Метаболизм и жизнеспособность миокарда

Основными энергетическими субстратами миокарда являются жирные кислоты и глюкоза. В норме их метаболизм сбалансирован. В условиях недостатка кислорода происходит переключение энергообразования с пути бета-окисления жирных кислот на путь анаэробного гликолиза, при котором истощаются запасы АТФ, увеличивается выработка лактата, развивается внутриклеточный ацидоз. Все это приводит к снижению сократимости миокарда.

Наиболее доступным методом оценки биоэнергетики миокарда является ОФЭКТ с ¹²³I-жирными кислотами. Методика позволяет:

- оценить жизнеспособность миокарда;

- оценить кинетику метаболизма жирных кислот в кардиомиоцитах с помощью повторной ОФЭКТ.

В настоящее время синтезировано множество радиоактивных маркеров эндогенного метаболизма миокарда. Для оценки этих процессов одинаково часто используют ОФЭКТ и ПЭТ.

Центральная гемодинамика и сократительная функция сердца

Основной методикой является радионуклидная равновесная вентрику-лография, которая позволяет определить локальную сократимость желудочков и скорость изменений объема крови в полостях сердца.

Пульмонология

Основными методиками радионуклидных исследований легких являются перфузионная и вентиляционная сцинтиграфия легких. Используется

также ОФЭКТ.

Перфузионная сцинтиграфия легких основана на временной эмболизации капиллярного русла после внутривенного введения микроагрегатов или микросфер альбумина человеческой сыворотки, меченных радионуклидом (рис. 6.2). Отсутствие накопления РФП в какой-либо области легких свидетельствует о нарушении в ней кровотока.

Рис. 6.2. Перфузионные сцинтиграммы легких. Норма

Достоинствами сцинтиграфии являются возможность выявления нарушений кровотока до развития клинических проявлений и рентгенологических признаков инфильтративных изменений легочной ткани и инфаркт-пневмонии. Вентиляционная сцинтиграфия легких проводится с целью определения локализации, характера и распространенности обструкционных поражений бронхиального дерева.

Урология и нефрология

Радионуклидное исследование почек позволяет оценить клубочковую фильтрацию, канальцевую секрецию, уродинамику, а также состояние паренхимы, кровоснабжение и топографию органа в одном исследовании. При этом функциональные изменения выявляются на ранних стадиях патологического процесса. Введение небольших доз РФП позволяет выполнять неоднократные исследования.

Радионуклидные методы исследования почек включают:

- ренографию;

- динамическую сцинтиграфию почек;

- статическую сцинтиграфию почек;

- ангиореносцинтиграфию (см. рис. 12.25, 12.28).

Гастроэнтерология

Печень, желчные пути и желудочно-кишечный тракт

Сцинтиграфия слюнных желез проводится для диагностики воспалительных, дистрофических и опухолевых заболеваний слюнных желез; оценки их функционального состояния при различных заболеваниях: сиалоадени-тов (в частности паротита), слюнно-каменной болезни, синдрома Шегрена (хроническое воспаление экзокринных желез с признаками секреторной недостаточности).

Сцинтиграфическая диагностика используется для выявления моторно-эвакуаторных расстройств желудка, тонкой кишки, определения тактики хирургического лечения и оценки результатов операции.

Сцинтиграфические исследования в диагностике заболеваний печени

В печени существуют 3 тканевые системы, визуализация которых требует различных РФП. Гепатобилиарная система включает в себя гепатоци-ты и желчные пути. Ретикулоэндотелиальная система (РЭС) состоит из печеночных макрофагов (клеток Купфера). Кровеносная система в состоянии покоя содержит 1/5 объема циркулирующей крови, 25% которой поступает через печеночную артерию и 75% - через портальную вену.

Основными методиками радионуклидных исследований печени и желчных путей являются динамическая сцинтиграфия печени и статическая сцинтиграфия ретикулоэндотелиальной системы (РЭС).

Динамическая сцинтиграфия гепатобилиарной системы представляет собой комплексное исследование, включающее оценку функционального состояния печени, концентрационной и двигательной функции желчного пузыря, проходимости желчных путей и определение дисфункции сфинктера Одди.

Статическая сцинтиграфия ретикулоэндотелиальной системы (РЭС) проводится с целью определения формы, размеров и нарушений анатомо-мор-фологической структуры печени и селезенки при опухолях, гепатитах, циррозах и других заболеваниях (см. рис. 6.3 на цв. вклейке).

Как при острых, так и при хронических диффузных поражениях печени (вирусные, алкогольные гепатиты, интоксикация при химиотерапии, отравления тяжелыми металлами, цирроз), ее размеры могут быть нормальными, увеличенными или уменьшенными в зависимости от тяжести процесса. Распределение РФП неравномерное. Накопление РФП в селезенке и костном мозге усиленное.

Травматология и ортопедия

Основной методикой радионуклидного исследования скелета является статическая сцинтиграфия. Иногда она дополняется однофотонной эмиссионной КТ.

