LA TEP-TDM au 18FDG dans la

caractérisation du nodule pulmonaire

et dans le bilan d’extension du

Cancer Pulmonaire

Pr Elif Hindié

Service de Médecine Nucléaire

Hôpital Haut-Lévêque

Université de Bordeaux

Cours DES Radiologie - 6 Février 2018

Métabolisme Glucidique et Cellules

Néoplasiques

• surexpression des transporteurs de glucose (GLUT)

• surexpression de l’hexokinase

Augmentation de la Glycolyse

dans les tumeurs

Otto Warburg. On the Origin of Cancer Cells, Science. 1956;123:309-314.

O

H

H

18F

H

OH

CH 2OH

HO

1

23

4

5

6

H O

H

H

18F

H

OH

CH 2OH

HO

1

23

4

5

6

O

H

H

18F

H

OH

CH 2OH

HO

1

23

4

5

6

H

18F-FDG

2-[F18] Fluoro-2-Desoxy-Glucose

Emission / CoincidenceLe Fluor-18 : émetteur de positons

période = 110 minutes

OHHO

H

OH

OH

H

H

H F

+

-

180°

Photon 511KeV

Photon 511KeV

E=mc2

Logiciel

de fusion

Images TEP et TDM

Image métabolique(TEP)

Image anatomique (CT)

Image fusionnée

SUV

• La fixation tumorale du 18F-FDG peut être évaluée par un indice quantitatif, le SUV

SUV « Standardized Uptake Value ».

formule :

• SUV = Concentration du traceur en kBq/mL / (Activité injectée en kBq / Poids du patient en gramme).

Si la distribution était homogène dans le corps, et le traceur non-éliminé, le SUV de tous les tissus serait de ~1

Quantification de la fixation du 18FDG en TEP/TDM

• SUV =

•SUVmax (valeur du voxel le plus

intense),

• SUVmean (moyenne dans la zone

d’intérêt).

Avol (kBq/mL)

Ainj(kBq)/poids(g)

SUV « Standardized Uptake Value »

TEP au 18FDG en Cancérologie thoraciqueUne littérature abondante ~6000 articles sur PubMED

• Bilan d’un nodule pulmonaire (Diagnostic de malignité)

• Cancer pulmonaire non à petites cellules (NSCLC) :

– Bilan d’extension (Staging)– Optimisation des champs de radiothérapie (Target volume)

– Evaluation de la réponse à la chimiothérapie néoadjuvante (Restaging)

– Détection de la maladie résiduelle (Occult disease / relapse)

– Patients métastatiques (Response assesment) :

• réponse à la chimiothérapie, aux thérapies ciblées (Erlotinib / Gefitinib / Crizotinib….), aux immunothérapies (anti-PD-1,…)

• Cancer pulmonaire à petites cellules.

• Mésothéliome

• Tumeurs médiastinales: Thymomes, Lymphomes, Tumeurs germinales.

Standards, Options, Recommandations

Bulletin Cancer 2003;90 www.fnclcc.fr

Tumeur Diagnostic Bilan Maladie résiduelle/

Récidive

Réponse

thérapeutique

Poumon S S O P

Lymphomes S S S

Colo-rectal S S

Foie S O

Oesophage S

ORL O S S O

Sein O O P

Mélanome O P

Thyroïde S

Ovaire O

Utérus O

Testicule P O

10

Points abordés ici

- Le nodule indéterminé

- Bilan d’Extension d’un cancer pulmonaire

non à petite cellules (NSCLC)

- Aide à la planification de la radiothérapie

Bilan d’un nodule pulmonaire :

diagnostic de malignité

Les nodules dont la nature reste indéterminée au scanner sont fréquents

Un diagnostic de certitude nécessite un geste invasif

Population-based risk for complications after transthoracic needle lung

biopsy of a pulmonary nodule: an analysis of discharge records.

Wiener RS, et al.

Ann Intern Med. 2011; 155: 137-44.

• Incidence and complications of CT-guided biopsies of pulmonary nodules in different U.S. regions : FL, Florida; MI, Michigan; CA, California; NY, New York.

Date of download: 4/18/2013

Copyright © American College of Chest Physicians. All rights reserved.

