12. Cikkelemzés

Cím: Molecular SPECT Imaging: An Overview

Válaszoló: Veres Dániel

Lényegi mondanivaló

Rövid összefoglalást ad a nukleáris (SPECT és részben a PET) képalkotás:

I. eszközeinek előnyeiről, hátrányairól, (anatómiai struktúra versus funkció, térbeli felbontást illetően)

II. az alkalmazott SPECT radiofarmakonokról, és ezek orvosi felhasználhatósági területeiről

III. preklinikai (kisállat) lehetőségeiről.

I.

A) Hátrányok a többi képalkotó eljárással (CT, MRI, UH, optikai (fluoreszcens)) szemben:

a CT és MRI főképp szerkezeti (anatómiai) képalkotó eljárások – nagyobb a térbeli felbontóképességük (a kontrasztos MRI-nek nagyon jó a lágyszövet képalkotása)

az UH sugárzásmentes (veszélytelen), egymás melletti anatómia struktúrákat jól elkülöníti

MRI sugárzásmentes

míg a SPECT és PET esetében nagy specificitású és szenzitivitású sugárzó jelölőmolukula szükséges, kisebb strukturális térbeli felbontóképességgel

B) Előnyök

funkcionális képalkotás

UH-hoz képest jobb funkcionalitási vizsgálat

lumineszcenshez képest jobb térbeli felbontóképességet ad,

nincs probléma a szövetbe hatolási mélységgel, illetve a mélyről jövő jelek elnyelődésével

nagyobb detektálási érzékenység

jobb változáskövetési képesség („tracer”)

C) SPECT-PET összevetése:

Kiemeli a következő táblázatot, ami a klinikai és preklinikai térbeli felbontásokat tünteti fel:

8-12 mm	4-6 mm	1-2 mm	< 1 mm
Clinical SPECT	Clinical PET	Preclinical PET	Preclinical SPECT

A klinikai felbontóképesség különbség szempontjából a PET a jobb (a koincidencia detektálás miatt), míg a preklinikai – kisebb felbontóképességeknél – a SPECT, ugyanis itt a PET esetében nehezebb a fizikai határok („zajok”) csökkentése – ezek közül is a leglényegesebb a pozitron hatótávolságából adódó bizonytalanság.

SPECT előnyeként említi a kisebb költséget és a könnyebb jelölhetőséget

PET előnyeként a jobb követhetőséget (tracer) említi

D) Térbeli felbontás kérdése

2 fő tényező befolyásolja a kollimátor és a detektors – ezekről a következőket találjuk:

a) kollimátor

luk (pinhole) – versus párhuzamos (paralell)

ma a pinhole felé billen a mérleg nyelve,

aminek előnyei: jobb térbeli felbontás, és a struktúrák nagyítása

hátránya: kisebb látótér, kisebb érzékenység

b) detektor

A következő újítások segítik a nagyobb térbeli felbontást és érzékenységet:

félvezető és a „pixillated” detektorok

pozícióérzékeny PMT, lavina (avalanche) fotodióda, pozícióérzékeny avalanche fotodióda

illetve ezek kombinációi

Megjegyzendő továbbá a rekonstrukciós eljárások fejlődésével az iteratív technika előnye az analitikussal szemben (jobban szűrhető a zaj is).

(Konkrét készülékeket is felsorol a cikkíró, azok specifikációjával együtt)

E) Micro felbontású és Multimodális készülékek

kiemelendő a microCT – főleg CT angiográfia szempontjából

és a PET/MRI iránti érdeklődés

II. SPECT radiofarmakonok (RMIP)

A) Ideális radiofarmakon

gyors kiürülés a plasmából (kicsi legyen a vérből származó háttér)

gyors kiürülés a nem specifikus területekről

alacsony nem specifikus kötődés

nagy membránpermeabilitás, sokáig maradjon a célsejtben

nagy specificitás és kötődés a célhoz

nagy specifikus aktivitás

egyszerű kinetika (könnyen kvantifikálható legyen)

gyors előállítás

B) A jelölés módjai

izotóp-kicserélés – adott atom izotópjára cserélése

„idegen elem bemutatás” – hasonló szerkezetű izotóp használata – ez a leggyakoribb

fém-kelát képzés – fehérjék, monoclonális antitestek esetében

C) A jelölt molekulák, felhasználási területük

a) monoklonális antitestek és egyéb fehérjék, peptidek (pl.: Arcitumomab, Sulesomab, pentotreotide, Rituximab ...)

