ОСНОВЫ РАДИОНУКЛИДНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ СЕРДЦА РАДИОАКТИВНОСТЬ

ОСНОВЫ РАДИОНУКЛИДНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ СЕРДЦА

РАДИОАКТИВНОСТЬ - (гамма) - лучи самопроизвольный -распад ядра с + + выделением различных видов излучений, энергии и превращением одних элементов в другие -распад ++ ++ Изотоп

АТОМ - нейтральная частица, структура: (+) ядро (протоны, нейтроны) и (-) электроны Количество протонов в ядре равно количеству электронов на орбите

Нуклид - вид атомов, характеризующийся массовым числом и атомным номером + Строение ядра Протоны (атомный номер – «Z» ) N массовое число – «А» Нейтроны + + N N N РАДИОНУКЛИД (ИЗОТОП) – ядра с одинаковым числом протонов и различным количеством нейтронов

«Z» атомный номер + массовое число – «А» +N u 81 Tl 204 53 I 126 49 In 115 u 81 Tl 201 53 I 125 49 In 113 u 81 Tl 199 53 I 123 49 In 111 53 I 131 нуклиды Радионуклиды (изотопы)

АКТИВНОСТЬ РАДИОНУКЛИДА u Количество ядер, распадающихся в единицу времени u Единицей измерения является Беккерель (Бк, Bq) - одно ядерное превращение в секунду для любого нуклида Производными Бк являются: -килобеккерель (к. Бк, k. Bq); -мегабеккерель (МБк, MBk)

Характеристика радионуклидов Долгоживущий радионуклид - радионуклид с периодом физического полураспада в несколько недель; ( 57 Co; 125 I; 32 P и др. ) Среднеживущий радионуклид - радионуклид с периодом физического полураспада в несколько дней; (198 Au; 111 In; 131 I; 99 Mo; 201 TL и др. ) Короткоживущий радионуклид - радионуклид с периодом физического полураспада в несколько часов; (123 I; 99 m. Tc; 199 TL и др. ) Ультракороткоживущий радионуклид с периодом физического полураспада в несколько минут (81 m. Kr; 113 m. In; 13 N; 11 C; 18 F; 82 Rb и др. )

Наиболее распространенные радионуклиды Изотоп T 1/2 99 m. Tc 6 часов 123 I 13, 2 часа 201 Tl 3 дня 7 часов 3, 3 суток 2, 8 суток 8 дней 199 Tl 67 Ga – цитрат 111 In – цитрин 131 I

Радионуклидная диагностика - это самостоятельный научно обоснованный клинический раздел медицинской радиологии, предназначенный для распознавания патологических состояний органов и систем с помощью радионуклидов и меченных соединений

Основной принцип радионуклидной диагностики основан на избирательном депонировании радионуклидов и меченных соединений (радиофармпрепаратов - РФП) в определенном органе или системе

РАДИОФАРМПРЕПАРАТ (РФП) – химическое соединение, содержащие в своей молекуле радионуклид, которое разрешено для введения человеку с диагностической или лечебной целью. Представляет собой комплекс: фармакологический реагент (отвечает за метаболизм органа или системы органов) + радионуклид

Основные реагенты, используемые в радионуклидной диагностике 1. Пентатех, 99 m. Тс (ДТПА) - предназначен для оценки функции почек; 2. Технефит, 99 m. Тс (коллоидный комплекс) предназначен для сцинтиграфии печени, селезенки, ; 3. Технетрил, комплекс 99 m. Тс метоксиизобутилизонитрила – предназначен для оценки перфузии миокарда; 4. Пирфотех, 99 m. Тс (пирофосфат) - используется для диагностики инфаркта миокарда и поражений костей скелета; 5. Макротех, 99 m. Тс (макроагрегаты альбумина человеческой сывортки крови) – используется для диагностики тромбоэмболии легочной артерии; 7. Бромезида, 99 m. Тс (производные иминодиацетиловой кислоты) – используется для оценки гепатобилиарной системы.

