Презентация на тему "Методы радионуклидной диагностики органов и систем человека"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Национальный исследовательский ядерный университетМИФИКафедра «Медицинская физика»

  Курс «Физика радиоизотопной медицины» «Методы радионуклидной диагностики органов и систем человека» Москва 2013 Доцент каф. 35 Штоцкий Ю.В.

• 
  Слайд 2

  Содержание

  Введение Опухоли и воспалительные процессы Эндокринная система Сердечно-сосудистая система и функции сердца Дыхательная система

• 
  Слайд 3

  Введение

  Возможности РНД выявление метаболических нарушений в патологических очагах и окружающих тканях выявление опухоли возможно в тех случаях, когда структурные изменения не выявляются или неспецифичны, а также в целях получения раннего ответа опухоли на терапию для прогнозирования результата лечения Основные задачи Дифференциальная диагностика злокачественных опухолей и доброкачественных образований Определение распространенности опухолевого процесса, уточнение стадии процесса Выявление рецидивов и метастазов после проведенного лечения Оценка эффективности противоопухолевой терапии

• 
  Слайд 4

  РНД in vivo (упрощенная схема)

  Гамма-излучение Позитрон

• 
  Слайд 5

  Систематика РНД

• 
  Слайд 6

  Основные принципы РНД

  формирование поля гамма – излучения, испускаемого РФП из тела пациента Коллиматоры / перемещение детектора дискриминация измерительной информации По энергии – подавление вклада рассеянных фотонов По месту регистрации – улучшение импульсной загрузочной характеристики детектора По времени – в ПЭТ для отбора полезных сигналов По типу излучения – в случае бета- и гамма-топографии синхронизация физиологическими сигналами Для улучшения диагностического качества исследования получение информации о функциональных резервах РНД исследования проводят с использованием, так называемых нагрузочно - разгрузочных проб. Данные пробы могут быть двигательными, фармакологическими, визуальные, пищевые и т.п.

• 
  Слайд 7

  РНД in vivo

• 
  Слайд 8

  РНД in vitro

  а – схема радиоиммунологического анализа б – график результатов радиометрии Этапы процесса: I – смешивание реагентов II – инкубация III – разделение _______________________________ Лэ – исследуемое вещество (эндогенный лиганд) Лм – меченый аналог исследуемого вещества (меченый лиганд) Вс – воспринимающая система (специфическая) Рп – прореагировавшие вещества (связанная радиоактивность) Рнп – не прореагировавшие вещества (свободная радиоактивность)

• 
  Слайд 9

  РФП для РНД

  Свойства, влияющие на выбор РФП: клиническая целевая функция исследования отсутствие химической и радиационной токсичности характер транспорта РФП в организме устойчивость радиоактивной метки простота приготовления и использования стоимость и доступность ОПТИМАЛЬНЫЙ РФП = минимальная доза внутреннего облучения и стоимость

• 
  Слайд 10
  

  Классификация свойств с т.з. физических основ РНД: транзит (прохождение через исследуемый орган транзитом в ходе измерения) удержание (накопление и/или удержание в исследуемом органе) способность проникать через гематотканевый барьер (движение по сосудистому руслу после введения в организм, проникновение в окружающие сосуд ткани) избирательность места накопления (накопление в патологических тканях – образование «горячих очагов», накопление в здоровых тканях – образование «холодных очагов»)

• 
  Слайд 11

  Классы РФП

  РФП, способные накапливаться в интактных тканях, окружающих опухоль РФП, способные накапливаться в тканях, подверженных неспецифическим изменениям со стороны опухоли РФП, тропные к мембранам опухолевых клеток по реакции «антиген-антитело» РФП, тропные к мембранам опухолевых клеток по механизму клеточной рецепции Специфические РФП, проникающие в опухолевые клетки Неспецифические РФП, проникающие в опухолевые клетки

• 
  Слайд 12

  Тумороторпные РФП

• 
  Слайд 13

  Визуализация с туморотропными РФП

  При ОФЭКТ грудной полости визуализируются очаги патологической фиксации 99mTc-MIBI в обоих легких; нормальное физиологическое накопление РФП в миокарде левого желудочка сердца

• 
  Слайд 14

  РФП на основе 99mTcдля сцинтиграфии

• 
  Слайд 15
  
• 
  Слайд 16
  
• 
  Слайд 17

  Пример применения РФП в сцинтиграфии

  Пациент с диагнозом рака верхней доли правого легкого с метастазами во внутригрудные лимфатические узлы, для исследования применялся РФП 111In - Октреотид, предназначенный для выявления нарушений метаболических процессов в опухолях и окружающих тканях