különböző jelölőkkel: In-111; Tc-99m; I-131; I-123...

felhasználási területek:

daganatok, metasztázisok detektálása – például: colorectalis (CEA AB), prostata (PSA AB), ovárium tumorok, somatostatin pozitív daganatok (carcinoid, gastrinoma, neuroblastoma – SSTR AB), non-Hodgkin-limfómák

apoptózis detektálás (Annexin V fehérje)

trombózis észlelés

gyulladásos kórképek – például: osteomyelitis, ízületi gyulladások, gyulladásos bélbetegségek, diabetikus fekélyek gyulladásai

myocardialis infarktus (FAB AB)

b) glükóz, glükóz prekurzorok

próbálkoznak a PET FDG kiváltására – egyenlőre sikertelenül

c) aminósavak (pl. IMT)

lényeges, hogy az aminósav transzport révén átjuthatnak a vér-agy gáton

általában I-123 jelöltek

d) nuklidok, nukleozidok(pl. FIAU)

DNS szintézis révén daganatproliferáció vizsgálatára

e) nitroimidazol származékok (pl. Tc-pano)

felhasználása:

hypoxia detektálásra: myocardiális infarktus, akut ischemias agyi folyamat, solid tumorok

f) jelölt sejtek (pl. HMPAO)

leggyakoribb a fehérvérsejtek jelölése

felhasználása: agyi perfúzió vizsgálat, gyulladáos kórképek

g) I-123 jelölések

felhasználása: pajzsmirigy vizsgálat, mellékvese vizsgálat (MIBG), vesetubulusok vizsgálata (OIH), agyi perfúzió megfigyelése (IMP)

h) dopamin analógok, származékok (Ioflupane, CIT)

felhasználása: Parkinson-kór elkülönítése esszenciális tremoros kórképektól, Alzheimer-kór és Lewy-testes kórképek elkülönítése

i) difoszfonátok (MDP)

felhasználása: csontmetasztázisok, csontrendellenességek kimutatása.

III. Preklinikai lehetőségek

A) Kardio-vaszkuláris képalkotás

Vizsgálhatók az alábbiak: szívfunkciók (ejectiós frakció, falmozgások, oxigenizáltság, perfúzió), infarktus, hypoxia, atherosclerosis, koronáriák érelváltozásai, nekrotikus területek

B) Őssejtek vizsgálata

Nyomonkövethetők transzplantáció során az őssejtek mozgása, a szövet regeneráiója.

C) Onkológiai lehetőségek

Receptorok, enzimek szintjén vizsgálható a daganatok kifejlődése.

D) Neurológiai képalkotás lehetőségei

Neurodegeneratív kórképek kialakulásának vizsgálatára, gyógyszerfüggőségek vizsgálatára alkalmazható. In vivo vizsgálhatók a különböző (szerotoninerg, cholinerg, dopaminerg) idegi kapcsolatok, folyamatok.

E) Gyógyszerfejlesztés

Magának a gyógyszermolekulának a jelölésével vizsgálható annak eloszlása és kinetikája a szervezetben. Vizsgálható a gyógyszer toxicitása akár a véráramlás változásának, illetve a gyulladásos faktorok megjelenésének detektálásával.

Válaszok kérdésekre:

1. Hogyan működik a CT-angiográfia? Mire jó?

A CT-angiográfia során az erek denzitásértékeinek különbözősége alapján az ereket a csontok és a lágyrászek zavaró árnyékaitól megszabadítva, akár térben, időben (mind artériás, vénás, paranchymás fázisban) lehet megjeleníteni.

