Сцинтиграфия

Размещено на http://allbest.ru

СЦИНТИГРАФИЯ

Описание

Сцинтиграфия - метод радиоизотопной диагностики, который обеспечивает двухмерное изображение исследуемой области после введения в организм радиофармпрепарата (RFP) и обнаружения гамма-излучения, испускаемого им посредством сцинтилляционная камера. Гамма-излучающие маркерные изотопно-меченные вещества способны избирательно накапливаться в определенных органах и тканях, тем самым обнаруживая патологические очаги с повышенным распределением RFP. Статическая сцинтиграфия проводится для выявления очаговых поражений. Динамическая сцинтиграфия основана на регистрации прохождения радиоактивного маркера в исследуемой области и поэтому является более информативной для оценки функции органа. Микроскопические дозы радиоактивного препарата используются для сцинтиграфии. В результате облучение организма минимально. Сцинтиграфия иными словами - это метод радионуклидной диагностики, позволяющий исследовать визуальную структуру объекта. Выполняется с использованием фармацевтических препаратов, которые обладают тропизмом к какому-либо органу и испускают излучение, регистрируемое гамма-сцинтилляционной камерой. Используется в процессе исследования костей, миокарда, почек, легких, мозга и других органов. Широко используется в США и европейских странах.

В России он используется довольно ограниченно из-за отсутствия необходимого оборудования. Количество исследований, проведенных в течение года, не превышает 1 миллиона. Современные гамма-камеры в основном устанавливаются в крупных областных центрах, поэтому процедура доступна для жителей столицы. Благодаря высокому содержанию информации, безопасности и разумной цене, сцинтиграфия в Москве является важной частью расследования для выявления различных заболеваний и патологических состояний. Первое визуальное исследование с радиоиндикаторами было проведено в 1911 году Дирдом де Хевеси. За создание метода ученый получил Нобелевскую премию по медицине. Радионуклидные препараты широко использовались в клинической практике с 1950-х годов, после того как были разработаны процедуры сканирования, радиографии и радиометрии для оценки содержания лекарства в исследуемом органе и отслеживания его распределения и движения. Чуть позже была создана сцинтилляционная гамма-камера, независимая методика, называемая сцинтиграфией.

Этапы проведения

сцинтиграфия радионуклидная диагностика органы

В организм больного вводится радиоиндикатор, с током крови он поступает в органы. Когда вещество полностью распространится по органам, будут сделаны снимки, которые регистрирует и обрабатывает компьютер. Изображения могут быть: динамические, статические, синхронизированные и томографические. По снимкам специалист изучает анатомическое расположение, параметры, форму и другие особенности исследуемой области. Дозировка лекарственного средства напрямую зависит от обследуемого внутреннего органа или системы. Для детальной и информативной диагностики сердца, скелета и головного мозга необходима большая дозировка РФП. Даже большое количество радиоактивного вещества не оказывает негативного влияния на здоровье пациента, потому что РФП непрерывно распадается и быстро выводится из организма. Длительность процедуры может варьироваться от 15-20 минут до 2,5-3 часов. Наибольшее количество времени занимает обследование скелета - 2,5-3 часа. Исследовать сердце можно в течение 50-60 минут. Для диагностики почек, печени и желчных путей понадобится минимум полчаса. Щитовидную железу можно исследовать за 20-40 минут. Длительность манипуляции зависит от того, насколько быстро РФП накопится в обследуемом органе или системе. Главное преимущество методики - это ее информативность и небольшая доза излучения. Во время манипуляции пациент получает меньше излучения, чем при рентгенографии. Аллергия на лекарственные средства появляется очень редко. Чтобы удостовериться, что у пациента нет аллергической реакции на РФП, делается аллергопроба. Расшифровка результатов занимает от 15 до 30 минут. Специалист описывает состояние органов, найденные патологии и пишет свое заключение. Далее пациент направляется к лечащему врачу, который поставит точный диагноз и назначит курс лечения.

