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Appuntamenti a Fisica
Il polmone: patologia, clinica e fisica Dip. di Fisica e Scuola di Specialità in Fisica Medica
Università degli Studi di Torino
Il ruolo della PET/TC nella patologia oncologica polmonare
Alfredo Muni
Ospedale “SS. Antonio e Biagio e C. Arrigo” Alessandria
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Plasma
Tessuto
Glucosio Trasportatori di
C6H12O6
FDG
Glucosio FDG
Esochinasi
Glucosio-6P FDG-6P
CO2 + H2O
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Incrementa la replicazione cellulare
Incrementa il consumo di glucosio
Incrementa il trasporto di glucosio
Incrementa l’attività dell’esochinasi
Cambiamenti metabolici nelle cellule tumorali
(effetto Warburg)
4
5
6
Cellular Classification of NSCLC
(WHO/IASLC)
A) Squamous cell carcinoma (25% of lung cancers)
B) Adenocarcinoma (40% of lung cancers)
C) Large cell carcinoma (10% of lung cancers)
There area numerous additional subtypes of
decreasing frequency
A B C
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WHO/IASLC Histologic Classification of NSCLC
•Squamous cell carcinoma
1. Papillary
2. Clear cell
3. Small cell
4. Basaloid
•Adenocarcinoma
1. Acinar
2. Papillary
3. Bronchioloalveolar carcinoma (*)
4. Solid adenocarcinoma with mucin
5. Adenocarcinoma with mixed subtypes
6. Variants (**)
(*)
-Nonmucinous
- Mucinous
- Mixed mucinous and nonmucinous
(**)
- Well-differentiated fetal adenocarcinoma
- Mucinous (colloid) adenocarcinoma
- Mucinous cystoadenocarcinoma
- Signet ring adenocarcinoma
-Clear cell adenocarcinoma
•Large cell carcinoma
1. Large Cell Neuroend. Carcin.
2. Combined LCNEC
3. Basaloid carcinoma
4. Lymphoepithelioma-like carc.
5. Clear cell carcinoma
6. Large cell carc. with rhabdoid
phenotype
•Adenosquamous carcinoma
•Carcinomas with pleomorphic, sarcomatoid elements
•Carcinoid tumor
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SCLC (Microcitoma polmonare)
•stadio limitato corrispondente agli stadi TNM: I-IIIb
• stadio esteso corrispondente agli stadi TNM: IV
Alla base di questo differente metodo stadiativo c’è la possibilità chirurgica
nei NSCLC che manca nei SCLC
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Stage 0-IIb
10
Stage IIIa-IIIb
11
12
NSCLC: TNM
13
asr.regione.emilia-romagna.it/wcm/asr/collana.dossier/archivio.dossier1.htm
14
asr.regione.emilia-romagna.it/wcm/asr/collana.dossier/archivio.dossier1.htm
15
W. Weber - Radioterapy and Oncology – 2010
B. Sattler - Radioterapy and Oncology – 2010
16
Il nodulo polmonare
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Caratterizzazione metabolica del nodulo polmonare
• 50% benigno: vascolare, traumatico, flogistico, congenito, linfonodo, A.R., sarcoidosi, TBC,
granuloma
• 50% maligno: tumore primitivo, metastasi
Nodo polmonare: TC detection = 98%
PET characterization > 90% (VPP = 91% e VPN = 92%)
Molti noduli risultano indeterminati alla prima TC e restano tali ai successivi
controlli
Unico criterio di malignità: crescita volumetrica nel tempo
Tempo di raddoppiamento del nodulo maligno: 1,5-12 mesi
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D. Ost et al. N Engl J Med 2003;348:2535-42.
Dimensioni:
< 8 mm = < 1% probabilità di malignità
8-20 mm = < 18% probabilità di malignità
Margini:
regolari = < 30% probabilità di malignità
irregolari = 30%-100% probabilità di mal.