A legtöbb esetben a megfelelő kontrasztkülönbség létrehozásához kontrasztanyagot fecskendeznek iv. a páciensbe, ezzel növelve az erek sugárgyengítését.

Tehát minimál-invazív módon kaphatunk információt a vérellátottságról, érellátottságról, erek lefutásáról, erek állapotáról (pl.: érelzáródás mértéke), érrendellenességekről (pl.: aneurizma), stb..

2. Mia hibirdoma technology?

Egy specifikus B-sejt (amely egy bizonyos antitestet termel) és egy myeloma-sejt (daganatos sejt) összehozásával alkotnak meg egy sejtvonalat, aminek az eredménye egy olyan sejtvonal, amely korlátlanul osztódva nagy mennyiségben termeli a specifikus (monoklonális) antitestet.

3. Gyakran használnak SPECT-et gyulladások kimutatására?

(Magyarországi állapotról próbálok információt adni ismerős orvosok megkérdezése alapján. Nemcsak a SPECT, hanem gamma-kamerás vizsgálatokat is egybevéve.)

A használat gyakorisága a gyulladás súlyosságától, illetve okának nemismeretétől is függ. Tehát használata felmerül ismeretlen eredetű septikus kórkép esetén, ismeretlen eredetű visszatérő láz kapcsán, daganat (metasztázis) felkutatásának céljából. Hazánkban viszonylag ritka az ízületi gyulladások, osteomyelitis, gyulladásos bélbetegségek kapcsán kért scintigráfiás vizsgálat. Gyakrabban fordul elő diabeteszes fekély esetében.

A megkérdezések alapján azt mondhatom, hogy egy átlagos belgyógyász egy átlagos évben átlagosan kb. 6 alaklommal kér scintigráfiás vizsgálatot gyulladás kimutatása céljából – ez kb. 100-ból egy „gyulladásos beteget” érint. Természetesen ez nagyban függ az adott kórház lehetőségeitől, az osztály típusától (például intenzív osztályon ennél gyakoribb az eset, hiszen ott súlyosabb a betegek állapota)

4. Körülbelül mennyibe kerül egy izotópos monoklonális antitest?

Egy kutatásban használt átlagos monoklonális antitest kb. 400-800$ / mg. Izotópos monoklonális antitest ára kb. 1500-3000$ / mg. (Például: 13-Amino-4,7,10-trioxatridecanyl-2,2',3,3',11,11',12,12'-d8)-N-methyl-N-biotinylglycinamide: sc-223164 nevű streptavidin elleni MAB kb. 1900$ / mg)

5. Mit jelent a pixilated és a semiconductive detector?

Pixilated detector: szegmentált (részekre osztott) detektor.

Szcintillációs (általában szervetlen, NaI(Tl), CsI(Na), CsI(Tl)) detektor szegmentált változata.

Előnye: nagyobb térbeli felbontás érhető el (akár szegment-nagyságú).

Hátránya: kisebb érzékenység, kisebb energiafelbontás, drága.

Semiconductive detector: félvezető (dióda) detektor.

Olyan szilárdtest detektor, amely félvezető (keskeny tiltott sáv a betöltött vegyértéksáv és üres vezetési sáv között) anyagból (általában Si, Ge egykristály) készül.

Előnye: kiváló energiafelbontás, valamint: lineáris válaszfüggvény, rövid válaszidő, mágneses térre érzéketlenség, relatíve kis méret.

Hátránya: drága, neutronsugárzás károsítja, gyakran alacsony hőmérsékleten működtetendők.

6. Milyen kollimátortípusok léteznek?

Lásd Krisztián első SPECT előadása.

(Párhuzamos, sík;

párhuzamos, görbe;

nem párhuzamos, sík és görbe)

Feldolgozva: 2011. szeptember 18.

Veres Dániel