Diagnostyka izotopowa

33. Znaczenie, czułość i specyficzność metod radioimmunologicznych RIA i IRMA.

Istotą metod radioimmunologicznych jest wykrywanie kompleksów antygen-przeciwciało przy użyciu znaczników radioizotopowych. Pomimo wielkiego postępu i znacznej poprawy czułości i swoistości tych metod nie są one wolne od ograniczeń. Wpływ na ostateczny wynik mają czynniki przedanalityczne i analityczne. Szczególnie należy podkreślić rolę czynników interferujących, czyli wpływu substancji obecnych w próbce, które na skutek różnych mechanizmów zmieniają prawidłowy wynik oznaczenia.

Poprawa czułości i swoistości oznaczeń umożliwiła wiarygodną diagnostykę w różnych sytuacjach klinicznych. Do niedawna badania radioimmunologiczne – RIA i immunoradiometryczne – IRMA były najszerzej stosowanymi technikami w oznaczaniu hormonów, ostatnio nastąpił bardzo szybki rozwój alternatywnych metod nieizotopowych, ale nie spowodowało to zaniechania wykorzystywania metod radioimmunologicznych.

RIA (metoda kompetycyjna) – dokonuje się pomiaru miejsc niezajętych za pomocą znakowanego antygenu lub znakowanego przeciwciała. Gdy wzrasta ilość badanego analitu, liczba miejsc wiążących, które są mierzone – spada. Prowadi to do wygaszenia uzyskanego sygnału i tym samym obizenia czułości metody. W celu zwiekszenia czułości stosuje się niskie stężenia przeciwciała wychwytującego.

IRMA (metoda niekompetycyjna) – polega na pomiarze miejsc zajętych przez badany analit. Wymagaja one zastosowania dwóch róznych przeciwciał skierowanych przeciwko dwóm róznym determinantom na badanym antygenie. Pierwsze z nich to przeciwciało nieznakowane, związane z fazą stałą. Jego rolą jest wiązanie badanego antygenu. Drugim stosowanym przeciwciałem jest przeciwciało znakowane znacznikiem. Jego zadaniem jest związanie się z antygenem, który uległ adsorpcji na fazie stałej. Dzięki dołączonemu do przeciwciała znacznikowi dochodzi do generowania sygnału umożliwiającego pomiar. Jest to tzw. metoda kanapkowa. Im większe jest stężenie badanego antygenu tym wieksza ilość przyłączonycg przeciwciał znakowanych i wyzwolenie silniejszego sygnału. W celu zwiększenia czułości metody, stężenie przeciwciał wychwytujących powinno być jak największe.

Lepszą powtarzalność wyników uzyskuje się stosując metodę IRMA niż RIA. W metodzie RIA częściowo wpływ na wynik ma przypadek (antygeny konkurują ze sobą; czasami więcej przyłączy się antygenu oznaczanego a czasami znakowanego) dlatego w zakresie małych stężeń rzędu 0,001 ( np. przy TSH) metoda ta nie sprawdza się. Lepiej jest zastosować metodę IRMA.

34. Zatorowość płucna w badaniu scyntygraficznym i w badaniu laboratoryjnym

Podstawowym wskazaniem do wykonania scyntygrafii płuc jest podejrzenie zatorowości płucnej.

W scyntygrafii perfuzyjnej płuc wykorzystuje się makroagregaty zdenaturowanej albuminy lub mikrosfery znakowane ^99mTc. Po dożylnej iniekcji zatrzymują się one w kapilarach pęcherzyków płucnych proporcjonalnie do przepływu krwi, tworząc stan przemijającej nieszkodliwej mikrozatorowości.

Badanie metodą planarną: wykonuje się scyntygramy w sześciu projekcjach: przednio-tylnych, tylno-przednich, tylno-skośnych prawych i lewych oraz dodatkowo przednio-skośnych prawych i lewych. Możliwe jest nakładanie się segmentów prawidłowo ukrwionych na ogniska braku gromadzenia znacznika przez co na obrazach scyntygraficznych można niewychwycić ognisk zimnych.

