лекция по Ядерной медицине

Основы ядерной медицины
(радионуклидной/
радиоизотопной
диагностики)
Лучевая диагностика – наука о применении излучений для изучения
строения и функции нормальных и патологически изменённых органов
и систем человека в целях профилактики и распознавания болезней, а
также для контроля эффективности лечения.
Рентгенодиагностика
(рентгенология,
РКТ,
Элетронно-лучевая
компъютерная томография (ЭЛКТ), СРКТ, МСРКТ).
Радионуклидная диагностика (сцинтиграфия, ОФЭКТ, ПЭТ).
Ультразвуковая диагностика
Магнинто-резонансная диагностика (МРТ, МРС с
тканевых концентраций холина,креатинина и цитрата)
регистрацией
Медицинская термография (тепловидение)
Денситометрия костей
Рентгенофлуоресецнтный анализ интратиреоидного стабильного йода
Интревенционная радиология, включающая в себя выполнение
лечебных вмешательств на базе лучевых диагностических процедур.
Лучевая терапия – наука о применении ионизирующих излучений
для лечения болезней.
(14.00.19)
Установление наличия, характера и распространенности патологического
процесса отдельных органов и систем в организме пациента, а также
контроль за изменением этого процесса в результате лечения с помощью:
- рентгеновского излучения – разновидности квантового (фотонного)
ионизирующего излучения (РКТ);
- оценки распределения радиофармацевтического препарата,
введенного в тело пациента по гамма-излучению (радионуклидная
диагностики);
- методов дистанционного ультразвукового исследования (ультразвук
– упругие колебания и волны, частота которых превышает верхнюю границу
слышимого человеком диапазона звуковых частот) [УЗИ];
избирательного
поглощения
органами
и
тканями
электромагнитного излучения, обусловленного переориентацией магнитных
моментов атомных ядер, находящихся в постоянном магнитном поле (МРТ);
- оценки инфракрасного излучения от поверхности тела человека
(тепловидиние);
- оценки влияния на костную ткань потока гамма-квантов с двумя
энергиями (двуэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия осевого
скелета – DXA);
- оценки влияния гамма-квантов энергией 60 – 80 кЭв на электрон
внешней орбиты атома йода (рентгенофлуоресцентный анализ стабильного
йода в щитовидной железе).
Все излучения, способные
ионизирующими излучениями.
ионизировать
воздух,
называются
Квантовые излучения – тормозное (в том числе рентгеновское) и гаммаизлучение
Корпускулярное излучение состоит из частиц – пучки электронов,
нейтронов, альфа- и бета частиц, протонов.
Механизмы взаимодействия квантовых и корпускулярных излучений с
веществом неодинаковы, но итог взаимодействия сходен: в обоих случаях
происходит ионизация вещества.
Все ионизирующие излучения могут быть обнаружены только с
помощью различных приспособлений, регистрирующих их взаимодействие с
веществом, т.е. Отражающий эффект их действия на физические, химические и
биологические объекты.
Основные методы регистрации ионизирующих излучений
Физические
Химические
Биологические
Ионизационный
Сцинтиляционный
Использование полупрододников
Калориметрический
Фотографический
Использование химических
систем
Выживаемость биологических объектов
Изменение химизма тканей
Изменение морфологии
тканей
Радионуклидная диагностика in vivo установление наличия, характера и
распространенности патологического
процесса в организме пациента на
основе
визуализации
и
(или)
определения характеристик пространственно-временного
распределения
радиофармпрепарата, введенного в
тело пациента.
Особенности технологий ядерной медицины
(радионуклидной / радиоизотопной диагностики) распознавание патологического процесса
на молекулярном и клеточном уровнях,
в ряде случаев на доклинической стадии.
Эти технологии являются функциональными, а
также физиологичными (т.е. совершенно не
влияющими на течение нормального или
патологического процесса жизнедеятельности
органа и системы, который они отражают).
Они, как правило, не имеют побочных эффектов.
Нуклиды (изотопы) - разновидности одного химического
элемента, отличающиеся массой (протоны + нейтроны) атомов.
Изотопы - содержат одинаковое число протонов в ядре и
одинаковое число электронов в атомной оболочке, но
отличаются числом нейтронов.
электрон
Водород
1
Н1
Массовое число
протон
Водород
2
Н1
нейтрон
Водород
3
Н1
Атомный номер
Процесс самопроизвольной перестройки (распада) неустойчивых
ядер получил название радиоактивностью. Природная неустойчивость
ядер начинается с 83-го элемента (висмут, полоний, астатин, радон и тд.)
Изотопы способные к самопроизвольному распаду с испусканием
ионизирующих излучений получили название радиоактивными
изотопами (в природе имеются также стабильные изотопы). С 1975 года
по международному соглашению вместо термина «радиоактивные
изотопы» принято обозначение радионуклиды.
Естественные радионуклиды (40К, уран, радий, торий, актиний и др.).
Искусственные радионуклиды (131I, 201Tl, 99mTc, 67Ga,18F,11C)
Для проведения радионуклидных исследование используют два метода:
Метод in vivo, основанный на введении больному как правило
внутривенно радиофармацевтического препарата с последующим
изучением его движения или распределения в органах и тканях.
