Univerzita Palackého v Olomouci Fakulta zdravotnických věd Ústav radiologických metod Štěpán Václavík Radionuklidová diagnostika zánětu Bakalářská práce Vedoucí práce: Prof. MUDr. Milan Kamínek, Ph.D. Olomouc 2014
ANOTACE Název práce v ČJ: Radionuklidová diagnostika zánětů Název práce v AJ: Radionuclide diagnosis of inflammation Datum zadání: 2013-12-06 Datum odevzdání: 2014-04-30 Vysoká škola, fakulta, ústav: Univerzita Palackého v Olomouci Fakulta zdravotnických věd Ústav radiologických metod Autor práce: Václavík Štěpán Vedoucí práce: Prof. MUDr. Milan Kamínek, Ph.D. Oponent práce: MUDr. Iva Metelková, Ph.D. Abstrakt v ČJ: Bakalářská práce se zabývá detekci zánětlivého ložiska za pomoci radionuklidových vyšetřovacích metod. Cílem je předložit dohledané poznatky o možnostech a přínosech radionuklidové diagnostice zánětu. Poznatky byly převážně dohledány v knihách a článcích.
Abstrakt v AJ: This bachelor thesis deals with detection methods of inflammatory sources by means of radionuclide examination methods. The main objective of this thesis is to present all findings pertaining to possibilities and benefits of radionuclide detection of sources of inflammation. All information used in this thesis was drawn mainly from medical books and relevant articles. Klíčová slova v ČJ: nukleární medicína, scintigrafie, zánět, radiofarmakum, PET/CT Klíčová slova v AJ: nuclear medicine, scintigraphy, inflammation, radiopharmaceutical, PET/CT Rozsah: 50 str., 5 příloh
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci vypracoval samostatně a použil jen uvedené bibliografické a elektronické zdroje. V Olomouci 30. dubna 2014... Podpis
Děkuji Prof. MUDr. Milanu Kamínkovi, Ph.D., za odborné vedení bakalářské práce a za cenné rady při zpracování této bakalářské práce. Dále bych rád poděkoval Bc. Jiřímu Horalíkovi, DiS za jeho ochotu a pomoc.
Obsah Úvod... 9 1 Teoretická část... 11 1.1 Nukleární medicína... 11 1.2 Charakteristika zánětu... 12 1.2.1 Dělení zánětu... 12 1.3 Horečka neznámého původu... 13 1.4 Radiofarmaka... 13 1.4.1 Výběr radiofarmaka dle typu zánětu... 14 1.5 Možnosti přístrojového zobrazení... 15 1.5.1 Aparatura pro planární zobrazování... 15 1.6 Základní klinické pohledy... 16 1.6.1 Lokalizační známky přítomny... 17 1.6.1.1 Záněty v břišní dutině... 17 1.6.1.2 Záněty v oblasti hrudníku... 17 1.6.2 Lokalizační známky nepřítomny... 17 1.7 Přehled scintigrafických metod... 17 2 Scintigrafické metody detekce zánětu... 19 2.1 Třífázová scintigrafie skeletu... 19 2.1.1 Metoda... 19 2.1.2 Provedení... 19 2.1.3 Závěr... 20 2.2 Značené leukocyty... 20 2.2.2 99m Tc-HMPAO... 21 2.2.2.1 Metodika... 22 2.2.2.2 Indikace... 22 2.2.2.3 Závěr... 22 2.2.3 111 In-oxin... 22 6
2.2.3.1 Metodika... 23 2.2.3.2 Indikace... 23 2.2.3.3 Závěr... 23 2.3 Značené protilátky... 24 2.3.1 Antigranulocytární monoklonální protilátky značené 99m Tc... 24 2.3.1.1 Metodika... 25 2.3.1.2 Indikace... 25 2.3.1.3 Závěr... 25 2.3.2 Polyklonální protilátky... 26 2.3.3 Ostatní monoklonální protilátky... 26 2.4 Nanokoloidy... 26 2.4.1 Metodika... 27 2.4.2 Liposomy... 27 2.4.3 Indikace... 27 2.4.4 Závěr... 28 2.5 Galiova scintigrafie... 28 2.5.2 Indikace... 29 2.5.3 Závěr... 29 2.6 Pozitronová emisní tomografie PET... 30 2.6.1 Fyzikální princip zobrazování... 30 2.6.2 Hybridní systém PET/CT... 32 2.6.3 18 F značená fluorodeoxyglukóza - 18 F-FDG... 32 2.6.4 Příprava pacienta... 33 2.6.5 Průběh vyšetření... 33 2.6.6 Indikace... 34 2.6.7 Závěr... 34 Závěr... 35 Seznam použité literatury... 36 7
Seznam zkratek... 38 Seznam obrázků... 39 Seznam tabulek... 40 Seznam příloh... 41 8
Úvod Nukleární medicína je samostatným lékařským oborem, který se zabývá aplikacemi radiofarmak pro diagnostické a terapeutické účely. Za pomocí patřičného přístrojového a radionuklidového vybavení je nukleární medicína schopna detekovat a lokalizovat zdroj zánětu. V současně době využívají kliniky několika diagnostických postupů založených na odlišnosti farmakokinetických mechanismů. Hlavními otázkami tedy jsou: Jaké jsou publikované poznatky u radionuklidových vyšetření v diagnostice zánětu Jaké jsou výhody a nevýhody jednotlivých radionuklidových vyšetření v diagnostice zánětu Cíle této práce jsou následující: Cíl 1: Předložit poznatky o možnosti metod nukleární medicíny v diagnostice zánětlivých procesů. Cíl 2: Předložit poznatky o jednotlivých vyšetřovacích metodách v radionuklidové diagnostice zánětu Pro vstupní literaturu byly použity následující knihy: 1. KUPKA, Karel, et al. Nukleární medicína. 1. vyd. Praha: P3K, 2007. 185 s. ISBN 978-80-903584-9-2. 2. MYSLIVEČEK, Miroslav; KORANDA, Pavel; HUŠÁK, Václav. Nukleární medicína v diagnostice nádorů a zánětů. 1. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2002. 69 s. ISBN 80-244-0509-1. 3. VOTRUBOVÁ, Jana, et al. Klinické PET a PET/CT. Praha: Galén, 2009. 207 s. ISBN 978-80-7262-619-9 9
Popis rešeršní činnosti Pro vyhledání publikací byla použita následující klíčová slova nukleární medicína, scintigrafie, zánět, radiofarmakum, PET/CT. Jako vyhledávácí databáze byly použity především Medvik, Google Scholar, PubMed, Clinical Nuclear Medicine a The Journal of Nuclear Medicine, EBSCO, Portál vědecké knihovny Olomouc. Bylo dohledáno 30 publikaci v českém jazyce od roku 2002 do roku 2014. Z toho bylo po prostudování použito 7 publikací. Zbytek vyřazených publikací nesplňovalo informační náročnost, nevyhovovalo problematice a cílům BP. Pro doplnění informací byla použita klíčová slova v angličtině. Bylo dohledáno 65 publikací od roku 2003 do roku 2014. Po přečtení těchto publikací byly použity 4 články. Zbytek vyřazených publikací nebyly použity z důvodů informační podobnosti a neodpovídající cílům BP. Bakalářská práce se skládá ze dvou hlavních kapitol. V první kapitole se pojednává o základní teorii, vysvětlení definice zánětu a základů v nukleární medicíně jako jsou radiofarmaka, přístrojového zobrazení a základní klinické pohledy. Druhá kapitola už jasně a výstižně popisuje jednotlivé druhy a modality radionuklidové diagnostiky zánětlivých ložisek. 10
