair ön bulguları içerir (Tablo 1) (12). Araştırmacılar PET/MRG ile en büyük zorluğun uzun süren tüm vücut MRG protokolleri olduğunu bildirmiştir. Çalışmalarında tüm vücut PET/MRG görüntüleme süresinin MRG komponenti nedeniyle normalde yaklaşık 45 dk sürdüğü, ek MRG protokollerinin ise 20-30 dk daha zaman aldığı dikkate alındığında özellikle pediatrik hastaların bu uzun çekim sürelerine katlanması güç olmaktadır. Küçük yaş grubundaki (<6 yaş) hastalarda ise anestezi desteğine ihtiyaç duyulmaktadır. PET/MRG’nin en büyük avantajları ise radyasyon dozunun 3-4 mSv’e kadar düşürülmesi (12,13) ve hastalara ayrı ayrı farklı görüntülemeler yapmak yerine (PET/BT, MRG, hatta toraks BT) tek bir görüntüleme seansında yeterli tanısal bilgiye ulaşabilmesidir (12).
FDG PET/MRG ve PET/BT’nin tanısal değerini karşılaştıran çalışmalarda FDG pozitif lezyonları tespit etmede PET/MRG ile PET/BT arasında fark bulunamamıştır (10,13,14). Bununla birlikte FDG negatif olan veya tek başına PET datası ile karar verilemeyen olgularda PET/MRG ve PET/BT arasında fark mevcuttur: Kemik iliğinde ve özellikle yumuşak dokularda PET/MRG tercih edilirken, akciğer parankiminin değerlendirilmesinde PET/BT öne çıkmaktadır (Şekil 1, 2, 3) (8,13,14). Ayrıca pediatrik sarkomlar ve santral sinir sistemi tümörlerinde PET/MRG’nin PET/BT’ye tercih edilebileceği belirtilmiştir (8).
PET/MRG cihazlarında MRG görüntüleri (Dixon sekansı) ve atlas bazlı anatomik veri eşliğinde yapılan PET atenüasyon düzeltme algoritması (MRGAC) özellikle pediatrik hastalarda BT kullanılarak yapılan atenüasyon düzeltme algoritmasına (BTAC) kıyasla yetersiz kalmaktadır (12,15). Çocuklarda kas ve kemik dokusunun tüm vücuda oranı erişkinlere kıyasla fazladır; bu nedenle mevcut atenüasyon düzeltme algoritmalarının iyileştirilmesi ve pediatrik hastalara yönelik ayrı anatomik verilerin oluşturulması gerekmektedir (8,16). PET/MRG görüntülemede, MRGAC ile BTAC’ye kıyasla PET görüntülerinde daha fazla artefakt olduğu, özellikle mesane çevresinde halo artefaktının varlığı ve solunum hareketlerine bağlı artefaktlar ile akciğer parankiminde heterojen aktivite dağılımının olduğu bildirilmiştir (17). Bununla birlikte MRGAC ile elde edilen PET görüntülerinin imaj kalitesi BTAC ile elde edilen görüntüler ile karşılaştırıldığında her iki PET imajları arasında klinik açıdan farklılık saptanmamıştır (Şekil 4) (17). Ayrıca BTAC ve MRGAC ile elde edilen SUV değerleri arasında korelasyon olduğu, (10,11,13,14,18,19) ancak SUV değerlerinin PET/MRG ile daha düşük ölçüldüğü gösterilmiştir (10,11).
DWI dokuda su moleküllerinin hareketine dayanan bir MRG yöntemidir. Tümör hücreleri gibi dokuda hücre miktarı arttığında veya akut iskemi gibi hücre hacmi arttığında genellikle difüzyon kısıtlaması beklenir. Pediatrik tümörlerde PET/MRG’de ek difüzyon ağırlıklı sekanslar alındığında difüzyon kısıtlaması ile SUV değerleri arasında ilişki olduğuna dair çalışmalar mevcuttur. Bu çalışmalarda minimum görünüşteki difüzyon katsayısı-apparent diffusion coefficient (ADCmin) değeri ile maksimum standart tutulum değeri-standart uptake value (SUVmaks) değerleri arasında ters korelasyon olduğu gösterilmiştir (19). Bununla birlikte malign lezyonların ayrımında SUVmaks değeri ADCmin değerine kıyasla daha üstün doğruluğa sahiptir (19).