Методика проведения

Радиофармацевтический препарат, состоящий из двух компонентов, вводится в организм пациента: вектор (соединение, обладающее тропизмом к конкретному органу) и маркер (изотоп, испускающий гамма-лучи). Из-за тропической природы вектора препарат накапливается в исследуемом органе. В этом случае маркер испускает излучение, обнаруженное гамма-камерой. Сцинтиграфический сцинтиллятор преобразует энергию рассеянного или поглощенного гамма-излучения в фотоны видимого излучения. Затем фотоумножители преобразуют возникающие вспышки молнии в импульсы тока. Бобовые регистрируются и обрабатываются компьютером. После обработки обычно создается двухмерное изображение исследуемого трехмерного объекта. Аналогичная технология используется при выполнении однофотонной эмиссионной компьютерной томографии, только когда объект отображается в объеме, а не на плоскости (он остается в трех измерениях). В случае интенсивного накопления препарата в данной области на сцинтиграммах формируется «горячий фокус», без накопления или уменьшения накопления - «простуда». Изображения, снятые во время сцинтиграфии, могут быть статическими, динамическими или синхронизированными. Статические изображения представляют собой плоскую фиксированную картину, используемую при изучении строения органов. Динамические изображения формируются путем добавления нескольких статических изображений, используемых для изучения функции печени, почек, желчного пузыря и т. Д. Синхронизированные изображения создаются в томографическом режиме и используются для изучения сократимости миокарда. Все виды сцинтиграфии проводятся с использованием радионуклидных препаратов. Тип препарата определяется в зависимости от тропичности вектора к конкретному органу. Поэтому при исследовании костей скелета используются меченые би- и монофосфатные комплексы, при исследовании почек - меченая диэтилентриаминпентауксусная кислота, в сцинтиграфии щитовидной железы - пертехнетат (раствор технеция) и т. Д. Существуют специальные препараты для выявления определенных форм злокачественные опухоли. В большинстве случаев радиофармацевтический препарат вводится внутривенно, однако существуют исключения. Например, при статической кишечной сцинтиграфии пациент принимает пероральный препарат, разведенный в воде. Несмотря на использование радионуклидов, сцинтиграфия является безопасным исследованием. Инструмент не оказывает токсического воздействия на организм. Пациент получает меньшую дозу облучения, чем рентгенограмма.

Классификация

Существует много видов сцинтиграфии, используемых для выявления патологии различных органов и систем. Следующие виды исследований наиболее широко используются в клинической практике:

* сканирование скелета.

* Желудочно-кишечная сцинтиграфия, включая желудок и пищевод, кишечник, поджелудочную железу, печень, желчный пузырь.

* легочное сканирование.

* Сцинтиграфия почек и надпочечников.

* Сканирование корабля. Вместе с вышеуказанными методами пациенту может быть назначена сцинтиграфия щитовидной железы, околощитовидных желез, слюнных желез, миокарда, мозга, селезенки и других органов. Существуют также специальные методы, используемые для обнаружения определенных типов опухолей, для облегчения последующей операции и т. Д. Например, сцинтиграфия соматостатиновых рецепторов используется для обнаружения опухолей с большим количеством соматостатиновых рецепторов, а сцинтиграфия сигнальных лимфатических узлов выполняется для определения положения изотопной метки перед операцией.

Устройство и принцип действия гамма-камеры

Сцинтилляционная камера (или гамма-камера) была создана как позиционно-чувствительный детектор Ангером в 1958 году. В середине 60-х годов прошлого века она стала одним из основных клинических инструментов для радионуклидной диагностики. До появления гамма-камеры серийным прибором для визуализации распределения гамма-излучающего РФП в теле пациента являлся линейный сканер. В этом приборе специальное механическое устройство перемещает детектор излучения вдоль тела пациента, производя таким образом сканирование выходящего ионизирующего излучения. Результатом измерения является визуализация распределения РФП вдоль выбранного в данном измерении направления сканирования. Для анализа излучения, выходящего из ограниченной области пациента, сканеры комплектуются дополнительными коллиматорами. Принцип работы такого сканера заключается в последовательном просмотре исследуемого объекта с помощью регистрации излучения, выходящего в узком интервале телесного утла, вырезаемого коллиматором. Для повышения светосилы прибора коллимационное устройство выполняется в виде многоканальной системы фокусирующих коллиматоров, оси которых пересекаются в одной точке -- фокусе. Фактически линейные сканеры являются фокально-плоскостными устройствами, т. е. позволяют получать наилучшее качество изображения распределения РФП в фокусной плоскости коллимационной системы. В то время как распределения активности выше и ниже фокусной плоскости накладываются друг на друга и размываются. При правильном выборе параметров линейные сканеры визуализируют с хорошим качеством статические распределения р/н. Однако так как для сканирования отдельного органа требуется несколько минут, то этот прибор мало пригоден для изучения быстрых динамических процессов. В гамма-камере Ангера используется стационарный позиционночувствительный детектор в виде кристалла йодистого натрия большого диаметра, перекрывающего ширину пациента. Главное преимущество гамма-камеры по сравнению со сканером заключается в быстродействии, обусловленном получением информации о распределении РФП одновременно по всему обозреваемому полю. Позднее конструкция гамма-камер неоднократно усовершенствовалась, стала применяться цифровая обработка сигналов. Однако принципиальные особенности конструкции Ангера сохранились и в современных камерах. В последнее время в гамма-камерах в качестве позиционно-чувствительных детекторов начинают применять матрицы из полупроводниковых детекторов, сочлененных с фотодиодами. Многие эксперты считают такие камеры наиболее перспективными.

