Однофотонная эмиссионная компьютерная томография и используемые для нее радиофармпрепараты

1. ОДНОФОТОННАЯ ЭМИССИОННАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ НЕЕ РАДИОФАРМПРЕПАРАТЫ

2. Гамма камера?

Часть 0: Основы Ядерной
Медицины
2

3. Гамма камера !

Часть 0: Основы Ядерной
Медицины
3

4. ОФЭКТ-томограф

5.

Гамма-камера – основной инструмент современной
радионуклидной диагностики. Гамма-камеры
предназначены для визуализации и исследования
кинетики радиофармпрепаратов во внутренних
органах и физиологических системах организма
пациента с целью ранней диагностики
онкологических, сердечно-сосудистых и других
заболеваний человека.
Помимо диагностических исследований щитовидной
железы, почек, печени и желчного пузыря, головного
мозга, легких, сердца и др., современные гаммакамеры должны обеспечивать сканирование всего
тела пациента (скелета) и компьютерную
томографию внутренних органов для получения
трехмерной информации.

6.

Сцинтилляционные детекторы.В основе сцинтилляционных
детекторов лежат вещества, излучающие свет в видимом
диапазоне (или вблизи него) при поглощении энергии
ионизирующего излучения. Они используются как для
регистрации (счёта) частиц, так и для визуализации с помощью
радиоизотопов. В Табл.1 представлены неорганические
сцинтиляторы с большим атомным номером Z и,
следовательно, с хорошей тормозной способностью для
фотонов. Если световые эмиссионные характеристики
сцинтиллятора согласуются со спектральной
чувствительностью фотоумножителя (ФЭУ) и сцинтилятор
прозрачен для излучаемого им света, то детекторы
ионизирующего излучения, использующие комбинацию
“сцинтиллятор – ФЭУ”, обеспечивают высокую
чувствительность.

7.

Постоянная
Эффективный
Относительный
времени
атомный номер Z световой выход
распада, нс
Длина
волны
излучения,
нм
Иодистый натрий (NaI) 3,67
50
100
230
410
Германат
(BGO)
7,13
74
12
300
480
4,89
54
Материал
сцинтиллятора
Плотность,
г/см3
висмута
Фторид бария (BaF2)
5
15
0,7
620
195,
310
200,

8.

Современная гамма-камера содержит многоканальный
коллиматор, кристалл NaI(Tl) с большой площадью
поверхности, световод для оптической связи кристалла с
гексагональной матрицей ФЭУ и блока аналоговых электронных
устройств, обеспечивающих определение координат и амплитуд
сигналов. Все указанный компоненты заключены в свинцовый
экран достаточной толщины, чтобы свести к минимуму фон от
источников радиации, находящихся вне поля зрения камеры.
Коллиматор служит для селекции по направлению гамма квантов, падающих на камеру. В коллиматоре с параллельными
отверстиями (каналами) на сцинтиллятор попадают лишь те
гамма-кванты, которые движутся перпендикулярно поверхности
коллиматора. Коллиматор определяет также геометрическое
поле зрения камеры и обусловливает пространственное
разрешение и чувствительность всей системы.

9. ИЗОБРАЖЕНИЯ В ЯДЕРНОЙ МЕДИЦИНЕ

Радионуклидная визуализация
определяет функциональные
(а не анатомические) свойства
человеческой ткани.
Изображение создаётся путем
индикации распределения
радиофармпрепаратов в
организме с помощью гаммакамеры
Часть 0: Основы Ядерной
Медицины
9

