Upload
nizhgmaru
View
41
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
Спецкурс
Современные тенденции развития методов
медицинской визуализации в онкологии
Методы визуализации, связанные с использованием ионизирующего излучения
Масленникова Анна Владимировна
Нижний Новгород
2016
Открытие В.К. Рентгена (ноябрь 1985 г.)
В.К.Рентген смотрит через экран аппарата.
Хромолитография. [1896/1900]
Радиационные ожоги
Edison T, Morton WJ, Swinton AAC, Stanton E. The effect of X-rays upon the eyes. Nature. 1896;53:421.
Stevens LG. Injurious effects on the skin. Brit Med J. 1896;1:998.
Gilchrist TC. A case of dermatitis due to the X-rays. Bull Johns Hopkins Hosp. 1897;7:71.
Leopold Freund, первое успешное использование рентгеновских лучей для лечения (1896)
Первое успешное лечение волосяного невуса с
помощью рентгеновских лучей (1896)
Через 70 лет
Открытие явление радиоактивности, A. Bequerel, 1896
Открытие радия Pierre and Marie Curie, 1898
Современные методы визуализации
• Связанные с использованием ионизирующего излучения
Основанные на использовании радиоактивных изотопов
Однофотонная эмиссионная компьютерная томография
Позитронно-эмиссионная томография
Основанные на использовании рентгеновского излучения
Классическое рентгенологическое исследование
Рентгеновская компьютерная томография
• Не связанные с использованием ионизирующего излучения
Магнитно-резонансная томография
Ультразвуковое исследование
Оптические методы
Радиоизотопная диагностика
В основе радиоизотопной диагностики явление искусственной радиоактивности (1934) с использованием изотопов или их соединений при введении их в организм (in vivo) или в биологические среды организма (in vitro) изучить состояние органов и систем в норме и патологии. «Отцом» радиоизотопной диагностики считается венгерский ученый Д. Хевеши, предложивший в 1913 году использовать в биологических исследованиях метод меченых атомов, считается отцом радиоизотопной диагностики. Спустя четыре десятилетия, в 1951 году, Бенедикт Кассен создал для целей радионуклидной диагностики прямолинейный сканер, который более чем на двадцать лет стал главным инструментом ядерной медицины.
Специальная аппаратура даёт возможность представить радиодиагностическую информацию в виде цифровых величин, графического изображения и картины пространственного распределения препарата в органах и системах (сцинтиграммы).
Устройство гамма-камеры
В сцинтилляторе гамма-камеры энергия поглощённых или рассеянных гамма-квантов преобразуется в фотоны видимого излучения, причём количество излученных фотонов пропорционально поглощённой в сцинтилляторе энергии гамма-кванта. Фотоумножители преобразуют световую вспышку в сцинтилляторе в импульс тока, который регистрируется спектрометрической аппаратурой. Путь преобразования информации здесь следующий: фотон от радионуклида, распределенного в теле пациента → сцинтилляция в кристалле → импульс в ФЭУ → электронное устройство, формирующее карту изображения → вспышка света на экране осциллоскопа. Применение сборки фотоумножителей позволяет осуществить восстановление координат вспышки и, таким образом, измерить пространственное распределение маркера в теле пациента.
Гамма-камера «Сименс»
Метастазы рака молочной железы
Опухоль паращитовидной железы
Дегенеративные изменения поясничных
позвонков
Метастазы рака простаты
Метастазы опухоли в печень
Опухоль носоглотки
Формирование передне-перегородочного
инфаркта миокарда
Двусторонняя тромбоэмболия легочной артерии
Позитронно-эмиссионная томография
Позитронно-эмиссионная томография — это развивающийся диагностический и исследовательский метод ядерной медицины. В основе этого метода лежит возможность при помощи специального детектирующего оборудования (ПЭТ-сканера) отслеживать распределение в организме биологически активных соединений, меченных позитрон-излучающими радиоизотопами. Позитроны возникают при позитронном бета-распаде радионуклида, входящего в состав радиофармпрепарата, который вводится в организм перед исследованием.
Физические принципы ПЭТ
Преимущества ПЭТ
• Ранняя и более точная диагностика злокачественных новообразований;
• Изучение молекулярно-биологических и патофизиологических характеристик опухолей
• Анализ индивидуальных особенностей каждого клинического случая;
• Планирование тактики лечения, в том числе с учетом индивидуальных особенностей;
• Мониторинг лечения и контроля непосредственных и отдаленных результатов.
Меченые радиоизотопами метки и метод анализа кинетики метки используются в для количественной оценки таких процессов как кровоток, мембранный транспорт, метаболизм, синтез и др.
В ПЭТ в основном применяются позитрон-излучающие изотопы элементов второго периода периодической системы:
углерод-11 (T½= 20,4 мин.)
азот-13 (T½=9,96 мин.)
кислород-15 (T½=2,03 мин.)
фтор-18 (T½=109,8 мин.)
Синтез радионуклидов осуществляется в циклотроне
Эти изотопы - единственные формы естественных элементов (18F используется как аналог водорода) генерирующие фотонное излучение, проникающее сквозь тело. Они встраиваются в биологические молекулы, но их химические или биологические свойства которых не изменяются.
Кислород-15
• Исследование локального кровоснабжения головного мозга.
• Количественная оценки потребления кислорода миокардом и фракции выброса. Недостатком является высокая концентрационная активность [15O] в сосудах сердца, полостях сердца и легких. Поэтому сложно проводить точные измерения концентраций метки.
• Определение кислородного статуса опухолевой ткани
Аммиак, меченный азотом-13
• Для измерения кровотока. Метка перемещается из сосудов в ткани с помощью активного транспорта (натрий-калиевый насос) и путем пассивной диффузии.
• Для измерения региональной перфузии миокарда. Короткий период полураспада позволяет использовать его при повторных исследованиях. Обеспечивает получение высококонтрастных поперечных изображений сердечной мышцы. Зачастую исследования с использованием [13N]-аммиака комбинируются с введением [18F]ФДГ, что позволяет сравнивать миокардиальный кровоток с метаболизмом глюкозы, диагносцировать несоответствие и рассчитывать индекс жизнеспособности сердечной мышцы.
Ацетат
11C-меченный ацетат используется для количественной оценки окислительного метаболизма.
Карфентанил
Карфентанил является агонистом мю-опиатных рецепторов, он приблизительно в 8000 раз мощнее чем морфин. [11C]-меченный карфентанил используется в позитронно-эмиссионной томографии для исследования опиатных рецепторов головного мозга
Фтор-18 [18F]
Фтор-18 имеет период полураспада равный 109 минутам. [18F]-меченная 2-дезоксиглюкоза используется в неврологии, кардиологии и онкологии для исследования метаболизма глюкозы.
Доля ПЭТ-исследований с ФДГ превышает 96% от общего числа процедур.
Рак молочной железы
Томограммы в трех ортогональных проекциях
Метастазы рака полости рта
Метастазы карциноида в забоюшинные л/у
Метастазы колоректального рака в печень
Спасибо за внимание!