Individuálna fotónová emisná tomografia (SPECT)

Emisná tomografia je zobrazovacia metóda, ktorá má ako zástupcu dve hlavné techniky používané v klinickej praxi a výskume: pozitrónová emisná tomografia (PET) a jednofotónová emisná počítačová tomografia (SPECT).

Tieto techniky využívajú rádioaktívne látky na získanie informácií o tom, ako fungujú niektoré orgány alebo nádory. PET a SPECT sú funkčné zobrazovacie techniky, na rozdiel od rádiologických techník (rádiografia, počítačová tomografia), ktoré sú anatomickými technikami.

Technika SPECT používa rádiofarmaká súvisiace s rádioaktívnou látkou (rádioizotopom), ktorá emituje individuálny gama fotón pri každom atómovom rozpade. Rádiofarmakum sa distribuuje v tele alebo v záujmových orgánoch (kosti, srdce, mozog). Je potrebné poznamenať, že v nukleárnej medicíne použité rádioizotopy emitujú každú sekundu miliardy fotónov, čo sú fotóny, ktoré sa použijú na získanie obrázkov.

Rádioaktívny rozpad

Pretože sa v technike SPECT používajú rádioaktívne látky a gama žiarenie, je potrebné poznať základné pojmy.

Niektoré chemické prvky majú jadrá, ktoré sú v nestabilnom stave. Tieto jadrá menia svoj stav, kým nedosiahnu stabilitu. Existujú dva procesy, pomocou ktorých sa môže jadro stať stabilným: buď uvoľňovaním energie vo forme gama žiarenia, alebo vylučovaním častíc z jadra. Tieto procesy sa nazývajú rádioaktívny rozpad.

Veľké nestabilné jadrá môžu odstraňovať častice, aby sa stali stabilnými, a najmenšia stabilná častica, ktorá sa odstráni, sa skladá z 2 neutrónov a 2 protónov. Táto emisia častíc sa nazýva alfa žiarenie, pretože to bol medzi prvými objavenými druhmi žiarenia.

A gama lúč je fotón produkovaný excitovaným jadrom. Toto žiarenie má veľkú penetračnú silu cez hmotu a neodchyľuje sa elektrickým ani magnetickým poľom, takže je v medicíne hlavným záujmom.

Je potrebné poznamenať, že tieto typy žiarenia sú ionizujúce žiarenie - to znamená, že častice alebo žiarenie pravdepodobne prenesú svoju energiu na ožarovanú látku. Tento proces sa nazýva ionizácia - môže dať pozitívny alebo negatívny náboj molekulám v látke prechádzanej žiarením. To môže viesť k rekombinácii alebo chemickým reakciám.

V dôsledku ionizácie môže po vystavení žiareniu dôjsť k mnohým vedľajším účinkom (zvyčajne však v dávkach používaných v nukleárnej medicíne nie sú žiadne príznaky): nauzea a vracanie, kožné lézie, katarakta, lézie kostnej drene, gastrointestinálne lézie s hnačkou a pri veľmi vysokých dávkach výskyt rakoviny.

Zariadenie SPECT sa skladá z niekoľkých komponentov, z ktorých najdôležitejšie sú:

kolimátor - Je potrebné poznamenať, že gama fotóny sa rozptyľujú do všetkých strán, pri 360 stupňoch. Aby bolo možné vytvoriť obraz o distribúcii rádiofarmaka, je potrebné detegovať iba gama žiarenie prichádzajúce z určitého smeru. Na tento účel používame kolimátor, komponent pozostávajúci z vrstvy olova (alebo iných ťažkých, hustých prvkov), perforovanej vrstvy ako voština niekoľkých dlhých kanálov. Perforáciami teda prechádza iba žiarenie prichádzajúce z určitého uhla, ostatné je zastavené stenami kanála alebo kolimátorom. Existuje niekoľko typov kolimátorov, ktoré sa líšia dĺžkou kanálov alebo hrúbkou stien. Každý z týchto kolimátorov sa používa v závislosti od vyšetrovaného orgánu.
Gama detektor - Zjednodušene povedané, skladá sa zo scintilačného kryštálu, ktorý premieňa gama žiarenie na fotóny s rôznymi vlnovými dĺžkami, ktoré sa potom spracovávajú a transformujú počítačom na obrazy.
Jednotka na spracovanie obrazu

Rádiofarmaká bežne používané pri vyšetrení SPECT

Technécium 99m-HMPAO - používa sa na hodnotenie prekrvenia mozgu a prietoku krvi mozgom;
Technécium 99m-HexaMIBI- používané na hodnotenie perfúzie myokardu;
Technécium 99m-tetrofosmín - používa sa na hodnotenie perfúzie myokardu;
Talium 201 - používa sa na hodnotenie perfúzie myokardu;
Technécium 99m-pertechnetát - hodnotenie funkcie štítnej žľazy;
Technécium 99m-DTPA - funkčné hodnotenie obličiek (glomerulárna filtrácia);
Technécium 99m-MAG3 - funkčné hodnotenie obličiek (tubulárna sekrécia);
Technécium 99m-MDP alebo HDP - hodnotenie kostného systému;
Technécium 99m-MAA - hodnotenie pľúcnej perfúzie;
Mikroalbumín technécium-99m - detekcia sentinelovej uzliny.