Метод in vitro, основанный на добавлении в пробирку с
исследуемой сывороткой крови (или другой биологической средой)
меченных радиоактивными нуклидами веществ и количественном учёте
результатов их взаимодействия методом радиометрии.
Активность – мера радиоактивности какого-либо количества
радионуклида, находящегося в данном энергетическом состоянии в
данный момент времени, вычисляемая по определенной формуле.
Единицей активности является 1 распад (ядерное превращение)
в секунду – Бк (беккерель) . 100000000 Бк = 100 МБк (G,M,k,m,μ,n,p)
Со временем активность радионуклида уменьшается за счёт
превращения его атомов в атомы стабильного элемента. Время, в
течение которого активность радионуклида уменьшается вдвое,
называют периодом полураспада. Эта величина для каждого
радионуклида связана зависимостью с постоянной радиоактивного
распада. Периоды полураспада разных радионуклидов неодинаковы –
от миллионов долей секунды до миллиардов лет.
Время, в течение которого активность радионуклида,
введенного в организм, уменьшается вдвое за счёт физического и
биологического
процессов
называют
эффективным
периодом
полувыведения.
Доза
поглощенная
(гамма-излучения)
–
величина
энергии
ионизирующего
излучения,
переданная
веществу,
вычисляемая
по
определенной формуле (грей – Гр)
Доза эквивалентная – поглощенная доза в органе или ткани,
умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного
вида излучения, вычисляемая по определенной формуле (зиверт – Зв)
Дозы облучения:
1.
Поглощённая доза D:
единица измерения 1 Гр=1 Дж/кг
2. Эквивалентные дозы H: H = k D
единица измерения 1 Зв = k  1 Гр (k = 1 для
рентгеновского бета- и гамма-излучения)
3. Эффективная доза E:
E= ω1H1 + ω2H2+ ….+ ω12H12 = THT
единица измерения 1 Зв
Современная радионуклидная диагностика основана на регистрпации
γ-квантов либо испускаемых непосредственно радиоактивными нуклидами при их
распаде и превращении в стабильный элемент (сцинтиграфия, ОФЭКТ), либо
образующихся при взаимодействии позитронов, испускаемых радионуклидом, с
электронами окружающих атомов (ПЭТ).
Первым радионуклидом для медицины был 131I (131Хе), который получали или из
смеси продуктов деления урана, или из облученного медленными нейтронами теллура.
В настоящее время радионуклиды чаще всего получают с помощью использования
генераторов - переносных устройств с локальной радиационной
защитой
для быстрого
получения короткоживущих радионуклидов в условиях медицинского учреждения. Принцип
работы генератора основывается на том, что распад некоторых нестабильных элементов
заканчивается не образованием стабильного изотопа, а созданием дочернего, нового
нестабильного элемента.
В медицинской диагностической практике используются чаще всего две
генераторные пары 113Sn – 113mIn (113In) и 99Mo – 99mTc (99Ru). В Росси чаще работают с
радиоактивным изотопом 99mTc, имеющим идеальный для сцинтиграфии
моноэнергетический спектр гамма излучения 140 кэВ и период полураспада - 6 часов.
Для его получения используется 99Mo – период полураспада ~ 7 суток. Технологически
99MoО 2– прочно соединяется с сорбентом – окисью алюминия и опускается в стеклянную
4
колонку, заполненную стерильным физиологическим раствором. При этом оксид молибдена
(99MoО42–) остается жестко присоединенным к сорбенту, и в результате β –
распада
99m
2–
превращается в водорастворимый оксид технеция ( TcО4 ), который оказывается в растворе
в виде пертехнетата натрия – Na+(99mTcO4)–. В медицинское учреждение привозят генератор с
находящимся внутри защитного контейнера молибденом 99MoО42–, из которого в течение недели
и более, непосредственно на рабочем месте, можно получать соединения технеция 99mTc с
периодом полураспада всего 6 часов.
Позитрон - элементарная частица с массой, равной массе электрона и
положительным зарядом, равным по абсолютной величине заряду
электрона. Если считать электрон частицей, то позитрон – античастица.
Позитрон возникает в процессе образования пар; ряд радионуклидов
распадается с испусканием позитрона, при этом один из протонов ядра
превращается в нейтрон и ядро-продукт смещается в таблице Менделеева на
одну клетку влево от материнского ядра, а масса радионуклида при этом
остается неизменной. Так, ядро фтора-18, испуская позитрон, превращается
в ядро стабильного кислорода-18. Когда медленный позитрон (античастица)
соединяется с электроном (частицей), то они перестают существовать как
элементарные
частицы
(аннигилируются).
При
этом
возникает
анигиляционное излучение – два кванта с энергией 511 Кэв, равной массе
покоя электрона. Эти два канта разлетаются в противоположных
направлениях. Одновременная регистрация двух гамма-квантов, возникших
при аннигиляции, указывает на гибель позитрона на линии, соединяющей
две точки детекции. В качестве детектора в позитронных томографах
применяют флюорид цезия, йодит натрия или германат висмута.
Для
ПЭТ
используются
радионуклиды,
испускающие
позитроны:
1)
циклотронные ультракороткоживущие - 15О, (Т1/2 = 2 мин), 13N (10 минут ) 11C
(20 минут), 18F (109 минут) 2) генераторные - 68Ga (68 минут), которым метят
радиофармацевтические препараты
Радиофармацевтическими препаратами
(РФП)
называются зарегистрированные в
Минздраве РФ и разрешенные для
введения человеку с целью
диагностики различных заболеваний
фармацевтические соединения,
содержащие в своей молекуле
радиоактивные нуклиды.