Badanie metodą SPECT: akwizycja tomograficzna znacznie zwiększa czułość metody. Źródłem pomyłek może być obecność płynu w szczelinach międzypłatowych, co może imitować zatorowość płucną.

Badanie metodą SPECT/CT: niesie ze sobą dodatkowa informację o upowietrzeniu płuc, co pozwala na jeszcze dokładniejszą interpretację.

Jeśli scyntygram perfuzyjny wykonany w co najmniej sześciu projekcjach jest prawidłowy, to można wykluczyć obecność zatoru płucnego. W przypadku gdy widoczne są obszary braku gromadzenia radiofarmaceutyku (przy prawidłowej wentylacji płuc) rozpoznaje się zatorowość płucną.

W scyntygrafii wentylacyjnej płuc wykorzystuje się radiofarmaceutyki, które docierają do płuc przez drogi oddechowe, wypełniając pęcherzyki lub osadzając się na ich ścianie. Stosowanymi radiofarmaceutykami są: radioaktywny ksenon, krypton, gaz znakowany ^99mTc i aerozol znakowany ^99mTc. Metoda ta traktowana jest jako badanie uzupełniające w diagnostyce zatorowości płucnej. Technika rejestracji scyntygrafii wentylacyjnej jest taka sama jak w perfuzyjnej.

Wśród badań laboratoryjnych największe znaczenie ma oznaczenie stężenia D-dimerów. Prawidłowy ich poziom wyklucza świeży proces zakrzepowy. Ważne jest wykonanie pacjentowi badania gazometrycznego - na zatorowość płucną może wskazywać obniżona prężność tlenu (norma pO₂ 80-100mmHg) i CO₂ (norma CO₂ 35-45 mmHg). Przy podejrzeniu zatorowości płucnej należy wykluczyć zawał serca ( podobne objawy w obu stanach: np. duszność i ból w klatce piersiowej), w czym pomocne jest oznaczenie troponin (cTnT; cTnI) i izoenzymu sercowego kinazy kreatynowej (CK-MB; CK-MB_mass). W obu schorzeniach dochodzi do wzrostu tych wskaźników, ale w zawale ten wzrost jest zdecydowanie większy. Innym wykonywanym badaniem może być oznaczenie BNP (mózgowy peptyd natriuretyczny typu B). Parametr ten wzrasta w zatorowości płucnej, ale nie jest swoisty dla tego schorzenia bo w wielu innych chorobach te dochodzi do jego wzrostu np. w zawale serca. Przydatne może być również wykonanie morfologii, by sprawdzić czy pacjent nie ma skrajnej niedokrwistości (wtedy mogą wystąpić podobne objawy jak w zatorowości płucnej: duszność, zasłabnięcie, omdlenie).

35. Podaj możliwości diagnostyki laboratoryjnej w rakach tarczycy.

Oznaczenie tyreoglobuliny – wzrost stężenia obserwuje się w większości łagodnych i złośliwych chorób tarczycy, ale jako marker nowotworowy wykorzystywana jest u chorych ze zróżnicowanym rakiem tarczycy po leczeniu operacyjnym. Oznaczanie stężenia Tg jest (oprócz USG szyi) najczulszą metodą oceny radykalności leczenia chirurgicznego i wykrywania wznowy. Składowymi terapii jest wycięcie tarczycy oraz ablacyjne leczenie radiojodem. Po takim leczeniu jedynym źródłem Tg mogą być przetrwałe komórki nowotworu. [3-40 µg/l]