Требования, предъявляемые к диагностическим РФП: Ø минимизация радиационной нагрузки на больного Ø исключение образования в организме токсических и радиотоксических веществ Ø пригодность излучения РФП для регистрации радиодиагностической аппаратурой Ø участие в метаболизме исследуемого органа

Основные требования по обеспечению радиационной безопасности: u Любое лучевое исследование должно проводиться строго по показаниям. При равной информативности отдается предпочтение методам, не связанных с облучением или меньшим облучением; u Исследование обязан проводить врач-радиолог; u Всю ответственность за обоснованность, планирование и проведение исследования несет врач-радиолог.

РАДИОНУКЛИДНАЯ ДИАГНОСТИКА В КАРДИОЛОГИИ

Ишемический каскад (Nesto R. , 1987) Стенокардия Потребность Миокарда в кислороде Депрессия сегмента ST Систолодиастолическая дисфункция Нарушение метаболизма Нарушение перфузии Покой Нагрузка

Диагностика достигла таких успехов, что здоровых людей практически не осталось. Бертран Рассел ФАКТОРЫ, ЗАТРУДНЯЮЩИЕ ДИАГНОСТИКУ КОРОНАРНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ: - атипичная клиника; - низкая информативность физикальных методов исследования и ЭКГ, выполненной в покое; - недостаточно высокая чувствительность (66%) и специфичность (77%) нагрузочных ЭКГ-тестов; - инвазивность и высокая стоимость коронарной ангиографии. НИИ кардиологии г. Томск

РАДИОНУКЛИДНАЯ ДИАГНОСТИКА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ изучение коронарной перфузии визуализация адренорецепторов миокарда оценка метаболизма миокарда и его жизнеспособности диагностика ишемического повреждения сердечной мышцы оценка сократительной функции сердца и центральной гемодинамики НИИ кардиологии Томск

Радиокардиопульмонография Правый желудочек Легкое Левый желудочек Метод основан на динамической регистрации прохождения радиоактивного болюса по полостям сердца и сосудам легких.

Радиокардиография Тлег. (4 -6 сек) ПЖ Лег. ЛЖ

Основные параметры РКПГ Тлег – время транзита индикатора по сосудам легких, слагающееся из артериального и венозного модальных времен (4 – 6 c); ПЖ Легкое Там (артериальное модальное время) – позволяет судить о кровотоке в артериолах и капиллярах легких (~ 1, 5 – 2, 5 c); Твм (венозное модальное время) - характеризует кровоток в венах МК (2, 5 – 3, 5) Там Твм ЛЖ

Радионуклидная оценка параметров центральной гемодинамики III ФК СН после ОИМ Норма а а Тлег в в с с а - правый желудочек в - левый желудочек с - легкие МОС (л/мин) Тлег (сек. ) ОЦК (л. ) ОЦКлег (мл) СИ УО (мл) УИ ОПС 5, 7 25, 0 5, 2 2375, 0 2, 8 57, 0 28, 5 1310, 0

Равновесная радионуклидная вентрикулография Принцип метода основан на регистрации радиоактивного пула крови в сердце синхронно с ЭКГ РРВГ является одним из самых точных методов неинвазивной количественной оценки функции желудочков сердца

Радионуклидная равновесная вентрикулография Оценка общей и региональной сократимости миокарда ЛЖ

При анализе радиоактивности в камерах сердца в разные стадии сердечного цикла определяется широкий спектр показателей работы правого и левого желудочков Диастола Систола Основные показатели радионуклидной вентрикулографии üФракция выброса (%) üФракция заполнения за 1/3 диастолы (%) üФракция заполнения за 2/3 диастолы (%) üВремя максимального наполнения (мсек) üМаксимальная скорость изгнания (1/сек) üКонечный диастолический объем (мл) üКонечный систолический объем (мл) üМинутный объем (л) üСердечный индекс (л/м 2) üУдарный объем (мл) üУдарный индекс (мл/м 2)