10. Сцинтиграфия костей

Поглощение 99mTc-МДФ(MDP) костью отражает
костный метаболизм и кровоток и позволяет проводить
функциональный анализ костной ткани
Визуализация изменений костного метаболизма
позволяет обнаруживать повреждения, такие как:
костные метастазы
доброкачественные и злокачественные опухоли
травмы костей
Для выявления остеомиелита требуется проведение
трехфазной сцинтиграфии
Остеосцинтиграфия также полезна для проведения
последующего врачебного наблюдения при других
заболеваниях костей, таких как
болезнь Педжета
Внутривенное введение 400-600 МБк 99mTcМДФ(MDP) . Визуализация через 3 часа после инъекции
10
Часть 0: Основы Ядерной Медицины

11. Сцинтиграфия костей (Остеосцинтиграфия)

норма
11
патология
Часть 0: Основы Ядерной Медицины

12. Исследования легких

Пропорциональная эмболизация легочных
капилляров позволяет визуализировать
перфузию легких (используя Tc99m MAA). Это
изображение помогает в диагностике
легочной эмболии.
Внутривенное введенияе100 МБк Tc99m MAA.
Немедленное сканирование.
Вентиляционные исследования (используя
99mTc-аэрозоли) отражают региональную и
сегментарную вентиляции. Интерпретация
исследования осуществляется в сочетании с
результатами перфузионного сканирования,
помогая дифференциальной диагностике
легочной эмболии.
Вдыхание 100 МБк Tc99m-аэрозоли.
Немедленное сканирование
12
Часть 0: Основы Ядерной Медицины

13. ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА

Сцинтиграфия щитовидной железы (при
использовании 123I, 131I или 99mTc пертехнетат)
позволяет получить информацию о структуре и
функции, визуализируя щитовидную железу
и производя расчет накопления, объема органа и т.д.
ОФЭКТ исследования дают отличную контрастность
и разрешение по сравнению с планарным
изображением, что способствует обнаружению и
оценке узловых образований в щитовидной железе.
Внутривенное введения 100 МБк 99mTc-пертехнетата.
Сканирование через 15 минут
13
Часть 0: Основы Ядерной Медицины

14. Сцинтиграфия ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Часть 0: Основы Ядерной
Медицины
14

15. ЦЕРЕБРАЛЬНЫЙ КРОВОТОК

99mTc HMPAO или аналогичные
соединения накапливаются в мозге
пропорционально регионарному
мозговому кровотоку
Локализуется преимущественно в
сером веществе и не
перераспределяется
Помогает в обнаружении:
деменций мозга, таких как болезнь Альцгеймера; локализации
судорожных очагов; церебральных сосудистых проблем, таких как
ишемия головного мозга; травмы и смерть мозга
Внутривенное введение 800 МБк 99mTc HMPAO. Томография
через 30 минут
15
Часть 0: Основы Ядерной Медицины

16. ЦЕРЕБРАЛЬНЫЙ КРОВОТОК

Болезнь Альцгеймера
Нормальный
Часть 0: Основы Ядерной
Медицины
16

17. Функция почек

• Определение почечного клиренса с 51Cr-ЭДТА
или 99мТс-ДТПА.
• Динамическая сцинтиграфия почек отражает
почечную перфузию крови, накопление и
экскрецию. Во время проведения обследования
набирается серия изображений. При
вычислении скорости счета в определенной
области интереса (ROI), получается ренограмма,
которая предоставляет количественные данные.
Для оценки почечного клиренса и функции
используются различные радиофармпрепараты,
такие как 99mTc-MAG3, 99mTc-ДТПА и 123I-Hippuran
• Для оценки паренхиматозной анатомии и
функции использует 99mTc-DMSA
Часть 0: Основы Ядерной
Медицины
17

18. ФУНКЦИЯ ПОЧЕК (99mTc-ДТПА)

99m
ФУНКЦИЯ ПОЧЕК ( Tc-
ДТПА)
В идеале, участок фона должен выбираться таким образом, чтобы
исключить артерии и область почечной лоханки.
Часть 0: Основы Ядерной
Медицины
18