1 Teoretická část 1.1 Nukleární medicína Nukleární medicína je samostatným lékařským oborem, který se zabývá aplikacemi radiofarmak pro diagnostické a terapeutické účely. Nukleární medicína je jako klinický obor neoddělitelnou součástí léčebně-preventivní péče (Míková, 2008, s. 7). Metody nukleární medicíny se rozdělují podle aplikace radiofarmaka na vyšetření in vivo a in vitro (Mysliveček et al., 2007, s. 9). Při vyšetření in vivo se pacientovi radiofarmakum aplikuje neinvazivní metodou (roztoky nebo plyny), nebo méně invazivní metodou a to pomocí injekční stříkačky (vpravení radiofarmaka přímo do krevního oběhu). A studují se fyziologické a biochemické procesy v těle, lokalizují se a diferencují patologické změny. Při scintigrafii se následně sleduje prostorová distribuce radiofarmaka v těle. V případě, že distribuce radiofarmaka je proměnná v čase, sleduje se a analyzuje tento časový průběh a vytvářejí se histogramy. Vyšetření in vitro slouží ke stanovení koncentrace hormonů, nebo protilátek v krvi za pomocí radioaktivních látek. Při této vysoce citlivé analýze nedochází vůbec ke styku pacienta s radioaktivní látkou, pracuje se pouze s pacientovým vzorkem krve (Míková, 2008, s. 7 8). Obecně scintigrafii můžeme rozdělit na statickou nebo dynamickou studii. Statickou scintigrafii můžeme považovat jako obdobu fotografie. Tyto snímky zobrazují rozložení radiofarmaka ve tkáni po určitých časových odstupech. Dynamická scintigrafie spíše připomíná obdobu videa, nebo filmu. Úkolem dynamické studie je zachytit změny radiofarmaka v čase, kdy snímky se pořizují ihned po aplikaci radiofarmaka (Kupka, 2007, s. 14). Detekce a určení lokalizace zánětlivého ložiska v organismu je významný diagnostický problém, jehož řešení bývá i přes použití široké škály vyšetřovacích metod neúspěšné. Scintigrafie ve srovnání s ostatními zobrazovacími postupy má významnou výhodu v celotělovém módu. Celotělový mód je důležitým faktorem pro odhalení neznámého zánětlivého ložiska v těle (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 49). 11
1.2 Charakteristika zánětu Zánět je velice složitá reakce živého organismu na poškození, zahrnující komplex biochemických a imunologických změn (Dvořáčková, 2012, s. 61). Obecná charakteristika zánětu by se dala popsat jako komplexní fyziologická reakce na cizorodou substanci (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 49). Správně definovat zánět je velice složité, z důvodu že existuje celá řada definic, přičemž žádná není zcela přesná a každá má svoji pravdu (Dvořáčková, 2012, s. 61). Mysliveček uvádí jako možnou definici zánětu toto, zánět je popisován jako proces s reakci mikrocirkulace se současným přesunem tekutiny a leukocytů z krve do extravaskulární tekutiny (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 49). Jako první popsal 4 základní příznaky římský lékař Celsus. Jsou to rubor - zčervenání, tumor - otok, calor - zteplání a dolor - bolest, později byl přidán k příznakům i functio laesa - porucha funkce (Dvořáčková, 2012, s. 61). Při bakteriálních infekcích dochází v místě ložiska k produkci peptidů s afinitou k receptorům neutrofilů, což má za následek migraci leukocytů do oblasti ložiska. Při virových infektech dochází k aktivaci B-lymfocytů s následnou produkcí protilátek a T-lymfocytů s následnou produkcí cytokinů (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 49). 1.2.1 Dělení zánětu Podle délky trvání dělíme zánět na akutní - do 14 dní, subakutní - do 6 týdnů a chronický - trvající déle než 6 týdnů. Dále můžeme zánět rozdělit podle formy na nespecifický a specifický zánět. Nespecifický zánět probíhá uniformním způsobem, kdy obvykle není možno usuzovat na konkrétní agens. U specifického zánětu je to ale jinak, tkáňové změny jsou většinou charakteristické pro vyvolávající agens. Nespecifický zánět se následně dělí na alterativní, exsudativní a proliferativní. Exsudativní zánět se může projevovat na povrchu nebo v intersticiu, proto všechny typy exsudativního zánětu dělíme na povrchové a intersticiální. Podle typu exsudátu rozdělujeme zánět na serózní, nehnisavý, hnisavý, fibrinózní, gangrenózní (Dvořáčková, 2012, s. 62, 64). 12
1.3 Horečka neznámého původu Horečka neznámého původu (fever of unknown origin FUO) je definována jako horečka nad 37,8 C s trváním nejméně tři týdny. Přičemž diagnóza tohoto stavu nebyla odhalena (Dostál et al., 2004, s. 98). Mysliveček uvádí že, horečka neznámého původu je jedním z důležitých faktorů pro stanovení indikačního schématu při detekci zánětu (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 50). Podle etiologické příčiny můžeme horečku neznámého původu rozdělit na pět podskupin a to na infekci (34%), neoplazie (20%), systémová onemocnění pojivové tkáně (13%), různé (20%), nediagnostikované stavy (13%) (Votrubová et al., 2009, s. 192). 1.4 Radiofarmaka V současnosti využívají kliniky nukleární medicíny při vyšetření zánětu několika diagnostických postupů založených na odlišnosti farmakokinetických mechanismů vedoucí ke kumulaci jednotlivých radiofarmak v zánětlivém ložisku (tab. 1). Tento fakt umožňuje zvolit vhodné radiofarmakum a vhodnou metodu pro optimální detekci předpokládaného typu zánětu (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 49). Tab. 1: Přehled hlavních radiofarmak pro diagnostiku zánětu a jejich vlastností (Kupka et al., 2007, s. 137). Radiofarmakum Poločas rozpadu Energie fotonů gama Mechanismus kumulace [h] [kev] 67 Ga citrát 78 93, 185, 300 Zvýšená kapilární permeabilita, vazba zejména na transferin, laktoferin 99m Tc-nanokoloid 6 140 Kapilární permeabilita 99m Tc-HIG 6 140 Kapilární permeabilita 13
111 In-oxin leukocyty 67 173, 247 Specifická chemotaxe 99m Tc-HMPAO leukocyty 6 140 Specifická chemotaxe 99m Tc antigranulocytární 6 140 protilátky Kapilární permeabilita Leukocyty 18 F-FDG 2 511 Energetická potřeba buněk 1.4.1 Výběr radiofarmaka dle typu zánětu Tab. 2: Přehled radiofarmak dle typu zánětu (Kupka et al., 2007, s. 137). Indikace Horečka neznámé etiologie Osteomyelitida periferního skeletu Osteomyelitida páteře Záněty v hrudníku Endokarditida Infekce cévních protézy Záněty v břišní dutině Nespecifické střevní záněty Doporučené radiofarmakum 67 Ga značené leukocyty antigranulocytární protilátky 18 F-FDG značené leukocyty antigranulocytární protilátky nanokoloidy 18 F-FDG 67 Ga 18 F-FDG 67 Ga 18 F-FDG značené leukocyty ciprofloxacin značené leukocyty antigranulocytární protilátky 18 F-FDG značené leukocyty značené leukocyty antigranulocytární protilátky 14