Existujú dva typy obrázkov, ktoré je možné získať pomocou techniky SPECT:

planárne obrazy: dvojrozmerná projekcia distribúcie rádioaktívneho indikátora v orgáne;
tomografické obrázky: volumetrický, trojrozmerný obraz záujmového orgánu, získaný zachytením gama žiarenia z niekoľkých uhlov. Detektor sa môže otáčať o 360 stupňov okolo pacienta. (1, 2, 3)

Indikácie techniky SPECT

KOSTNÝ systém SPECT

Po vykonaní skenovania kostí celého tela (2D planárny obraz) existuje možnosť, že lekár nukleárnej medicíny nebude schopný určiť, či je hyperkaptická fokálna lézia benígnej alebo malígnej povahy.

Klasickým príkladom je prítomnosť malej hyperkaptívnej lézie, ktorá je pre stavca u onkologického pacienta jedinečná pre stavce. Otázkou je, či je lézia na úrovni tela stavca (ide o metastázu) alebo na úrovni oblúkov alebo tŕňového výbežku stavca (osteofyt, degeneratívne-zápalová lézia). V tomto prípade je potrebný trojrozmerný obraz stavca, aby bolo možné s väčšou presnosťou určiť miesto lézie. Vykonáva sa teda technika SPECT.

Existujú aj ďalšie prípady, keď scintigrafia kostí celého tela nie je upravujúca a je možné vykonať SPECT: protézy bedrového kĺbu, kontaminácia, chyby pri injekcii.

Hlavné indikácie:

primárne kostné nádory - osteosarkóm, Ewingov sarkóm.
sekundárne nádory - metastázy rakoviny prsníka, prostaty a iných druhov rakoviny;
osteomyelitída;
avaskulárna nekróza;
artropatia;
vláknitá dysplázia;
stresové zlomeniny;
hodnotenie kĺbových protéz;
sakroiliitída;
iné kostné lézie.

Trvanie získavania obrazu pomocou techniky SPECT je približne 15-20 minút, počas ktorých musí pacient zostať stáť, zvyčajne ležať na chrbte.

Na použitie techniky SPECT nie je potrebná žiadna špeciálna príprava, ale pacient by mal po injekcii hydratovať 1,5 až 2 litrami tekutiny a pred vyšetrením vyprázdniť močový mechúr.

Príprava pacienta, vedľajšie účinky, kontraindikácie sú rovnaké ako pri scintigrafii kostí celého tela.

Je potrebné poznamenať, že technika SPECT kostného systému sa nevykonáva u všetkých pacientov vyšetrovaných scintigrafiou kostí celého tela, ale iba v určitých prípadoch alebo za zvláštnych okolností. (4)

Pľúcna infúzia SPECT

Hlavné klinické aplikácie pľúcnej infúzie SPECT:

pľúcna embólia, monitorovanie a overovanie účinnosti liečby;
bronchopulmonálna rakovina;
chronická obštrukčná choroba pľúc.

Úlohou SPECTu v pľúcnej infúzii je určiť distribúciu prietoku krvi do pľúc. Ide o doplnkové vyšetrenie k rádiologickým technikám, ako je pľúcna angiografia alebo počítačová tomografia (CT). SPECT môže tiež hodnotiť poruchy perfúzie pľúc spôsobené bronchopulmonálnou rakovinou. Pacient nevyžaduje žiadny špecifický výcvik, vyšetrenie trvá 15 - 20 minút s pacientom ležiacim na chrbte. (5)

Infúzne mozgové spektrum

Pri tomto výskume rádiofarmakum preniká hematoencefalickou bariérou a dostáva sa do mozgových štruktúr, kde je fixované vo vzťahu k prietoku krvi. Môžu sa tak zvýrazniť hypoperfúzne, hyperperfúzne oblasti alebo oblasti s dislokačnými procesmi priestoru (nádory, abscesy).

