December 11th, 2015

Позитронно-эмиссионная томография в неврологии и нейрохирургии



Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) представляет собой диагностическую и исследовательскую методику ядерной медицины, позволяющую отслеживать распределение в организме биологически активных соединений, меченных позитрон-излучающими радиоизотопами (ультра-короткоживущими радионуклидами) и получать количественное изображение метаболических изменений. Таким образом, ПЭТ является [трехмерной] технологией радионуклидной визуализации, основанной на способности радиоактивного изотопа накапливаться в тканях (обладающих высокой метаболической активностью) и предоставляющей информацию (общую и регионарную) о метаболизме клеток.

ПЭТ очень чувствительный неинвазивный метод для изучения биохимических и молекулярных процессов в живом организме, не меняющий его физических свойств. При различных заболеваниях в большинстве случаев нарушения метаболизма предшествуют морфологическим, отображаемым такими структурными методами визуализации, как ультразвуковое исследование (УЗИ), компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ).

Принцип метода. Метод ПЭТ основан на явлении спонтанного излучения позитрона, характерного для неустойчивых ядер некоторых ультра-короткоживущих изотопов (11С, 13N, 15O, 18F, 82Rb), в которых количество протонов превышает количество нейтронов. При переходе ядра в стабильное состояние оно излучает позитрон, пробег которого заканчивается столкновением с орбитальным электроном (частицей, имеющей одинаковую с ним массу, но противоположный заряд) и их аннигиляцией. Длина траектории свободного пробега позитрона не превышает 8 мм (в среднем - 3 - 4 мм) и зависит от энергии изотопа и плотности среды. При взаимодействии позитрона с электроном происходит аннигиляция с образованием двух равных по энергии (511 кэВ) и диаметрально противоположно направленных гамма-квантов. Регистрирующая система (детектор) позитронного эмиссионного томографа (ПЭ-томографа) установлена в форме колец и позволяет с высокой точностью определять координаты источника излучения по совпадению сигналов. Сигналы, вызванные одновременным взаимодействием гамма-квантов с двумя расположенными друг напротив друга детекторами, свидетельствуют о расположении точка аннигиляции на линии, соединяющей детекторы. Взаимодействие гамма-кванта с кристаллом детектора ПЭ-томографа вызывает свечение - сцинтилляцию, которая усиливается расположенными за кристаллами фотоумножителями и превращается в электромагнитный импульс при помощи системы преобразователей. Электромагнитный импульс записывается электронно- вычислительным комплексом ПЭ-томографа в виде синограммы - графика, отображающего число зарегистрированных событий для каждой линии совпадений. Далее производится компьютерная обработка синограммы, результатом которой является трехмерное отображение распределения радиофармацевтического препарата (РФП) в исследуемых органах и тканях.



Для определения координат позитронизлучающего источника коллиматоры - устройства для получения параллельных пучков частиц - не нужны. Данное свойство ПЭТ получило название «электронной коллимации». Благодаря этому чувствительность ПЭТ на 1 - 2 порядка выше по сравнению с однофотонной эмиссионной компьютерной томографией (ОФЭКТ). Такой выигрыш в чувствительности позволяет добиться большей статистической достоверности при реконструкции изображений.

РФП, используемые при выполнении ПЭТ, являются естественными питательными веществами для клеток живого организма, их метаболитами или синтетическими аналогами, а включение в их состав радионуклидов не влияет на биохимические свойства. Среди РФП фтор-18 (18F), а точнее 18F-фтордезоксиглюкоза (18F-ФДГ), обладает наиболее оптимальными характеристиками, как с точки зрения задач, которые решает ПЭТ с помощью этого препарата, так и с точки зрения наибольшего (удобного) периода полураспада (110 мин) и наименьшей энергией излучения, благодаря чему 18F-ФДГ позволяет получать ПЭТ-изображения высокой контрастности и пространственного разрешения при низкой дозовой нагрузке на пациентов. Указанный выше [продолжительный] период полураспада радионуклида 18F (110 мин) и длительная ретенция 18F-ФДГ в тканях позволяют проводить исследования всего тела («Whole body»), которое состоит в последовательном сканировании одинаковых по размеру анатомических зон, с последующим соединением их в единое изображение всего тела. К тому же данный РФП можно синтезировать в центре, где есть медицинский циклотрон, а затем транспортировать в близлежащие клиники, где он отсутствует, но есть позитронные эмиссионные томографы. Это так называемая сателлитная схема работы ПЭТ-центров. Благодаря ей ПЭТ становится более доступной и экономичной.