Равновесная радионуклидная вентрикулография больного ИБС в покое

Равновесная радионуклидная вентрикулография больного ИБС на пике нагрузки

Равновесная радионуклидная вентрикулография больного с постинфарктным кардиосклерозом

Изображение очага острого инфаркта миокарда u u 99 m. Tc – пирофосфат (10 -15 м. Ки) 99 m. Tc – пирфотех (10 -15 м. Ки) РФП проникает в поврежденные кардиомиоциты и связывается с кальций-содержащими структурами ПОЗИТИВНАЯ СЦИНТИГРАФИЯ

Очаговое включение 99 m. Tc -пирофосфата в миокард п р о е к ц и и передняя прямая левая передняя косая 45 0 левая боковая 90 0 НИИ кардиологии г. Томск

Очаговое включение 99 м. Тс-пирофосфата в миокард Очаговая аккумуляция 99 m. Тс-пирофосфата миокардом боковой стенки левого желудочка сердца

Классификация интенсивности включенния 99 m. Тс-пирофосфата в миокард u 0 - отсутствие включения препарата в миокард (не превышает фоновый уровень); u 1+ - сомнительное включение, интенсивность включения РФП в область сердца меньше, чем в ребрах (до 35% по отношению к грудине); u 2+ - отчетливое включение, интенсивность включения РФП в область сердца больше, чем в ребрах, но меньше, чем в грудину (35 - 65% по отношению к грудине); u 3+ - интенсивное включение, включение РФП в область сердца по интенсивности сопоставимо с включением препарата в грудину (более 65% относительно грудины). u При этом 0 и 1+ рассматриваются как отрицательные сцинтиграммы, 2+ и 3+ - как положительные.

Основные варианты динамики позитивных сцинтиграмм миокарда: положительная динамика - сцинтиграммы становятся отрицательными к 7 -10 -му дню от начала заболевания; отрицательная динамика - расширение зоны инфаркта, либо повторное инфарцирование; замедленная динамика - длительное время регистрация положительных сцинтиграмм; застывшая сцинтиграмма - развитие постинфарктной аневризмы

Схема получения томографических срезов сердца передняя нижняя перегородочная передняя боковая верхушка Вертикальный срез по длинной оси боковая перегородочная верхушка Горизонтальный срез по длинной оси нижняя Срез по короткой оси сердца

Диффузное включение 99 m. Тс - PYP в миокард Сердце Сагиттальный срез НИИ кардиологии г. Томск

Перфузионная сцинтиграфия миокарда Принцип метода основан на фиксации радиофармпрепарата в неишимизированном (интактном) миокарде пропорционально коронарному кровотоку

Наиболее популярные РФП для получения изображения перфузии миокарда (РФП, тропные к интактному миокарду) u ТАЛЛИЙ – 201 ( 201 Tl. Cl) – 2, 0 м. Ки; u ТАЛЛИЙ – 199 ( 199 Tl. Cl) - 5, 0 м. Ки; u u u 99 м. Тс – Технетрил; 10 -15 m. Ci 99 м. Тс – Cестамиби, Cardiolite, MIBI, 99 м. Тс - Тетрофосмин (MYOVIEW)

Нативные сцинтиграммы миокарда, полученные после инъекции 199 Тl и 201 Tl 201 Тl 199 Тl НИИ кардиологии г. Томск

ПОКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ПЕРФУЗИОННОЙ СЦИНТИГРАФИИ СЕРДЦА Ø Ø Ø верификация и дифференциальная диагностика ИБС; мониторинг результатов терапевтического, хирургического и реабилитационного лечения ИБС и ее осложнений (динамическое наблюдение) исследование перфузии миокарда ЛЖ при его некоронарогенных поражениях; диагностика коронарной болезни малых сосудов подтверждение диагноза ОИМ (“негативная” сцинтиграфия) в условиях сомнительной ЭКГ. НИИ кардиологии г. Томск

