Индивидуална фотонна емисионна томография (SPECT) Медицински процедури

Емисионна томография е образен метод, който има за представители две основни техники, използвани в клиничната практика и изследванията: позитронно-емисионна томография (PET) и еднофотонна емисионна компютърна томография (СПЕКТ).

фотонна

Тези техники използват радиоактивни вещества, за да получат информация за това как работят някои органи или тумори. PET и SPECT са функционални техники за изобразяване, за разлика от радиологичните техники (рентгенография, компютърна томография), които са анатомични техники.

Техниката SPECT използва радиофармацевтици, свързани с радиоактивно вещество (радиоизотоп), което излъчва отделен гама фотон при всеки атомен разпад. Радиофармацевтикът се разпространява в тялото или в органите, които представляват интерес (костите, сърцето, мозъка). Трябва да се отбележи, че в ядрената медицина използваните радиоизотопи излъчват милиарди фотони всяка секунда, фотони, които ще бъдат използвани за получаване на изображения.

Радиоактивно разпадане

Тъй като в техниката SPECT се използват радиоактивни вещества и гама-лъчение, е важно да се познават основите на тези понятия.

Някои химични елементи имат ядра, които са в нестабилно състояние. Тези ядра променят състоянието си, докато достигнат стабилност. Има два процеса, чрез които ядрото може да стане стабилно: или чрез освобождаване на енергия под формата на гама-лъчение, или чрез изхвърляне на частици от ядрото. Тези процеси се наричат радиоактивен разпад.

Големите, нестабилни ядра могат да премахнат частиците, за да станат стабилни, а най-малката стабилна частица, която се отстранява, се състои от 2 неутрона и 2 протона. Тази емисия на частици се нарича алфа радиация, защото беше сред първите открити видове радиация.

A гама лъч е фотон, произведен от възбудено ядро. Това излъчване има висока проникваща сила през материята и не се отклонява от електрически или магнитни полета, така че представлява основен интерес в медицината.

Трябва да се отбележи, че тези видове радиация са йонизиращо лъчение - тоест частиците или радиацията е вероятно да предадат енергията си на облъчена материя. Този процес се нарича йонизация - може да даде положителен или отрицателен заряд на молекулите в материята, преминала от радиация. Това може да доведе до рекомбинация или химични реакции.

Поради йонизацията може да има редица странични ефекти след излагане на радиация (но обикновено при дозите, използвани в ядрената медицина, няма симптоми): гадене и повръщане, кожни лезии, катаракта, костни мозъчни лезии, стомашно-чревни лезии с диария и при много високи дози появата на рак.

Устройството SPECT се състои от няколко компонента, най-важните от които са:

  • колиматор - Трябва да се отбележи, че гама фотоните се разпръскват във всички посоки, на 360 градуса. За да може да се образува образ на разпространението на радиофармацевтиката, е необходимо да се открива само гама-лъчение, идващо от определена посока. За това използваме колиматора, компонент, състоящ се от слой олово (или други тежки, плътни елементи), перфориран слой като пчелна пита от някои дълги канали. По този начин само радиацията, идваща от определен ъгъл, преминава през перфорациите, а останалата част се спира от стените на канала или преминава покрай колиматора. Има няколко вида колиматори, които се различават по дължината на каналите или дебелината на стените. Всеки от тези колиматори се използва в зависимост от разследвания орган.
  • Гама детекторът - Най-просто казано, той се състои от сцинтилационен кристал, който преобразува гама-лъчението в фотони с различни дължини на вълната, които след това се обработват и трансформират от компютър в изображения.
  • Устройство за обработка на изображения

Радиофармацевтици, използвани рутинно при SPECT изследване

  • Technetium 99m-HMPAO - използва се за оценка на перфузия на мозъчната кръв и мозъчния кръвоток;
  • Technetium 99m-HexaMIBI- използван при оценката на миокардната перфузия;
  • Technetium 99m-Tetrophosmin - използва се при оценката на миокардната перфузия;
  • Talium 201 - използва се при оценката на миокардната перфузия;
  • Technetium 99m-pertechnetate - оценка на функцията на щитовидната жлеза;
  • Technetium 99m-DTPA - функционална оценка на бъбреците (гломерулна филтрация);
  • Technetium 99m-MAG3 - функционална оценка на бъбреците (тубулна секреция);
  • Technetium 99m-MDP или HDP - оценка на костната система;
  • Technetium 99m-MAA - оценка на белодробната перфузия;
  • Technetium-99m микроалбумин - откриване на контролен възел.

