2 курс / Биохимия / Основы_радионуклидной_диагностики

Рис. 4. Сканограмма почек, полученная на цифропечатающем сканере

Статическая сцинтиграфия (лат. scinti[llare] — сверкать, мерцать +

греч. Graphō — писать, изображать) — метод радионуклидной диагностики, основанный на визуализации распределенного в тканях организма РФП в определенный момент времени. Регистрация излучения проводится с помощью сцинтилляционной гамма-камеры (рис. 5, 6).

Рис. 5. Гамма-камера

Рис. 6. Статическая остеосцинтиграфия

Показания:

1)уточнение топографии внутренних органов (при диагностике пороков развития);

2)диагностика патологических процессов;

3)определение объема и степени поражения органа или системы.

11

РАДИОНУКЛИДНАЯ ДИАГНОСТИКА IN VITRО

Радиоиммунный анализ был разработан R. S. Yalow и S. A. Berson в 50-х гг. прошлого века. Он основан на конкуренции определяемого антигена из клинического материала с определенным количеством идентичного, меченного изотопом антигена с ограниченным количеством антител.

Показания: определение в сыворотке крови (любом биосубстрате: моче, слюне и т. д.) концентрации биологически активных веществ (гормонов, ферментов, аминокислот, опухолевых маркеров и др.).

Радиоиммунный анализ применяется в онкологии, эндокринологии, кардиологии, педиатрии, акушерстве и гинекологии, токсикологии, аллергологии.

Иммунорадиометрический анализ основан на определении антител с помощью изотопной метки. В качестве примеров можно привести радиоаллергосорбентный тест, а также определение онкомаркеров в крови (табл. 2).

В последнее десятилетие получили распространение новые методы радионуклидной диагностики, например ЭКТ — получение томографического среза путем компьютерной реконструкции изображения за счет вращения де-

12

тектора (гамма-камеры). Выделяют одно- и двухфотонную (позитронную) ЭКТ.

При однофотонной эмиссионной компьютерной томографии детек-

тор радионуклидного томографа регистрирует гамма-излучение, вращаясь по заданной программе вокруг тела человека, которому предварительно введен РФП. В результате получают изображения исследуемого органа в виде срезов, которые затем анализируются. Метод используется при исследованиях всех органов.

Позитронно-эмиссионная томография основана на регистрации гам-

ма-квантов, которые образовались в результате распада и аннигиляции введенных в организм человека позитронизлучающих РФП.

Позитрон — частица, имеющая массу, равную массе электрона, с зарядом +1. Позитрон, пролетая в веществе 1–3 мм и сталкиваясь с атомами, теряет свою кинетическую энергию и аннигилирует с образованием двух гаммаквантов. Эти кванты разлетаются в противоположные стороны. Два детектора, расположенные друг против друга, регистрируют совмещенные аннигиляционные фотоны (рис. 7).

Рис. 7. Схема получения изображения при ПЭТ-диагностике

ПЭТ позволяет проводить количественную оценку концентрации радионуклидов и обладает более широкими возможностями для изучения метаболических процессов в сравнении со сцинтиграфией.

В отличие от КТ и МРТ при ПЭТ оцениваются функциональные изменения на уровне клеточного метаболизма. Это очень важно, поскольку изменения на функциональном клеточном уровне предшествуют морфологическим изменениям.

Для ПЭТ используют ультракороткоживущие позитронизлучающие радионуклиды, период полураспада которых исчисляется минутами или секундами. Исключение составляют фтор-18 и рубидий-82.

Самым распространенным РФП, применяемым для ПЭТ в клинической практике, является фтор-19-дезоксиглюкоза (Тфиз = 109,7 мин). Исследования выполняют спустя 30–60 мин после внутривенного введения РФП. ПЭТ

13

с фтор-19-дезоксиглюкозой обладает высокой чувствительностью (94–100 %)

вдиагностике ряда онкологических заболеваний, однако специфичность, по данным ряда авторов, колеблется в пределах 60–100 %. Ложноположительные результаты, как правило, обусловлены воспалительными процессами. Повышенное накопление фтор-19-дезоксиглюкозы может наблюдаться при таких заболеваниях, как туберкулез, микоз, саркоидоз, послеоперационные инфекции, лучевые поражения и др.

Большинство сложностей и ошибок ПЭТ-диагностики происходят изза анатомической бедности изображений ПЭТ, поэтому в последние годы широко используется ПЭТ, совмещенная с КТ или МРТ.