Oznaczenie kalcytoniny – jest to czuły i swoisty marker raka rdzeniastego tarczycy. Służy do wykrywania choroby, planowania zakresu leczenia operacyjnego i monitorowania pooperacyjnego, ponieważ stężenie kalcytoniny dobrze koreluje z masą guza. W warunkach przedoperacyjnych stężenia kalcytoniny >100 pg/ml z dużym prawdopodobieństwem przemawia za rakiem rdzeniastym tarczycy. Stale wykrywalne ilości kalcytoniny lub narastanie jej stężenia po operacji wskazuje na aktywną chorobę nowotworową. [norma 10 pg/ml]

Oznaczenie CEA (antygen karcinoembrionalny) – jest to pooperacyjny marker raka rdzeniastego tarczycy (ma mniejsze znaczenie niż oznaczenie kalcytoniny)

Badanie genetyczne w kierunku mutacji protoonkogenu RET – stwierdzenie tej mutacji pozwala rozpoznać rodzinną postać raka rdzeniastego tarczycy (nawet w stadium bezobjawowym)

TSH – oznaczenie tego parametru pozwala stwierdzić na ile skuteczna jest terapia hormonalna u pacjentów po operacji raka tarczycy; leczenie hormonalne ma bowiem na celu wyrównanie niedoboru hormonów, który wystąpił na skutek przebytego leczenia oraz ma zahamować wydzielanie czynnika wzrostowego, którym jest TSH.

36. Jakie jest praktyczne zastosowanie scyntygrafii dynamicznej nerek we współczesnej diagnostyce nefrologicznej?

Za pomocą badania dynamicznego nerek uzyskuje się ocenę ilościowej i jakościowej czynności obu nerek. Jest to badanie umożliwiające:

-oznaczenie przybliżonej wielkości GFR dla każdej nerki (^99mTc-DTPA)

-oznaczenie wartości przepływu krwi przez nerki (^99mTc-EC)

-ocenę czynności nerek (wyróżnia się 5 typów krzywych renoscyntygraficznych: I – prawidłowa czynność nerek; II – upośledzenie fazy wydzielniczej; III – upośledzenie funkcji nerek lub zastój moczu w układie kielichowo-miedniczkowym; IV – ciężkie uszkodzenie funkcji nerek (zwłaszcza wydzielniczej); V – brak czynności wydzielniczej nerki np. pacjent jest po nefrektomii

-diagnostykę nadciśnienia nerkopochodnego (podwyższone ciśnienie tętnicze krwi wywołane przez hipoperfuzję narki zwykle w wyniku zwężenia tętnicy nerkowej i aktywacji układu RAA)

-ocenę zaburzeń w odpływie moczu z układu kielichowo-miedniczkowego (rozpoznanie lub wykluczenie nefropatii zaporowej, uropatii zaporowej, wodonercza)

-badanie odpływu wstecznego pęcherzowo-moczowodowego (najczęściej wykonywane u dzieci; pozwala ustalić czy u osób z nawracającymi infekcjami górnych dróg moczowych przyczyną jest właśnie odpływ wsteczny; w przypadku takiego rozpoznania możliwe jest wdrożenie odpowiedniego leczenia, co pozwala uniknąć poważnych następstw np. nadciśnienia czy przewlekłej niewydolności nerek; inne zastosowanie to diagnozowanie rodzinnie występującego odpływu wstecznego czy badanie skuteczności chirurgicznego leczenia antyrefluksowego)

-ocenę nerki przeszczepionej (zmiany jakie mogą się pojawić w takiej nerce to: martwica kanalików nerkowych, zwężenie naczyń, zakrzep w naczyniach czy powikłania w odpływie moczu)

37. Radiofarmaceutyki – definicja oraz ich rola w diagnostyce radioizotopowej

Radiofarmaceutykiem nazywamy związek chemiczny (ale też pierwiastek czy złożoną substancję), w skład którego wchodzi, lub z którym jest związany radionuklid stosowany do celów diagnostycznych, terapeutycznych lub badawczych.