Pediatrik PET/MRG kullanımında en önemli endikasyonlardan biri santral sinir sistemi tümörleridir. Santral sinir sistemi tümörlerinin görüntülenmesinde standart görüntüleme yöntemi MRG’dir ve PET görüntüleme yalnızca tümör derecesinin belirlenmesi, biyopsi yerinin tespit edilmesi ve ameliyat sonrası nüksün gösterilmesi gibi belirli durumlarda yapılır. Hibrid PET/MRG görüntüleme kullanıldığında MRG üstün yumuşak doku kontrastı nedeniyle santral sinir sistemi anatomisi, tümörlerin yerleşimi ve yayılımı hakkında bilgi sağlarken, PET ise tümör metabolizması ve proliferasyonu hakkında ek bilgi sağlayabilir (20). FDG’nin fizyolojik beyin parankimi tutulumu nedeniyle beyin tümörlerinin görüntülenmesinde kullanımı sınırlıdır; ancak çeşitli aminoasit [C-11 L-methionine (21) veya F-18 floroetil-L-tirozin, F-18 florodopa (22,23), nükleozid (F-18 florotimidin), oksidatif metabolizma (C-11 asetat) ve fosfolipid sentezine dayalı ajanlar ile (C-11 kolin, F-18 kolin (24,25)] beyin tümörlerinin görüntülenmesi mümkündür.
Sonuç
PET/MRG ile pediatrik hastaların maruz kalacağı radyasyon dozunun önemli miktarda azalacağı bilindiğinden PET/MRG için en önemli endikasyonlardan biri pediatrik hastaların görüntülenmesidir. Ancak pediatrik hastalarda PET/MRG kullanımına dair henüz sınırlı sayıda çalışma yayımlanmıştır; bu nedenle hangi hasta grubunda PET/MRG’nin PET/BT’ye tanısal olarak üstün olduğu ve hangi durumda PET/BT’nin öncelikle tercih edilmesi gerektiğine dair henüz yeterli bilgi bulunmamaktadır. MRG görüntülemenin yumuşak dokuda, kemik iliğinde ve santral sinir sisteminin görüntülenmesinde BT’ye daha üstün olduğu bilindiğinden bu dokulara yönelik araştırmanın ön planda olduğu hastalarda PET/MRG’nin özellikle tercih edilmesi gerektiği; tersine BT’nin üstün olduğu akciğer parankiminin araştırıldığı olgularda ise PET/BT’nin tercih edilebileceği düşünülmektedir. Pediatrik hastalarda PET/MRG kullanımına dair optimal MRG sekanslarının belirlenmesine yönelik çalışmalara, atenüasyon düzeltme algoritmalarının pediatrik hastalara yönelik iyileştirilmesine ve PET/BT ve PET/MRG’nin tanısal üstünlüklerini araştıran yeni çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.
Teşekkür
Makalede kullanılan tüm FDG PET/BT ve FDG PET/MRG Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi Nükleer Tıp Anabilim Dalı Arşivi’nden alınmış olup görüntülemede emeği geçen tüm Gazi Üniversitesi Nükleer Tıp Anabilim Dalı çalışanlarına teşekkürlerimizi sunarız.
Çıkar Çatışması: Yazarlar tarafından çıkar çatışması bildirilmemiştir.
Finansal Destek: Yazarlar tarafından finansal destek almadıkları bildirilmiştir.
1. Uslu L, Donig J, Link M, Rosenberg J, Quon A, Daldrup-Link HE. Value of 18F-FDG PET and PET/CT for evaluation of pediatric malignancies. J Nucl Med . 2015;56:0-274.