Показания к ПЭТ/КТ, ПЭТ/МРТ в онкологии:

1)выявление злокачественных новообразований;

2)оценка распространенности опухоли (стадирование/рестадирование);

3)оценка эффективности проведенного лечения;

4)выявление рецидивов (при повышении уровней опухолевых маркеров

всыворотке крови);

5)выявление первичного опухолевого очага (при уже выявленных мета-

стазах);

6)диагностика рецидива опухоли;

7)планирование лучевой терапии;

8)определение наиболее «агрессивного» участка опухоли для планирования биопсии;

9)динамическое наблюдение.

Противопоказанием к ПЭТ/КТ, ПЭТ/МРТ является беременность (подтвержденная или предполагаемая).

РАДИОНУКЛИДНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Щитовидная железа состоит из двух долей и перешейка. Длина каждой доли варьирует и составляет около 3 см, а ширина — около 3–4 см. Правая доля располагается немного выше левой. В редких случаях может выявляться дополнительная пирамидальная доля. Обычно у взрослых она атрофируется и не определяется.

Стандартное положение щитовидной железы — это область нижней трети шеи, на уровне перстневидного хряща и ниже. Доли располагаются по сторонам от трахеи. Кроме стандартного положения, выделяют несколько вариантов аномальной локализации щитовидной железы. К ним относят сублингвальную (интралингвальную, лингвальную) и ретростернальную (субстернальную, интратрахеальную) локализации щитовидной железы (рис. 8). В очень редких случаях ткань щитовидной железы может определяться в опухолях яичников (struma ovarii).

14

Рис. 8. Сканограмма ретростернально расположенной щитовидной железы. Нормальное распределение РФП

Активность щитовидной железы тесно связана с обменом йода в организме. Выделяются следующие фазы такого обмена:

–неорганическая;

–органическая;

–транспортно-органическая;

–тканевая (периферическая).

Неорганическая фаза включает в себя поступление йода в организм, всасывание аниона йода в пищеварительном тракте и захват йода из плазмы крови щитовидной железой. Источниками йода для организма являются яйца, молоко, морепродукты. Значительная часть поступившего в организм йода захватывается щитовидной железой, а остальная часть экскретируется с мочой.

В органическую фазу йод участвует в синтезе гормонов щитовидной железы (трийодтиронин и тироксин). Из фолликулов щитовидной железы гормоны поступают в кровь, где связываются с белками плазмы — транс-

портно-органическая фаза. В ходе периферического (тканевого) этапа йодно-

го обмена гормоны щитовидной железы поглощаются тканями организма и участвуют в метаболических процессах, чаще всего потенцируя фосфорилирование в реакциях клеточного гликолиза. Освободившийся в ходе реакций йод частично участвует в синтезе новых гормонов щитовидной железы, частично — выводится из организма.

Активность щитовидной железы регулируется гипоталамо-гипофизарно- тиреоидной системой.

К радионуклидным методам исследования, позволяющим определить функционально-топографическое состояние щитовидной железы, относятся:

–сканирование;

–сцинтиграфия;

–ОФЭКТ, ОФЭКТ/КТ.

Показаниями для проведения радионуклидных методов исследования являются:

1)определение функциональной активность тиреоидной ткани;

2)выявление патологических очагов и их функциональной активности;

15

3)обнаружение атипично расположенных участков тиреоидной ткани;

4)оценка эффективности лечения и ранних рецидивов различной патологии щитовидной железы (токсический зоб, тиреотоксикоз и др.).

Одним из показаний к проведению сцинтиграфии является подозрение на узловой зоб, по данным УЗИ, различные узловые образования в области щитовидной железы размером 1 см и более, определяемые при пальпации области шеи.

РФП, применяемые при исследовании щитовидной железы:

1. 99mTc-пертехнетат натрия (NaTсO4). Период полураспада 99mTc составляет 6,01 ч. Препарат вводится внутривенно и обычно не вызывает аллергических или побочных реакций. Лучевая нагрузка при инъекции препарата в рекомендованных дозах значительно меньше по сравнению с применяемыми ранее препаратами и составляет для взрослого пациента около 0,9 мЗв. Пертехнетат натрия накапливается в щитовидной железе, но не подвергается дальнейшему распаду. Обычно на 20-й минуте после введения концентрация его в органе значительно снижается. В настоящее время это основной РФП для исследования щитовидной железы.