19. ПЕРФУЗИЯ МИОКАРДА

• Накопление 201Tl в миокарде зависит от кровотока
и клеточного метаболизма, следовательно, оно
отражает регионарную перфузию и
жизнеспособность сердечной мышцы
• Оценка пациента с предполагаемой или
установленной коронарной недостаточностью
основывается на интерпретации изображения или
количественном анализе реконструированных
томографических срезов, который также дает
информацию о региональной перфузии.
• Исследование проводится под нагрузкой и в
состоянии покоя
• введение 70-100 МБк 201Tl. Томографическое
исследование.
19
Часть 0: Основы Ядерной Медицины

20. ПЕРФУЗИЯ МИОКАРДА

Нагрузка
20
Покой
Часть 0: Основы Ядерной Медицины

21. ТОМОГРАФИЧЕСКИЕ СРЕЗЫ

фронтальный
сагиттальный
поперечный
Часть 0: Основы Ядерной
Медицины
21

22. ЭКГ-синхронизированное исследование перфузии миокарда

22
Часть 0: Основы Ядерной Медицины

23. ЭКГ-синхронизированная ОФЭКТ

23
Часть 0: Основы Ядерной Медицины

24. Радионуклидная диагностика

Диагностические радионуклиды, используемые
для проведения однофотонных эмиссионных
исследований
99mTc – «рабочая лошадка» ядерной
медицины, оптимальный радионуклид с
низкой энергией
гамма-излучения
123I, 111In, 67Ga – радионуклиды со
средними энергиями гамма-излучения

25. Радионуклиды применяемые для синтеза диагностических РФП должны отвечать следующим требованиям:

удобной для регистрации энергией -излучения (70–200 кэВ);
обеспечивать минимальный уровень лучевой нагрузки на так
называемые критические органы;
обладать органотропностью по отношению к исследуемым органам
(костные ткани, сердце, почки, головной мозг, легкие и проч.);
небольшим периодом полураспада (десятки минут, часы), близким
по продолжительности промежутку времени между введением
пациенту РФП и выполнением измерений;
распадом, происходящим путем изомерного перехода (ИП) либо
путем захвата орбитального электрона (ЭЗ) с испусканием
монохроматического гамма-излучения;
отсутствием при распаде сопутствующих -, - и -излучений;
преобладающим процессом при взаимодействии излучения
с веществом исследуемых органов или тканей должен быть
фотоэффект;
ценность получаемой информации должна соответствовать
затратам на производство РФП и его экологическим последствиям.

26. Радионуклиды, используемые в диагностических целях (кроме ПЭТ)

Радионуклид
Т1/2
Еγ, кэВ
Радионуклид
Т1/2
Еγ, кэВ
Радионуклид
Т1/2
Еγ, кэВ
7Be
53,2 сут
21,1ч
2,2 мин
37,2 мин
22,6 ч
3,4 сут
27,7 сут
312,2 сут
8,3 ч
44,5 сут
17,5 ч
272 сут
9,7 мин
12,7 ч
61,8 ч
9,3ч
13,9 ч
9,4 ч
61,8 ч
26 ч
17,8 сут
8,4 сут
7,2 ч
120 сут
17,4 с
56 ч
478
401
1779
1642
373
159
320
835
169
1099
477
122
1173
1346
185
597
439
1039
185
834
596
46
361
136
162
239
81mKr
13 с
4,5 ч
4,6 ч
64,8 сут
2,8 ч
16,1 с
18,8 с
20 ч
89 сут
6ч
2,9 сут
56,1 мин
39,6 с
2,8 сут
99,5 мин
4,5 ч
13,6 сут
2,8 ч
3,6 мин
16,8 сут
119,7 сут
13,3 ч
8,1 сут
2,3 ч
36,4 сут
70 с
190
151
190
514
388
909
122
766
96,5
141
216
40
88
171
392
336
159
159
1230
573
159
159
365
668
203
125
128Cs
3,6 мин
32,1 ч
38,9 ч
2,6 мин
6,5 мин
138 сут
3,4 мин
17,3 мин
8,1 ч
9,3 сут
32 сут
6,7 сут
9,3 мин
5,2 с
4,9 с
4 сут
30,5 с
7,8 с
2,7 сут
64,1 ч
23,8 ч
46,7 сут
7,4 ч
72,9 ч
52 ч
11,2 ч
441
372
276
662
605
166
307
697
326
208
63
1094
93
108
129
130
262
279
412
77
134
279
455
167
279
6687
28Mg
28Al
38Cl
43K
47Cs
51Cr
54Mn
52Fe
59Fe
55Co
57Co
62Cu
64Cu
67Cu
62Zn
69mZn
66Ga
67Ga
72As
74As
72Se
73Se
75Se
77mSe
77Br
85mKr
81Rb
85Sr
87mSr
89mY
90mNb
95Tc
97mTc
99mTc
97Ru
103mRh
109mAg
111In
113mIn
115mIn
117mSn
117Sb
118Sb
121Te
123mTe
123I
131I
132I
127Xe
127mXe
129Cs
133mBa
137mBa
134La
139Ce
140Pr
144Pr
157Dy
167Tm
169Yb
172Lu
178Ta
183mW
191mIr
195mPt
195mAu
197mAu
198Au
197Hg
197mHg
203Hg
199Tl
201Tl
203Pb
204Bi