Algorithmic Approach to Solitary Pulmonary Nodules: Part 1: Radiologic Characteristics

and Imaging Modalities

Chest. 2013;143(3):825-839. doi:10.1378/chest.12-0960

Combined PET-CT scan showing 18F-2-deoxy-2-fluoro-D-glucose-avid SPN.

Malignant cells are more metabolically active and import glucose more avidly than other tissues.

Accuracy of positron emission tomography for diagnosis of

pulmonary nodules and mass lesions: a meta-analysis.

Gould MK, et al.

JAMA. 2001; 285: 914-24.

Performances de la TEP 18FDG dans le diagnostic de malignité de nodules (≤ 3 cm)

Sensibilité = 94.2%

Spécificité = 83.3%

Pas de différence entre analyse visuelle

et semi-quantitative (SUV)

Conclusion : Très bonne valeur prédictive négative de la TEP pour nodule > 1 cm.

Si nodule > 1 cm non-fixant = Surveillance

(à considérer en fonction de la probabilité pré-test)

• 40 études retenues ; Un total de 1474 lésions (nodules ou masses) ; Prévalence médiane de malignité 72% ; Construction de courbes ROC

Limites de la méta-analyse: Peu de nodules < 1 cm ; Pas d’info sur nodules semi-solides

Limites de la TEP

• Risque de faux négatifs dans :

- Carcinomes « bronchiolo-alvéolaires »terme obsolète faisant référence à différentes entités : adénocarcinome in-situ ;

adénocarcinome micro-invasif ; adénocarcinome invasif lépidique-prédominant; adénocarcinome invasif mucineux

- Tumeurs carcinoïdes typiques

- Certaines lésions kystiques à paroi fine

- La sensibilité est limitée pour les nodules entre 8 et 10mm (Seule l’analyse

visuelle a de la valeur)

• La TEP est inadéquate pour les nodules < 8 mm (mais ceci pourrait changer avec les nouvelles machines TEP).

PET-CT for evaluation of the solitary pulmonary nodule.

Groheux D, Hindié E, Trédaniel J, et al.

Rev Mal Respir. 2009; 26: 1041-55.

L’utilisation de la valeur seuil (SUVmax: 2,5)

nécessite la vigilance.

Elle n’est utile que pour des lésions >1,5 cm (mesure faussée pour les petites lésions par l’effet de

volume partiel et du mouvement respiratoire).

Exemple d’un nodule de 9mm que l’on aurait pu

qualifier de négatif sur la base du SUV (1,5)

Nécessité d’analyser visuellement les images

corrigées et celles non corrigées de l’atténuation

Limites de la TEP

Faux positifs possibles en rapport avec des processus inflammatoires.

- Tuberculose

- Aspergillose

- Anthraco-silicose

- Sarcoïdose

- Cryptoccose

- Histoplasmose, etc.

- GMA (Maladie de Wegener)

- COP (BOOP)

- Mycobactérioses atypiques

- Pneumonies bactériennes

Importance du contexte clinique,

et confirmation si besoin

• PET scanning in sarcoidosis.

Jain V.

Ann N Y Acad Sci. 2011; 1228: 46-58.

PET-CT for evaluation of the solitary pulmonary nodule.Groheux D, Hindié E, Trédaniel J, et al.

Rev Mal Respir. 2009; 26: 1041-55.

Eléments nouveaux depuis 2010

• Résultats du NLST « National Lung Screening Trial »

• Nouvelle classification des adénocarcinome: New pathologic classification of lung cancer: relevance for clinical practice and clinical trials.Travis WD, Brambilla E, Riely GJ. J Clin Oncol. 2013; 31:992-1001

• Différentiation dans les algorithmes de prise en charge entre:– Nodule solitaire solide

– Nodule « sub-solide »

Reduced lung-cancer mortality with low-dose computed tomographic screening.

National Lung Screening Trial Research Team, Aberle DR, et al.

N Engl J Med. 2011; 365:395-409

• Lung cancer mortality for LDCT versus CXR screening.

Cancer-specific survival

• Stage distribution of NSCLC in the NLST by study arm.

• Histologic subtype of NSCLC in the NLST by study arm.