DE Midthun Lung Cancer 2003
Incidenza di malignità nella popolazione
non oncologica con rischio medio-alto: 1-12%
Wahdidi MM Chest 2007
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Validation of two models to estimate the probability of malignancy in patients with
solitary pulmonary nodules
Schultz EM et al. Thorax 2008;63:335-341
The evaluation and management of the solitary pulmonary nodule
Soubani AO et al. Postgrad Med J 2008;84:459-466
The solitary pulmonary nodule
D. Ost et al. New Engl J Med. 2003 348: 2535-42
…ma da cosa dipende il
management del nodulo
polmonare ? Probabilità pre-test
di
malignità
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Probabilità di malignità
…dipende da due fattori
• probabilità di malignità individuale
• probabilità di malignità della popolazione studiata
(sulla base dei fattori di rischio personali)
(differenze significative tra popolazione oncologica e popolazione
non oncologica)
21
Probabilità di malignità
L’età, il fumo e la storia oncologica sono tre fattori
predittori indipendenti di malignità
Il rischio di sviluppare un tumore al polmone è fino a 15 volte
maggiore in individui con una pregressa neoplasia extrapolmonare
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Clinical Significance of Small Pulmonary Nodules with Little or No 18F-
FDG Uptake on PET/CT Images of Patients with Nonthoracic
Malignancies
Joo Hyun O et al J Nucl Med 2007; 48:15–21
24 pazienti (6 con nodulo solitario e 18 con noduli multipli)
R
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Recommended management algorithm for patients
with SPNs that measure 8 to 30 mm in diameter
New SPN (8mm to 30 mm)
identified on CXR or CT scan
Benign calcification present or
2 year stability demonstrated yes
No further intervention required
except for patients with pure ground
glass opacities, in whom longer annual
follow-up should be considered
no
Surgical risk acceptable? no
Establish diagnosis by biopsy when possible.
Consider XRT or monitor for symptoms and
palliate as necessary
yes
Assess clinical probability of cancer
Low probability of cancer (< 5%)
Serial high-resolution CT at
3, 6, 12, 24 months
Intermediate probability of cancer (5% to 60%) High probability of cancer (> 60%)
Negative
tests
Additional testing
• PET imaging
• ceCT, depending on institutional expertise
• Transthroracic fine-needle aspiration biopsy, if
nodule is peripherally located
• Bronchoscopy, if air bronchogram present or if
operator has expertise with newer guited techniques
Positive
tests
Video-assisted thoracoscopic
surgery; examination of a
frozen section, followed by
resection if nodule is malignant
24
25
Paziente n. 1
• 60 anni
• fumatore
• no cancro in anamnesi
• nodulo di 1 cm
• margini del nodo lisci alla TC
• lobo superiore
Probabilità pre-test
di malignità
16%
Paziente n. 2
• 26 anni
• fumatore
• cancro del retto in anamnesi
• nodulo di 2 cm
• margini spiculati
• lobo superiore
Probabilità pre-test
di malignità
67%
26
Caratterizzazione di malignità del nodulo polmonare
Aspetti legati allo strumento
fattore fisico fattore tecnico
Efficienza di
rilevazione
Effetto volume parziale (specie per nodi < 1 cm)
Movimenti respiratori (specie per nodi < 1 cm)
Correzione per l’attenuazione TC (specie per nodi < 1 cm)
Aspetti legati al nodulo
fattore metabolico fattore dimensionale
Competizione metabolica (iperglicemia)
Biologia cellulare (istotipo)
Grado di differenziazione cellulare
Numero di cell. maligne vitali
Grado di avidità per 18F-FDG
Ø nodo n. cell
(capacità dello
strumento di rilevare
il > n. di eventi)
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Quanto deve captare affinchè sia rilevabile dalla PET?