Większość radiofarmaceutyków stosowana jest do celów diagnostycznych. W zawiązku z tym muszą spełniać szereg warunków, powinny być:

-sterylne

-apyrogenne

-nietoksyczne

-specyficzne dla danego narządu lub układu

-szybko gromadzone przed dany układ lub narząd i szybko wydalne

-stabilne tzn. zachowujące swoje własności fizyczne, chemiczne i biologiczne przynajmniej przez czas badania

-charakteryzujące się wysoką czystością chemiczną, radiochemiczną i promieniotwórczą

-możliwie tanie i łatwo dostępne

-znakowane radionuklidem o dobrych parametrach diagnostycznych (emitujące wyłącznie promieniowanie γ, nie emitujące promieniowania cząsteczkowego, z okresem półzaniku rzędu kilku godzin, posiadające wymienione cechy radiofarmaceutyku) – warunki te spełnia ^99mTc będący podstawowym radionuklidem stosowanym w diagnostyce in vivo, inne to: ¹³¹I, ⁶⁷Ga, ¹¹¹In, ¹⁸F.

Rola w diagnostyce radioizotopowej:

-scyntygrafia tarczycy (nadtechnecjan sodu ^99mTc, ¹³¹I, ¹²³I, ^99mTc-MIBI)

-wykrywanie uszkodzeń miąższu nerkowego (^99mTc-DMSA)

-scyntygrafia perfuzyjna mięśnia sercowego w diagnostyce zawału i niedokrwienia serca (^99mTc-MIBI)

-diagnostyka guzów nowotworowych (^99mTc-MIBI)

-diagnostyka gruczolaka przysadki, raka rdzeniastego tarczycy, raka nerek, chłoniaków, mięsaków (^99mTc-Tektrotyd)

-scyntygraficzne badanie mózgu (^99mTc-HMPAO)

*W terapi radioizotopowej stosuje się natomiast β-emitery: ¹³¹I, ⁸⁹Sr, ³²P, ¹⁵³Sm, ¹⁸⁶Re, ⁹⁰Y

38. Pozytonowa tomografia emisyjna – na czym polega ta technika?

Metoda PET jest czynnościowym badaniem diagnostycznym pozwalającym zobrazować czynność tkanek i narządów. W technice tej wykorzystuje się substancje fizjologiczne występujące w ustroju lub ich analogi, które znakowane są radionuklidami emitującymi promieniowanie β⁺, czyli elektrony o dodatnim ładunku elektrycznym, zwane pozytonami. Stosuje się radioizotopy krótkożyjące, o okresie półrozpadu od kilku minut do kilku godzin. Pozyton zderzając się z elektronem, ulega anihilacji (oddziaływanie cząstki z odpowiadającej jej antycząstką, w skutek czego zostają zamienione na fotony o sumarycznej energii równoważnej masom cząstki i antycząstki). (e⁺+ e^-→ 2γ)

Mówiąc inaczej emitowane są w wyniku tego procesu dwa kwanty promieniowania γ o energii 511 keV, które rozchodzą się w przeciwnych kierunkach pod kątem 180°.

Radionuklidu stosowane w PET otrzymywane są w cyklotronach (np., ¹⁸F) lub generatorach (np.⁶⁸Ga). Po wyznakowaniu, czyli po chemicznym połączeniu radioizotopu i odpowiedniego związku chemicznego, uzyskany radiofarmaceutyk jest podawany, najczęściej dożylnie, choremu. Rejestracja obrazu odbywa się w oparciu o dedykowany tomograf pozytonowy. Składa się on z licznych detektorów służących do rejestracji promieniowania γ, które rozmieszczone są na nieruchomym pierścieniu wokół leżącego pacjenta. Rejestrowane i analizowane są jedynie te kwanty γ, które mają energię 511 keV i jednocześnie osiągną przeciwległe detektory. Uzyskana z detektora informacja przesyłana jest do komputera, który na jej podstawie generuje model przestrzennego rozkładu liczby zliczeń. Cyfrowa obróbka umożliwia tworzenie modelu trójwymiarowego i ocenę kliniczną przekrojów warstwowych w płaszczyznach: poprzecznej, czołowej i strzałkowej. W chwili obecnej praktycznie wszystkie dostępne skanery PET są urządzeniami hybrydowymi PET/CT. Oprócz detektora PET w skład zestawu diagnostycznego wchodzi integralny tomograf komputerowy, umożliwiający również wykonanie tzw. badania niskodawkowego. W praktyce oznacza to znaczne zmniejszenie obciążenia pacjenta promieniowaniem. Fuzja czynnościowego obrazu PET i morfologicznego CT pozwala na precyzyjną lokalizację zmian patologicznych oraz umożliwia korekcję pochłaniania. Rozdzielczość aparatów PET wynosi obecnie około 3-4 mm.