Радиофармацевтический препарат
(РФП)
CH
Tc-99m
O
H
H
O
С
N
С
С
H
ONa
Основные требования к
радиофармпрепаратам
1. Функциональная пригодность
2. Низкая лучевая нагрузка и безвредность для больного
3. Оптимальный спектр излучения
*
**
*
60-80 КэВ
*
**
*
120-160 КэВ
> 300 КэВ
Варианты поставок радионуклидов и радиофарпрепаратов
в лаборатории радионуклидной диагностики
централизованная поставка
радионуклидов и радиофарпрепаратов
производство непосредственно
в лаборатории
радионуклидов и радиофарпрепаратов
(Центры позитронной эмиссионной томорафии)
Находящиеся вне лаборатории
циклотрон, реактор,
радиохимическое подразделение.
Находящиеся в лаборатории
сцинтилляционные гамма-камеры,
однофотонные эмиссионные
компьютерные томографы
Радиофармпрепараты:
В основном радионуклид 99mТс
+ наборы к нему
Находящиеся в лаборатории
циклотрон,
радиохимическое подразделение.
Находящиеся в лаборатории
позитронные эмиссионные
компьютерные томографы
Радиофармпрепараты:
18F-фтордиоксиглюкоза,
11С-холин, 11С-метионин,
11С-тирозин, 11С-лейцин,
11С-тимидин,
18F-фтормизонидазол
99mТс
-генератор
ГТ-2м, ФЭИ
Обнинск
Сорбент
Оксид Mn/
оксид Al
многослойный
рН элюата
4,0 – 7,5
Молибден-технециевый генератор
представляет собой колонку, заполненную
гранулами оксидла алюминия с
адсорбированным на нём 99МоО42-. Его
дочерний радионуклид (99mТс) находится в
колонке в виде пертехнетата натрия –
Na+(TcO4) – . Уровень 99mТс в генераторе
зависит как от распада 99Мо и самого Na+ пертехнетата, так и от интенсивности
элюирования последнего для
диагностического использования
Пирфотех, 99mTc-комплекс с пирофосфатом для сцинтиграфии скелета, острого инфаркта миокарда,
элокачественных опухолей яичников, а также для мечения эритроцитов in vivo.
Технефор, 99mTc–комплекс с оксабифором (окса-бис(этиленнитрило)тетра-метилен-фосфоновая кислота)
для сцинтиграфии скелета (функциональный аналог метиленди-фосфоната).
Технефит, 99mTc-фитатный коллоидный раствор для статической сцинтиграфии, томосцинтиграфии
печени, селезенки и костного мозга.
Бромезида, 99mTc-комплекс с 2.4.6-триметил-3-бромфенил-карбамоил-иминодиуксусной кислотой для
динамической сцинтиграфии печени, желчного пузыря и желчевыводящих путей.
Технетрил, 99mTc-комплекс с метоксиизобутилизонитрилом (99mTc-МИБИ) для исследования перфузии
миокарда и визуализации опухолей.
Технемек, 99mTc-комплекс с 2,3-димеркаптоянтарной кислотой (99mTc-ДМСА) для сцинтиграфии почек
(фиксируется в корковом слое).
Пентатех, 99mTc-комплекс с CaNа3-диэтилентриаминопентоацетатом (99mTc-ДТПА) для динамической
сцинтиграфии почек с определением скорости клубочковой фильтрации, радионуклидной ангиографии и
визуализации новообразований головного мозга.
Технемаг, 99mTc-комплекс с меркаптоацетилтриглицерином (99mTc-МАГ3) для динамической
сцинтиграфии почек (секретируется в почечных канальцах).
Теоксим, 99mTc-комплекс с гексаметиленпропиленаминоксимом
(99mTc-ГМПАО) для исследования
перфузии головного мозга, для мечения лейкоцитов с целью сцинтиграфии воспаления
Карбомек, 99mTc-комплекс
с пятивалентной димеркаптоянтарной кислотой (99mTc(V)-ДМСА) для
диагностики медуллярного рака щитовидной железы, лимфом и др. опухолей.
Макротех, 99mTc-макроагрегаты альбумина для визуализации легких.
Этапы проведения исследований
с обычными радионуклидами
0,01 - 120 мин.
Этапы проведения исследований
с позитрон-испускающими радионуклидами
40 мин.
Радиофармпрепараты, используемые при ПЭТ
18F-ФДГ
энергетический метаболизм опухолей, миокарда, очагов
воспаления
18F -фторид метаболизм костной ткани (визуализация скелета)
18F -DOPA
метаболизм дофамина (нейроэндокринные опухоли,
медулярный рак ЩЖ, карциноид, паркинсонизм)
18F -холин
обмен холина, визуализация опухолей (простата, пищевод,
головной мозг)
18F -тимидин
региональная клеточная пролиферация in vivo
18F -тирозин
транспорт аминокислот в опухолевой клетке , диф.