В норме на сцинтиграммах визуализируются кости с симметричной аккумуляцией индикатора. Несколько большее накопление отмечается в области суставов. В мягких тканях накопление РФП минимальное (рис. 6.4).

Накопление РФП, зависит от:

- метаболической активности кости; усиление аккумуляции индикатора наблюдается в областях повышенной остеобластической активности (травмы, опухоли, воспаления);

- кровотока в костной ткани;

- симпатической иннервации.

Щитовидная железа

Сцинтиграфия щитовидной железы выполняется с целью определения функционального состояния ее ткани. Исследование проводят с помощью

радиоактивного йода (¹²³1), чтобы оценить йодпоглотительную функцию железы, а также с помощью ^99тТе-пертехнетата, который не включается в метаболизм щитовидной железы, но накапливается в ее ткани аналогично йоду. Эта методика позволяет оценить наличие, локализацию ткани щитовидной железы и ее анатомо-топографические особенности (см. рис. 6.5, 6.6, 6.7 на цв. вклейке).

Неврология и нейрохирургия

ОФЭКТ головного мозга является одним из информативных методов в неврологии.

Перфузионная томосцинтиграфия головного мозга используется для определения регионар -ного мозгового кровотока у пациентов с це-реброваскулярной патологией (инсульты, транзиторные ишемические атаки, субарах-ноидальные кровоизлияния и другие нарушения мозговой гемодинамики) (ем. рис. 6.8 на цв. вклейке).

Перфузионная ОФЭКТ играет важную роль в диагностике ранних стадий инсульта (в первые часы), когда структурные изменения еще не наступили, а нарушения регионарного кровотока уже имеются (см. рис. 6.9 на цв. вклейке).

Перфузионная ОФЭКТ может служить адекватным способом оценки перфузии после выполнения реконструктивных операций на сонных артериях, а также для выявления хирургических осложнений.

Перфузионная ОФЭКТ помогает выявить лиц с высоким риском развития инсульта в 1-ю неделю после транзиторных ишемичес-ких атак.

Рис. 6.4. Статические сцинти-граммы костей скелета в прямых передней и задней проекциях

Новообразования головного мозга

Сцинтиграфия позволяет:

- уточнить характер патологического очага;

- получить информацию об активности опухоли;

- визуализировать области патологического накопления относительно тех или иных анатомических образований головного мозга;

- выявить продолженный рост опухоли;

- контролировать эффективность проводимой химиотерапии или лучевой терапии;

- оценить радикальность выполненного оперативного вмешательства.

Для радионуклидной диагностики новообразований головного мозга используются РФП, не проникающие через гематоэнцефалический барьер (см. рис. 6.10 на цв. вклейке).

Воспалительные процессы

Основным преимуществом сцинтиграфической диагностики воспаления является возможность исследования всего тела. При этом используют лейкоциты больного, меченные радионуклидом (см. рис. 6.11).

Направления радионуклидной диагностики при воспалительных процессах:

- воспалительные заболевания костей и суставов.

- воспалительные заболевания органов полости живота. Радионук-лидная диагностика воспалительных заболеваний кишечника оказывается методом выбора, если возникающие в качестве осложнения воспалительного процесса стриктуры затрудняют продвижение бария или эндоскопа;

- воспалительные заболевания в кардиологии (септический эндокардит, осложнения оперативных вмешательств и миокардит);

- легочная инфекция. Сцинти-графия наиболее эффективна в фазу формирования легочного абсцесса. Кроме этого, данный метод исследования можно применять в сложных клинических ситуациях для дифференциальной диагностики абсцесса и кисты;

Рис. 6.11. Статические сцинтиграммы тела с мечеными лейкоцитами в норме

- воспалительные процессы в урологии и нефрологии. Необходимость в сцинтиграфической индикации очага воспаления возникает у пациентов с подозрением на инфицирование солитарных кист почек, когда денситомет-рическая оценка плотности тканей при КТ не дает информации о содержимом кист. Использование сцинтиграфии эффективно также в выявлении очага воспаления после оперативных вмешательств на органах забрюшинного пространства и при подозрениях на отторжение почечного трансплантата;

- лихорадка неясного генеза.

ПОКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ РАДИОНУКЛИДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Голова

1. Опухоли головного мозга.

2. Острые и хронические нарушения мозгового кровообращения.

3. Сосудистая и другие виды деменций; болезнь Альцгеймера, болезнь Пар-кинсона, эпилепсия и др.

4. Заболевания слюнных желез:

- воспалительные заболевания (острый и хронический сиалоденит, паротит);

- слюннокаменная болезнь;

- опухоли слюнных желез.

Шея

1. Заболевания щитовидной железы:

- дифференциальная диагностика доброкачественных и злокачественных узловых образований щитовидной железы;

- определение йодпоглотительной функции при гипо- и гипертиреозе.

2. Исследование лимфатических узлов шеи:

- дифференциальная диагностика лимфаденопатий.

