Transcript 2013 05 16 PET ved ØNH-cancer, Martin Biermann, Haukeland

Internettundervisning ØNH 16.05.2013
PET ved ØNH-cancer
n
512 keV
180°
512 keV
Martin Biermann
Med. ansvarlig overlege, Førsteamanuensis II
Spes. i nukleærmedisin – Medisinsk informatikk –
NM/PET-senter, Rad. avd., Haukeland sjukehus
Seksjon for Radiologi, Klinisk Institutt I,
Universitet i Bergen
PET ved hode/hals cancer
FDG-PET ved hode/hals-cancer
• Generelt om PET
• FDG-PET ved hode/hals-cancer:
– Primærstaging
– Doseplanlegging ved stråleterapi
• Multimodal utredning ved ca. thyreoideae
ved PET-senteret i Bergen
MB 5/2013 2
PET ved hode/hals cancer
Tromsø
Mobil PET/CT
2011:
222
2012:
234
PET/CT i Norge
2011: 4119
2012: 5413
Bergen
Syklotron + 1 PET/CT
2011:
870
2012:
1287
Oslo
Syklotron + 4 PET/CT
2011
2012
Rikshospitalet
1338 1511
Radiumhospitalet 1034 1268
Ullevål
509
957
Aleris
146
156
SUM
3027 3892
.
Rune Sundset, UNN
MB 5/2013 3
PET ved hode/hals cancer
Røntgen versus nukleærmedisin/PET
gammakamera/
PET-kamera
røntgenrør
pasient
radioaktivt
legemiddel
film
Påvise endringer i metabolisme
før anatomi er påvirket
anatomisk bilde
metabolisk bilde
MB 5/2013 4
PET ved hode/hals cancer
Positronstråling (b+)
Positroner = anti-elektroner
– positron bremses i vevet i løpet av 1 – 2 mm
– kollisjon med elektron:
annihilasjonsstråling E = mc2 –
2 fotoner i motsatt retning
n
180°
MB 5/2013 5
PET ved hode/hals cancer
Gammakamera v. PET
PET (versus NM):
• oppløsning 4 mm (vs. 1 - 2 cm)
• alltid 3-dimensjonal
koinsidens-deteksjon
Gammakamera
PET
MB 5/2013 6
PET ved hode/hals cancer
PET-CT
PET
CT
MB 5/2013 7
PET ved hode/hals cancer
F-18-fluorodeoksyglukose (FDG)
• Glukose merket med radioaktivt fluor-18 (F-18)
• Forbrenning av glukose i kroppen er universell:
– normalt:
– patologisk:
hjerne, hjerte, muskulatur
mange solide svulster  kreftdiagnostikk !!
leukocytter  betennelsesscintigrafi
GLUT
FDG
Gluc
Gluc
GlucGluc
Gluc
Gluc
”trapping”
HexokinaseFDG-P
FDG-P
FDG-P
Gluc-6-P
MB 5/2013 8
PET ved hode/hals cancer
Indikasjoner for F18-FDG: Onkologi
•
•
•
•
•
•
•
•
Hode/halskreft1,2
Thyreoidea1
Øsofagus1,2
Lungecancer (non-small-cell) 1,2
Kolon/rektum1,2
Lymfom1,2
Melanom1,2
flere andre indikasjoner:
Reske (2001) Eur J Nucl Med 28:1707-23
http://www.cms.hhs.gov
seminom, osteosarkom… Fletcher
(2008) J Nucl Med 49:480-508
1
2
MB 5/2013 9
PET ved hode/hals cancer
Hode/halskreft
• Prospektiv studie:
n = 60 pas.
• Resultater:
117 metastaser i
1284 lymfeknuter
Sens. Spes.