диагностика опухоль/воспаление (планирование объема лучевой
терапии и операций)
18F -MISO
маркер гипоксии (планирование объема лучевой терапии
и ХТ)
11C-ацетат
оксидативный метаболизм (миокард)
11C -метионин метаболизм аминокислот (жизнеспособность опухоли)
11C -тирозин
метаболизм белков
13N-аммиак
перфузия (миокард)
15О-вода
перфузия (головной мозг)
ПЭТ- метод молекулярной визуализации
Перфузия
Метаболизм
Пролиферация
Апоптоз
Оксигенация / гипоксия
Ангиогенез
Рецепторный статус
Связывание антител
Генная визуализация
Транспорт аминокислот
Синтез белков
Минеральный баланс костей
Фармакокинетика in vivo
Экспрессия
антигена
Рецепторы и
транспортеры
Активность
ферментов
Мембранные
каналы
Принципы регистрации γ-квантов при ОФЭКТ и ПЭТ
Протон ядра
атом радиоактивного нуклида
99Mo
→
99mTc
стабильный атом + γ-квант
→ 99Ru
Гамма-сцинтиграфия и ОФЭКТ
основаны на регистрации
гамма-квантов, испускаемых
находящимися внутри
пациента радиоактивными
веществами (РФП)
позитрон (+) + нейтрино (0) + нейтрон (0);
далее в организме происходит взаимодействие
позитрона с электроном электронной оболочки атомов:
позитрон (+) + электрон (—)
18F →
γ-квант + γ-квант.
18O
Принцип ПЭТ основан на
детекции противоположно
направленных потоков
высокоэнергетических гаммаквантов, образующихся при
аннигиляции позитрона РФП и
электрона внешней среды
На однофотонном эмиссионном
компьютерном томографе
проводятся:
1.Эмиссионная томография
органов.
2.Статическая сцинтиграфия.
3.Динамическая сцинтиграфия.
Однофотонный эмиссионный компьютерный томограф фирмы TRIONIX (США).
Система обработки и представления данных радионуклидных исследований
«СЦИНТИПРО» (Россия).
Аппаратное обеспечение ядерной медицины
PET-CT
Позитронно-эмиссионная
томография + рентгеновская
компьютерная томография
SPECT-CT
Однофотонная эмиссионная +
рентгеновская компьютерная
томография
Гамма-камера - стационарная или передвижная установка для сцинтиграфии, включающая
позиционно-чувствительный
детектор гамма-излучения, штативное устройство, ложе
пациента,
электронный тракт преобразования сигналов детектора и компьютер для
формирования и визуализации сцинтиграфических изображений.
Гамма-томограф - стационарная установка для однофотонной эмиссионной компьютерной
томографии, содержащая один или несколько позиционно-чувствительных детекторов гаммаизлучения, ложе пациента, штативное устройство с механизмом вращения детекторов
вокруг продольной оси ложа пациента, электронный тракт преобразования сигналов
детекторов и компьютер для реконструкции и визуализации томографических изображений.
Сцинтиграфия - выполняемая на гамма-камере диагностическая процедура визуализации
проекционных изображений пространственного распределения радиофармпрепарата в теле
пациента (статическая сцинтиграфия) или регистрации временных характеристик не
установившегося
пространственно-временного распределения радиофармпрепарата в теле
пациента (динамическая сцинтиграфия).
Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) - диагностическая
процедура визуализации пространственного распределения радиофармпрепарата в теле
пациента по гамма-излучению, выполняемая, как правило, на гамма-камере с одной или
несколькими вращающимися вокруг тела пациента детекторными головками.
Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) – диагностическая процедура
визуализации
пространственного
распределения позитронно-излучающего радиофармпрепарата в теле
пациента по аннигиляционному излучению.
Центр ПЭТ - специализированное подразделение радионуклидной диагностики
in
vivo,
предназначенное
для
производства позитронно-излучающих радиофармпрепаратов с
контролем их качества и (или) для проведения диагностической процедуры ПЭТ.
Радинуклидные исследования применяются:
При исследовании злокачественных опухолей,
гемангиом, и очагов воспаления.
В кардиологии и кардиохирургии
В нефрологии и урологии.
При исследовании органов пищеварительной системы.
В неврологии и нейрохирургии.
При исследовании костей скелета и суставов.
В пульмонологии.
В эндокринологии.
Средние значения эффективной дозы излучения при проведении рентгеновских и радионуклидных
диагностических исследований
Диагностическая процедура
Диагностическая процедура
Средняя
эффективная
доза облучения
(мЗв)
Рентгеновские исследования:
Грудная клетка (1 флюорогр.)
Грудной отдел позвоночника
Поясничный отдел позвоночника
Брюшная полость
Барий прохождение
Барий клизма
РКТ головы
РКТ грудной клетки
РКТ брюшной полости или таза
Средняя
эффективная
доза облучения
(мЗв)
Радионуклидные исследования:
0,02
0,7
1,3
1,0
3
7
2,3
8
10
Щитовидной железы
с 99mТс-пертехнетатом
Легких с 99mТс-макротехом
Печени с 99mТс-технефитом
Сердца с 99mТс-технетрилом
Скелета с 99mТс-пирфотехом
Головного мозга с 99mТс-теоксимом
Почек с99mТс-пентатехом
2
3
3
4
7
0,4
4 – -1,3
13
РФ анализ интратиреоидного йода
0,1
ПЭТ легких с 18F-ФДГ
Предельно допустимые дозы излучения в год:
Для обследуемых с профилактическими целями
Для неонкологических больных
Для онкологических больных
и по жизненным показаниям
-
5 мЗв
50 мЗв
-
250 мЗв
1–5
9
Радиофармпрепараты (РФП) для диагностики опухолевого процесса
Специфические РФП, проникающие в опухолевые клетки
111In
– Oncoscint (карциномы яичника)
111In
– Prostascint (опухоли простаты)
99mTc
– нофетумомаб (мелкоклеточный и немелкоклеточный рак легких)
99mTc
– OncoSPECT (колоректальные опухоли),
– окреотид (тропен к соматостатиновым рецепторам нейроэндокринных опухолей)
99mTc – неоспект (тропен к соматостатиновым рецепторам опухолей легких)
123I – МИБГ (феохромацитомы, нейробластомы, карциноид, параганглиомы, медуллярный
111In
рак щитовид-ной
железы).