Има два типа изображения, които могат да бъдат получени с помощта на техниката SPECT:

  • равнинни изображения: двуизмерна проекция на разпределението на радиопроследяващия орган;
  • томографски изображения: обемно, триизмерно изображение на интересуващия орган, получено чрез улавяне на гама-лъчение от няколко ъгъла. Детекторът може да се върти на 360 градуса около пациента. (1, 2, 3)

Показания за техниката SPECT

КОСТНА система SPECT

След извършване на сканиране на кост на цялото тяло (2D плоско изображение) има вероятност лекарят по ядрена медицина да не може да уточни дали хиперкаптивната фокална лезия има доброкачествен или злокачествен характер.

Класически пример в това отношение е наличието на малка хиперкаптивна лезия, уникална за прешлен при онкоболен. Въпросът е дали лезията е на нивото на тялото на гръбначния стълб (като метастаза) или на нивото на дъгите или спинозния процес на прешлена (остеофит, дегенеративно-възпалителна лезия). В този случай е необходимо триизмерно изображение на прешлен, за да може да се уточни с по-голяма точност местоположението на лезията. Така се изпълнява техниката SPECT.

Има и други случаи, когато сцинтиграфията на костите на цялото тяло не е назидателна и може да се направи SPECT: протези на тазобедрената става, замърсявания, инжекционни грешки.

Основните показания:

  • първични костни тумори - остеосарком, сарком на Юинг.
  • вторични тумори - метастази на рак на гърдата, простатата и други видове рак;
  • остеомиелит;
  • аваскуларна некроза;
  • артропатия;
  • фиброзна дисплазия;
  • стрес фрактури;
  • оценка на ставните протези;
  • сакроилеит;
  • други костни лезии.

Продължителността на получаване на изображение с помощта на техниката SPECT е приблизително 15-20 минути, като през това време пациентът трябва да стои неподвижно, обикновено легнал по гръб.

Не се изисква специална подготовка за използване на техниката SPECT, но пациентът трябва да хидратира с 1,5 до 2 литра течност след инжектирането и да изпразни пикочния си мехур преди изследването.

Подготовката на пациента, страничните ефекти, противопоказанията са същите като при сцинтиграфията на костите на цялото тяло.

Трябва да се отбележи, че SPECT техниката на костната система не се извършва при всички пациенти, които се изследват чрез сцинтиграфия на костите на цялото тяло, а само в определени случаи или специални обстоятелства. (4)

Белодробна инфузия SPECT

Основните клинични приложения на SPECT белодробна инфузия:

  • белодробна емболия, наблюдение и проверка на ефективността на лечението;
  • бронхопулмонален рак;
  • хронична обструктивна белодробна болест.

Ролята на SPECT в белодробната инфузия е да определи разпределението на притока на кръв към белите дробове. Това е допълнителен преглед на рентгенологични техники като белодробна ангиография или компютърна томография (CT). SPECT може също така да оцени нарушения на белодробната перфузия, причинени от бронхопулмонален рак. Пациентът не се нуждае от специфично обучение, прегледът продължава 15-20 минути с пациент, легнал по гръб. (5)

Инфузионен мозъчен спектър

В това изследване радиофармацевтикът прониква през кръвно-мозъчната бариера и достига мозъчните структури, където е фиксиран по отношение на кръвния поток. По този начин могат да се подчертаят хипоперфузирани, хиперперфузирани области или области с дислокационни процеси в пространството (тумори, абсцеси).