На сегодняшний день основным прибором для получения сцинтиграфических изображений является гамма-камера, которую изобрел американский инженер Anger (1966). Ее конструктивные особенности обеспечивают хорошее пространственное разрешение в сочетании с высокой скоростью регистрации у-излучения. В комплексе со специализированным или универсальным компьютером гамма-камера позволяет проводить все основные виды радионуклидных in vivo - исследований.

Гамма-камера состоит из двух основных крупных узлов : блока детектирования и аналогового пульта обработки и отображения информации. Блоком детектирования является сцинтилляционный детектор с тонким (около 12 мм) и большого диаметра (250 мм и более) монокристаллом Nal (Т1), над которым размещены фотоэлектронные умножители. От их количества в конечном итоге зависит разрешающая способность гамма-камеры.

Рис. 2.1. Блок-схема гамма-камеры:

1 - сцинтилляционный кристалл; 2 - коллиматор; 3 - фотоэлектронные умножители; 4 - декодирующий Смок; 5 - свинцовая защита; 6 - кабель; 7 -усилитель координат; 8 - делитель: 9 - анализатор: 10- электронно-лучевая трубка

В сцинтилляционном детекторе поглощенные или рассеянные гамма-кванты преобразуются в фотоны видимого излучения, причем их количество пропорционально поглощенной в сцинтилляторе энергии гамма-кванта. Фотоумножители преобразуют световую вспышку в сцинтилляторе в импульс тока, который регистрируется спектрометрической аппаратурой. Амплитуда импульса пропорциональна поглощенной энергии, поэтому возможно отделение вспышек от гамма- квантов с энергией, характерной для используемого PH, от общего фона. Применение сборки фотоумножителей позволяет осуществить восстановление координат вспышки и таким образом измерить пространственное распределение PH в теле пациента.

Важным узлом детектора является коллиматор, который позволяет избежать искажений получаемых сцинтиграмм за счет поглощения гамма-квантов, падающих под некоторым углом к центральной оси его отверстий, стенками этих отверстий (см. рис. 2.2.). В результате чего они не достигают поверхности кристалла.

Как правило, используются многоканальные коллиматоры (параллельные, дивергентные, конвергентные), представляющие собой свинцовую пластину с множеством отверстий, через которые происходит проникновение гамма-квантов от объекта к сцинтилляционному кристаллу. В некоторых случаях (например, для проведения сцинтиграфии щитовидной железы) применяется одноканальный коллиматор pin-hole (см. рис. 2.3.). Выбор коллиматора определяется конкретными диагностическими задачами. Для проведения исследований с радионуклидами, обладающими различными энергиями излучения, иепользуют низко-, средне- и высокоэнергетические коллиматоры. Толщина свинцовых стенок между отверстиями коллиматора при этом должна быть тем больше, чем выше энергия гамма-излучения, предполагаемого для регистрации.

Рис. 2.2. Схема попадания гамма-квантов на сцинтилляционный кристалл при отсутствии (а) и наличии (б) параллельного коллиматора

Рис. 2.3. Поле видения гамма-камеры (обозначено черным цветом) при использовании параллельного (а), конвергентного (б), дивергентного (в) и pin-hole-коллиматоров (г)

Эффективность задержки у-квантов в самом кристалле зависит, с одной стороны, от его плотности и толщины, а с другой - от энергии излучения. В результате взаимодействия задержанных у-квантов с электронами атомов кристаллической решетки возникает электромагнитное излучение, около 10 % энергии которого находится в световом диапазоне (длина волны 410 нм на каждые 100 кэВ), оптимальном для регистрации ФЭУ. При этом высокоэнергетические у-кванты в большинстве своем «прошивают» кристалл, не вступая во взаимодействие с его атомами. Вместе с тем, они способны вызывать эффект комптоиовского рассеивания на свободных или слабосвязанных электронах и инициировать появление новых у-квантов с более низкой энергией и с иным направлением движения, что служит причиной снижения четкости сцинтиграфического изображения.