Hlavné klinické indikácie:

kvantitatívne stanovenie prietoku krvi mozgom;
mŕtvica (mŕtvica);
Alzheimerova choroba, pri ktorej sa pozoruje bilaterálna parieto-temporálna hypoperfúzia;
mozgová demencia po infekcii;
hydrocefalus;
hlavný depresívny syndróm, pri ktorom sa v čelných lalokoch vyskytuje bilaterálna hypoperfúzia;
epilepsia;
Parkinsonova choroba;
Huntingtonova choroba;
trauma mozgu;
subarachnoidálne krvácania;
lebečné nádory;
hodnotenie cerebrálnej perfúzie po neurochirurgických zákrokoch alebo intervenciách.

Pred injekciou a po injekcii až do vyšetrenia by mal byť pacient v pokoji fyzicky a psychicky. Pacient bude sedieť v tichej, slabo osvetlenej miestnosti a počas vyšetrenia bude ležať na chrbte s hlavou zafixovanou niekoľkými popruhmi. Je veľmi dôležité, aby boli počas vyšetrenia pohyby čo najmenšie, aby sa neobjavili artefakty, ktoré môžu vyšetrenie narušiť. (6)

Srdcová infúzia SPECT

Pri vyšetrení sa skúma infúzia myokardu, pretože rádiofarmakum je fixované v myocytoch proporcionálne k prietoku krvi koronárnymi cievami, ale tiež k životaschopnosti myokardu.

Hlavné klinické indikácie:

diagnostika a hodnotenie nekrózy myokardu;
diagnostika a hodnotenie ischémie myokardu;
hodnotenie životaschopnosti myokardu, hodnotenie zimujúceho myokardu;
doplnkové vyšetrenie v diagnostike sarkoidózy, hypertrofickej kardiomyopatie;
diagnóza komorových dyskinéz pri použití režimu s bránou ekg.

Kardiálny SPECT je možné vykonávať ako u pacienta v pokoji, tak aj pri záťažovom teste.

Pacient by mal v deň vyšetrenia vysadiť liek, hydratovať ho a po injekcii zjesť obed stimulujúci žlčník, aby odstránil rádiofarmakum z tráviaceho systému tak, aby na srdci nevznikali artefakty.

Ak sa srdcový SPECT vykonáva pri cvičení, vyžaduje sa obvyklá príprava pacienta na záťažový test.

Trvanie vyšetrenia je asi 20 minút, keď pacient leží na chrbte a niekedy leží na bruchu (na bruchu). (7)

SPECT na detekciu sentinelového uzla

Rádiofarmakum sa vstrekuje peritumorálne a potom sa vstrebáva lymfatickým obehom. Rádiofarmakum sa tak odvádza do sentinelových uzlín, čo je prvá stanica, kam sa môžu dostať nádorové bunky.

malígny melanóm;
rakoviny kože;
rakovina prsníka;
rakovina krčka maternice;
ORL rakoviny. (8)

Nie je potrebné žiadne špeciálne školenie pacientov. Jeho poloha počas vyšetrenia závisí od lokalizácie lézie, pretože musí byť namierená proti gama detektoru. Trvanie vyšetrenia je asi 20 - 30 minút.

Sentinelové lymfatické uzliny budú označené na povrchu kože, aby ich chirurg mohol ľahko spozorovať a vyrezať.

Je potrebné poznamenať, že technika SPECT sa v súčasnosti používa v spojení so systémom CT, takže väčšina zariadení na trhu sú hybridné zariadenia SPECT/CT.

Stručne povedané, pri vyšetrovaní SPECT/CT sa vykonávajú dva typy obrázkov, ktoré sa potom zlúčia do jedného obrázka. Je to užitočné, pretože poskytuje presné informácie o fungovaní niektorých orgánov. Obrazy SPECT sa získavajú po intravenóznom podaní rádiofarmaka s afinitou k záujmovému orgánu. Gama žiarenie z tohto rádiofarmaka je potom detegované detektorom, ktorý sa otáča okolo pacienta o 360 stupňov. Týmto spôsobom sa získavajú obrázky, ktoré umožňujú trojrozmernú rekonštrukciu záujmového územia.

CT snímky sa získavajú podobne. Prístroj sa otáča okolo pacienta o 360 stupňov a znovu získava trojrozmerné obrázky, pričom sa uvádza, že na CT vyšetrenie sa používajú röntgenové lúče.

Je potrebné poznamenať, že CT prístroje používané v hybridných systémoch SPECT/CT sú „nízke dávky“, ožarujú veľmi málo a nie sú vhodné na presnú diagnostiku, ale iba na presnejšie určenie anatomickej polohy sledovanej lézie.

Podobnosti medzi SPECT a CT pri získavaní a spracovaní obrazu umožňujú ich zlúčenie. (3)