Granulomatózní záněty 67 Ga 18 F-FDG 1.5 Možnosti přístrojového zobrazení Přístroje v nukleární medicíně se podle zobrazení dělí na planární a tomografické. Planární zobrazení pořizuje sérii 2D snímků 3D objektu. Tomografické zobrazení pořizuje 3D snímky 3D objektu (Mysliveček et al., 2007, s. 40). Mezi nejpoužívanější přístroje patří SPECT a PET. Obě modality se mohou pomocí hybridní technologie doplnit o CT. SPECT (Single-Photon Computed Emission Tomography) je schopen díky modalitám svých detektorů (stacionární nebo rotační) planárního tak i tomografického zobrazení (Kupka, 2007, s. 15). 1.5.1 Aparatura pro planární zobrazování V nukleární medicíně se pro detekci radiofarmaka používají scintilační kamery. Tato scintilační kamera se skládá ze čtyř součástí, scintilačního krystalu, světlovodiče, souboru fotonásobičů a kolimátoru (obr. 1). Pro nasměrování fotonů gama ke krystalu je zapotřebí kolimátoru. Kolimátory jsou vytvořené z olova. Rozlišují se podle struktury, počtu otvorů, podle energie záření radiofarmaka a nakonec podle vztahu mezi rozlišovací schopností a citlivostí kolimátoru. Jako scintilační krystal se nejčastěji používá jodid sodný aktivovaný thaliem NaI (Tl) obdélníkového tvaru. Nad tímto krystalem je uloženo cirka 60 65 fotonásobičů. Tyto fotonásobiče jsou světlovodiči připojeny ke krystalu (Mysliveček et al., 2007, s. 33 36). 15
Obr. 1: Aparatura pro planární zobrazování (Mysliveček et al., 2007, s. 33). Pro jednoduchou představu ve fungování této aparatury poslouží následující věty. Radiofarmakum kumulující v těle pacienta vyzařují fotony gama. Tyto fotony jsou kolimovány ke scintilačnímu krystalu, který fotony gama převede na záblesky světla (fotony světla). Pomocí světlovodičů jsou dopraveny tyto fotony světla do fotonásobiče, který převádí fotony světla na elektrický impulz. Kdy následně jsou elektrické impulzy zaznamenávány a zpracovány počítačem (Mysliveček et al., 2007, s. 34). 1.6 Základní klinické pohledy Metody zobrazení zánětu měkkých tkání jsou závislé na klinické symptomatologii. Důležitá je také doba trvání příznaků a přítomnost lokalizačních známek (Kupka et al., 2007, s. 139). 16
1.6.1 Lokalizační známky přítomny 1.6.1.1 Záněty v břišní dutině Metodou první volby je ultrasonografie a CT. A to především pro jejich výborné anatomické zobrazení, širokou dostupnost a možnost navigace při biopsii. Obecná nevýhoda obou metod je jejich omezená schopnost v detekci iniciálních stadii zánětu a špatné odlišení pooperačních změn. V případě nediagnostických morfologických metod je možno k detekci zánětu v břišní dutině použít scintigrafických metod a to především scintigrafii značenými leukocyty. Výhodou je použití v celotělovém módu a vysoká senzitivita (95%), specifita (91%) a správnost (94%) (Kupka et al., 2007, s. 139). 1.6.1.2 Záněty v oblasti hrudníku Metodou první volby je klasický RTG snímek hrudníku, popřípadě doplněný CT skenem. V případě nejasností je použita z metod nukleární medicíny galiová scintigrafie. Ta bývá nejčastěji indikována u imunokompromitovaných pacientů k detekci pneumocystové pneumonie. Přínosem je taktéž u pacientů s plicní fibrózou a sarkoidózou k vyhodnocení aktivity patologického procesu a reakce na léčbu (Kupka et al., 2007, s. 139). 1.6.2 Lokalizační známky nepřítomny V případech kdy nejsou přítomny lokalizační známky, je vhodné použít metody nukleární medicíny za použití celotělového módu. Volba správné metody závisí na délce symptomatologie. U akutních zánětů (do dvou týdnů) je vhodné použít scintigrafii značenými leukocyty. U chronických a neinfekčních zánětů jsou vhodné metody galiová scintigrafie a PET/CT (Kupka et al., 2007, s. 139). 1.7 Přehled scintigrafických metod V každodenní praxi, kdy lékař hledá ideální vyšetřovací metodu pro aktuální patologický stav pacienta, byla vytvořena schématická tabulka (tab. 3). Tato tabulka 17
vystihuje výběr optimální vyšetřovací metody pro detekci zánětu v závislosti na charakteru a lokalizaci zánětu. Jednotlivé scintigrafické metody jsou rozepsány níže (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 49). Tab. 3: Přehled scintigrafických metod (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 49) Typ zánětu Teploty neznámého původu s delší anamnézou febrilií s krátkou anamnézou febrilií a leukocytózou Scintigrafická metoda 67 Ga citrát PET/CT 99m Tc antigranulocytární MAb 99m Tc-HMPAO-WBC Osteomyelitis Abscesy v břiše Periferní Páteř Třífázová scintigrafie skeletu 99m Tc-HMPAO-WBC 99m Tc antigranulocytární MAb Pouze při kontraindikaci MRI 67 Ga citrát PET/CT 99m Tc-HMPAO-WBC 99m Tc antigranulocytární MAb Záněty plic a mediastina Infekty cévních protéz 67 Ga citrát 99m Tc-HMPAO-WBC 99m Tc antigranulocytární MAb 111 In-oxin-WBC Chronické zánětlivé střevní onemocnění Infekty ledvin Endokarditis (vždy SPECT) 99m Tc-HMPAO-WBC 99m Tc antigranulocytární MAb 111 In-oxin-WBC 67 Ga citrát 99m Tc-HMPAO-WBC 99m Tc antigranulocytární MAb 18
2 Scintigrafické metody detekce zánětu 2.1 Třífázová scintigrafie skeletu Třífázová scintigrafie skeletu zjišťuje přítomnost zánětu ve skeletu na základě potvrzení hyperémie a zvýšené kostní přestavby v oblasti zájmu. Jedná se o vysoce senzitivní avšak nespecifickou metodu. Tato metoda stále hraje velkou roli pří diagnostikování osteomyelitidy v periferním skeletu (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 53). 2.1.1 Metoda Pouhá jedná aplikace osteotropního radiofarmaka, které se vychytává ve skeletu, stačí k získání celotělových obrazů ve všech třech fázích fáze arteriální (perfuzní), blood-poolu a poslední kostní pozdní fázi. Jelikož radiofarmakum se z těla vylučuje nefrotropně, zobrazují se ledviny a močový měchýř (Míková, 2008, s. 64). 2.1.2 Provedení Vyšetření začíná ihned po i. v. aplikaci 99m Tc-fosfonátů dynamickou scintigrafii, která zobrazuje první průtoky radiofarmaka v podezřelé oblasti - fáze perfuzní. Tato fáze přibližně trvá 1-2 minuty (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 53). Radiofarmakum je aplikované bolovou metodou (Míková, 2008, s. 64). Fáze blood-poolu plynule navazuje na perfuzní fázi a zahajuje se statický scintigram, který zobrazuje rozložení radiofarmaka v podezřelé oblasti. Tento scintigram zachytí rovnoměrně rozptýlené radiofarmakum v krvi a současně i přestup do měkkých tkání (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 53). V poslední fázi provedeme celotělovou scintigrafii kostí v odstupu 3 hodin od aplikace (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 53). Zobrazují se kosti, ledviny a 19