99мТс(V)
131I, 123I
– ДМСА (медуллярнцый рак щитовидной железы)
(фолликулярный, папилярный рак щитовидной железы после удаления железы)
Неспецифические РФП, проникающие в опухолевые клетки
99мТс-МИБИ (99мТс-ТЕХНЕТРИЛ)
– рак головного мозга, щитовидной железы, молочной железы, легких,
лимфомы, миеломная болезнь
201Tl
(рак головного мозга, щитовидной железы, молочной железы, легких, лимфомы)
67Ga-цитрат
18F-ФДГ
(мелкоклеточный рак легкого, лимфомы)
(рак большинства локализаций)
11С-метионин
(злокачественные новообразования шеи и головы, лимфомы)
РФП, способные накапливаться в тканях, подверженных неспецифическим изменениям со
стороны опухоли
99мТс-фосфатные
комплексы (99мТс-ПИРФОТЕХ) – остеобластические метастазы в скелет различных
злокачественных опухолей, первичные опухоли скелета.
Основные направления применения
радионуклидной диагностики в онкологии
РФП: 99mТс-технетрил, 18F-фтордезоксиглюкоза,
99mTc-МИБГ, 123I-МИБГ
дифференциальная диагностика доброкачественных и
злокачественных опухолей большинства локализаций
(оценка степени злокачественности опухоли in vivo)
определение стадии опухолевого процесса (первичное и
рестадирование)
прогнозирование эффективности химиотерпии
ранняя оценка эффективности специфического лечения,
мониторинг терапии
улучшение плана терапии (выбор оптимального вида
лечения, а также его объема)
передняя проекция
задняя проекция
131I-МИБГ,
Сцинтиграммы
области
надпочечников
с
полученные через 48 часов после инъекции у пациента с
феохромоцитомой левого надпочечника (указано стрелкой).
Пунктирной линией обозначены контуры почек (по результатам сцинтиграфии с
99mТс-ДТПА), L – (LIVER) печень
Рак щитовидной железы
Рак головного мозга
Рак молочной железы
Рак печени
Рак поджелудочной железы
Норма
до
лечения
Рак правого легкого
Меланома кожи
Рак сигмовидной
кишки с mts
Рак толстой кишки с mts
Мониторинг терапии, улучшение плана лечения
ЛГМ, медиастинальная форма
Исходный ПЭТ
После 4 курсов ПХТ
Через 3 месяца после
химиолучевого лечения
Улучшение плана терапии (выбор оптимального
вида лечения, а также его объема)
Изменение режима ПХТ
В-крупноклеточная лимфома
Хороший
прогноз!
Исходный ПЭТ
После 2 курсов ПХТ
Инициалы обследованных
Д.В.Ю
Гистологическое заключение:(Эмбриональная аденома)
99mТс-пертехнетат
99mТс-технетрил
Л.А.И.
(Фетальная аденома)
Р.Л.Г.
(Фолликулярная карцинома)
70 МБк
700 МБк
Сцинтиграммы при различных единичных опухолях щитовидной железы
Пациентка С.Н.В.
Пациентка Н.В.П.
Через 30 минут после введения РФП
Через 2 часа после введения РФП
Сцинтиграммы щитовидной и паращитовидных желёз с 99мТс-технетрилом (700
МБк) пациенток Н.В.П. 76 лет и С.Н.В. 42 лет с увеличенной концентрацией
паратиреодного гормона в крови (в пг/мл ) до 535 и 236 соответственно при
норме не более 65 пг/мл.
Проекции: передняя
задняя
передняя
задняя
Сцинтиграфия скелета с Тс-99м-пирфотехом при раке предстательной железы,
выполненная с интервалом в 3 месяца.
Внутривенно введено 500 МБК пирфотеха. Эффективная доза облучения 4 мЗв
Проекии: передняя
задняя
передняя
задняя
Сцинтиграфия скелета с Тс-99м-пирфотехом при множественной миеломе,
выполненная до и спустя два года после терапии
Внутривенно введено 500 МБК пирфотеха. Эффективная доза облучения 4 мЗв
Основные направления применения радионуклидной диагностики
в кардиологии
*Диагностика ИБС (99mТс-технетрил, 18F-фтордезоксиглюкоза,
13N-аммиак).
*Определение степени тяжести ИБС (99mТс-технетрил, 13N-аммиак,
18F- фтордезоксиглюкоза):
— выявление скрытой ишемии;
— оценка площади поражения миокарда;
— оценка жизнеспособности миокарда;
— визуализация свежего инфаркта миокарда (99mТс-пирфотех);
— оценка эффективности лечения.