• Toutefois, 98% des nodules

détectés sont des faux-positifs

et nécessiteront des imageries

de suivi et parfois des

investigations invasives inutiles

Date of download: 4/18/2013

Copyright © American College of Chest Physicians. All rights reserved.

From: A Practical Algorithmic Approach to the Diagnosis and Management of Solitary Pulmonary Nodules:

Part 1: Radiologic Characteristics and Imaging Modalities

Chest. 2013;143(3):825-839. doi:10.1378/chest.12-0960

A partly solid SPN. Ground glass opacity (GGO) in a SPN.

• Etape importante : Distinguer sur le CT coupe fine haute résolution si :

Nodule en verre dépolie ou Sub-solide (TEP peu indiquée)

Conduite à tenir devant

un nodule pulmonaire

Bilan d’extension du cancer bronchique

non à petites cellules (CBNPC)

(Staging NSCLC)

- Extension local et régionale (T et N)

- Recherche d’une atteinte métastatique (M)

Pour la TEP il s’agit du même examen.

Importance de l’imagerie dans la prise en charge

du Cancer Bronchique Non à Petites Cellules

• Recherche de métastases à distance pour éviter une chirurgie lourde et inutile

• Recherche avant thoracotomie d’une atteinte ganglionnaire médiastinale N2 ou N3 qui impose une chimiothérapie néoadjuvante ou une (radio)-chimiothérapie exclusive

• Préciser le statut T

• Préciser les champs en cas de radiothérapie

Statut T : Il prend en compte : la taille de la tumeur, l’invasion locale, la

proximité à la carène, une atélectasie, un nodule dans le même poumon

Revisions to the Tumor, Node,

Metastasis staging of lung cancer

(8th edition): Rationale, radiologic

findings and clinical implications

Kay FU, Kandathil A, Batra K, Saboo SS,

Abbara S, Rajiah P.

World J Radiol 2017 June 28; 9(6): 269-279

TNM – AJCC (8th edition):

Entre en application Janvier 2018

Statut T : Changements

importants dans la 8th

Edition

Kay 2017

Statut T : 8th Edition

Kay 2017

Statut T :

8th

Edition

Revisions to the Tumor, Node, Metastasis staging of lung cancer (8th edition):

Rationale, radiologic findings and clinical implicationsKay FU, Kandathil A, Batra K, Saboo SS, Abbara S, Rajiah P.

World J Radiol 2017 June 28; 9(6): 269-279

Statut T

La TEP vient compléter la TDM injectée pour déterminer le statut T

• TEP parfois utile pour :– Apprécier l’atteinte pariétale

– L’extension locale médiastinale

– La délimitation entre tumeur et éventuelle atélectasie (importance majeure pour les champs de radiothérapie)

• Nécessité parfois d’examens complémentaires: IRM, …

Staging of non-small-cell lung cancer with integrated positron-emission

tomography and computed tomography.

Lardinois D, et al.

N Engl J Med. 2003 Jun 19;348(25):2500-7.

Patient with Non–Small-Cell Lung Cancer.

Tumor invasion is evident on the

coregistered PET–CT scan.

This finding was confirmed intraoperatively,

resulting in an en-bloc resection of the

tumor with part of the chest wall.

La TDM de l’examen TEP-TDM ne remplace pas

une TDM de qualité diagnostique

La TEP est effectuée en respiration libre. La partie TDM doit être

effectuée dans les mêmes conditions. Une TDM acquise en inspiration profonde

provoque des artefacts sur les images TEP (artefacts de correction d’atténuation)

et sur les images de fusion (mauvais recalage)

Optimal CT breathing protocol for combined thoracic PET/CT.Gilman MD, et al. AJR Am J Roentgenol. 2006;187:1357-60.

Statut ganglionnaire (Classification TNM 2009)

Statut N : Pas de changements dans 8th Edition - 2017

Kay 2017

Cartographie ganglionnaire

New Node Stations Map

IASLC consensus

Kay 2017

A: Primary tumor and N2: FDG-avid left

upper lobe lung mass (arrowhead)

invading the prevascular region of the

mediastinum with adjacent FDG-avid

level 6 lymph nodes suggesting nodal

metastases (arrows);

B: N1 and N2: Level 10L (white arrow),

and 3A (blue arrow) enlarged lymph

nodes with increased FDG avidity (N1

nodal metastases) and similar level 7

(yellow arrow) lymph nodes suggesting

N2 nodal metastases;

C: N3: FDG-avid left supraclavicular

lymph node (arrow) suggesting N3

nodal metastases.