močový měchýř. Při patologickém nálezu můžeme doplnit cílené snímky, nebo tomografické vyšetření SPECT (Míková, 2008, s. 64). 2.1.3 Závěr Díky zobrazení ve všech třech fází je možné zachytit cévní abnormality, abnormality měkkých tkání i parenchymatózních orgánů, zánětlivé stavy a fraktury. Třífázová scintigrafie skeletu dokáže odhalit závažné skeletální a orgánové abnormality, rozlišit aktivní a inaktivní fázi patologických procesů. Hlavní přínos této metody je u pacientů s netypickými a polymorfními potížemi (Míková, 2008, s. 66). 2.2 Značené leukocyty K detekci ložiska zánětu bakteriálního původu se úspěšně a velice často používají značené leukocyty. Hlavním úkolem je prokázat koncentraci leukocytu v zánětlivém ložisku. Udržení viability leukocytu je hlavní předpoklad pro úspěšné vyšetření. Tyto krvinky pak zpětně migrují do kostní dřeně, která se následně stává místem zvýšené přirozené akumulace (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 58). Další místa přirozené akumulace jsou játra, slezina (Kupka et al., 2007, s. 137). Vzhledem k přirozené akumulaci v kostní dřeni je obtížné rozlišit osteomyelitidu od právě kumulujících leukocytů v kostní dřeni. Tento problém je možno vyřešit dvěma způsoby. První možnost je srovnání oblasti zájmu časného s pozdním scintigramem, kdy v případě osteomyelitidy dochází ke zvyšující se koncentraci radiofarmaka v ložisku (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 58). Tím pádem k aktivní migraci leukocytů (Glaudemans et al., 2013, p. 1769). Druha možnost je zhotovení scintigramu po podání 99m Tc-koloidu a ten následně srovnat se scintigramem značenými leukocyty. 99m Tc-koloid se vychytává pouze v kostní dřeni. Pakliže narazíme na ložisko kumulace značených leukocytů bez depozice 99m Tc-koloidu, můžeme říct, že se jedná o osteomyelitidu (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 58). 20
2.2.1 Metoda značení Tato metodika vychází z obecného postupu, který se skládá ze 4 kroků: 1. Odběr krve - odebereme pacientovi 60 80 ml krve (dospělí jedinec) za pomocí injekčních stříkaček s ACD roztokem (kyselina citronová a dextróza), který zabrání srážení odebrané krve. 2. Separace leukocytu ovšem při zachování jejich viability 3. Značení leukocytu - značíme lipofilními radiofarmaky 99m Tc-HMPAO nebo 111 In- Oxinem. Lipofilní substance projdou buněčnou membránu a fixují se na tyto krvinky. 4. Hotové naznačené leukocytu se zpátky reinjikují do těla vyšetřované osoby (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 58). Z kroku číslo 3 je patrné, že můžeme označit leukocyty buď 99m Tc prostřednictvím HMPAO, nebo 111 In prostřednictvím oxinu. Metoda značení je po stránce technické tak i po stránce specializovaného vybavení náročné a vyžaduje odbornou způsobilost (Urbánek et al., 2002, s. 122). Značení leukocytu pomocí 99m Tc jednoznačně převažuje a to z toho důvodu, že 99m Tc nabízí lepší fyzikální charakteristiku (Kupka et al., 2007, s. 137). Výrazně nižší radiační zátěž, nižší cenu a lepší dostupnost (Vries et al., 2010, p. 843). 2.2.2 99m Tc-HMPAO 99m Tc-HMPAO je lipofilní látka, která se mění na hydrofilní sloučeninu ihned po průniku přes buněčnou membránu, čímž se upevní do vnitřních vrstev leukocytu. Vazba 99m Tc-HMPAO a leukocytu bohužel není stabilní a dochází k částečnému odpoutání této hydrofilní sloučeniny. Odpoutané sloučeniny jsou poté vylučovány ledvinami a za určitý časový interval játry do žluče. Z toho důvodu se žlučník zobrazuje v 2. 3. hodině vyšetření, následuje transport radioaktivní žluče do střev. U 20% - 30% vyšetření dětí tento časový interval je podstatně kratší a radioaktivní žluč je přítomna ve střevech již za 1 hodinu. Místa fyziologické kumulace jsou játra, slezina, kostní dřeň a blood pool (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 59). Leukocyty značené 99m Tc-HMPAO se částečné vylučuji močovými cestami a střevním 21
traktem, z toho důvodu může dojít ke snížené schopnosti vyšetřit orgány břišní dutiny (Urbánek et al., 2002, s. 122). 2.2.2.1 Metodika Z výše uvedené fyziologické kumulace v abdominální oblasti a pozdějšího vylučovaní radioaktivní žluče do střev je zapotřebí provést scintigrafii břicha již v 1. hodině vyšetření. Tento postup zabrání komplikaci při detekci skutečného ložiska v abdominální části. Celotělová scintigrafie se provádí za 4 hodiny. Oba scintigramy je vhodné doplnit o SPECT oblasti zájmu. Scintigram za 24 hodin provádíme v případě, chceme-li potvrdit skutečnost, že ložisková depozice radiofarmaka je skutečným důsledkem zánětlivého procesu. Případný další narůst kumulace radiofarmaka v ložisku naznačuje zánětlivý proces (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 59). 2.2.2.2 Indikace Mezi hlavní indikace vyšetření značenými leukocyty patří teploty neznámého původu, akutní osteomyelitida periferního skeletu, pátrání po abscesech, záněty střevy, endokarditida, infekce cévních náhrad a ledvin (Kupka et al., 2007, s. 137). 2.2.2.3 Závěr 99m Tc-HMPAO značené leukocyty mají široké zastoupení v mnoha indikacích. Při přípravě pomýšlíme na dostatečnou hydrataci pacienta a kontrolujeme krevní obraz. Limitací je počet nízký leukocytu pacienta (vyšetření nelze provést při počtu leukocytu pod 2 000/µl.) a pomalá sedimentace erytrocytů, v těchto případech provádíme vyšetření pomocí značených antigranulocytárních protilátek (Kupka et al., 2007, s. 137). 2.2.3 111 In-oxin 111 In se vyrábí v cyklotronovém zařízení a má delší poločas rozpadu (67 hodin). Při své přeměně uvolňuje gama záření o energiích 173 a 247 kev z tohoto 22
důvodu je zapotřebí při scintigrafii použít kolimátor pro střední energie. Bohužel je s tímto spojován s vyšší radiační zátěží. 111 In-oxin je oproti 99m Tc-HMPAO stabilní a nedochází k odpoutání od leukocytu (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 60). Tento fakt dokazuje, že dochází k absenci aktivity v močovém traktu, střevním traktu a žlučových cestách. Významněji se nehromadí ani v hojících se ranách (Kupka et al., 2007, s. 137). Migrace leukocytu pod taktovkou chemotaktických stimulů je jediný faktor, který rozhoduje o rozložení radiofarmaka v těle. Místa fyziologické kumulace radiofarmaka jsou slezina, kostní dřen a játra (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 60). 2.2.3.1 Metodika Provádějí se dva scintigramy, první za 6 hodin a druhý za 24 hodin po aplikaci 40 80 MBq radiofarmaka. Vyšetření je vhodné provádět za použití scintilačních kamer s možností celotělové registrace (Kupka et al., 2007, s. 137). 2.2.3.2 Indikace Indikace 111 In-oxinu jsou záněty v oblastech, kde se akumulují ostatní radiofarmaka používající se k detekci zánětu. Tyto místa jsou záněty ledvin, močového měchýře, malé pánve, žlučníku a chronická zánětlivá onemocnění střev (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 60). 2.2.3.3 Závěr Značené leukocyty pomocí 111 In-oxinu mají specifické použití (viz. Indikace). Ve srovnání s 99m Tc-HMPAO mají relativní výhodu, že jsou stabilní. Nevýhodou je však výrazně vyšší radiační zátěž pacienta (15 msv/25 MBq 111 In-oxinu) spojená s vyšším poločasem rozpadu (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 60). Dále pak omezenou dostupnost, vysoká cena spojena s náklady (Gabriel et al., 2003, p. 708). 23
