Oktober 2014: PET/MR-Bildgebung bei Kindern mit Tumorerkrankungen
eine Rezension von Dr. Katja Hüper, Hannover
Titel: Simultaneous Whole-Body PET/MR Imaging in Comparison to PET/CT in Pediatric Oncology: Initial Results
Autoren:
Jürgen F. Schäfer, Sergios Gatidis, Holger Schmidt, Brigitte Gückel, Ilja
Bezrukov, Christina A. Pfannenberg, Matthias Reimold, Martin Ebinger Jörg
Fuchs, Claus D. Claussen, Nina F. Schwenzer
In: Radiology 2014 Oct; 273(1): 220-31
"Ein spannendes Paper
zur neuen Hybrid-Technologie PET/MR, das die Grundlage für viele weiterführende
Studien in der pädiatrischen Onkologie liefern wird."
Kurzbeschreibung
In ihrer Pilotstudie untersuchte die Gruppe aus Tübingen, inwieweit die neue Ganzkörper
PET/MR-Bildgebung für die Detektion von Tumorläsionen und für die
Quantifizierung des Glukometabolismus der etablierten und routinemäßig
eingesetzten PET/CT-Bildgebung bei Kindern mit soliden Tumoren ebenbürtig ist.
Es wurden insgesamt 20 Staginguntersuchungen sowohl mittels PET/CT als auch
mittels PET/MR durchgeführt. Alle bis auf eine Läsion mit erhöhtem 18F-FDG-Uptake
konnten mit dem PET der
PET/MR-Untersuchung (PETMRT) genau wie mit dem PET der
PET/CT-Untersuchung (PETCT) identifiziert werden. Abgesehen von
knöchernen Strukturen war die MRT-basierte Schwächungskorrekur im Vergleich zur
CT-basierten Schwächungskorrektur gleichwertig, so dass die gemessenen standard
uptake values (SUV) nur gering voneinander abwichen. Vorteile bot die MRT bei
dem Nachweis von Weichteilläsionen. Außerdem war die geschätzte effektive Dosis
des PET/MR gegenüber dem PET/CT in der vorliegenden Studie um 73% niedriger,
was besonders bei Kindern mit oft wiederholten Untersuchungen ein
entscheidender Fortschritt ist. Damit liefert die Studie eine wichtige
Grundlage dafür, die PET/MR-Bildgebung in weiterführenden Studien bei Kindern
mit systemischen (Tumor-)Erkankungen einzusetzen.
Hintergrund
Die Hybridbildgebung mittels
PET/CT ist bereits in der klinischen Routine etabliert und hat sich in der
onkologischen Bildgebung zum Staging verschiedener Tumore durchgesetzt. Mit der
Entwicklung von Ganzkörper PET/MR-Systemen besteht nun die Möglichkeit, die
Vorteile der MR-Bildgebung (fehlende Strahlenbelastung, guter
Weichteilkontrast, funktionelle Techniken wie die Diffusionsbildgebung) mit den
Vorteilen der PET zu kombinieren. Herausforderungen der PET/MR-Technik bestehen
allerdings unter anderem darin, ohne die Akquisition eines CT-Datensatzes eine
Schwächungskorrektur des PET durchzuführen und den sicheren Nachweis von
Lungenveränderungen zu gewährleisten. Für die Untersuchung von Kindern gibt es
bislang noch keine Ergebnisse bezüglich der Durchführbarkeit und der
diagnostischen Genauigkeit der Ganzkörper PET/MR-Bildgebung im Vergleich zur
PET/CT-Bildgebung.
Inhalt
Ziel der Studie war es daher, die PET/MR- mit der PET/CT-Bildgebung bezüglich der Detektion und Interpretation von Tumorläsionen, der Quantifizierung des Glukosemetabilismus und der Genauigkeit der MR-basierten Schwächungskorrektur der PET-Daten bei Kindern mit soliden Tumoren zu vergleichen.
In die prospektive Studie wurden 18 Kinder (20 Untersuchungen) mit soliden Tumoren eingeschlossen, bei denen die klinische Indikation für ein Staging/ Restaging mittels PET/CT bestand und bei denen für die Bildgebung keine Sedierung notwendig war. PET/CT- und PET/MR-Bildgebung wurden unmittelbar nacheinander nach einmaliger Injektion des Tracers durchgeführt. Bei 16/20 Untersuchungen wurde zunächst die PET/CT- gefolgt von der PET/MR-Untersuchung durchgeführt, bei 4/20 Untersuchungen war der Untersuchungsablauf genau umgekehrt. Das PET/MR-Protokoll umfasste die simultane Akquisition der PET-Daten und der koronaren T1-gewichteten 3D-Dixon-Sequenz sowie der koronaren T2-gewichteten Inversion Recovery-Sequenz. Zusätzlich wurden danach axiale fettgesättigte T2-gewichtete Sequenzen und Diffusionssequenzen akquiriert. Eine Kontrastmittelgabe war auf Grund der Vorgaben der Ethikkommission nicht möglich. Die PET/MR-Daten und die PET/CT-Daten wurden jeweils von zwei sehr erfahrenen Radiologen/Nuklearmedizinern ausgewertet und die Ergebnisse dann im Konsens verglichen.