Основни клинични показания:

  • количествено определяне на мозъчния кръвоток;
  • инсулт (инсулт);
  • Болест на Алцхаймер, при която се наблюдава двустранна паритето-темпорална хипоперфузия;
  • церебрална деменция след инфакт;
  • хидроцефалия;
  • основен депресивен синдром, при който се наблюдава двустранна хипоперфузия във фронталните лобове;
  • епилепсия;
  • Болестта на Паркинсон;
  • Болест на Хънтингтън;
  • мозъчна травма;
  • субарахноидални кръвоизливи;
  • черепни тумори;
  • оценка на церебралната перфузия след неврохирургични лечения или интервенции.

Пациентът трябва да е в покой физически и психически преди и след инжектирането до изследването. Пациентът ще седне в тиха, слабо осветена стая и по време на прегледа ще легне по гръб с главата, фиксирана с няколко презрамки. Много е важно движенията да бъдат възможно най-ограничени по време на изследването, за да не се появят артефакти, които могат да компрометират изследването. (6)

Сърдечна инфузия SPECT

Изследването изследва инфузията на миокарда, тъй като радиофармацевтикът е фиксиран в миоцитите пропорционално на коронарния кръвен поток, но също така и на жизнеспособността на миокарда.

Основни клинични показания:

  • диагностика и оценка на миокардната некроза;
  • диагностика и оценка на миокардната исхемия;
  • оценка на жизнеспособността на миокарда, оценка на хиберниращия миокард;
  • допълнителен преглед при диагностициране на саркоидоза, хипертрофична кардиомиопатия;
  • диагностика на камерни дискинезии при използване на екг-затворен режим.

Сърдечен SPECT може да се извърши както при пациент в покой, така и по време на теста за упражнения.

Пациентът трябва да спре лекарството в деня на разследването, да хидратира и след инжекцията да изяде обяд, който стимулира жлъчния мехур, за да отстрани радиофармацевтиката от храносмилателната система, за да не създава артефакти върху сърцето.

Ако по време на тренировка се извършва сърдечен SPECT, се изисква обичайната подготовка на пациента за теста за упражнения.

Продължителността на прегледа е около 20 минути, като пациентът лежи по гръб и понякога лежи по корем (по корем). (7)

SPECT за откриване на контролен възел

Радиофармацевтикът се инжектира перитоморално и след това се поема от лимфната циркулация. По този начин радиофармацевтикът се отвежда към сентинелните възли, което е първата станция, до която туморните клетки могат да достигнат.

  • злокачествен меланом;
  • рак на кожата;
  • рак на гърдата;
  • рак на маточната шийка;
  • УНГ рак. (8)

Не се изисква специално обучение на пациента. Положението му по време на изследването зависи от местоположението на лезията, тъй като трябва да бъде насочено към гама детектора. Продължителността на прегледа е около 20-30 минути.

Сентинелните лимфни възли ще бъдат маркирани на повърхността на кожата, за да могат лесно да бъдат забелязани от хирурга и изрязани.

Трябва да се отбележи, че понастоящем техниката SPECT се използва заедно с CT система, така че повечето устройства на пазара са хибридни SPECT/CT устройства.

В обобщение, при разследване SPECT/CT се извършват два типа изображения, които след това се обединяват в едно изображение. Това е полезно, защото предоставя точна информация за това как работят някои органи. SPECT изображенията се получават след интравенозно приложение на радиофармацевтик с афинитет към интересуващия орган. След това гама-лъчение от този радиофармацевтик се открива от детектор, който се върти около пациента на 360 градуса. По този начин се получават изображения, които позволяват триизмерна реконструкция на интересуващата област.

CT изображения се получават по подобен начин. Устройството се върти около пациента на 360 градуса, като отново получава триизмерни изображения, като се споменава, че рентгеновите лъчи се използват за КТ изследване.

Трябва да се отбележи, че CT устройствата, използвани в SPECT/CT хибридни системи, са "ниски дози", облъчват много малко и не са подходящи за точна диагноза, а само за по-точно определяне на анатомичната позиция на лезията, която представлява интерес.

Приликите между SPECT и CT при получаване и обработка на изображения позволяват изображенията да бъдат обединени. (3)