27. Генераторные радионуклиды

Материнский
Т1/2
нуклид
28Mg
38S
44Тi
47Сa
52Fe
62Zn
68Ge
81Rb
82Sr
87Y
90Sr
99Мо
113Sn
118Te
122Хе
128Ba
166Dy
178W
188W
195mHg
Тип распада,
(%)
Дочер-ний
нуклид
20,9 ч
2,8 ч
47,3 лет
4,5 сут
8,2 ч
9,1 ч
271cут
4,58 ч
25,5сут
80,3 ч
28,6 г.
66 ч
115,1сут
6,0 сут
20,1 ч
2,4 сут
81,5 ч
21,7сут
69 сут
40 ч
β-(100)
β-()
ЭЗ(100)
β-(~100)
β+(56),ЭЗ(44)
β+(7),ЭЗ(93)
ЭЗ(100)
β+(27),ЭЗ(73)
ЭЗ(100)
β+,ЭЗ(99,8)
β-(100)
β-(87,5), ИП
ЭЗ (59)
ЭЗ(100)
ЭЗ(100)
ЭЗ(100)
β- (~92)
ЭЗ(100)
β-(~100)
ИП(51),ЭЗ(49)
28Al
38Cl
44Sc
47Sc
52mMn
62Cu
68Ga
81mKr
82Rb
87mSr
90Y
99mТс
113mIn
118Sb
122I
128Cs
166Ho
178Ta
188Re
195mAu
Т1/2
2,2 мин
37,2 мин
3,9 ч
3,3 сут
21,1 мин
9,7 мин
68,1 мин
13,3 c
1,3 мин
2,8 ч
64,3 ч
6,01 ч
99,5 мин
3,6 мин
3,6 мин
3,9 мин
26,6 ч
9,3 мин
16,9 ч
30,5 c
Тип распада,
Еγ,
(%)
кэВ
β-(100)
β-(100)
β+(95),ЭЗ(5)
β-(100)
β+(98),ЭЗ(2)
β+(98),ЭЗ(2)
β+(90),ЭЗ(10)
ИП(100)
+
β (96),ЭЗ(4)
ИП(99,7),ЭЗ
β-(100)
ИП (100)
ИП (100)
β+(76),ЭЗ(24)
β+(77),ЭЗ(23)
β+(61),ЭЗ(39)
β- (99,3)
β+,ЭЗ(98,9)
β-(~100)
ИП(100)
1780
2167
1157
159
1434
нет
1077
190
776
388
нет
140
392
1229
564
443
80,5
93
0,155
262

