PET mit respiratorischer Gating-Technik zur Bewertung des Ansprechens und der Auswirkungen auf das normale Gewebe bei Thoraxkrebs

Strahlenpneumonitis ist die dosisbegrenzende Toxizität bei der Thorax-Radiotherapie (RT) für thorakale Malignität. Sie tritt beginnend nach Beginn der RT für bis zu 6 Monate auf und ist gekennzeichnet durch Husten, Kurzatmigkeit und Veränderungen der Lungenfunktion. Bei schwerer Strahlenpneumonitis nähert sich die Sterblichkeitsrate 50 % [4]. Dosimetrische Parameter wie der prozentuale Anteil des bestrahlten Lungenvolumens ≥ 20 Gy (V20) und die mittlere Lungendosis (MLD) bieten einen Leitfaden zur Beurteilung des Risikos einer Strahlenpneumonitis im Behandlungsplanungsprozess. Die Parameter haben jedoch eine schlechte Vorhersagekraft für das individuelle Risiko. Das in der Computertomographie (CT) gezeigte Erscheinungsbild der Strahlenschädigung der Lunge war durch eine frühe und eine späte Phase gekennzeichnet. Da Strahlenpneumonitis durch die Migration von Leukozyten aus dem Blut in bestrahltes Lungengewebe gekennzeichnet ist; daher führen bei der FDG-PET-Bildgebung intensivere Entzündungsreaktionen zu einer stärkeren FDG-Aufnahme. Die Identifizierung eines frühen Anzeichens oder Vorläufers einer normalen Gewebeschädigung hilft bei der Vorhersage der verzögerten Organfunktionsstörung.

Bei der kombinierten PET/CT wird die CT zur Lokalisierung und Schwächungskorrektur in den PET-Bildern verwendet. Eine genaue räumliche Registrierung von PET- und CT-Bildsätzen ist eine Voraussetzung für eine genaue Diagnose und SUV-Messung. Aufgrund der Atmung und des Unterschieds in der Aufnahmezeit, die für die Aufnahme des Thorax zwischen PET (6–9 Minuten) und CT (~15 Sekunden) erforderlich ist, ist eine räumliche Fehlausrichtung zwischen den beiden Bildsätzen jedoch nicht ungewöhnlich. Diese Fehlausrichtung beeinträchtigt die Interpretation von PET-Bildern erheblich, was zu einer Fehllokalisierung der Läsion und einer ungenauen Quantifizierung des SUV führt. Die Hauptursache dieser Artefakte ist die dynamische Wechselwirkung zwischen der transaxialen Bilderfassung und der asynchronen Bewegung von Tumor- und Normalgewebe. Um Bewegungseffekte zu berücksichtigen, wurden Atmungs-Gating-Techniken entwickelt.

Ein ausgeklügelteres Atembewegungsüberwachungssystem ist das Real-Time Position Management Respiratory Gating System (RPM). Das System umfasst eine Videokamera, die die Atembewegung misst, indem sie die vertikale Verschiebung von zwei infrarotreflektierenden Markierungen verfolgt, die fest auf einem Kunststoffblock montiert sind, der auf dem Brustkorb des Patienten platziert ist. Die Bewegung des Blocks wird durch eine graphische Schnittstelle auf der RPM-Workstation angezeigt. Es wurde in der getriggerten Strahlentherapie der Lunge, in der atemgesteuerten CT und in der 4-D-CT sowie in der atemgesteuerten PET-Bildgebung eingesetzt.

Wir planen, Patienten mit Brustkrebs aufzunehmen, die eine weitere Strahlentherapie geplant haben. Patienten mit vorbestehender chronischer Lungenerkrankung wie COPD, interstitieller Lungenerkrankung, zystischer Lungenerkrankung usw. werden ausgeschlossen. Die FDG-PET/CT wird vor der Strahlentherapie (Basisstudie) und 30-45 Tage nach Abschluss der Strahlentherapie (2. Studie) durchgeführt. Nach 40 Minuten wird ein Ganzkörperscan bei freier Atmung durchgeführt, und anschließend wurde ein regionales 4D-PET / CT mit RPM-Methode für den Brustkorb durchgeführt. Diese Patienten werden in Kliniken für Radioonkologie nachuntersucht, alle strahlenbedingten Nebenwirkungen und die Langzeitprognose werden aufgezeichnet. Der Zusammenhang zwischen der Datenanalyse wird weiter untersucht.

Wir werden eine bessere Abgrenzung der Korrelation und der Unterschiede zwischen Freiatmungs-PET/CT 4-D-PET/CT mit RPM-Atem-Gating-Methoden bei der Verarbeitung des Tumorstoffwechsels erhalten, darüber hinaus zur Beurteilung des normalen Gewebestoffwechseleffekts. Und die weitere Arbeit versucht herauszufinden, ob die Anwendung bei den klinischen Ergebnissen und der Vorhersage der Prognose der Technik der 4-D-PET/CT mit RPM-Atem-Gating-Methoden hilft.