Più il nodulo è piccolo tanto minore sarà il n° di cellule maligne al suo interno
28
A Comparison of the Diagnostic Accuracy of 18F-FDG PET and CT in
the Characterization of Solitary Pulmonary Nodules
J.M. Fletcher et al. J Nucl Med 2008; 49:179–185
29 J.M. Fletcher et al. J Nucl Med 2008; 49:179–185
A Comparison of the Diagnostic Accuracy of 18F-FDG PET and CT in
the Characterization of Solitary Pulmonary Nodules
30
PET dual time
A. Matthies et al. J Nucl Med 2002; 43:871–875
31
PET dual time
A. Matthies et al. J Nucl Med 2002; 43:871–875
32
Casi FP
33
Casi VN
34
Bronchiectasie
35
36
Nodulo cancro (VP)
37
AC vs NAC
38
La captazione di FDG
nel nodo è aspecifica Occorre ogni volta calcolare
la probabilità
pre-test di malignità
La specificità della PET
è circa doppia rispetto
a quella della TC
La TC è più sensibile
della PET nel rilevare
i nodi di piccole dimensioni E’ importante cercare
l’associazione del nodo polmonare
con altre lesioni benigne
Messages to take home
39
SCLC
40 Eur J Nucl Med (2003) 30:78–84
Neeta Pandit, Mithat Gonen, Lee Krug, Steven M. Larson
Nuclear Medicine Service, Department of Radiology, Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, 1275 York Ave., New York, NY
10021, USA
46R
41
Whole-body metabolic tumour volume of 18F-FDG PET/CT improves the
prediction of prognosis in small cell lung cancer
Eur J Nucl Med Mol Imaging (2012) 39:925–935
42
Whole-body metabolic tumour volume of 18F-FDG PET/CT improves the
prediction of prognosis in small cell lung cancer
43
Whole-Body 18F-FDG PET Improves the Management of
Patients with Small Cell Lung Cancer
Ehab M. Kamel, MD1; Daniel Zwahlen, MD2; Matthias T. Wyss, MD1; Katrin D. Stumpe, MD1; Gustav K. von Schulthess, MD, PhD1;
and Hans C. Steinert, MD1
J Nucl Med 2003; 44:1911–1917
change management: 29%
variazione di RT: 19%
escluso malignità di lesioni sospette: 12%
44 Eur J Nucl Med Mol Imaging (2012) 39:921–924
45
ED
Caso clinico: SCLC
46
Una volta su 4 la PET
può modificare il campo
RT nelle procedure di
planning e ridurre
l’incidenza di esofagite
severa
SCLC corrisponde al 15-20%
dei cancri al polmone e la sua
prognosi è severa
(sopravvivenza a 5 aa
dopo RT + CT < 5% in LD)
PET poco utile nel valutare la
risposta alla CT e RT
e potenzialmente utile
nella stadiazione di SCLC
PET è un ottimo strumento per
la stratificazione prognostica
correlazione MTV > SUV max
Messages to take home
47
NSCLC
48
• principale causa di morte per neoplasia nei due sessi (80% NSCLC)
• solo nel 16% dei casi è diagnosticato in stadi precoci (I°-II°) rispetto al 50% dei tumori della mammella e 90%
dei tumori della prostata
• lo stadio è il fattore prognostico più importante e condiziona la scelta terapeutica
• il fine della stadiazione pre-operatoria del NSCLC è quella di identificare i pazienti che possano beneficiare della
terapia chirurgica
• la chirurgia radicale è utile solo negli stadi precoci (< 33% dei pazienti)
• la sopravvivenza a 5 anni, comprendendo tutti gli stati e gli istotipi è del 15% (NSCLC stadio I° = 47% , stadio
III°-IV° = 2%)
• terapia neoadiuvante più chirurgia radicale (stadi IB, IIA/B, III) e nonostante RC dopo chirurgia
sopravvivenza a 5 aa < 50%
• ChTp e ChTp + RT combinate sono lo standard terapeutico per NSCLC stadio III. Frequenza di risposta prima
linea 20-40%. PD in 1/3 dei pazienti trattati
• nuovi farmaci (target therapy) sembrano migliorare la sopravvivenza ma in un numero limitato di pazienti
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Staging e terapia