PET
90 % 94 %
CT
82 % 85 %
MR
85 % 94 %
US
72 %
Adams (1998) Eur J Nucl Med 25:1255-60
MB 5/2013 10
PET ved hode/hals cancer
FDG-PET (CT) for hode/hals-kreft
2 metaanalyser
n studier
Sensitivitet
Spesifisitet
PET
32
84 % (72-91) 90 % (85-95)
PET-CT
12
84 % (78-88) 96 % (94-98)
Analyse per nodal level, gullstandard = histologi
PET-CT øker
spesifisitet over
PET
Kyzas (2008) J Natl Cancer Inst 100:712-20
Yongkui (2013) Surg Oncol (in press)
MB 5/2013 11
PET ved hode/hals cancer
FDG-PET (CT) for hode/hals-kreft
76 konsekutive pas. planlagt for neck dissection
FDG-PET
Sensitivitet
86.4 %
Spesifisitet
76.9 %
KM-CT
86.9 %
53.8 %
Ultralyd
86.4 %
57.1 %
UL-veiledet
FNB
86.4 %
85.7 %
FDG-PET best ved N+
Analyse N0/N+ (per pasient),
= histologi
Cave:gullstandard
nekrotiske
&
inflammatoriske LN
FNB mest spesifikk
Stoeckli (2012) Head & Neck 34:469-76
MB 5/2013 12
PET ved hode/hals cancer
FDG-opptak og lokal kontroll
• 50 pas. med ny plateepitel-CA i hode/hals
Høyt FDG-opptak
dårlig prognose
Torizuka (2009) AJR Am J Roentgenol 192:W156-60
MB 5/2013 13
PET ved hode/hals cancer
Case 1 f 75 yrs. SCC retromolar L op.
KM-CT
Anatomien
fremstilles KUN
ved KM-CT
LD-CT
MB 5/2013 14
PET ved hode/hals cancer
Case 1 f 75 yrs. SCC retromolar L OP 2002
LK-met. LIIb
cancer!
M. pterygoideus medialis IKKE cancer!
!
MB 5/2013 15
PET ved hode/hals cancer
Tumor volume squamous epithelial cancer
• Methods:
– total laryngectomy in 9 pts.
– CT, MR, FDG-PET with mask
– OP preparation kryofixated en bloc
• All methods overestimated tumor
volume (TV):
– PET most accurate
– 20 % of TV only seen with PET
• PET essential for radiotherapy
planning
Daisne (2004) Radiology 233:93-100
MB 5/2013 16
PET ved hode/hals cancer
Dose planning for RTx with PET-CT
Haukeland University Hospital 14 Apr 2010
MB 5/2013 17
PET ved hode/hals cancer
Case 2 m 78 yrs. SCC epipharynx T2 N2 M0
FDG-uptake in
primary tumor +
3 lymph nodes
MB 5/2013 18
PET ved hode/hals cancer
Case 2
m 78 yrs. SCC epipharynx T2 N2 M0
Need for a multimodal
diagnostic viewing
Read each
system on top of the
modality
dose planning system !
on its own !