2.3 Značené protilátky Radioimunoscintigrafie používá k detekci místa zánětu značené monoklonální protilátky, její fragmenty nebo polyklonální protilátky (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 61). Nejčastěji se tyto protilátky značí pomocí 99m Tc (Kupka et al., 2007, s. 138). 2.3.1 Antigranulocytární monoklonální protilátky značené 99m Tc 99m Tc-antigranulocytární MAb aplikujeme intravenózně, k navázání značených antigranulocytárních monoklonálních protilátek na leukocyty dochází přímo v těle pacienta. Tato metoda se podle způsobu aplikace radiofarmaka často označuje jako metoda značených leukocytů in vivo. Tyto značené protilátky se navazují na cirkulující leukocyty, leukocyty které jsou již v zánětlivém ložisku a na vytvářející se granulocyty v kostní dřeni. Proto jsme schopni získat velmi kvalitní zobrazení kostní dření (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 61). Senzitivita zobrazení zánětlivých ložisek je přibližně kolem 80 až 90 % (Kupka et al., 2007, s. 138). Ve srovnání se značením leukocytů in vitro je možné dojít k odlišnosti v zobrazování zánětu. Je to hlavně způsobeno faktem, že protilátky značené metodou in vivo cirkulují v plazmě v nenavázané formě i v odstupu několika hodin od aplikace a jsou schopny k nespecifickému průniku do místa s poruchou endoteliální membrány kapilár. Z této skutečnosti můžeme odvodit schopnost detekce radiofarmaka v místě zánětu bez přítomnosti leukocytů (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 61). Za mechanismus při detekci zánětlivého ložiska je možno považovat migraci leukocytů a nespecifickou extravazaci nenavázaných značených protilátek (místa se zvýšenou permeabilitou kapilár) (Kupka et al., 2007, s. 138). Avšak je nutno při hodnocení mít na paměti skutečnost, že se radiofarmakum vychytává i mimo oblast s hromaděním leukocytů. Hematomy, kontuze, aseptické záněty a rány po operaci mohou způsobit falešně pozitivní nálezy. Případnou chabou přirozenou akumulaci ve vzestupném tračníku a céku jsme schopni zachytit na pozdním scintigramu za 24 hodin (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 61). Potenciální nevýhodou je fakt, že tělo si vytváří proti značeným protilátkám svoje 24
vlastní protilátky HAMA (human antimouse antibody), riziko závažných anafylaktických reakcí stoupá při opakovaném vyšetření (Urbánek et al., 2002, s. 135). Avšak při podání méně než 0,5 MBq je toto riziko minimální (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 62). Z toho důvodu provádíme před každou aplikací značených protilátek vyšetření titru (přesné koncentrace) HAMA v séru. Podle hodnoty HAMA protilátek se buď vyšetření povolí, nebo v opačném případě se vyšetření zruší a zvolí se jiný termín (Urbánek et al., 2002, s. 122). Tvorba HAMA protilátek při použití fragmentů monoklonálních antigranulocytárních protilátek (Fab) je nižší (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 62). 2.3.1.1 Metodika Vyšetření zahájíme celotělovou scintigrafií, přibližně za 4 6 hodin od aplikace následuje SPECT, v drtivé většině doplňujeme za 24 hodin od aplikace scintigrafii v oblasti zájmu. Tato metoda, stejně jako metoda značenými leukocyty u části vyšetřovaných osob se potýká s obtížností v rozlišení přirozené kumulaci v kostní dřeni a ložiska osteomyelitidy v periferním skeletu. Tento problém se řeší stejně jako v případě značených leukocytů (viz. 2.2 Značené leukocyty). Srovnání časného s pozdním scintigramem, nebo srovnání scintigramu antigranulocytárních monoklonálních protilátek se scintigramem po padání 99m Tc-koloidu (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 62). 2.3.1.2 Indikace Mezi nejčastější indikace antigranulocytárních monoklonálních protilátek značené 99m Tc řadíme abdominální záněty, abscesy, horečky neznámého původu, osteomyelitida v periferním skeletu, záněty vaskulárních štěpů, chronická zánětlivá onemocnění střev, endokarditida (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 62). Kupka ještě uvádí záněty cévních protéz (Kupka et al., 2007, s. 139). 2.3.1.3 Závěr Tato metoda má s metodou značených leukocytů mnoho společné, avšak oproti značeným leukocytům má výhodu ve skutečnosti, že nevyžaduje žádné speciální 25
laboratorní vybavení potřebné pro práci s krevními elementy. Bohužel mezi nevýhody můžeme zařadit vyšší finanční náročnost metody (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 61). A hlavně určité riziko závažných anafylaktických komplikací v důsledku HAMA protilátek (Urbánek et al., 2002, s. 122). 2.3.2 Polyklonální protilátky Hlavní představil těchto protilátek je 99m Tc-HIG human imunoglobuline (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 64). Tento imunoglobulin spadá do třídy IgG, lze ho naznačit jednak 99m Tc tak i pomocí 111 In (Kupka et al., 2007, s. 139). Byla prokázána depozice lidského nespecifického polygonálního imunoglobulinu v zánětlivých ložiscích např. revmatoidní artritidy v důsledku zvýšené kapilární permeability a makromolekulární vychytávaní v pojivové tkáni (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 64). Fyziologická kumulace se nachází v játrech, slezině a ledvinách (Kupka et al., 2007, s. 139). Možnými indikacemi mohou být osteomyelitida, revmatoidní artritis avšak ani z jednoho případu se nejedná o metodu první volby (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 64). 2.3.3 Ostatní monoklonální protilátky Sem patří ostatní protilátky proti leukocytům např. proti T-lymfocytům a protilátky proti specifickému mikrobiálnímu agens např. proti antigenu Pseudomonas aeruginosa. Avšak ani jeden z preparátu není dosud registrovaný pro každodenní použití (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 64). 2.4 Nanokoloidy Hlavní zástupce je 99m Tc-nanokoloid. Jedná se o koloidní částice, kdy velikost těchto částic dosahuje zhruba do 30 nm s rozpětím do 80 nm (Kupka et al., 2007, s. 139). Tato velikost je vhodná pro difúzi těchto částic přes kapilární stěnu s patologicky zvýšenou endoteliální permeabilitou. Tento jev je považován za hlavní mechanismus kumulace. Za vedlejší mechanismus považujeme aktivní vychytávání 99m Tc- 26