Сравнение 199 Тl и 201 Tl НИИ кардиологии г. Томск

Лучевая нагрузка на органы человека при внутривенном введении 199 Тl и 201 Tl в диагностических дозах НИИ кардиологии г. Томск

ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЙ МАТРИКС Tl 199 Меха. Tl низм включе+ ния К препаратов Таллия 199 Tl в миокард 201 Na+ К + Na+ Na+-K+-АТФаза Na+ Na Na+ + К Na+-K+- АТФаза + К Tl 201 Na + К + +

Оценка коронарной перфузии c 201 Tl, 199 Tl (протокол исследования) 1 -е исследование: на фоне функционального нагрузочного теста (ВЭМ, фарм. проба) через 5 мин после в/в инъекции РФП; ЦЕЛЬ: определить резерв коронарного кровотока (нагрузка позволяет увеличить венечную циркуляцию в интактном миокарде в 2, 5 – 3, 0 раза); 2 -е исследование: через 3 – 4 часа после в/в инъекции РФП ЦЕЛЬ: определить «вымывание» РФП из интактного миокарда, задержку накопления и выведения индикатора ишемизированным миокардом. Общепринятый радиологический термин: « феномен ПЕРЕРАСПРЕЛЕНИЯ Таллия-201 (Таллия -199) » u

Перераспр. НАГРУЗКА Томосцинтиграммы миокарда норма

Сцинтиграммы миокарда при интактных коронарных артериях Нагрузка Перераспределение НИИ кардиологии г. Томск

НАГРУЗКА Перераспр. Транзиторная ишемия Преходящий дефект перфузии

Сцинтиграммы миокарда при коронарной ишемии Нагрузка Перераспределение НИИ кардиологии г. Томск

НАГРУЗКА Перераспр. РУБЦОВОЕ ПОРАЖЕНИЕ Стабильный дефект перфузии

Сцинтиграммы миокарда при постинфарктном кардиосклерозе Нагрузка Перераспределение НИИ кардиологии г. Томск

ПЕРФУЗИОННАЯ СЦИНТИГРАФИЯ МИОКАРДА ПРИ СИНДРОМЕ - Х Дефект перфузии 199 Tl Ангиограмма НИИ кардиологии г. Томск

Сравнение радиофармпрепаратов для перфузионной сцинтиграфии миокарда НИИ кардиологии г. Томск

Протокол перфузионной сцинтиграфии миокарда с 99 m. Тc-Тенхнетрилом (МИБИ) 1 день Функциональная нагрузочная проба +370 -740 МБк 99 m. Тc-МИБИ на пике пробы 1 -2 часа ОЭКТ или планарное исследование 2 день Инъекция 370 -740 МБк 99 m. Тc-МИБИ в покое 1 -2 часа ОЭКТ или планарное исследование

ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЙ МАТРИКС 99 m 99 m Tc-MIBI Tc-MIBI

ОЭКТ миокарда с 99 m. Тс-технетрилом Нагрузка а) б) Норма Покой Постинфарктный кардиосклероз в) Ишемия

S T R E S S R E S T Стеноз правой коронарной артерии

S T R E S S R E S T Стеноз левой огибающей артерии

S T R E S S R E S T Стеноз левой передней нисходящей артерии

S T R E S S R E S T 3 -х сосудистый стеноз коронарных артерий (левой огибающей, передней нисходящей и диагональной ветви)

ЭКГ-синхронизированная перфузионная ОЭКТ миокарда

ЭКГ-синхронизированная перфузионная ОЭКТ миокарда Больная 60 лет. Жалоб нет. ВЭМ: 75 Вт. На пике нагрузки АД – 147/92 ЧСС 120 уд/мин. Критерий прекращения пробы усталость Ангиография: стенозы ПНА, ОА и ПКА. Заключение: Стабильный дефект перфузии заднебазальной областей ЛЖ, преходящая гипоперфузия передней, верхушечной и боковой стенок. Гипокинез перегородочной и задней стенок. Снижение ФВ на нагрузке с 45% (покой) до 39%.