Грудь

Исследование сердца.

1. Диагностика ИБС.

2. Определение степени тяжести ИБС:

- выявление скрытой ишемии;

- оценка площади поражения миокарда;

- оценка жизнеспособности миокарда;

- оценка эффективности лечения.

3. Миокардиты, инфекционный эндокардит.

4. Кардиомиопатии.

5. Оценка сократительной функции миокарда при различных заболеваниях.

Исследование легких.

1. Тромбоэмболия ветвей легочной артерии.

2. Диагностика и дифференциальная диагностика опухолей легких.

3. Определение уровня и характера обструкционных поражений бронхиального дерева.

4. Гнойно-деструктивные заболевания легких. Исследование органов средостения.

- опухолевые и опухолеподобные заболевания. Исследование молочной железы.

- диагностика и стадирование рака молочной железы. Живот

1. Органы желудочно-кишечного тракта:

- выявление нарушения моторно-эвакуаторной функции пищевода и желудка;

- определение кишечной непроходимости.

2. Паренхиматозные органы пищеварительной системы:

- воспалительные заболевания печени и желчного пузыря (острый и хронический гепатит и холецистит);

- цирроз печени;

- нарушения моторной функции желчных путей;

- желчнокаменная болезнь;

- оценка функции пересаженной печени.

3. Мочевые органы:

- оценка функции почек (травмы, воспалительные заболевания, опухоли, планирование оперативных вмешательств);

- выявление врожденных аномалий;

- оценка кровоснабжения почек;

- выявление пузырно-мочеточникового рефлюкса.

4. Надпочечники:

- дифференциальная диагностика опухолевых и неопухолевых заболеваний.

Таз

1. Мочевой пузырь:

- оценка функции мочевого пузыря.

2. Простата:

- диагностика опухолевых и неопухолевых заболеваний простаты.

Конечности и позвоночник

1. Инфекционные заболевания костей и суставов.

2. Опухоли и метастатическое поражение костей.

3. Определение степени минерализации костей.

4. Определение активности зон роста костей у детей.

Все тело

1. Выявление злокачественных новообразований различных органов и тканей.

2. Поиск метастазов первичной опухоли.

3. Поиск очагов инфекции при лихорадках неясного генеза.

4. Определение уровня нарушения оттока лимфы при различных заболеваниях и травмах.

РАДИОНУКЛИДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

НА ОСНОВЕ ПОЗИТРОН-ИЗЛУЧАЮЩИХ НУКЛИДОВ

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) - метод радионуклидной диагностики, основанный на применении РФП, меченных нуклидами - позитронными излучателями.

Физические основы, принципы регистрации излучения и построение изображения при ПЭТ

Эмиссия позитрона из ядра атома. Ядро любого нуклида, способного к по-зитронному распаду, нестабильно из-за большего числа протонов, чем ней-

ронов. Для перехода к стабильному состоянию ему необходимо избавиться от одного протона. Это происходит в виде реакции:

протон > позитрон (+) + нейтрино (0) + нейтрон (0).

В результате получается стабильный атом, где число протононуклонов равно числу электронов. Позитрон является продуктом этой реакции.

Позитрон, который образовался в результате этой реакции, представляет собой положительно заряженную частицу с массой, равной массе электрона. После эмиссии из ядра атома позитрон проходит в окружающих тканях расстояние 1-3 мм и вступает во взаимодействие с электроном. В момент остановки в электронной оболочке атома позитрон соединяется с электроном, и масса обеих частиц превращается в два высокоэнергетических γ-кванта, разлетающихся в строго противоположные стороны (аннигиляция). Энергия каждого из этих квантов равна 511 кэВ (см. рис. 6.12).

Регистрация γ-квантов и формирование изображения. В позитронно-эмис-сионном томографе происходит регистрация γ-квантов с помощью нескольких колец детекторов. Если два γ-кванта регистрируются одновременно двумя противоположно расположенными детекторами (в течение короткого времени), то предполагается, что они возникли от аннигиляции вдоль линии, соединяющей эти детекторы. Этой принцип назван детекцией совпадения. В дальнейшем обработка полученной информации не отличается от таковой при других методах радионуклидной визуализации: γ-квант, попадая на кристалл детектора, вызывает вспышку (сцинтилляцию), фотоэлектронные умножители (ФЭУ) переводят суммарную величину таких вспышек в цифровой вид, который уже и выводится на экран дисплея.

Детекторы расположены в виде кольца вокруг исследуемого объекта, что позволяет зарегистрировать все аннигиляции с использованием схемы совпадений.

Реконструкция изображения. ПЭТ-система суммирует все линии ответа от пар детекторов, зарегистрированные за время записи, и реконструирует изображение по алгоритму аналогично КТ, МРТ и ОФЭКТ. Таким образом, получаются послойные изображения накопления РФП в исследуемой области или во всем теле сразу, и главной задачей становится определить точную локализацию этих изменений с учетом данных, ранее полученных другими методами исследований.