• 
  Слайд 18
  

  Отстеосцинтиграфия99mTc

• 
  Слайд 19

  Новые направления сцинтиграфии

  Иммуносцинтиграфия: диагностическое применение основных РФП для этого направления: 111In-anti CEA, 111In-B72.3 — диагностика колоректального рака 111In-OC125, 99mTc-MOV18, 111In-OVTL3 — диагностика рака яичников 99mTc-225 28S F(ab)2 fragments — диагностика меланомы 99mTc-NR-LU10 — диагностика рака легких 111In-antimyosin — диагностика рабдомиосаркомы 131I-antiCEA F(ab)2 fragments — диагностика медуллярного рака щитовидной железы

• 
  Слайд 20

  РФП для ПЭТ

• 
  Слайд 21

  Визуализация в ПЭТ

  Пример ПЭТ визуализации с использованием фторсодержащих РФП.a– КТ изображение, b– ПЭТ с FLT, с –FDG

• 
  Слайд 22

  Современные методы РНД

  Мультимодальная визуализация: ПЭТ/КТ/ОФЭКТ-Гамма-Камера Philips AnyScan®

• 
  Слайд 23

  Характеристики системы

  Модуль КТ 70 см, FOV 50 см – Диаметр апертуры, поле обзора 0,4 0,5, 0,7, 1, 1,5 и 2 сек. – Время оборота гентри на 360° Количество срезов 16 Количество элементов детектора 21504 Минимальная толщина среза 0,625 мм Модуль Гамма-камера/ОФЭКТ Диапазон изменения угла поворота детекторов 180 и 101 или 90° Толщина кристалла 9,5 мм, 12,5 мм, 15,9 мм. количество ФЭУ48-60 FOV детектора: 530 мм х 390 мм Диапазон энергий: 40 – 600 кэВ Энергетическое разрешение для 99mTc: 9,5% Пространственное разрешение с коллиматором LEHR: 7,2 мм Модуль ПЭТ Количество детекторов 24 Размер кристалла 3,9 х 3,9 х 20 мм Количество пикселей 26448 Количество фотоумножителей 288 Поперечное разрешение 1 см: 4,1 мм Продольное разрешение 1 см: 4,2 мм Продольный FOV: 15,2 см Поперечный FOV: 55 см Чувствительность системы: 4,3 событий / (кБк∙с)

• 
  Слайд 24

  Принцип мультимодальной визуализации

  Принцип мультимодальной визуализации.А – КТ изображение, В – ПЭТ изображение,С - результат совмещения А и В

• 
  Слайд 25
  

  РНД эндокринной системы Возможное расположение щитовидной железы:1 - лингвальное; 2 - интралингвальное; 3 - сублингвальное;4 - нормальное; 5 - интратрахеальное; 6 - субстернальное Щитовидная железа Функции щитовидной железы: Захват йода из плазмы крови (неорганическая фаза) Синтез гормонов щитовидной железы (органическая фаза) Секреция гормонов в кровь Заболевания щитовидной железы: Пшотиореоз–дефицит тиреоидных гормонов Гипертиреоз– повышение функции ЩЖ Тиреотоксикоз – повышенный уровеньтиреоидных гормонов Зоб– узловое образование ЩЖ

• 
  Слайд 26
  

  Внешний вид тиреорадиометра Измерение йодопоглотительнойфункции У взрослых здоровых людей уровень поглощения 131Iпосле введения РФП через: 2 часа составляет 7-10%; 4 часа - 15-17%; 24 часа - 29- 32%; 48 часов - 28-30% Щитовидная железа

• 
  Слайд 27
  

  РФП для диагностики щитовидной железы. Щитовидная железа

• 
  Слайд 28
  

  Сцинтиграмма щитовидной железы в норме:а – форма бабочки, б - подковообразная форма. Щитовидная железа Анализсцинтиграмм Определение расположения ЩЖ(величина, форма,четкость контуров) Распределение РФП(равномерное, неравномерное) Наличие и локализация патологическогоочага (величина, форма, контуры)

• 
  Слайд 29
  

  Сцинтиграфия щитовидной железы.