nanokoloidu aktivovanými endoteliálními buňkami. Významný faktor, který limituje tento preparát je jeho biokinetika, hlavně se jedná o rychlý pokles v krevním poolu z důvodu intenzivního vychytávání v játrech, slezině a kostní dřeni. Z toho vyplívá, že preparát má velmi krátkou dobu pro směřování do oblasti zánětu, s tím souvisí i fakt že v oblasti zánětu registrujeme poměrně malé množství radiofarmaka (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 54). 2.4.1 Metodika Vzhledem k faktu, že se 99m Tc-nanokoloid vychytává v oblasti zánětu tak i v kostní dření. Doporučuje se doplnit při diagnostice osteomyelitidy scintigrafii za použití 99m Tc-S-koloidu, který se vychytává pouze v kostní dřeni. V nálezu o oblasti bez kumulace 99m Tc-S-koloidu můžeme pak s jistotou říct, že se jedná o zánět (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 54). 2.4.2 Liposomy Další radiofarmakum, které prokazuje zvýšenou permeabilitu kapilár je 99m Tcliposom. Použitím 99m Tc-liposomů docílíme prodloužení doby cirkulace v oběhu a tím pádem i prodloužení doby, po kterou částice pronikají do oblasti zánětu. Tyto částice nepodléhají opsonizaci molekulárního fagocytárního systému. Z toho důvodu není tak důrazná kumulace v játrech a slezině (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 54). 2.4.3 Indikace Mezi indikace obou radiofarmak patří záněty kostí a kloubů končetin (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 54). Kupka uvádí po klinické stránce jako možnou indikaci osteomyelitidu periferního skeletu a synovitidu. Dále upozorňuje, že tyto metody po diagnostické stránce nejsou vhodné u zánětu měkkých tkání a zánětu gastrointestinálního traktu (Kupka et al., 2007, s. 139). 27
2.4.4 Závěr Pro tyto radiofarmaka se uvádí obdobná senzitivita i specificita při detekci osteomyelitidy jako za použití značených leukocytů (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 54). 2.5 Galiova scintigrafie 67 Ga-citrát se používá od roku 1971 a stává se tak nejdéle používaným radiofarmakem (Kupka et al., 2007, s. 137). Řádí se do skupiny kovových iontů (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 55). Je to produkt cyklotronové výroby. Při své přeměně uvolňuje gama záření o energiích 93 kev (41%), 185 kev (23%), 300 kev (18%) a 394 kev (4%) (Míková, 2008, s. 36). Proto je při scintigrafii zapotřebí použít kolimátor pro střední energie. Fyzikální poločas je 78 hodin (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 55). Galium má vysokou senzitivitu pro chronické záněty, o něco nižší pro záněty akutní, ale za to má nízkou specifitu. Galiová scintigrafie je lokalizační metoda určená pro akutní i chronické záněty infekční i neinfekční (Kupka et al., 2007, s. 138). Po i. v. podání galiového preparátu se 30% 67 Ga naváže na transferin a zbylých 70% zůstane ve volně formě. Za mechanismus kumulace radiofarmaka v zánětlivé oblasti se považuje difuze radiofarmaka do extravaskulárního prostoru v důsledku poruchy kapilárních membrán s následnou vazbou 67 Ga na laktoferin, který uvolňují leukocyty. Mezi další faktory můžeme řadit i fakt, že laktoferin má větší afinitu k 67 Ga než transferin, dále prokázaná návaznost 67 Ga na kyselé mukopolysacharidy a v neposlední řadě v oblastech s poklesem ph se zvyšuje podíl volného 67 Ga. Mechanismus, tedy koncentrace 67 Ga v zánětlivém ložisku se považuje za velmi komplexní děj (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 55). Do 24 hodin od aplikace se 10 až 20% 67 Ga vyloučí močí, přibližně podobné množství se vyloučí střevním traktem. Mezi místa fyziologické kumulace patří játra, ledviny, kostní dřen, slezina a střevo (Urbánek et al., 2002, s. 123). Mysliveček jako další místa fyziologické kumulace udává nosohltan, thymus, prsní žlázy, slzné a slinné žlázy (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 55). Kojení je proto nutno přerušit na dobu tří týdnu. (Míková, 2008, s. 37) Ovlivnit distribuci radiofarmaka v těle může vysoká hodnota saturace transferinu železem, která může nastat u pacientů při hemolytických 28
anemiích nebo u opakovaných transfuzí. Falešnou negativitu může způsobit podání gadolinia, které se používá jako kontrastní látka na MRI (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 56). 2.5.1 Metodika Pacientovi se aplikuje 150 300 MBq i. v. kdy celotělovou scintigrafii eventuálně SPECT vyšetření provádíme za 48 hodin po aplikaci (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 55). Večer před vyšetření dostává pacient klyzma, nebo projímavou sůl (Míková, 2008, s. 37). Pro urychlení eliminace a usnadnění interpretace v oblasti břicha (Kupka et al., 2007, s. 138). 2.5.2 Indikace Mezi indikace k vyšetření pomocí 67 Ga-citrátu řadíme nemoci, které nejsou při průkazu zánětu bezpodmínečně vázány na aktivní kumulaci leukocytu v zánětlivém ložisku. Tyto onemocnění jsou horečky neznámé etiologie, plicní a mediastinální záněty, lymfocytární a granulomatózní záněty a chronická osteomyelitida páteře (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 56). 2.5.3 Závěr Značná nevýhoda 67 Ga-citrátu je jeho dlouhý fyzikální poločas, s tím je spojena i vysoká radiační zátěž. Efektivní dávka je 0.099 msv na MBq aplikované aktivity. Tedy při aplikaci 170 MBq je efektivní dávka 16,8 msv (Míková, 2008, s. 37). Vzhledem k tomu je toto vyšetření kontraindikované u těhotných a částečně kojících žen (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 56). V současně době se 67 Ga hlavně používá při stagingu, restagingu a při kontrolách efektivní léčby (Míková, 2008, s. 39). 29