2. 123I-натрия йодид (применяемый ранее 131I на данный момент практически не используется из-за его высокой лучевой нагрузки на пациента). Период полураспада РФП 123I составляет 13,2 ч. Возможно введение внутривенно и перорально. Препарат позволяет проводить анализ состояния щитовидной железы через 24 ч после введения. Он является максимально специфичным для щитовидной железы, неспецифические участки накопления в окружающих мягких тканях обычно отсутствуют, в отличие от пертехнетата натрия. Но, так как лучевая нагрузка после введения 123I превышает нагрузку после введения пертехнетата натрия, данный препарат используется только по определенным показаниям. Как правило, это эктопия или дистопия щитовидной железы. Может использоваться также на этапах диагностики дифференцированных раков щитовидной железы.

Подготовка к исследованию:

1. За 3–4 недели до исследования прекратить применение препаратов стабильного йода, в том числе и наружное применение йодсодержащих антисептиков.

2. По возможности ограничить прием гормональных препаратов щитовидной железы (за 1–2 недели).

3. За месяц до исследования прекратить прием препаратов, подавляющих функцию щитовидной железы (тиреостатики и др.).

4. За 3–4 недели прекратить прием галогенсодержащих препаратов, не проводить рентгенологические исследования с применением йодсодержащих контрастных веществ.

Методика исследования. Препараты вводятся внутривенно. При использовании 99mTc-пертехнетата натрия исследование начинают через 15–20 мин после введения, при использовании 123I-натрия йодида — через 2–3 ч (возможно проведение исследования до 24 ч после введения).

16

Положение пациента при исследовании: сидя с запрокинутой головой либо лежа на спине с использованием валика под шею.

При отсутствии тиреоидной патологии на сцинтиграмме (сканограмме) визуализируется (рис. 9, 10) щитовидная железа, которая расположена на 2 см выше яремной вырезки грудины и по форме обычно напоминает бабочку или подкову; также определяется относительно равномерное накопление РФП с максимумом в центральных отделах долей.

Рис. 9. Сцинтиграмма щитовидной железы. Нормальное распределение РФП

Рис. 10. Сканограмма щитовидной железы. Нормальное распределение РФП

При патологии могут определяться как локальные участки с пониженным или повышенным накоплением препарата, так и диффузное повышение, понижение или неравномерность накопления РПФ. Примером диффузного, относительно равномерного, повышенного накопления РПФ может быть сцинтиграфическая картина Базедовой болезни (диффузный токсический зоб). При данной патологии определяется повышенная продукция тиреоидных гормонов, сопровождающаяся диффузной гиперплазией щитовидной железы.

Локальные участки повышенного накопления препарата определяются как «горячие узлы». Наиболее часто такие изменения на сцинтиграммах могут выявляться при токсических и нетоксических аденомах. Токсическая аденома проявляется локальным участком гиперплазии тиреоидной ткани (рис. 11). Также у незначительного количества пациентов «горячий узел» может быть обусловлен злокачественным процессом.

17

Рис. 11. Сцинтиграмма щитовидной железы. Наличие «горячих узлов»: а — в нижнем полюсе правой доли; б — в нижнем полюсе левой доли

Локальные участки пониженного накопления или отсутствие накопления препарата, выявляемые вследствие наличия кист, опухолей, рубцов и участков нефункционирующей тиреоидной ткани, называются «холодными узлами» (рис. 12, 13).

Рис. 12. Сцинтиграмма щитовидной железы. Наличие «холодных узлов»:

а — в нижнем полюсе левой доли; б — в боковых отделах правой доли и нижнем полюсе левой доли

Рис. 13. Сканограмма щитовидной железы. Наличие «холодного узла» в нижнем полюсе правой доли и перешейка щитовидной железы

18

Для дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных процессов в щитовидной железе часто используют функциональные пробы с тиреотропным гормоном. При доброкачественных процессах после стимуляции тиреотропным гормоном, как правило, можно зафиксировать появление активности в виде накопления РФП в тех участках щитовидной железы, которые раньше не функционировали.

Сцинтиграфическая картина не всегда отражает специфические признаки определенной патологии щитовидной железы (возможно мимикрирование, в том числе небольших злокачественных образований, под доброкачественные процессы). В связи с этим при описании сцинтиграмм необходимо сопоставить клиническую картину заболевания, результаты УЗИ, анализов крови, биопсии и других исследований с полученными результатами сцинтиграфии.

РАДИОНУКЛИДНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧЕК И МОЧЕВЫВОДЯЩИХ ПУТЕЙ

Радионуклидное исследование почек и мочевыводящих путей основано на изучении их структуры и оценке функций. Морфологическая структура почек, мочевого пузыря, мочеточников хорошо визуализируется с помощью УЗИ, КТ и МРТ, а также внутривенной урографии. Функциональное же состояние данных органов может быть изучено с помощью радионуклидных методов исследования, которые дают возможность оценить не только топографию всего органа и отдельных его частей, но и клубочковую фильтрацию, канальцевую секрецию, уродинамику, состояние паренхимы и кровоснабжение почек. Радионуклидная диагностика позволяет обнаружить нарушения функции почек уже в начальных стадиях заболевания, когда другие методы малоинформативны.

Основные показания к проведению радионуклидного исследования почек и мочевыводящих путей следующие:

1)диагностика вазоренальной гипертензии, стеноза почечной артерии;

2)выявление пузырно-мочеточникового рефлюкса;

3)оценка функционального состояния почек при таких патологиях, как гидронефроз, мочекаменная болезнь, пиелонефрит, гломерулонефрит, острая

ихроническая почечная недостаточность;

4)предоперационная оценка функционального состояния почек при планируемой трансплантации почки;

5)в качестве альтернативного метода у пациентов, у которых имеются противопоказания к проведению внутривенной урографии (повышенная чувствительность к йоду и др.).

Противопоказаниями к проведению радионуклидного исследования почек и мочевыводящих путей являются:

1)беременность;

2)кормление грудью;

19

3) терминальная стадия хронической почечной недостаточности. РФП, применяемые при исследовании почек и мочевыводящих путей:

1.Гиппуран, меченный 131I. Данный РФП уже много лет применяется в качестве индикатора при проведении радионуклидной ренографии, но может применяться и для динамической нефросцинтиграфии. После внутривенного введения гиппурана приблизительно 80 % его количества активно секретируется почечными канальцами, а остальные 20 % фильтруются клубочками.

2.Гиппуран, меченный 123I. Как и гиппуран, меченный 131I, данный РФП используется при проведении радионуклидной ренографии и динамической нефросцинтиграфии. Применяется у детей из-за его короткого периода полураспада (13,2 ч) и оптимальной, с точки зрения регистрации, энергии гам- ма-квантов (159 кЭв), позволяющих значительно снизить лучевую нагрузку на пациента.

3.99mТс-DTPA — СаNa3-диэтилентриаминпентаацетат, меченный 99mТс.

Применяется данный РФП как для ренографии, так и для динамической нефросцинтиграфии. 99mТс-DTPA экскретируется из крови путем клубочковой фильтрации.

4.99mТс-MAG3 — бензоилмеркаптоацетилтриглицерин, меченный 99mТс.

Данный РФП активно секретируется почечными канальцами. 99mТс-MAG3 используется для проведения ренографии, динамической нефросцинтиграфии и радионуклидной ангиографии почек. Высокая белковая тропность данного РФП в сочетании с высокой эффективностью экстракции обуславливают получение высококачественных сцинтиграфических изображений.

5.99mТс-DMSA — 2,3-димеркаптоянтарная кислота. Данный РФП из-

бирательно накапливается в ткани проксимальных извитых канальцев почек. Применяется для статической нефросцинтиграфии и при сканировании почек.

6.99mТс-глюкогептонат. Данный РФП применяется для статической нефросцинтиграфии.

7.Неогидрин, меченный 197Нg. Данный РФП применяется при сканировании почек. Он хорошо накапливается и длительно фиксируется в канальцах почек.

8.99mТс-этилендицистеин. Данный РФП используется для функциональных исследований почек и мочевыводящих путей. Частично (17 %) фильтруется в клубочках, но основная часть (50 %) секретируется в проксимальной части канальцев.

Различают следующие виды радионуклидного исследования почек:

– радиоизотопную ренографию;

– ангиореносцинтиграфию;

– сканирование почек;

– статическую и динамическую нефросцинтиграфию. Радиоизотопная ренография (гамма-хронография почек) проводится

на функциональных радиометрических установках, снабженных 3–4 тубусными детекторами и регистрирующим устройством.

20