*Миокардиты, инфекционный эндокардит (аутолейкоциты, меченные
99mТс- теоксимом).
*Кардиомиопатии (99mTc-МИБГ, 123I-МИБГ, 11C-hydroxyephedrine).
*Оценка сократительной функции миокарда при различных
заболеваниях (99mТс-пертехнетат, 99mТс-альбумин; эритроциты, меченные
99mТс-пирфотехом).
Схема получения томографических срезов сердца
Серия срезов по горизонтальной оси левого желудочка
TV
Серия срезов по вертикальной оси левого желудочка
SAG
Серия срезов по короткой оси левого желудочка
COR
Формирование изображений методом
«Бычий глаз»
Передняя стенка
Задняя стенка
Полярное картирование у больного ИБС
Нагрузка
Покой
A
B
C
D
B
A
D
C
Процент аккумуляции 99mТс-технетрила
по стенкам миокарда (норма – не менее 75%
от области с максимальной аккумуляцией
«технетрила»)
До УВРМ
После
Разница
УВРМ
А (передняя)
61%
62%
1%
В (перегородка)
62%
70%
8%
С (латеральная)
77%
83%
14%
D (нижняя)
59%
67%
8%
Изображение аккумуляции препарата 99mТстехнетрила (400 МБк в/в) в миокарде левого
желудочка
пациента
М.В.В.
55
лет,
полученное методом полярного картирования, до ударно-волновой реваскуляризации
миокарда (УВРМ) [верхний рисунок] и после
[нижний рисунок]
123I-метайодбензилгуанидин (123I-МИБГ)
радиофармпрепарат для сцинтиграфической оценки
активности адреналовой системы
плотность адренорецепторов
сердца в норме
плотность адренорецепторов
сердца у пациента с аритмией
123I-Метайодбензилгуанидин (123I МИБГ) – дает возможность оценить
активность адреналовой системы в сердце и в других органах и тканях,
что особенно важно в диагностике поражений миокарда при системных
заболеваниях, кардиомиопатиях и аритмиях
Радионуклидные методы исследования в
нефрологии
РФП -99mТс-пентатех, 99mТс-технемаг, 123I-гиппуран:
—
оценка
функции
почек
(травмы,
воспалительные
заболевания,
опухоли,
планирование оперативных вмешательств);
— выявление врожденных аномалий;
— оценка кровоснабжения почек + функция;
—
выявление
пузырно-мочеточникового
рефлюкса;
— оценка кровоснабжения почек + функция на
фоне лекарственных проб (каптоприл);
— оценка функции пересаженной почки;
Покадровое (6 кадров) изображение ангиографии
Тс-99м-пентатех, 200 МБк
Ангиофаза
Клубочковая фильтрация
А-аорта, В-правая почка, С-левая почка
АНГИОГРАФИЯ:
Левая
Правая
Норма
Время максимального накопления
25 с.
18 с.
12-15 с.
Вклад в общее накопление , %
44
56
45 -55
Т ½ оттока:
42 с.
49 с
до 26 с.
ДИНАМИЧЕСКАЯ СЦИНТИТГРАФИЯ ПОЧЕК
Т ½ клиренса 34 мин
до 55 мин
Время максимального накопления
5 мин.
5 мин до 5 мин
Вклад в общее накопление , %
45
55
4 5-55
Время полувыведения
24 мин
28 мин до 28 мин
Время снижения накопления на 1/3
14 мин
14 мин до14 мин
Реноиндекс, %
44
56
45-55
СКФ, мл/мин
63,4 (общ.)
27,6
35,8
> 70 общ.
Заключение: Изображение почек в размерах не увеличено. При перемене положения
пациента (лежа-стоя) почки не смещаются. Изображение аорты и мочеточников обычное.
При ангиографии выявлено небольшое снижение скорости объемного кровотока в левой
почке, замедление притока и оттока крови к обеим почкам. При анализе кривых
клубочковой фильтрации и уродинамики отмечается только небольшое снижение
суммарной функции левой почки со снижением скорости клубочковой фильтрации.
Остальные показатели – без патологических особенностей.
Таким образом вывялено нарушение притока и оттока крови в обеих почках с
небольшим снижением скорости объемного кровотока в левой почке и снижением скорости
клубочковой фильтрации в этой почке.
Для
дифференциальной
диагностики
полученных
нарушений
(функциональные или органические) показана сцинтиграфия почек с каптоприловой
пробой.
Покадровое (6 кадров) изображение
клубочковой фильтрации и уродинамики
Определение функциональной анатомии и топографии почек, их смещаемости, получении
информации о состоянии сосудов почек, показателей клиренса, скорости клубочковой
фильтрации, уродинамики для обеих почек
До приема каптоприла
Пациент «Х»
При приеме каптоприла
До балонопластики
Пациент «К»
Спустя 20 дней после балонопластики
Изображение почек Ангиограммы
Кривые
клубочковой
фильтрации
Радионуклидные методы исследования в
гастроэнтерологии
Заболевания слюнных желез (99mТс-пертехнетат, 99mТс-технетрил:)
•
воспалительные
заболевания
(острый
и
хронический
сиалоденит,
паротит);
•
слюннокаменная болезнь;
•
опухоли слюнных желез.визуализация желудка (99mТспертехнетат).