2.6 Pozitronová emisní tomografie PET Pozitronová emisní tomografie je nejmodernější zobrazovací metoda v nukleární medicíně. Jako radiofarmakum se zde používá malé množství radioaktivní látky značené pozitronovým zářičem. Získáváme pak tomografické řezy různých tkání celého těla v různých rovinách. Principem zobrazování je možnost detekce a následné registrace změn metabolismu v patologicky změněné tkání tzn. molekulární zobrazování (Míková, 2008, s. 99). 2.6.1 Fyzikální princip zobrazování Tyto pozitronové radionuklidy se vyznačují beta plus rozpadem, kdy proton se mění na neutron, pozitron a neutrino. Tento pozitron nemůže ve hmotném prostředí existovat trvale. Na konci své dráhy se setkává s elektronem okolní hmoty a zaniká. Při tomto zániku dochází k anihilaci. Z místa anihilace dochází k emisi dvou kvant gama záření o energii 511 kev. Oba fotony se pohybují z místa anihilace po přímce a opačným směrem (Míková, 2008, s. 99). Aby bylo vůbec možné zaregistrovat impulzy, je zapotřebí koincidenční obvod s dvěma detektory. Tyto detektory vytváří oblast, ve které jsou schopny zachytit impulzy, avšak musí oba fotony dopadnout do vyhrazeného prostoru současně. Dojde-li tedy k anihilaci mimo detekovaný prostor, nedochází k zaznamenání impulzu. Pozitronová emisní tomografie je tvořena soustavou těchto detektorů, řadově až desítky tisíc. Tyto detektory jsou uspořádány do prstenců obklopující pacienta. Tyto prstence jsou stacionární. K demonstraci detekci fotonů poslouží (obr. č. 2) (Mysliveček et al., 2007, s. 45). 30
Obr. 2: Koincidenční detekce fotonu (Mysliveček et al., 2007, s. 45) Nedílnou součástí detekci je tedy již zmíněný koincidenční obvod, u něhož se nastavuje, tzn. časové okénko tímto oknem jsme schopni registrovat správné koincidence. Šíře okénka se pohybuje u nejmodernějších přístrojů na hodnotě 4,5 mikrosekund. I přesto jsou však registrovány i nesprávné koincidence způsobené náhodnou detekcí fotonu a rozptýleného fotonu (obr. č. 3) (Mysliveček et al., 2007, s. 46) Obr. 3: Schéma znázorňující různé typy koincidencí (Mysliveček et al., 2007, s. 45) 31
2.6.2 Hybridní systém PET/CT Tento hybridní systém umožňuje spojení zobrazovacího přístroje z nukleární medicíny a přístroje radiodiagnostického. Jinými slovy jde o spojení funkčních (PET) a anatomických (CT) dat během jednoho vyšetření (Mysliveček et al., 2007, s. 46). Pomocí speciálního softwaru lze provést fúze obrazu (obr. č. 4). Hybridní zobrazení odstraňuje nedostatek funkčních informací při CT vyšetření a nedostatek anatomických a strukturálních informací při PET vyšetření. Zlepšuje se tak výtěžnost při interpretaci patologických nálezů (Míková, 2008, s. 100). Tato modalita má ovšem vyšší radiační zátěž pacienta než při samotném vyšetření PET. Celková efektivní dávka se pohybuje v rozmezí 16 až 25 msv (Mysliveček et al., 2007, s. 48). Obr. 4: Fúze obrazu (CT sken, PET/CT sken, PET sken) Archív KNM FNOL 2.6.3 18 F značená fluorodeoxyglukóza - 18 F-FDG Nejčastějším radiofarmakem pro PET/CT vyšetření je 18 F-FDG. Fyzikální poločas je 110 minut (Míková, 2008, s. 99). Tento preparát se stále více používá k lokalizaci zánětlivého ložiska (Urbánek et al., 2002, s. 123). Aktivované leukocyty a lymfocyty mají zvýšenou glykolýzu, takže FDG vysoce akumulují (Kupka et al., 2007, s. 138). Z uvedeného faktu vyplívá, že FDG svou nahromaděnou kumulaci odhalí jak zánětlivé tak i maligní procesy (Mysliveček, Koranda a Hušák, 2002, s. 65). Dominancí FDG je hlavně jeho poločas, které je pro klinické využití nejvhodnější ze všech pozitronů, z důvodu možnosti přepravy z cyklotronu i na vzdálené pracoviště. U jiných pozitronových zářičů, jako jsou 11 C s poločasem rozpadu 20 minut, 13 N s poločasem rozpadu 10 minut a 15 O s poločasem rozpadu 2 minut by tato přeprava byla zcela nevhodná. V ČR se 18 F-FDG vyrábí v Praze, v Brně a Ostravě (Míková, 32
2008, s. 99). Hlavní limitací je diagnostika zánětu v místech fyziologické kumulace FDG, jako je mozek a ledviny. Avšak obtížná interpretace je i v oblastech srdce, žaludku a kosterního svalstva, neboť i do těchto zmíněných míst se může nestandardně FDG zvýšeně fyziologicky kumulovat (Kupka et al., 2007, s. 138). 2.6.4 Příprava pacienta Pacient musí minimálně 6 hodin před vyšetřením lačnit. Je nezbytné udržet fyziologický metabolismus glukózy na minimu, protože zvýšená hladina glukózy významně zhoršuje kvalitu obrazu. Z toho důvodu se doporučuje vyvarovat tři dny zvýšené fyzické námahy jako je sport, nebo těžká práce. Dále před vyšetření je nutné důkladně zahydratovat tekutinami tělo. Tyto tekutiny by neměli obsahovat cukr. Doporučená dávka je dvě hodiny před vyšetřením alespoň jeden litr vody. Před aplikací 18 F-FDG je nutno zkontrolovat glykemii. Při hyperglykemii může dojit ke zhoršení akumulace FDG v zánětlivém ložisku, což by mělo za následek zhoršení kvality obrazu a riziko vzniku falešně negativního nálezu. V období 60 až 90 minutami po i. v. aplikaci FDG je vhodné udržovat tělesný duševní klid. Účinná chemoterapie snižuje akumulaci FDG v nádorových buňkách. Čím vetší je odstup PE/CT vyšetřeni od chemoterapie, tím vyšší citlivost metody. Tento odstup se udává minimálně dva týdny. U radioterapie může dojit v ozářené oblasti ke zhoršení hodnocení až na několik měsíců. Je proto vhodný odstup PET/CT vyšetření od radioterapie alespoň tři měsíce (Míková, 2008, s. 101). 2.6.5 Průběh vyšetření Po i. v. aplikaci 18 F-FDG dochází k akumulaci v organismu. Tato doba se pohybuje kolem 60 až 90 minut. Po uplynutí této doby se zahájí vyšetření. Při zahajování vyšetření se pacient napojí na tlakový injektomat, kdy v prvním válci se nachází kontrastní látka pro optimalizaci CT zobrazení a ve druhém fyziologický roztok pro proplach. Vyšetření zahájí topogram. Software vypočítá na základě topogramu nejnižší možnou energii rentgenky pro optimální CT sken. Aplikuje se kontrastní látka a spustí se CT sken vyšetřované oblasti. Po dokončení CT skenu se zahájí PET vyšetření. Během vyšetření se pacient nesmí hýbat na lůžku, které se posouvá skrz gantry přístroje. Vyšetření trupu (od baze lební do poloviny stehen) 33