Термин «миокардиальная гибернация» был предложен американским кардиологом Rahimtoola в 1985 году S. Н. Rahimtoola, professor of Cardiology Гибернация (hybernation) - это обратимое снижение инотропной функции сердца, наступившее вследствие нарушения перфузии миокарда. При этом восстановление сократимости наступает после реваскуляризации. S. Н. Rahimtoola, 1985 г.

Влияние АКШ и медикаментозной терапии на выживаемость больных после инфаркта миокарда Гибернация АКШ Без гибернации АКШ Р=0, 79 Р=0, 03 Терапия Месяцы наблюдения Maddahi et. al. 1981

за о юк гл P P гл гл за ко ю P P ю гл НО 18 F НО НО 18 F за ко 18 F Пространственная структура глюкозы О ОН за о юк P 18 F гл 18 F 18 F- Позитронно-эмиссионная томография с ФДГ является эталонным методом оценки жизнеспособности ишемизированного миокарда. 18 F-дезоксиглюкоза – это аналог глюкозы, в котором одна гидроксильная группа замещена на 18 F. Этот позитронизлучающий нуклид имеет период полураспада, равный 110 мин. , что позволяет проводить исследования как на позитронных, так и на двудетекторных эмиссионных томографах. В отличие от глюкозы, 18 F-ФДГ после фосфорилирования не подвергается дальнейшему расщеплению и накапливается в клетках.

Оценка метаболизма миокарда М е т а б о л и з м н а р у ш е н 201 TL 18 F–ФДГ Трансмуральный Гибернированный миокард инфаркт М е т а б о л и з м с о х р а н е н

Свободные жирные кислоты (11 С-пальмитат, 123 I-фенил -пентадекановая кислота) u Перенос СЖК в клетку происходит за счет их активации путем соединения с Ацетил- Ко. А. Далее происходит их быстрое бета-окисление в митохондриях с образованием АТФ и, параллельно с этим, синтез триглицеридов и фосфолипидов для восстановления липидного слоя биомембран.

жи рн СО 2 исл жирн ота ая ки слота Ко. А ж ир на я ки сл от а -о кис лен ие ЦТК 11 С- ацетат ая к Ко. А 123 I-ЖК Ко. А 11 С-ЖК 11 С-пальмитат Бета-окисление жирных кислот (схема)

Сцинтиграфия миокарда у больного ИБС с наличием гибернации в передне-перегородочной задней стенках и До стентирования После стентирования нагрузка 201 Tl реинъек ция 123 I- фенилметил-пентадекановая кислота через 15 мин 123 I-ФПДК через 35 мин

Сцинтиграфия больного ИБС с инфарктом миокарда в задне-боковой области ЛЖ 201 Tl 123 I-фенилметил- пентадекановая кислота нагрузка через 15 мин реинъекция Pierre Y. Marie et. al. 1999 г. , France через 35 мин

“ЙОДОФЕН – 123 I” радиофармпрепарат для оценки метаболизма миокарда, синтезированный на основе жирной кислоты Предназначение: сцинтиграфическая (визуальная и количественная) оценка метаболизма миокарда у пациентов с коронарогенными и некоронарогенными заболеваниями сердца, выявление жизнеспособного миокарда у пациентов с постинфарктным кардиосклерозом, контроль лечения, прогноз. Сцинтиграмма миокарда с 99 m. Тс-Технетрилом пациента с ишемической болезнью сердца Сцинтиграммы миокарда с 123 I-Йодофеном (того же пациента) Отсроченное исследование Раннее исследование с 123 I-Йодофеном (через 90 мин). Область сердца 123 с нарушением кровоснабжения с I-Йодофеном (через 15 мин). Захват радиофармпрепарата Область сердца с областью сердца с нарушенным метаболизмом нарушенным, но сохраненным метаболизмом

Благодарю за внимание

ОСНОВЫ РАДИОНУКЛИДНОЙ ДИАГНОСТИКИ ЗАБОЛЕВАНИЙ СЕРДЦА РАДИОАКТИВНОСТЬ —