MB 5/2013 19
PET ved hode/hals cancer
Case 2 m 78 yrs. SCC epipharynx T2 N2 M0
MB 5/2013 20
PET ved hode/hals cancer
Treatment plan for oropharyngeal cancer
Diagnosis
chemotherapy
IMRT
6
0
PET-CT
weeks
PET-CT
MB 5/2013 21
PET ved hode/hals cancer
Case 3 m 51 yrs. SCC vallecula T2 N2c M0
renal failure:
no CE-CT
Metabolic response:
 FDG-uptake in the GTV
pre-chemo PET-CT
essential
MB 5/2013 22
PET ved hode/hals cancer
IMRT plan m 51 yrs. SCC vallecula T2 N2c M0
MB 5/2013 23
PET ved hode/hals cancer
FDG-PET for radiation therapy planning
• Firmly established clinical routine for head &
neck and pelvic cancers at Haukeland since
2010 even before own FDG-production
• Clinical workflow:
close collaboration between radiologist, nuclear
physician, radiooncologist, physicist, technicians
• Challenges in multimodal imaging:
– One MUST view all modalities on their own and in
geometric correlation (fusion) to each others:
Dedicated multimodal diagnostic viewing system
in addition to the radiation therapy planning system
– Quality assurance with phantoms
MB 5/2013 24
Medviz Seminar 12 Apr 2013
Multimodal imaging for
suspected recurrent
differentiated thyroid
cancer (DTC)
FDG-PET-CT, I-131 SPECTCT, ultrasound (US) and
US-guided fine needle
biopsy (FNB) The incremental value of
1,4 J. Kråkenes,1,4 Haugland HK,2
M. Biermann,multimodality
imaging over
3,4
L. Akslen,2,4 J.single-modality
E. Varhaug,3,4 M.US
Brauckhoff
& PET
1PET-centre,
Dept. of. Radiology, 2Dept. of Pathology
3Dept. of Endocrine Surgery, Haukeland University Hospital
4University of Bergen, Bergen, Norway
PET ved hode/hals cancer
Material and Methods
• n = 51 patients with newly suspected recurrence
from 6/2009 – 12/2011 at Haukeland University
Hospital in Bergen/Norway
• Ultrasound + fine needle biopsy (FNB) before PET
• I-131-SPECT-CT (≥ 3 GBq)*
• F-18-FDG-PET* incl.
contrast-enhanced CT (CE-CT) of the neck
• Serum-hTg*
• Ultrasound + FNB after PET
* under TSH stimulation
Biermann (2003) Eur J Nucl Med Mol Imaging 30:160-3
van Tol (2002) Thyroid 12:381-7
MB 5/2013 26
PET ved hode/hals cancer
Results: Multimodal imaging (MMI)
• 51 patients: accuracy 92 %
recurrence
no recurrence
true pos. 33 (63 %) true neg. 16 (31 %)
false pos. 2 ( 4 %) false neg. 1 ( 2 %)
• 63 neck & mediastinal lesions in 24 patients
– 43 malignant: 5 local recurrences, 5 mediastinal
– 20 benign
– histology in 39, FNB in 11, imaging follow up in 13
• Distant metastases in 10 pts. (9 lung, 3 bone, 1 adrenal)
MB 5/2013 27
PET ved hode/hals cancer
Neck lesions (n = 57)
• Pre-PET ultrasound: accuracy 49 %
true pos. 21 (37 %) true neg. 7 (12 %)
false pos. 8 (14 %) false neg. 21 (37 %)
• FDG & I-131 uptake: accuracy 80 %
true pos. 36 (66 %) true neg. 10 (18 %)
false pos. 6 (11 %) false neg. 3 (6 %)
• Post-PET ultrasound: accuracy 88 %
true pos. 34 (60 %) true neg. 16 (28 %)
false pos. 1 (2 %)
false neg. 6 (11 %)
MB 5/2013 28
PET ved hode/hals cancer
Therapeutic consequence
Pre-PET intended Tx vs. post-PET actual Tx
in the true positive patients / all patients (= 51):
• 10 no Tx  active local Tx (8 OP, 1 laser, 1 RTx)
(lesion overlooked in pre-PET US in 13 pts.*)
• 3 surgery  extended surgery in other region
(lesion overlooked in pre-PET US in 3 pts.)
• 1 surgery  no Tx (false pos. pre-PET US)
• 18 surgery as intended
S Treatment changes in 14/51 pts. = 28 %
*3 patients "too old" for surgery
MB 5/2013 29
PET ved hode/hals cancer
Case 1 f. 50 yrs. Pap. TC stim. hTg 1490 ng/ml
SUVmax 10
FDG-pos. paratracheal recurrence !?
F-18-FDG-PET
I-131-SPECT-CT (3 GBq)
MB 5/2013 30
PET ved hode/hals cancer
Case 1 f. 50 yrs. Pap. TC stim. hTg 1490 ng/ml
FNB:
Therapy:
paratracheal
endotracheal
recurrence
laser
ablation
400 x L. Helgeland HUS
MB 5/2013 31
PET ved hode/hals cancer
Case 2 f. 55 yrs. PTC OP 2006 ↑↑Tg-AB hTg 0
400 x L. Helgeland HUS
FNB:
Papillary thyroid cancer!