•
Выявление нарушения моторно-эвакуаторной функции
пищевода и желудка (99mТс-технефит, 99mТс-пентатех
перорально);
•
Определение кишечной непроходимости (99mТс –технефит перорально);
•
воспалительные заболевания печени: острый и хронический
гепатит (99mТс-технефит);
•
Цирроз печени (99mТс-технефит);
•
Нарушения моторной функции желчных путей (99mТс-бромезида);
•
Желчнокаменная болезнь (99mТс-бромезида);
•
Оценка функции пересаженной печени (99mТс-технефит).
Статическая сцинтиграфия печени
Норма
Цирроз
Передняя
Боковая
Задняя
проекции
До лечения
ПСИ = 1,3 – 1,6
Размеры по УЗИ:
Правая д.= 15,3 см
Левая д. = 7,8 см
Реберная дуга
После лечения
ПСИ = 2,0 – 2,6
Размеры по УЗИ:
Правая д.= 14,2 см
Левая д. = 6,8 см
Задняя
Передняя
Проекции
Сцинтиграммы печени пациента К.С.Ф. 45 лет (99mТс-технефит 250 МБк, ЭДО=2 мЗв)
Результаты УЗИ до лечения: контуры ровные, эхогенность паренхимы
нормальная, структура паренхимы однородная.
После лечения: контуры ровные, эхогенность паренхимы
нормальная, структура паренхимы однородная.
Подобные сцинтиграфические изменения печени встречаются у 70% обследованных
Уточнения диагноза гемангима печени при помощи радионуклидной
99mТс-пертехнетатом
процедуры с
и
эритроцитами,
меченными
99mТс-пирфотехом, состоящей из 1) ангиографии, 2) статической сцинтигафии
и 3) однофотонной эмиссионной компьютерной томографии.
Ангиография
Статическая сцинтиграфия
Эмиссионная томография
Радионуклидные методы исследования в пульмонологии.
Показания:
1. Тромбоэмболия ветвей легочной артерии
(99mТс-макротех).
2. Диагностика и дифференциальная диагностика опухолей
легких
(99mТс-технетрил, 18F-фтордезоксиглюкоза).
3. Определение уровня и характера обструкционных поражений
бронхиального дерева
(99mТс-пентатех ингаляционно).
1
3
5
4
5
5
2
А
В
Рентгенограмма (А) и сцинтиграмма, полученная
после внутривенного введения 200 МБк 99mТсмакротеха, (В) у пациентки «Б» с тромбоэмболией
ветвей
легочной
артерии.
Для
сравнения
приводится сцинтиграмма с тем же РФП в норме (С).
С
Заключение по рентгенограмме (А): легочные поля без очаговых и
инфильтративных теней .
Заключение по сцинтиграиие (В): при изображении легких выявлены множественные зоны
гипофиксации РФП – дифузные в 1-ом сегменте правого легкого (1) и 8-ом сегменте левого легкого
(2); очаговые – 2-ой (3)и 3-ий (4) сегмент правого легкого , 4-ый сегмент левого легкого (5).
Передняя проекция
Задняя проекция
Статические сцинтиграммы легких с 99mТс-макротехом (200 МБк- 2 мЗв)
при тромбоэмболии мелких ветвей легочной артерии правого легкого (2-ой и
3-ий сегменты) до лечения (слева) и спустя 23 дня после лечения (справа)
Радионуклидная диагностика в неврологии –
основные направления применения
99mТс-теоксим, 18F-фтордезоксиглюкоза, 99mТс-технетрил, 11С-метионин
диагностика церебро-васкулярных нарушений
диагностика болезни Альцгеймера
диагностика болезни Паркинсона
диагностика эпилепсии
диагностика псевдотуморозных изменений
Томосцинтиграммы коры головного мозга с 99mТс-ГМПАО в покое (слева) и
после выполнения пробы с ацетазоламидом (справа), интенсифицирующим
мозговой кровоток, у пациента в состоянии ремиссии после транзиторной
ишемической атаки. В покое перфузия обоих полушарий практически симметрична,
после фармакологического теста визуализируется обширный дефект перфузии во
фронтальной, темпоральной и париетальной областях левого полушария.
здоровый человек
депрессия
Томосцинтиграммы
с 99mТс-ГМПАО при стойокой
униполярной депрессии.
Представлены поперечные и
сагиттальные срезы головногго
мозга у больного депрессией
(зоны выраженной гипофиксации
РФП коры лобной доли) и
здорового человека (равномерное
распределение РФП).
Томосцинтиграммы с 99mТс-ГМПАО
при болезни Альцгеймера.
Отмечаются зоны выраженной
гипофиксации
РФП
теменнозатылочных областей коры обеих
полушарий головного мозга.
Основные показания использования радионуклидных исследований
для лечебно-профилактических учреждений
1. Профилактическое обследование всего скелета с «пирфотехом» у мужчин старше 40
лет с «гиперплазией простаты» и женщин с «остеохондрозом», а также онкологических больных
с целью выявления метастазов.
2. Проведение динамической нефросцинтиграфии с «пентатехом» у пациентов с
артериальной гипертензий с целью дифференциальной диагностики нефрогенной
вазоренальной гипертензии.