Statut ganglionnaire (médiastinal)

La question principale posée : Existe-t-il

une atteinte N2 ou N3 ?

Les études sont unanimes sur la

supériorité de la TEP

méta-analyses : Dwamena 1999,

Gould 2003, Birim 2005

atteinte N2

Méta-analyse de Gould

39 études sélectionnées

prévalence de l’atteinte ganglionnaire médiastinale = 32%

Test performance of positron emission tomography and computed tomography for mediastinal staging in patients with non-small-cell lung cancer: a meta-analysis.

Gould MK, et al. Ann Intern Med. 2003 ;139 :879-92.

Sensibilité Specificité

TDM 61% 79%

FDG-PET 85% 90%

Les courbes ROC

Summary receiver-operating characteristic curves and 95% CIs for mediastinal staging with 18-FDG-PET and CT. Gould et al.

Staging of non-small-cell lung cancer with integrated positron-

emission tomography and computed tomography.

Lardinois D, et al.

N Engl J Med. 2003 Jun 19;348(25):2500-7.

Patient with Non–Small-Cell Lung

Cancer.

Coregistered PET–CT revealed that the

area of increased radionuclide uptake

matched a normal-sized lymph node.

Histologic analysis revealed a 5-mm

lymph-node metastasis.

Induction chemotherapy was initiated

Bonne valeur prédictive négative de

la TEP au 18FDG

Un examen TEP négatif permet de s’affranchir de la médiastinoscopie.

A nuancer : en cas de tumeur centrale, envahissement hilaire, ganglions ≥ 16 mm en petit axe en TDM, et de faible métabolisme de la tumeur primitive.

Résultats des examens invasifs lorsque absence

d’atteinte N2 en TEP

Cerfolio RJ, et al. Chest 2006; 130:1791-1795

Conclusion : Examens complémentaires utiles si patient N1 en TEP,

afin d’exclure un envahissement N2.

Précaution également utile en cas de tumeur centrale

136 N0 en TEP 17 N1 en TEP

Mediastinoscopie 4 N2 (2,9%) 3 N2 (17%)

Biopsie EBUS ou

trans-oesophagienne5 N2 (3,7%) 4 N2 (23%)

Limite de la TEP

Il est difficile de s’affranchir des faux-positifs.

- Maladie granulomateuse

- infection due à l’obstruction

Conclusion : devant un Foyer TEP (adénopathie N2 ou N3), une confirmation est nécessaire (par médiastinoscopie, biopsie guidée par échographie endo-bronchique, ou trans-oesophagienne).

PET-CT for assessing mediastinal lymph node involvement in patients with

suspected resectable non-small cell lung cancer.

Schmidt-Hansen M, et al. Cochrane Database Syst Rev. 2014 Nov 13;11:CD009519.

Statut M (Classification TNM 2009)

Revisions to the Tumor, Node, Metastasis staging of lung cancer

(8th edition): Rationale, radiologic findings and clinical implications

Kay FU, Kandathil A, Batra K, Saboo SS, Abbara S, Rajiah P.

World J Radiol 2017 June 28; 9(6): 269-279

Statut M (Modifications dans 8th Edition -TNM 2017)

Métastases intra-thoraciques

(M1a)

- La TEP est Utile lorsque la nature, maligne ou bénigne,

d’un épaississement pleural, d’un épanchement pleural ou

péricardique, reste indéterminée.

- Elle peut aider à la caractérisation d’un nodule du

poumon controlatéral.