• 
  Слайд 30
  

  Нормальное (а) и абберантное (б) положение ПЩЖ Паращитовидные железы Радионуклиды длядиагностики ПЩЖ

• 
  Слайд 31
  

  Схема проведения двухизотопногоисследования ПЩЖ Паращитовидные железы Двухфазная сцинтиграфия с 99mTс- МИБИ

• 
  Слайд 32
  

  Анатомия надпочечников Надпочечники Радионуклиды длядиагностики надпочечников

• 
  Слайд 33
  

  Двусторонне увеличенные надпочечники, повышенное накопление РФП Ассиметричное (слева более выражено) накопление РФП Надпочечники

• 
  Слайд 34
  

  Кровоснабжение сердца. ПКА - правая коронарная артерия,ЛКА - левая коронарная артерия,OA- огибающая артерия,ПНА - передненисходящая артерия РНД сердечно-сосудистой системы и функций сердца Преимущества перфузионнойсцинтиграфии миокарда: Высокая чувствительность Специфичность Информативность Неинвазивность в большинствеслучаев Возможность количественной икачественной оценки тканевойперфузии миокарда

• 
  Слайд 35
  

  Радионуклиды для перфузионной сцинтиграфии миокарда

• 
  Слайд 36
  

  Группы РФП, меченных 99mТс индикаторы, попадающие в миокард после их введения в коронарное русло или в полость левого желудочка (99mТс-микросферы альбумина человеческой сыворотки); препараты, которые аккумулируются в сердечной мышце после внутривенного введения (катионные и нейтральные комплексы 99mТс). Проблемы использования 99mТс-микросфер альбумина Потенциальная возможность возникновения патологических реакций вследствие блокирования определённой части микроциркуляторного русла. (внутриартериальное введение менее 200 тысяч частиц диаметром 10-60 мкм, содержащих небольшое количество альбумина (0,04 мг) в объеме 0,1-0,5 мл, является безопасным для пациента. Необходимость введения РФП с помощью инвазивной методики внутриартериальной катетеризации.

• 
  Слайд 37
  

  . Преимущества применения 99mТс- МИБИ Улучшенное изображение миокарда (Оптимальные сцинтиграфические изображения миокарда с этим РФП получаются через 30-90 минут после его инъекции.) При этом в сердце накапливается около 1,5% введенной дозы при нагрузке и 1,2% - в покое. Снижение дозовых нагрузок на другие органы за счет высокой скорости клиренса Период полувыделения99mТс-МИБИ из миокарда составляет около 7 ч. Методики перфузионнойсцинтиграфии сердца. Планарная перфузионнаясцинтиграфия Преимущества: Визуализация всех отделов миокарда левого желудочка Простота выполнения Недостатки: Экранирование другими тканями

• 
  Слайд 38
  

  Методики перфузионнойсцинтиграфии сердца. ОФЭКТ. Преимущества: Возможность оценить перфузию во всех отделах сердца Недостатки: Длительность исследования (20 минут) Неудобство проведения обследования для пациента(лежа на спине с закинутыми за голову обеими руками для предотвращения экранирования миокарда (при вращении детектора на 360°) или только левой рукой (при вращении на 180°). Артефакты (из-за смещения больного; структуры между миокардом и детектором гамма-камеры) Интерпретация и компьютерная обработка полученных данных 1) Врач- радиолог в ходе работы определяет границы томографируемого участка с указанием числа срезов и толщины срезов. Задаются параметры фильтрации (вид и характеристики цифрового фильтра) для улучшения соотношения сигнал/шум 3) Для оценки и интерпретации чаще всего используются косые томосрезы: -вертикальные и горизонтальные сечения по длинной оси-срезы по короткой оси сердца

• 
  Слайд 39
  

  Вертикальные (а) и горизонтальные (б) сечения по длинной оси,срезы по короткой оси сердца (в).

• 
  Слайд 40
  

  Подходы к оценке размеров дефектов перфузии. Полуколичественный метод. Сердце «делят» на 9 сегментов, размеры дефектов определяют как: Незначительные, если зоны гипоперфузии захватывают один или два сегмента; Умеренные, в тех случаях, когда в патологический процесс вовлечены от трех до пяти сегментов; Выраженные, когда ишемические явления наблюдаются в шести и более секторах. Подходы к оценке размеров дефектов перфузии. Количественный метод. В основе методики лежит вычисление трех параметров: размеров дефектов перфузии; степени аккумуляции нуклида в исследуемой зоне «интегрального индекса дефекта перфузии» (ИИДП), связывающего два предыдущих показателя.