3. Проведение однофотонной эмиссионной компьютерной томографии сердца с
«технетрилом» у лиц с ишемической болезнью сердца с целью оценки коронарного кровотока и
необходимости коронарографии.
4. Проведение статической сцинтиграфии и однофотонной эмиссионной
компьютерной томографии с «макротехом» для диагностики трмбоэмболий легочной артерии.
5. Проведение радионуклидных исследований с «технетрилом» при диагностике
аденом паращитовидных желез, а также при раке головного мозга, щитовидной железы, легких,
молочной железы с целью установления распространённости поражения, подбора
химиотерапии, контроля эффективности лечения, выявления рецидивов заболевания и
метастазов, а также формирование группы риска и установления диагноза «автономная
аденома» в случае дополнительного использования Тс-99м-пертехнетата при узловых
поражениях щитовидной железы.
6. Проведение однофотонной эмиссионной компьютерной томографии с меченными
«пирфотехом» эритроцитами для уточнения диагноза гемангиомы печени.
7. Проведение однофотонной эмиссионной компьютерной томографии головного мозга
с «теоксимом» для уточнения очаговых поражений, а также степени дисциркуляторной
энцефалопатии и контроля эффективности проводимой терапии.
8. Определение интратиреоидного стабильного йода с целью а) оценки наличия риска нарушения
функции щитовидной железы при профилактических обследованиях, б) определения необходимости
индивидуальной, а также популяционной йодной профилактики и контроля её эффективности, в)
диагностики транзиторных (преходящих) и истинных нарушений функции щитовидной железы, г) прогноз
ошибки оценки функции железы по уровню ТТГ в крови.
Спектр медицинской визуализации
Структура
Рентген, РКТ, МРТ, УЗИ
Физиология
МРC, УЗИ, сцинтиграфия, ПЭТ
Метаболизм
МРC, ПЭТ
Молекулярные пути
Молекулярные мишени
Структура + функция
ПЭТ
Сцинтиграфия (ОФЭКТ), ПЭТ
ОФЭКТ-КТ, ПЭТ-КТ, ПЭТ-МРТ
На современном этапе ценность радионуклидных
методов диагностики заключается в высокой чувствительности
и
возможности
раннего
выявления
функциональных
нарушений, онкологического процесса, прогнозирования
эффективности химиотерапии, а также контроля лечения
злокачественных опухолей и других патологических состояний.
По этим качествам с ними не может сравниться ни одна из
технологий инструментальной диагностики.
Не
обладая
столь
высоким
пространственным
разрешением, как РКТ и МРТ радионуклидный метод способен
отражать физиологические и патофизиологические изменения,
происходящие в органах и организме в целом. Его отличает
простота выполнения, высокая воспроизводимость результатов
при динамических исследованиях и возможность получения
количественных параметров, что особенно важно, при оценке
эффективности лечения.
Диагностическая ядерная медицина
относятся к высоким
технологиям в связи с тем, что для их реализации используются достижения
таких фундаментальных наук, как ядерная физика, химия, биология,
кибернетика, медицинское приборостроение, а также достижения
клинической медицины.
Основными приборами радионуклидной диагностики являются
однофотонные
эмиссионные
компьютерные
томографы
(ОФЭКТ),
использующие в основном радиофармацевтические препараты (РФП) с
радионуклидом 99mТс и позитрон-эмиссионные томографы (ПЭТ),
использующие РФП с позитрон-излучающими радионуклидами (например:
18F-диоксиглюкоза), производимыми в циклотронах, которые располагаются
на территории радионуклидных отделений. Цена ОФЭКТ доходит до 1,5
миллиона $, стоимость ПЭТ (включая циклотрон и вспомогательные
системы) составляет 19 миллионов $. Несмотря на такие высокие цены
рассчитано, что, например, использование ПЭТ позволяет выбрать
оптимальную стратегию лечения больных раком легких и экономить от 1,5
до 2,2 тыс. долларов на каждом пациенте.
В мире происходит бурное строительство ПЭТлабораторий (в 2002 году их было 150, в 2005 году – 1500, в 2007
году – 2000) в связи с их уникальными диагностическими
возможностями и быстрой окупаемостью. Ежегодно в мире
открываются 12 – 15 ПЭТ-центров.
Число ПЭТ-центров на 2007 год: США – 1200, Европа –
400, Япония – 100, Китай – 20, Другие страны – 276, Россия – 5.
В настоящее время на нужды ядерной медицины
расходуется около 70% всей радионуклидной продукции,
получаемой на реакторах, ускорителях и генераторах во всем
мире. При этом в 2001 году на одну тысячу человек населения
проводилось следующее число диагностических исследований с
с использованием технологий ядерной медицины: в Канаде - 59,
США -38, Японии – 32, в России – не более 7.
Рекоменуемая литература:
1) Г.Е. Труфанов (редактор).
Лучевая диагностика. М.2007, стр.83-101.
2) Ю.Б Лишманов, В.И. Чернов (редактора)
Радионуклидная диагностика для
практических врачей. Томск, 2004. 394 с.
3) С.К. Терновой (редактор).
Серия «КАРМАННЫЕ АТЛАСЫ ПО
ЛУЧЕВОЙ ДИАГНОСТИКЕ»
С.П.Паша, С.К. Терновой.
Радионуклидная диагностика. М. 2008,
204 с.
Благодарю
за
внимание