Die MR- und CT-basierten Schwächungskorrekturen waren für nahezu alle Organe vergleichbar. Lediglich für das Knochenmark ergaben sich relativ starke Abweichungen von 13%. Allerdings wurde bei einem Patienten ein artifiziell erhöhter Traceruptake retrokardial durch Fehlregistrierung der Atembewegung beobachtet. Darüber hinaus war bei einem anderen Patienten ein kleiner Lungenrundherd in der für die MR-basierte Schwächungskorrektur genutzten T1-Dixon-Sequenz nicht nachweisbar, so dass er bei der Schwächungskorrektur nicht berücksichtigt werden konnte. Dies führte dazu, dass der Herd im PETMR nicht nachweisbar war, wohingegen das PETCT den Herd mit erhöhtem 18F-FDG-Uptake zeigte.
Insgesamt wurden mittels PETMRT abgesehen von dem beschriebenen 11 mm großen Lungenrundherd genau wie mit dem PETCT alle Tumorläsionen erkannt. Zusätzlich zu den PET-positiven Läsionen wurden mittels MR-Bildgebung vier weitere tumorsuspekte Läsionen erkannt, die keinen erhöhten Traceruptake aufwiesen und alle im CT nicht nachweisbar waren, was die Vorteile der MR-Bildgebung verdeutlicht. Andererseits waren im CT bei zwei Patienten multiple kleine PET-negative Lungenmetastasen nachweisbar, die im MRT nicht alle abgrenzbar waren. In der Studie lag die geschätzte effektive Dosis für die PET bei 5,6±1,5 mSv und für die CT bei 18,2 mSv, was einer möglichen Dosiseinsparung im PET/MR von 73% entspricht.
Die Autoren folgern, dass die
PET/MR-Bildgebung eine vielversprechende Technik für die pädiatrische Onkologie
ist. Sie liefert eine vergleichbare diagnostische Genauigkeit für die
Identifizierung von Tumorläsionen, hat im Bereich des Weichteilgewebes
diagnostische Vorteile und bietet insbesondere durch den Einsatz funktioneller
Techniken wie der Diffusionsbildgebung zusätzliche Möglichkeiten. Darüber
hinaus konnte gezeigt werden, dass die PET-Quantifizierung im PET/MR abgesehen
von einzelnen Ausnahmen zuverlässig ist. Daher sollte die PET/MR bei Kindern
gerade vor dem Hintergrund der deutlich reduzierten Strahlenbelastung, dort, wo
sie verfügbar ist, als diagnostische Technik in Betracht gezogen werden.
Konzeption und Benefit
Die vorliegende Pilotstudie ist
klar strukturiert und verständlich geschrieben. Sehr positiv zu bewerten ist,
dass auch negative Ergebnisse der PET/MR-Technik detailliert und kritisch
dargestellt werden und Verbesserungsmöglichkeiten ausführlich diskutiert
werden. Die Limitation, dass nur eine kleine, inhomogene und vermutlich
selektionierte Patientengruppe untersucht wurde, ist verständlich, da es sich
um eine der ersten Studien zur PET/MR bei pädiatrischen Patienten handelt. Durch eine
zusätzliche Kontrastmittelgabe im MRT könnte die diagnostische Qualität weiter
verbessert werden.
Fazit
Der Artikel ist empfehlenswert, da er sich mit dem neuen und innovativen Forschungsgebiet der Ganzkörper MR/PET-Bildgebung beschäftigt. Indem die Autoren die Gleichwertigkeit der MR/PET-Bildgebung gegenüber der etablierten PET/CT-Diagnostik bei Kindern mit Tumorerkrankungen zeigen, liefern sie die Grundlage für weiterführende Studien in der pädiatrischen Onkologie.
Anmerkung der Redaktion / Nachtrag 27.10.2014:
Eine erste Studie zu diesem Thema wurde im Juli 2013 in "Pediatric Radiology" veröffentlicht:
PET/MR in children. Initial clinical experience in paediatric oncology using an integrated PET/MR scanner (Hirsch et al., In: Pediatr Radiol (2013) 43:860–875)