• 
  Слайд 41
  

  Вычисление величины дефектов перфузии Nhypo - количество гипоперфузируемых сегментов; Nnorm - количество нормально перфузируемых сегментов. Вычисление интегрального индекса дефекта перфузии Сhypo - средний процент накопления РФП в дефекте перфузии Сnorm - средний процент накопления РФП в нормально перфузируемых сегментах

• 
  Слайд 42
  

  Реконструкциятомосрезовметодом полярногокартирования.

• 
  Слайд 43
  

  Проблемы использованияметода полярного картирования Неудобно для врачей-кардиологов Проблемы, связанные с оценкой величины зон нарушенного венечного кровообращения Проблемы при сопоставлении сцинтиграмм, полученных в покое, на пике нагрузки и в условиях перераспределения РФП

• 
  Слайд 44
  

  Пример томографической картины. Томосрезысердца, полученные при нагрузке и в покое.Срезы вы­полнены по длинной вертикальной (ДВО), длинной горизонтальной(ДГО) и короткой (КО) осям сердца. На срезах отмечается равномерная аккумуляция РФП в миокарде.

• 
  Слайд 45

  Строение легких (общий вид)

  1 Гортань2 Щитовидная железа3 Трахея4 Бронхи5 Ребра6 Межреберные мышцы7 Край печени8 Диафрагма9 Плевральная щель10 Сердце11 Граница между верхней и нижней долями легкого Дыхательная система

• 
  Слайд 46

  Структура ветвления функциональных элементов легких

  Бронхи (главные) Бронхи (долевые) Третичные бронхи (сегментарные) Бронхиолы Концевые бронхиолы Респираторные бронхиолы Альвеолярные ходы и мешочки

• 
  Слайд 47

  Кровеносная система(малый круг кровообращения)

  Правый желудочек Легочный ствол Правая и левая легочные артерия Долевые, сегментарные, субсегментарные легочные артерии Артериолы и капилляры Вены Правое предсердие Газообмен

• 
  Слайд 48

  Параметры эффективного газообмена

  парциальное давление кислорода (Ра02) между 11 и 13 кПа (83-98 мм рт. ст.) парциальное давление углекислоты (РаС02) на уровне 4,8-6 кПа (36- 45 мм рт. ст.). Эффективный газообмен возможен только при вентилляционно-перфузионном равновесии. Тромбоэмболия легочной артерии Закупорка лёгочной артерии или её ветвей тромбами, которые образуются чаще в крупных венах нижних конечностей или таза (эмболия) Часто возникает при: Сердечной недостаточности (в основном у пожилых лиц) Абдоминальных хирургических вмешательства Урологических и акушерско-гинекологических операции Злокачественных новообразованиях

• 
  Слайд 49
  

  Методы радиоизотопного исследования легких Перфузионный Вентилляционный Позволяет оценить: легочную вентиляцию, состояние внешнего дыхания, бронхиальную проходимость, анатомо-физиологические нарушения в малом круге кровообращения

• 
  Слайд 50

  Перфузионный метод

  Принцип: временная эмболизацияартериально-капиллярного русла легких (примерно 0.0001 его объема) Применяемые РФП: Макроагрегаты альбумина человеческой сыворотки крови, меченные 99mTc (99mTc-МАА) Микросферы человеческого альбумина, меченные 99mTc (99mTc-МСА) Лучевая нагрузка: 2.2 мЗв на легкие; 0.15 мЗв на все тело при активности 37.0 МБк

• 
  Слайд 51

  Вентилляционный метод

  Принцип: вдыхание излучающих инертных газов или меченных аэрозолей с целью исследования прохождения дыхательных путей Применяемые РФП: 133Xe, 127Xe,81mKr Аэрозоли меченные 99mTc (микросферы альбумина (МСА); дитилен-триаминпентаацетиловая кислота (DPTA, ДТПА) Доза: должна быть больше в 10 раз чем в перфузионном методе

• 
  Слайд 52

  Комбинирование методов радионуклидной диагностики легких

  Использование Tcв обоих методах по отдельности целесообразно, НО при последовательном сканировании обоими методами его использование невозможно Вентилляционнуюсцинтиграфию проводят перед перфузионной, применяя 133Xe (E=81 кэВ) Применяя 127Xe , можно проводить сначала вентилляционное исследование, НО его производство дороже

• 
  Слайд 53

  Сравнение метода радиозотопной диагностики легких с другими методами

  Слева. Сцинтиграмма легких с патологией (ТЭЛА) в различных проекциях. Справа. КТ легких с патологией в различных проекциях.

• 
  Слайд 54
  
• 
  Слайд 55

  Спасибо за внимание