Длительность световой вспышки в кристалле должна быть минимальной, для того чтобы не происходило наложения на нее последующих сцинтилляций, маскирующих друг друга. По этой причине увеличение радиоактивности в поле зрения детектора сопровождается нелинейным возрастанием скорости счета. Для наиболее распространенного в радионуклидной диагностике кристалла Nal(Tl) продолжительность сцинтилляций составляет 0,8 мкс.

В современных гамма-камерах кристалл обычно имеет удобную для проведения исследований четырехугольную форму и размеры 450 х 600 мм, обеспечивающие поле видения не менее 350 х 510 мм. Толщина кристалла составляет 12,7 мм. Для регистрации сцинтилляций и преобразования их в электрические сигналы, как правило, используют около 60 ФЭУ с диаметром фотокатода 3 и 2 дюйма. Помимо преобразования сцинтилляционных вспышек в электрические сигналы в ФЭУ происходит их усиление примерно в 10⁶ раз.

Как показано на рис. 2.1, усиленные с помощью ФЭУ сигналы подаются на специальный декодирующий блок (4), с помощью которого определяются координаты каждой сцинтилляции (I и У), а также интенсивность ее свечения (Z), пропорциональная энергии поглощенного у-кванта. На практике величина Z является суммой сигналов всех ФЭУ, отреагировавших на данную сцинтилляцию.

Существует три вида дальнейшего преобразования сигнала в сцинтиграфическое изображение: аналоговый, аналого-цифровой и истинно цифровой. Принципиальным отличием последнего является то, что каждый ФЭУ здесь оснащен собственным аналого-цифровым преобразователем. В этом случае X-, У- и Z-сигналы рассчитываются полностью цифровым путем.

В целом процесс детектирования завершается формированием сцинтиграфического изображения исследуемого органа, которое визуально или с помощью компьютера обрабатывается с целью принятия диагностического решения.

Совершенствование гамма-камер и разработка новых программ для специализированных ЭВМ привели к созданию на рубеже 70-80-х годов нового типа приборов для радионуклидной диагностики - одпофо- тонных эмиссионных компьютерных томографов (ОФЭКТ). Главное их преимущество состоит в возможности получения плоскостных срезов изучаемых органов. Следует отметить, что если рентгеновская (трансмиссионная) томография основана на получении компьютерных изображений «срезов» тела после обработки информации о поглощении тканями рентгеновского (внешнего по отношению к телу) излучения, то ОФЭКТ позволяет визуализировать в виде плоскостных сечений распределение радиофармпрепарата, введенного в объект исследования.

ОФЭКТ-изображения получают путем записи целой серии (обычно 64) плоскостных сцинтиграмм, позволяющих в совокупности с помощью компьютера реконструировать томографические срезы в грех основных (поперечной, сагиттальной, фронтальной) и косых плоскостях. Преимущество данного метода, по сравнению с обычными сцинтигра- фическими исследованиями, состоит в том, что реконструированное изображение свободно от наложений на исследуемый орган соседних (по отношению к нему) объектов, что чрезвычайно важно для диагностики