Обязательным условием при подготовке к ПЭТ является голодание в течение не менее 6 ч, т.к. высокий уровень инсулина, вызванный употреблением пищи, приводит к гиперфиксации 18F-ФДГ в мышечной и жировой ткани, что ухудшает качество сцинтиграфического изображения и делает его непригодным для интерпретации. Перед исследованием пациенту разрешается употреблять только воду или не содержащие углеводы напитки (чай или кофе) для обеспечения гидратации и увеличения диуреза. Непосредственно перед инъекцией 18F-ФДГ необходимо измерить уровень глюкозы крови, который не должен превышать 11 ммоль/л (по некоторым данным - 10 ммоль/л). Если снижения уровня глюкозы не достигнуто, исследование должно быть перенесено. Больным сахарным диабетом не назначают пероральные гипогликемические препараты или инсулин перед введением 18F-ФДГ (инсулин вводится не позже чем за 2 ч до введения РФП).

Инъекция 18F-ФДГ производится в расслабленном положении на удобном кресле. После этого пациенту можно читать, но нельзя разговаривать, ходить, жевать. Следует избегать любой мышечной активности. 18F-ФДГ вводят внутривенно из расчета 3,5 - 7 МБк/кг массы тела больного. Исследование выполняют через 60 - 90 мин после введения РФП. Рекомендуется прием фуросемида (20 мг одновременно с введением РФП). Обязательна гидратация организма: 750 мл воды (до и после введения РФП). Необходимо частое опорожнение мочевого пузыря, особенно непосредственно перед укладкой на ПЭ-томограф.

Целесообразна интеграция ПЭТ и [рентгеновской] компьютерной томографии (КТ) в один комбинированный (гибридный) аппарат (ПЭТ-КТ), обеспечивающего анатомическую привязку, качественную и быструю трансмиссионную корректировку изображений. Клинические данные свидетельствуют, что ПЭТ-КТ имеет преимущества перед ПЭТ и КТ, проведенными отдельно.

Метод [ПЭТ] имеет огромное значение в онкологии (свыше 80% всех исследований), кардиологии, неврологии. В настоящее время ПЭТ является наиболее эффективной из существующих методик прижизненной визуализации важнейших биохимических процессов и физиологических функций центральной нервной системы. С помощью ПЭТ может быть получена ценная информация о состоянии метаболизма глюкозы, аминокислот, жирных кислот, мозгового кровотока, проницаемости гематоэнцефалического барьера, активности различных ферментов, синтеза и метаболизма нейротрансмиттеров, плотности рецепторов, лиганд-рецепторном взаимодействии и экспрессии генов и т. д. ПЭТ позволяет достоверно регистрировать изменения в этих системах, которые могут быть обусловлены возрастными особенностями, психическими, нейродегенеративными и цереброваскулярными заболеваниями, а также черепно мозговой травмой.



Подробнее о применении ПЭТ в неврологии и нейрохирургии Вы можете прочитать:

в статье «Позитронная эмиссионная томография головного мозга: принципы и методы обработки изображений (обзор литературы)» А.А. Станжевский, Л.А. Тютин, Н.А. Костеников, Российский научный центр радиологии и хирургических технологий Минздравсоцразвития, Санкт Петербург (журнал «Лучевая диагностика и терапия» №2(1), 2010) [читать];

в статье «Применение технологий ядерной медицины в неврологии, психиатрии и нейрохирургии» А.М. Гранов, Л.А. Тютин, А.А. Станжевский, Российский научный центр радиологии и хирургических технологий, Санкт-Петербург (журнал «Вестник РАМН» №9, 2012) [читать];

в статье «Применение позитронной эмиссионной томографии в ранней диагностике болезни Альцгеймера и сосудистых когнитивных нарушений» И.А. Лупанов Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург (журнал «Вестник Российской военно-медицинской академии» №1(45), 2014) [читать];

в статье «Возможности позитронной эмиссионной томографии с 18F-фтордезоксиглюкозой в дифференциальной диагностике сосудистой деменции» А.А. Станжевский, Л.А. Тютин, Н.А. Костеников, А.В. Поздняков (Российский научный центр радиологии и хирургических технологий; ФГУ «Федеральный Центр сердца, крови и эндокринологии им. В.А. Алмазова Росмедтехнологий, Санкт- Петербург, Россия), журнал «Артериальная гипертензия» Т.15, №2, 2009 [читать];

в статье «Применение позитронной эмиссионной томографии для диагностики паркинсонизма А.А. Станжевский, Л.А. Тютин (Российский научный центр радиологии и хирургических технологий Минздравсоцразвития, Санкт Петербург, Россия), И.В. Литвиненко (Российская Военно медицинская академия им. С. М. Кирова МО, Санкт Петербург, Россия), журнал «Лучевая диагностика и терапия» №3(1), 2010 [читать].


© Laesus De Liro


Buy for 20 tokens
Buy promo for minimal price.