39. Rola badań obrazowych z zakresu medycyny nuklearnej w onkologii.

(temat rzeka, mało sprecyzowany, więc odpowiedź na kilku przykładach)

1. Na przykładzie raka wysokozróżncowanego tarczycy

Scyntygrafia z ^99mTc/¹³¹I może pomóc w wyborze miejsca nakłucia przy założeniu że lokalizujemy obszary fotopeniczne, czyli „zimne” (ale nie każda zmiana „zimna” jest nowotworem!). Niekiedy w rozpoznaniu przydatne jest użycie znaczników onkofilnych. Zdecydowanie większą rolę odgrywa scyntygrafia w monitorowaniu po leczeniu operacyjnym, zarówno w wykrywaniu wznowy miejscowej, jak i przerzutów odległych. Jeżeli przerzuty są jodochwytne to scyntygrafia z użyciem ¹³¹I jest głównym badaniem diagnostycznym. Jeśli natomiast przerzuty nie są jodochwytne a po operacji raka jest wzrost Tg, wskazane jest wykonanie pozytronowej tomografii emisyjnej (PET) przy użyciu ¹⁸F-FDG.

2. Na przykładzie nowotworów związanych z układem kostnym

Scyntygrafia umożliwia:

-określić charakter metaboliczny patologii kostnej

-ocenić rozległość i zmiany wtórne w przypadku nowotworów pierwotnych kośćca

-ocenić zaawansowanie choroby, obecność ognisk wtórnych w przebiegu różnych nowotworów

-ocenić skuteczność leczenia

Zobrazowanie przerzutów nowotworowych w kośćcu daje możliwość wprowadzenia radionuklidowego leczenia paliatywnego bólu.

3. Na przykładzie guzów neuroendokrynnych

W diagnostyce radioizotopowej yuch guzów wykorzystuje się radiopeptydy cechujące się powinowactwem do receptorów somatostatynowych. Somatostatynowa scyntygrafia receptorowa pozwala dokładnie zlokalizować ognisko pierwotne, określić stopień zaawansowania choroby czy monitorować pacjenta po przebytym leczeniu operacyjnym.

4. Na przykładzie zastosowania znaczników onkofilnych w onkologii

Diagnostyka onkologiczna w zakresie medycyny nuklearnej związana jest ze stosowaniem znaczników wykazujących tropizm do komórek nowotworowych. Przykładem jest ^99mTc-MIBI, który wykorzystywany jest do obrazowania guzów pierwotnych i przerzutów do płuc, mięsaków kości i tkanek miękkich, nowotworów OUN i chłoniaków. Wśród tych ostatnich szpiczak mnogi, który powoduje destrukcję kości. konwencjonalne obrazowanie radiologiczne pokazuję jedynie destrukcję kości, a nie cechy infiltracji. Nie pozwala także na odróżnienie aktywnych chorobowo zmian od nieaktywnych, co może utrudniać klinicyście właściwą ocenę odpowiedzi na zastosowana chemioterapie. Z tego powodu zastosowanie ^99mTc-MIBI ma przewagę.