Показания к применению

Сцинтиграфия в Москве считается просветительским исследованием и обычно указывается в заключительной фазе после использования рентгеновских лучей, УЗИ и других методов диагностики. Целью сцинтиграфии является оценка топографии, формы и размеров тела, определение точного местоположения, структуры и функциональной активности патологических очагов. Методика используется на стадии уточнения диагноза, во время дифференциальной диагностики, при разработке плана консервативного и хирургического лечения и в процессе оценки эффективности терапевтических мер. Сцинтиграфия костей скелета проводится для оценки структуры костной ткани и выявления патологических очагов в суставах, трубчатых костях, позвонках, тазовых костях, грудине, лопатках и костях черепа. Процедура позволяет обнаружить участки интенсивного роста, дегенерации или перестройки. Сцинтиграфия показана при подозрении на метастатические поражения костей при злокачественных опухолях различной локализации, ревматических поражениях, дегенеративно-дистрофических процессах, воспалительных изменениях и трудно диагностируемых переломах. Желудочно-кишечная сцинтиграфия проводится с целью изучения строения и топографии полых и паренхиматозных органов, определения функциональных возможностей полых органов, а также для оценки характера, размеров и формы патологических очагов. Различные виды статической и динамической сцинтиграфии выполняются при дисфагии, подозрении на первичные и метастатические опухоли, кишечную непроходимость, кишечное кровотечение, диффузные поражения печени (цирроз, гепатит), желчнокаменной болезни и после операций на различных частях желудочно-кишечного тракта. Сцинтиграфия легких проводится для определения регионарной вентиляции и легочного капиллярного кровотока. Процедура назначается после рентгенографии грудной клетки. Исследование показано при подозрении на легочную эмболию, ателектаз, пневмосклероз, пневмонию, новообразования, обструктивные процессы и другие патологические состояния. Сцинтиграфия почек и надпочечников проводится для оценки структуры и функционального состояния органов забрюшинного пространства. Статическая сцинтиграфия почек необходима для динамического исследования состояния почечной паренхимы, локализации, размеров и формы органов - для изучения выделительной функции почек. Статические исследования редко проводятся из-за их недостаточного информационного содержания. Сцинтиграфия надпочечников во многих случаях недостаточно информативна и в основном используется для выявления гормон-продуцирующих опухолей. Сосудистая сцинтиграфия используется для изучения строения и проходимости вен и лимфатических сосудов. Исследование может быть как статическим, так и динамическим. Способ позволяет оценить скорость кровотока и лимфотока, состояние кровеносных сосудов и лимфатических узлов. Показаниями к сцинтиграфии являются лимфостаз и хроническая венозная недостаточность различного происхождения. Кроме того, процедура выполняется в случае подозрения на лимфогенный метастаз злокачественной опухоли.

Противопоказания

Абсолютным противопоказанием к сцинтиграфии является аллергическая реакция на радиофармпрепарат. Исследование не проводится во время беременности, в тяжелом состоянии пациента и с серьезным двигательным беспокойством. Во время лактации сцинтиграфия не противопоказана, однако пациентам рекомендуется воздерживаться от грудного вскармливания в течение одного дня после введения радионуклидного вещества, чтобы избежать приема препарата в организме ребенка. Даже детство не считается противопоказанием. При выполнении сцинтиграфии у детей используются радиофармацевтические препараты с коротким периодом полувыведения.

Подготовка

Список подготовительных мероприятий определяется типом сцинтиграфии. Перед проведением исследования костей скелета необходимо воздержаться от приема препаратов висмута и бария в течение 4 дней. Вы должны получить результаты рентгеновских снимков, компьютерной томографии или МРТ костных структур (если есть). Перед сцинтиграфией щитовидной железы следует сделать УЗИ щитовидной железы, пройти гормональный тест, не есть морепродукты в течение 2 недель и не принимать гормональные препараты в течение 1 месяца. Перед обследованием легких необходимо сделать рентген или компьютерную томографию грудной клетки. Перед исследованием почек необходимо пройти УЗИ почек и выпить стакан воды за час до начала процедуры. Сцинтиграфия желчевыводящих путей проводится строго натощак. Врач должен предоставить результаты биохимического анализа крови, УЗИ печени и желчного пузыря. Вы должны взять с собой бутылку холоса или другого подобного лекарства. Сцинтиграфия печени проводится после УЗИ печени. Перед сцинтиграфией миокарда необходимо воздерживаться от еды, курения и употребления напитков с кофеином в течение 4-6 часов. Исследование проводится после ЭКГ.

Расшифровка результатов

Основной причиной проведения сцинтиграфии является определение природы образовавшихся в щитовидной железе узлов. В зависимости от их окраски на полученных снимках диагностируют наличие:

1. Холодных узлов, не накапливающих изотоп. Они свойственны коллоидному зобу или опухолевым заболеваниям.

2. Горячих, активно накапливающих радиоактивные вещества. Подобная картина типична для заболеваний, сопровождающихся нарушением функционирования железы, что может быть признаком многоузлового токсического зоба и токсической аденомы.

Если же изотоп постепенно или поступательно накапливается в щитовидке, это указывает на развитие диффузного токсического зоба. Слабое поглощение вещества тканями железы может свидетельствовать о гипотиреозе.

На полученном в ходе исследования изображении видны холодные и горячие узлы

Размещено на Allbest.ru