28. Генератор технеция-99м

10
9
8
7
6
5
4
3
2
1

29. Лиофилизаты для приготовления 99mТс – РФП

Пентатех, 99mТс-комплекс с пентацином (Са,Nа3 – соль ДТПА)
для определения скорости клубочковой фильтрации почек,
гамма-сцинтиграфии почек, радионуклидной ангиографии и
визуализации новообразований головного мозга.
Пирфотех, 99mТс-комплекс с пирофосфатом для сцинтиграфии
скелета, острого инфаркта миокарда, злокачественных
опухолей яичников, для мечения эритроцитов in vivo.
Цитратех, 99mТс-комплекс с цитратом для сцинтиграфии и
радионуклидной ангиографии почек.
Фосфотех, 99mТс-комплекс с этидронатом калия и натрия
дигидратом для выявления очагов патологических изменений в
скелете: первичные и метастотические злокачественные
опухоли, остеомелит, артриты различного происхождения и т.д.
Технефор, 99mТс-комплекс с оксабифором (оксабис(этиленнитрило)-тетраметиленфосфоновоя кислота) для
сцинтиграфии скелета.

30. Лиофилизаты для приготовления 99mТс – РФП

Технефит, 99mТс-фитатный коллоидный раствор для
сцингиграфии печени, селезенки и костного мозга.
Технемек, 99mТс-комплекс с димеркаптоянтарной кислотой для
сцингиграфии (сканирования) почек.
Бромезида,99mТс-комплекс с 2,4,6-триметил-3-бромфенилкарбамоилметилиминодиуксусной кислоты для динамической
сцинтиграфии печени, желчного пузыря и желчевыводящих
путей.
Технетрил, 99mТс-комплекс с метоксиизобутилизонитрилом для
исследования перфузии миокарда и визуализации опухолей.
Технемаг, 99mТс-комплекс с меркаптоацетилтриглицерином для
динамической сцинтиграфии почек.
Теоксим, 99mТс-комплекс с гексаметиленпропиленаминоксимом
для исследования перфузии головного мозга.
Карбомек, 99mТс-комплекс Тс(V) с димеркаптоянтарной кислотой
для диагностики медуллярного рака щитовидной железы,

31.

Наименование органа
Печень
Почки
Щитовидная железа
Наименование
исследования
Сцинтиграфия статическая
печени
2. ОФЭКТ (дополн.)
Сцинтиграфия
динамическая почек
1.Сцинтиграфия
статическая щитовидной
железы
2. ОФЭКТ (дополн.)
Наименование РФП
Активность
(стандарт)
Время накопления РФП
99mTc-ТЕХНЕФИТ
185 МБк
40 мин
Длительность
исследования
24 мин
16 мин
99mTc-ПЕНТАТЕХ
55 МБк
Под детектором
21 мин.
5 мин
99mTc-ПЕРТЕХНЕТАТ
140 МБк
15 мин
16 мин
Костная система
Сцинтиграфия статическая
скелета
2. ОФЭКТ (дополн.)
20 мин
99MTc-ТЕХНЕФОР
740 МБк
3 часа
16 мин
Сердце
1.ОФЭКТ перфузионная
миокарда
2.Сцинтиграфия
динамическая сердца
1,5 часа
99mTc-ТЕХНЕТРИЛ
16 мин
925 МБк
Под детектором
Легкие
Паращитовидная
железа
Сцинтиграфия
динамическая легких
Сцинтиграфия статическая
паращитовидной железы
2. ОФЭКТ (дополн.)
99mTc-МАКРОТЕХ
99mTc-ТЕХНЕТРИЛ
185 МБк
Под детектором
20 мин
30 мин
2,5 часа
5мин
5мин
925 МБк
16 мин
ОФЭКТ головного мозга
Головной мозг
99mTc-ТЕОКСИМ
740 МБк
20 мин
16 мин