IA
IB
IIA, IIB
IIIA (T3N1)
IIIA (N2 minimal)
IIIA (N2 clinical)
IIIA (N2 bulky)
IIIB (T4)
IIIB (N3)
IV
Operabili
Operabili
Potenzialmente operabili
Non operabili
Non operabili
Chirurgia radicale
Chirurgia radicale
+
ChTp adiuvante
ChTp neoadiuvante
+
Chirurgia radicale
ChTp + RT
ChTp con Gefitinib (EGFR +)
50
18F-FDG PET e NSCLC
• La PET con 18F-FDG ha un ruolo ben definito nella diagnosi e nella
stadiazione del NSCLC
• Stadiazione: percentuale di “change management” tra 25% e 52%
dei casi, oltre il 30% dei pazienti in stadio III ha riscontro di mts a
distanza occulte
• importante relazione tra SUV e prognosi
From NCRI Report: F. Kee et al: European Journal of Radiology 73 (2010) 50-58
51 Berghmans T et al. J Thorac Oncol. 2008;3: 6–12
Primary Tumor Standardized Uptake Value (SUVmax) Measured on Fluorodeoxyglucose
Positron Emission Tomography (FDG-PET) is of Prognostic Value for Survival in Non-
small Cell Lung Cancer (NSCLC)
A Systematic Review and Meta-Analysis by the European Lung Cancer Working Party for the IASLC Lung Cancer
Staging Project
52
B. Goodgame t al. J Thorac Oncol. 2008;3: 130–134
Recurrence rates based on SUVmax Overall survival based on SUVmax
53
B. Goodgame t al. J Thorac Oncol. 2008;3: 130–134
Il SUVmax del tumore primitivo polmonare correla con:
volume tumorale, sottotipo a cell. squamose, tumori
scarsamente differenziati
prognosi
54
A Percentage change SUVmax (early-delayed): 4,3%
Survival for patient in A was 28 mo
B Percentage change SUVmax (early-delayed): 36,4%
Survival for patient in B was 12 mo
55
Effect of PET/CT on Management of Patients with Non–Small Cell Lung
Cancer: Results of a Prospective Study with 5-Year Survival Data
D.L. Gregory et al. J Nucl Med 2012; 53:1007–1015
Concordanza in 83 su 168 pazienti (49,4%)
p
56 D.L. Gregory et al. J Nucl Med 2012; 53:1007–1015
Change management dopo PET in 69 pz (41%)
57
D.L. Gregory et al. J Nucl Med 2012; 53:1007–1015
Curve di sopravvivenza con stadiazione da CI
58
D.L. Gregory et al. J Nucl Med 2012; 53:1007–1015
Curve di sopravvivenza con stadiazione da PET
59
D.L. Gregory et al. J Nucl Med 2012; 53:1007–1015
La PET permette spesso un’appropriata variazione
del management del paziente affetto da NSCLC e risulta un predittore
della sopravvivenza più accurato di quanto non lo sia CI
60
35% 52%
Diagnostic accuracy and sensitivity
PET-CT group DA: 79% Sens: 64%
Conventional
staging group DA: 60% Sens: 32%
SRa
61
Lfn ingrandito
reattivo
Metastasi
linfonodale
62
Lfn ilare dx
Stadio IIB
Stadiazione di neoformazione polmonare dx
63
Completa risposta patologica < 1% cellule tumorali vitali
Correlazione è migliore per il SUVmax che per le modifiche dimensionali della TC
NSCLC: PET/TC nella valutazione della risposta metabolica
R
64
Una riduzione del SUVmax 80% è risultata predittiva di RC
patologica con una sensibilità del 90%, specificità del 100%, accuratezza
del 96%, VPP 100% e VPN 95%
65 Eschmann et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging (2007) 34:463–471
PET è adatta a valutare:
• la risposta alla NARCT (Stadio III)
• è predittiva per l’esito del trattamento
• è predittiva per la sopravvivenza
66
N E
ngl
J M
ed 2
006;3
54:4
96
-507
67 L. Guerra et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging (2012) 39:1381–1390
68 L. Guerra et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging (2012) 39:1381–1390
56,8% 38,8% 4,4%
41,7%
34%
24,3%
69 Eur J Nucl Med Mol Imaging (2012) 39:1381–1390
70
Stadiazione di NSCLC
71
72 Grazie per l’attenzione