2. Chawla M, Kumar R, Agarwala S, Bakhshi S, Gupta DK, Malhotra A. Role of positron emission tomography-computed tomography in staging and early chemotherapy response evaluation in children with neuroblastoma. Indian J Nucl Med . 2010;25:0-147.
3. Murano T, Tateishi U, Iinuma T, Shimada N, Daisaki H, Terauchi T, Moriyama N, Inoue T. Evaluation of the risk of radiation exposure from new 18FDG PET/CT plans versus conventional X-ray plans in patients with pediatric cancers. Ann Nucl Med . 2010;24:0-261.
4. Gelfand MJ, Sharp SE, Treves ST, Fahey FH, Parisi MT, Alessio AM. Estimated cumulative radiation dose from PET/CT in children with malignancies. Pediatr Radiol . 2010;40:0-1712.
5. Gelfand MJ. Dosimetry of FDG PET/CT and other molecular imaging applications in pediatric patients. Pediatr Radiol . 2009;0:0-0.
6. Atkin KL, Ditchfield MR. The role of whole-body MRI in pediatric oncology. J Pediatr Hematol Oncol . 2014;36:0-342.
7. Klenk C, Gawande R, Uslu L, Khurana A, Qiu D, Quon A, Donig J, Rosenberg J, Luna-Fineman S, Moseley M, Daldrup-Link HE. Ionising radiation-free whole-body MRI versus (18)F-fluorodeoxyglucose PET/CT scans for children and young adults with cancer: a prospective, non-randomised, single-centre study. Lancet Oncol . 2014;15:0-275.
8. Bailey DL, Pichler BJ, Guckel B, Barthel H, Beer AJ, Bremerich J, Czernin J, Drzezga A, Franzius C, Goh V, Hartenbach M, Iida H, Kjaer A, la Fougere C, Ladefoged CN, Law I, Nikolaou K, Quick HH, Sabri O, Schafer J, Schafers M, Wehrl HF, Beyer T. Combined PET/MRI: Multi-modality Multi-parametric Imaging Is Here: Summary Report of the 4th International Workshop on PET/MR Imaging February 23-27, , Tubingen, Germany. Mol Imaging Biol . 2015;17:0-595.
9. Gatidis S, Schmidt H, la Fougere C, Nikolaou K, Schwenzer NF, Schafer JF. Defining optimal tracer activities in pediatric oncologic whole-body 18F-FDG-PET/MRI. Eur J Nucl Med Mol Imaging . 2016;43:0-2283.
10. Sher AC, Seghers V, Paldino MJ, Dodge C, Krishnamurthy R, Krishnamurthy R, Rohren EM. Assessment of Sequential PET/MRI in Comparison With PET/CT of Pediatric Lymphoma: A Prospective Study. AJR Am J Roentgenol . 2016;206:0-623.
11. Lyons K, Seghers V, Sorensen JI, Zhang W, Paldino MJ, Krishnamurthy R, Rohren EM. Comparison of Standardized Uptake Values in Normal Structures Between PET/CT and PET/MRI in a Tertiary Pediatric Hospital: A Prospective Study. AJR Am J Roentgenol . 2015;205:0-1094.
12. Hirsch FW, Sattler B, Sorge I, Kurch L, Viehweger A, Ritter L, Werner P, Jochimsen T, Barthel H, Bierbach U, Till H, Sabri O, Kluge R. PET/MR in children. Initial clinical experience in paediatric oncology using an integrated PET/MR scanner. Pediatr Radiol . 2013;43:0-860.
13. Schafer JF, Gatidis S, Schmidt H, Guckel B, Bezrukov I, Pfannenberg CA, Reimold M, Ebinger M, Fuchs J, Claussen CD, Schwenzer NF. Simultaneous whole-body PET/MR imaging in comparison to PET/CT in pediatric oncology: initial results. Radiology . 2014;273:0-220.