obvykle trvá kolem 25 minut, avšak tato doba závisí na aplikované dávce 18 F-FDG, na výšce a hmotnosti pacienta (Míková, 2008, s. 101). 2.6.6 Indikace Až v 90% jsou vyšetření k FDG PET/CT indikované onkologické onemocnění. O zbylých 10% se dělí kardiologie, neurologie a diagnostika zánětu. Mezi indikace k diagnostice zánětu pomocí FDG patří horečka neznámého původu, podezření na infekci cévní náhrady, vaskulitidu nebo jiná systémového onemocnění (Míková, 2008, s. 103). Kupka dále uvádí chronickou osteomyelitidu, syndrom diabetické nohy (Kupka et al., 2007, s. 138). FDG PET/CT je v diagnostice infekčních komplikací vysoce senzitivní metodou, specificita však v některých indikacích je nízká (Glaudemans et al., 2013, p. 1768). U pacientů s posttraumatickou osteomyelitidou dochází ke zvýšené akumulaci FDG v okolí kovového materiálu, zejména v časném pooperačním období. Obdobně falešně pozitivní nálezy jsou zjišťovány v okolí endoprotéz kyčelního a kolenního kloubu v těchto případech je vhodnější vyšetření pomocí značených leukocytů nebo antigranulocytárních protilátek (Klett et al., 2003, s. 1466). 2.6.7 Závěr PET/CT je nejvyspělejší a také nejdražší přístroj v oboru nukleární medicíny. (Míková, 2008, s. 99) Jedna z výhod je rychlost poskytnutí výsledku, obrazy s vysokým prostorovým rozlišením a vysoký kontrast obrazu (Kupka et al., 2007, s. 138). Ve srovnání se SPECT přístrojem má PET v optimálním 3D režimu přibližně stokrát vyšší citlivost (Mysliveček, 2007, s. 46). Vyšetření pomocí FDG PET/CT je využíváno zejména u pacientů s horečkou neznámého původu, s podezřením na infekci cévní náhrady, vaskulitidu nebo jiná systémová onemocnění (Míková, 2008, s. 103). 34
Závěr Hlavním cílem této přehledové bakalářské práce bylo předložit publikované poznatky o radionuklidové diagnostice zánětu odborníkům tak i široké veřejnosti. První kapitola pojednává o důležitosti nukleární medicíny při diagnostice zánětu. Obsahuje problematiku zánětu a vystihuje obtížnost klinika při volbě radiofarmaka. Tato kapitola obsahuje tabulky radiofarmak pro snadnější klinickou volbu. Závěrem kapitola naznačuje složitost aparatury pro přístrojové zobrazení. Druhá kapitola předkládá nejčastější druhy vyšetření a jejich výhody a nevýhody. Po ponoření do problematiky lze považovat za nejčastější diagnostickou metodu třífázovou scintigrafii skeletu, značené leukocyty pomocí 99m Tc-HMPAO a PET/CT. Naopak Galiová scintigrafie je již na ústupu. Závěrem lze říct že, nukleární medicína klade velký důraz na radiologického asistenta. A to hlavně z pohledu informačního, radiační ochrany a hygieny. Z dohledaných zdrojů lze posoudit, že české publikace oproti předchozích letech stoupají. Velkou zásluhu na tom máji kliniky nukleární medicíny v Olomouci a Praze. Tj. příchod nejnovějších hybridních technologii jako jsou PET/CT a SPECT/CT a jejich dovednosti ve fúzování obrazů. Dominancí anglických publikaci v oboru nukleární medicíny dokazuje vysokou úroveň v zahraničí. 35
Seznam použité literatury DOSTÁL, Václav. 2005. Infektologie: učební texty pro studenty bakalářského studia LF OU. 1. Dotisk. 1. vyd. Praha: Karolinum, 2005, 338 s. ISBN 80-246- 0749-2. DVOŘÁČKOVÁ, Jana. 2012. Patologie v kostce: učební texty pro studenty bakalářského studia LF OU. vyd. 1. Ostrava: Ostravská univerzita v Ostravě, Lékařská fakulta, 2012, 182 s. ISBN 978-80-7464-184-8. GABRIEL, Michael, et al. 2003. An intrapatient comparison of 99mTc- EDDA/HYNIC-TOC with 111In-DTPA-octreotide for diagnosis of somatostatin receptor-expressing tumors. Journal of Nuclear Medicine, 2003, 44.5: 708-716. GLAUDEMANS, Andor W. J. M., Erik F. J. VRIES, Liliane E. M. VERMEULEN, Riemer H. J. A. SLART, Rudi A. J. O. DIERCKX, Alberto SIGNORE a Richard BAUER. 2013. Immunoscintigraphy of septic loosening of knee endoprosthesis: a retrospective evaluation of the antigranulocyte antibody BW 250/183. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2013, vol. 40, issue 11, p. 1760-1769. DOI: 10.1007/s00259-013- 2481-0. Dostupné z: http://link.springer.com/10.1007/s00259-013-2481-0 KLETT, Rigobert, Jens KORDELLE, Ulrich STAHL, Alexander KHALISI, Maximillian PUILLE, Dagmar STEINER a Richard BAUER. 2003. Immunoscintigraphy of septic loosening of knee endoprosthesis: a retrospective evaluation of the antigranulocyte antibody BW 250/183. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2003-11-1, vol. 30, issue 11, p. 1463-1466. DOI: 10.1007/s00259-003-1275-1. KUPKA, Karel, et al. 2007. Nukleární medicína. 1. vyd. Praha: P3K, 2007. 185 s. ISBN 978-80-903584-9-2. KUPKA, Karel. 2007. Zobrazovací metody nukleární medicíny. Nemocnice [online]. 2007, č. 4, s. 14-15. [cit. 15. 3. 2014]. Dostupné z: http://www.vfn.cz/priloha/4d021faf34d0b/cislo-4-0708-2007.pdf. 36
MÍKOVÁ, Vlasta. 2008. Nukleární medicína: průřez vyšetřovacími metodami v oboru nukleární medicína. Praha: Galén, 2008. 118 s. ISBN 978-80-7262-533-8. MYSLIVEČEK, Miroslav; KORANDA, Pavel; HUŠÁK, Václav. 2002. Nukleární medicína v diagnostice nádorů a zánětů. 1. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2002. 69 s. ISBN 80-244-0509-1. Nukleární medicína. 1. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2007, 131 s. Skriptum (Univerzita Palackého). ISBN 978-802-4417-233. URBÁNEK, Jan, et al. 2002. Nukleární medicína. 4. vyd. Jilemnice: Gentiana, 2002. 154 s. ISBN 80-86527-05-0. VOTRUBOVÁ, Jana, et al. 2009. Klinické PET a PET/CT. Praha: Galén, 2009. 207 s. ISBN 978-80-7262-619-9 VRIES, Erik F. J., Manel ROCA, Francois JAMAR, Ora ISRAEL a Alberto SIGNORE. 2010. Guidelines for the labelling of leucocytes with 99mTc- HMPAO. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 2010, vol. 37, issue 4, p. 842-848. DOI: 10.1007/s00259-010-1394-4. 37
Seznam zkratek FUO - Horečka neznámého původu SPECT - Jednofotonová emisní počítačová tomografie PET - Pozitronová emisní tomografie CT - Počítačová tomografie ACD - Kyselina citronová a dextróza HAMA - Lidské protilátky proti myšímu antigenu FDG - Fluorodeoxyglukóza WB - Celotělový sken T. Č. - Tohoto času V. S. - Velmi suspektně 38
Seznam obrázků Obr. 1 - Aparatura pro planární zobrazování... 16 Obr. 2 - Koincidenční detekce fotonu... 31 Obr. 3 - Schéma znázorňující různé typy koincidencí... 31 Obr. 4 - Fúze obrazu... 32 39
Seznam tabulek Tab. 1 - Přehled hlavních radiofarmak pro diagnostiku zánětu a jejich vlastností... 13 Tab. 2 - Přehled radiofarmak dle typu zánětu... 14 Tab. 3 - Přehled scintigrafických metod... 18 40
Seznam příloh Příloha 1 - Třífázová scintigrafie skeletu... 42 Příloha 2 - Třífázová scintigrafie skeletu... 44 Příloha 3 - Značené leukocyty... 45 Příloha 4 - Značené leukocyty... 47 Příloha 5 - Značené leukocyty... 49 41
Přílohy Příloha 1 A 42
B Pacient č. 1 - Třífázová scintigrafie skeletu - Prokazujeme hyperémii a zvýšenou kostní přestavby v oblasti Chopartova kloubu. Snímek A zobrazuje Flow + Blood Pool B zobrazuje fúzi scintigrafie s SPECT/CT Zdroj: Archív FNOL 43