N.B. un nodule controlatéral malin peut être une métastase du primitif connu

ou un 2ème primitif (importance pronostique et pour la prise en charge)

Métastases distantes (M1b isolée ou M1c multiples)

FREQUENTES au moment du diagnostic : 11 - 36 % Quint LE Ann Th S 1996

Répartition

Os : 19 - 33 %

Foie : 10 - 40 %

Surrénales : 10 - 38 %

Cerveau : 15 - 33 %

Contre-indication à une chirurgie thoracique ou à un traitement par radio-chimiothérapie à visée curative, sauf exception (*)

* Une maladie oligométastatique doit faire discuter un traitement local bifocal (chirurgie ou radiothérapie)

Rôle important de la TEP/TDM corps entier

au 18FDG

• Découvre une atteinte métastatique non vue à l’imagerie conventionnelle chez environ 15% des patients.

• Caractérise une hypertrophie surrénalienne vue en TDM.

• Plus sensible que la scintigraphie osseuse pour les lésions osseuses et ostéo-médullaires

• Limite: Elle est peu sensible pour les métastases cérébrales. « Nécessité de compléter le bilan par une IRM ou une TDM injectée »

Changement de stade par détection d’une

métastase surrénalienne gauche

Dr . C Houzard - Lyon

Confirmation nécessaire si foyer isolé

en TEP

Etiology of solitary extrapulmonary positron

emission tomography and computed tomography

findings in patients with lung cancer.

Lardinois D, et al. J Clin Oncol. 2005 ;23:6846-53.

Lardinois D, et al. J Clin Oncol. 2005 ;23:6846-53.

350 patients adressés pour bilan opératoire de CBNPC

Découverte en 18FDG-PET-CT :

• Métastases multiples chez 38 patients (11%)

• Foyer isolé correspondant à une métastase isolée chez 37 patients (11%)

• Foyer isolé correspondant à un second cancer chez 6 patients (2%) :

(2 seins, 1 orbite, 1 œsophage, 1 prostate, 1 lymphome)

• Foyer isolé correspondant à un faux-positif bénin chez 26 patients (7%) :

(8 adénomes coliques, 4 tumeurs parotidiennes, 1 granulome mandibulaire, 1 adénome thyroïdien, 1 foyer corde vocale, 3 esophagites, 2 diverticulite, 2 arthrites, 1 hémorrhoïde inflammatoire, 1 fracture costale)

+++ En cas de doute, biopsie guidée

Lardinois D, et al. J Clin Oncol. 2005 ;23:6846-53.

A 51-year-old man with an adenocarcinoma in the left lower lobe.

PET-CT scan demonstrated the primary cancer and a solitary FDG accumulation in the wall of the esophagus.

Histology revealed an adenocarcinoma of the esophagus.

Lardinois D, et al. J Clin Oncol. 2005; 23:6846-53.

A 72-year-old man with an adenocarcinoma in the left upper lobe.

PET demonstrated the primary cancer and a solitary FDG accumulation behind the bladder, corresponding to the sigmoid colon.

Histology revealed a tubular adenoma (with high mitotic figures)

Lardinois D, et al. J Clin Oncol. 2005 ;23:6846-53.

A 47-year-old woman with an adenocarcinoma in the left upper lobe.

FDG-PET demonstrated the primary cancer and a solitary FDG accumulation in a thickened second right rib.

Histology revealed a fracture with callus formation of the medial part of the rib.

Revisions to the Tumor, Node, Metastasis staging of

lung cancer (8th edition): Rationale, radiologic

findings and clinical implicationsKay FU, Kandathil A, Batra K, Saboo SS, Abbara S, Rajiah P.

World J Radiol 2017 June 28; 9(6): 269-279

Impact global de la TEP au 18FDG

Modification de la stratégie initialement prévue dans 18 à 62% des cas.

Preoperative staging of lung cancer with combined PET-CT.

Fischer B, et al. N Engl J Med. 2009 Jul 2; 361:32-9.

• Etude randomisée: Patients referred for preoperative staging of NSCLC were randomly assigned to either conventional staging plus PET-CT or conventional staging alone.

• The primary end point was the number of futile thoracotomies.