MB 5/2013 32
PET ved hode/hals cancer
Case 2 FDG-PET-CT f. 55 yrs. PTC OP 2006
LN-metastasis
paratracheal rec.
Surgery (K1a, 2, 3) Haukeland:
US3+foci
FNB:
1 LN-metastasis
All
confirmed
MIP
PET: 2recurrent
extra tumour
lesions!
Intact
laryngeal
nerves
LN-metastasis
MB 5/2013 33
PET ved hode/hals cancer
Case 3 f. 43 yrs. pap. TC stim. hTg < 0.2 ng/ml
I-131
I-131 positiveF-18-FDG
metastasis
SUVmax 2
CE-CT
MB 5/2013 34
PET ved hode/hals cancer
Case 3 f. 43 yrs. pap. TC stim. hTg < 0.2 ng/ml
Cranial FDG-pos. LN !
de-differentiated metastasis?
FDG
SUVmax 2
I-131
FDG SUVmax 4
CE-CT
CE-CT
MB 5/2013 35
PET ved hode/hals cancer
Case 3 f. 43 yrs. pap. TC stim. hTg < 0.2 ng/ml
400FDG
x HK Haugland
SUVmaxHUS
4
US guided FNB: Tg < 0.2
OP 1/2011:
inflammatory LN !
1 LN metastasis (I-131 pos.)
22 tumor-free LN
CE-CT
MB 5/2013 36
PET ved hode/hals cancer
Case 4 f. 56 yrs. pap. TC stim. hTg 5 ng/ml
Microcalcifications!
Metastasis?
Doppler ultrasound
Hyperperfusion:
Metastasis !?
MB 5/2013 37
PET ved hode/hals cancer
Case 4 f. 56 yrs. pap. TC stim. hTg 5 ng/ml
FDG SUVmax < 1
FDG & I-131 negative!
Doppler ultrasound
FDG-PET + CE-CT
MB 5/2013 38
PET ved hode/hals cancer
Case 4 f. 56 yrs. pap. TC stim. hTg 5 ng/ml
200 x HK Haugland HUS
OP 5/2011:
Fine needle biopsy:
1 LN metastasis thyroid epithelium
17 tumor-free LN
hTg 800 ng/ml in washout
Doppler ultrasound
FDG & I-131 neg. metastasis !
MB 5/2013 39
PET ved hode/hals cancer
FDG-PET for residiv ved ca. thyreoideae
• Multimodal billeddiagnostikk positiv hos 65 %
Endret terapi hos 27 % (14/51) av pasienter
Ikke operer uten PET!
• Kun 80 % accuracy ved FDG-PET:
– Submandibulære lymfeknuter: FNB !
– Pulmonale infiltrater, thymus
– Fysiologisk/reaktivt opptak i muskulatur
Post-PET ultralyd + finnålsbiopsi !
• Præ-PET ultralyd + FNB viktig for optimal
indikasjon for FDG-PET
MB 5/2013 40
PET ved hode/hals cancer
FDG-PET for hode/hals-cancer
• Mest nytte ved N1 hals – mangler sensitivitet for
å kunne «bevise» en N0-situasjon
• Essensielt for stråleterapi-planlegging ved
epipharynx-cancer:
PET-CT før og etter neoadjuvant kjemoterapi
• Cave:
Falsk negativ FDG-opptak ved nekroser
Falsk positiv ved inflammatoriske LK
FDG-opptak enda mer variabel ved ca. thyr.
• PET-CT best med koregistrert KM-CT hals:
low dose CT = low-information CT!
MB 5/2013 41
PET ved hode/hals cancer
Bergen PET-senter
Fremtiden er multimodal !
MB 5/2013 42