14. Gatidis S, Schmidt H, Gucke B, Bezrukov I, Seitz G, Ebinger M, Reimold M, Pfannenberg CA, Nikolaou K, Schwenzer NF, Schafer JF. Comprehensive Oncologic Imaging in Infants and Preschool Children With Substantially Reduced Radiation Exposure Using Combined Simultaneous (1)(8)F-Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Magnetic Resonance Imaging: A Direct Comparison to (1)(8)F-Fluorodeoxyglucose Positron Emission Tomography/Computed Tomography. Invest Radiol . 2016;51:0-7.
15. Eiber M, Martinez-Moller A, Souvatzoglou M, Holzapfel K, Pickhard A, Loffelbein D, Santi I, Rummeny EJ, Ziegler S, Schwaiger M, Nekolla SG, Beer AJ. Value of a Dixon-based MR/PET attenuation correction sequence for the localization and evaluation of PET-positive lesions. Eur J Nucl Med Mol Imaging . 2011;38:0-1691.
16. Bezrukov I, Schmidt H, Gatidis S, Mantlik F, Schafer JF, Schwenzer N, Pichler BJ. Quantitative Evaluation of Segmentation- and Atlas-Based Attenuation Correction for PET/MR on Pediatric Patients. J Nucl Med . 2015;56:0-1067.
17. Lyons K, Seghers V, Williams JL, Sorensen JI, Paldino MJ, Krishnamurthy R, Rohren EM. Qualitative FDG PET Image Assessment Using Automated Three-Segment MR Attenuation Correction Versus CT Attenuation Correction in a Tertiary Pediatric Hospital: A Prospective Study. AJR Am J Roentgenol . 2015;205:0-652.
18. Ponisio MR, McConathy J, Laforest R, Khanna G. Evaluation of diagnostic performance of whole-body simultaneous PET/MRI in pediatric lymphoma. Pediatr Radiol . 2016;46:0-1258.
19. Pugmire BS, Guimaraes AR, Lim R, Friedmann AM, Huang M, Ebb D, Weinstein H, Catalano OA, Mahmood U, Catana C, Gee MS. Simultaneous whole body (18)F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography magnetic resonance imaging for evaluation of pediatric cancer: Preliminary experience and comparison with (18)F-fluorodeoxyglucose positron emission tomography computed tomography. World J Radiol . 2016;8:0-322.
20. Preuss M, Werner P, Barthel H, Nestler U, Christiansen H, Hirsch FW, Fritzsch D, Hoffmann KT, Bernhard MK, Sabri O. Integrated PET/MRI for planning navigated biopsies in pediatric brain tumors. Childs Nerv Syst . 2014;30:0-1399.
21. Morana G, Piccardo A, Milanaccio C, Puntoni M, Nozza P, Cama A, Zefiro D, Cabria M, Rossi A, Garre ML. Value of 18F-3,4-dihydroxyphenylalanine PET/MR image fusion in pediatric supratentorial infiltrative astrocytomas: a prospective pilot study. J Nucl Med . 2014;55:0-718.
22. Morana G, Puntoni M, Garre ML, Massollo M, Lopci E, Naseri M, Severino M, Tortora D, Rossi A, Piccardo A. Ability of (18)F-DOPA PET/CT and fused (18)F-DOPA PET/MRI to assess striatal involvement in paediatric glioma. Eur J Nucl Med Mol Imaging . 2016;43:0-1664.
23. Fraioli F, Shankar A, Hargrave D, Hyare H, Gaze MN, Groves AM, Alongi P, Stoneham S, Michopoulou S, Syed R, Bomanji JB. 18F-fluoroethylcholine (18F-Cho) PET/MRI functional parameters in pediatric astrocytic brain tumors. Clin Nucl Med . 2015;40:0-0.
24. Tsouana E, Stoneham S, Fersht N, Kitchen N, Gaze M, Bomanji J, Fraioli F, Hargrave D, Shankar A. Evaluation of treatment response using integrated 18F-labeled choline positron emission tomography/magnetic resonance imaging in adolescents with intracranial non-germinomatous germ cell tumours. Pediatr Blood Cancer . 2015;62:0-1661.