Radiothérapie « moderne »

• Radiothérapie Conformationnelle Tridimensionnelle (RTC-3D)

But :définition plus précise et sélective du Volume Tumoral

GTV: Volume tumoral macroscopique

CTV : Volume tumoral microscopique

PTV : Volume cible prévisionnel

• Acquisition par TDM +/- IRM : Sens et Spé <100%

Intérêt de compléter par un examen 18FDG-TEP/TDM

Influence de la 18FDG-TEP-TDM sur la

délimitation des champs de radiothérapie

dans le CBNPC

• Domaine en plein essor

• Apport de la TEP pour :

– Différencier la tumeur d’une zone d’atélectasie

– Détecter des atteintes ganglionnaires méconnues

– Innocenter des ganglions augmentés de taille mais

non fixant

– Abandon de la stratégie d’ «irradiation prophylactique

des chaînes ganglionnaires médiastinales » au profit

d’une irradiation sélective

The use of fused PET/CT images for patient selection and radical radiotherapy

target volume definition in patients with non-small cell lung cancer: Results of a

prospective study with mature survival data.

Mac Manus MP, et al.

Radiother Oncol. 2013 Mar;106(3):292-8.

• MATERIALS AND METHODS: Patients still eligible for radical RT after conventional staging underwent RT-planning PET/CT and, if disease was still treatable to 60Gy, they entered our planning study, where visually-contoured tumour volumes derived with and without PET information were compared.

• RESULTS:

• Of 76 eligible patients, only 50 received radical chemoRT after PET/CT while 26 (34%) received palliative therapies because PET/CT detected advanced disease.

Without PET, FDG-avid tumour would reside outside the planning target volume (PTV) in 36% of radical cases.

The role of PET-CT in radiation therapy planning for patients with

lung cancer.

Mac Manus MP, Hicks RJ.

Semin Nucl Med. 2012 Sep;42(5):308-19.

• Unsuspected rib metastasis in non-small cell lung cancer.

• The metastasis is not apparent on CT but is readily seen on both the 18F-FDG-PET image and the fused PET/CT image (confirmed).

Impact sur le « Volume Tumoral »

• Diminution des volumes :Atélectasie d’aval +++

Extension ganglionnaire innocentée

• Augmentation des volumes :Découverte d’atteinte ganglionnaire

The role of PET-CT in radiation therapy planning for patients with

lung cancer.

Mac Manus MP, Hicks RJ.

Semin Nucl Med. 2012; 42: 308-19.

• Small left upper lobe NSCLC with surrounding atelectasis.

• The tumor cannot be readily distinguished from atelectasis on the CT scan but appears distinct on fused PET and CT.

• PET/CT image of T3N0M0 carcinoma of

the right upper lobe. Because the

mediastinal nodes were not FDG-avid,

the patient could be treated with

radiation therapy to a volume that

excluded them, significantly reducing

the risk of esophageal toxicity.

MacManus et al. 2012

Influence de la 18FDG-TEP-TDM sur la

délimitation des champs de radiothérapie

• Radiotherapy planning PET-CT image of a

patient with NSCLC. Eight separate gross

tumor volume (GTV) contours were drawn

by blinded observers using a standardized

visual contouring protocol. The image

illustrates that standardization can produce

a high level of reproducibility.

DeRuysscher et al. 2012

Imagerie TEP de l’Hypoxie

• Hypoxie tumorale radiorésistance tumorale

• L’imagerie de l’hypoxie a diverses implications cliniques

– Prédire le pronostic

– Permettre la sélection de certains patients pouvant bénéficier d’untraitement dirigé vers l’hypoxie

– Permettre une adaptation des champs et intensités de la radiothérapie Une dose de radiation jusqu’à 3 fois supérieure est nécessaire pour tuer des cellules privées d’oxygène (Gray 1953)

– Marqueurs d’hypoxie intra tumorale• 123I-iodoazomicine arabinoside (123I-IAZA)

• 18F-fluoromisonidazole (18F-MISO)

• 18F-azomycine arabinoside (18F-IAZA)

• « Etude de phase II pour évaluer l’efficacité et la

tolérance d’un complément de dose de radiothérapie des

lésions hypoxiques, identifiées par TEP/TDM au F-miso

chez les patients atteints d’un cancer broncho-pulmonaire

non à petites cellules candidats à une radio-

chimiothérapie (RT-CT) à visée curative»

[Role of functional imaging in the definition of target volumes for lung cancer radiotherapy].

Thureau S, Hapdey S, Vera P.

Cancer Radiother. 2016 Oct; 20:699-704. French.

• Merci