Исследование короткоживущих радионуклидов для диагностики онкологических заболеваний на основе практики в казнии онкологии и радиологии
Ключевые слова:
диагностика, радиофармпрепараты, изотопы, энергия, дозаАннотация
В работе по критериям выбора радионуклида были выбраны короткоживущие радионуклиды для позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) и для современных методов диагностики ПЭТ/КТ (компьютерная томография) и ОФЭКТ/КТ. Для каждого метода диагностики были определены радиоизотопы, тип распада, виды излучений, ядерные реакций и энергий распада. Для ОФЭКТ были произведены расчеты по практическому выходу 99mTc из генератора в течение срока эксплуатации с 20.10 по 3.11.2016 года (15 суток) в сравнении с теоретической (по расчету) радиоактивностью. Были посчитаны объем и дозы элюата предварительно разбавленных физраствором для исследования определенных органов и систем. А для ПЭТ были рассмотрены короткоживущие радионуклиды, такие как 11С, 13N, 15O, 18F, 82Rb. Проведены сравнения практических результатов с теоретическими расчетами. Также были определены некоторые радиологические параметы радионуклидов, широко применяемые в радионуклидной диагностике. Они представлены в основной части статьи. Радионуклидная диагностика, благодаря ее высокой эффективности, стала незаменимой частью клинической практики в развитых странах. Использование таких радиофармпрепаратов (РФП) позволяет проводить диагностику различных заболеваний на ранних стадиях. Для решения этой проблемы и преодоления зависимости от импорта Институт ядерной физики НЯЦ РК на протяжении ряда последних лет проводит разработку технологий получения важнейших медицинских изотопов и радиофармпрепаратов, таких как Натрия пертехнетат 99mTc, Натрия йодид 131I, Натрия о-йодгиппурат 131I, Таллия хлорид 201Т1 и другие. В работе были проведены расчеты энергии распада и рассмотрены методы регистрации излучений.
Библиографические ссылки
2. Габуния Р.И., Кузьмин В.П., Фатеева М.Н. и соавт. Применение радиоактивных нуклидов в клинических исследованиях. — М.: Атомиздат, 2000. – 263с.
3. Глейзер Ю.Я., Даваян Э.А. Радиоизотопная диагностика опухолей скелета // Мед. радиология. – 1971. - №1. - С.79-85.
4. Cynthia C. Chernecky and Barbara J. Berger. Laboratory Tests and Diagnostic Procedures. – Elsevier, St. Louis, 2012. – 1222 p.
5. Wernick M. and Arsvold J. Emission tomography: the fundamentals of PET and SPECT. – Elsevier: Academic Press, 2004.
6. Schneebaum S., Even-Sapir E. and Cohen M. Clinical applications of gamma-detection probes—radioguided surgery // Eur. J. Nucl. Med. – 1999. – Vol. 26(1). –Р.26-35.
7. Zinnhardt B., Pigeon H., Theze B., Viel T., Wachsmuth L., Fricke I.B., et al. Combined PET imaging of the inflammatory tumor microenvironment identifies margins of unique radiotracer uptake. // Cancer Res. – 2017. – Vol.77. – P.1831–41.
8. Berdnikova A.K., Dubinin F.A., Kantserov V.A., Orlov A.D., Pereyma D.U., Shmurak S.Z. and Zhukov K.I. Miniature gamma detector based on inorganic scintillator and SiPM // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. – Vol. 675. - P.675 042047.
9. Berdnikova A.K., Bolozdynya A.I., Kantserov V.A., Kondakov A.K., Pashkovich I. and Znamenskiy I.A. A method for lateral localization of a compact gamma source in radionuclide diagnostics // J. of Physics: Conf. Series. – 2016. – Vol.798. - N. 1. – P.675 042048.
10. Bucerius J., Ahmadzadehfar H. and Biersack H. 99mTc-Sestamibi Clinical applications. Germany: Springer; 2011. ISBN: 978-3-642-04232-4.
11. Fan Z., Calsolaro V., Atkinson R.A., Femminella G.D., Waldman A., Buckley C., et al. Flutriciclamide (18F-GE180) PET: first-in-human PET study of novel third-generation in vivo marker of human translocator protein // J Nucl Med. – 2016. - P.57:1753-11.
12. Feeney C., Scott G., Raffel J., Roberts S., Coello C., Jolly A., et al. Kinetic analysis of the translocator protein positron emission tomography ligand [18F]GE-180 in the human brain // Eur J Nucl Med Mol Imaging. – 2016. - P.43:2201-12.
13. Boutin H., Murray K., Pradillo J., Maroy R., Smigova A., Gerhard A., et al. 18F-GE-180: a novel TSPO radiotracer compared to 11C-RPK11195 in a preclinical model of stroke // Eur J Nucl Med Mol Imaging. – 2015. – P.42:503-13.
14. Sridharan S., Lepelletier F.X., Trigg W., Banister S., Reekie T., Kassiou M., et al. Comparative evaluation of three TSPO PET radiotracers in a LPS-induced model of mild neuroinflammation in rats. // Mol Imaging Biol. – 2017. – P.1977–89.
15. James M.L., Belichenko N.P., Shuhendler A.J., Hoehne A., Andrews L.E., Condon C., et al. [18F]GE-180 PET detects reduced microglia activation after LM11A-31 therapy in a mouse model of Alzheimer’s disease // Theranostics. – 2017. - P.7: 1422–36.
16. Winkeler A., Boisgard R., Awde A.R., Dubois A., Theze B., Zheng J., et al. The translocator protein ligand [18F]DPA-714 images glioma and activated microglia in vivo // Eur J Nucl Med Mol Imaging. – 2012. – P.39: 811–23.
17. Buck J.R., McKinley E.T., Fu A., Abel T.W., Thompson R.C., Chambless L., et al. Preclinical TSPO ligand PET to visualize human glioma xenotransplants: a preliminary study // PLoS One. – 2015. – 10:e0141659.
18. Su Z., Roncaroli F., Durrenberger P.F., Coope D.J., Karabatsou K., Hinz R., et al. The 18-kDa mitochondrial translocator protein in human gliomas: an 11C-(R)PK11195 PET imaging and neuropathology study // J Nucl Med. – 2015 – P. 56:512–7.
19. Langen K.J., Galldiks N., Hattingen E., Shah N.J. Advances in neurooncology imaging // Nat Rev Neurol. – 2017. – P.13:279–89.
20. Jensen P., Feng .L, Law I., Svarer C., Knudsen G.M., Mikkelsen J.D., et al. TSPO imaging in glioblastoma multiforme: a direct comparison between 123I-CLINDE SPECT, 18F-FET PET, and gadolinium-enhanced MR imaging // J Nucl Med. – 2015. – P.56: 1386–90.
References
1. Ya.Z. Wikman, Complex radionuclide diagnostics of distant metastases of a thyroid gland cancer: Dis. kand. med. sciences. - Vilnius, 119 s. (1989). (in russ).
2. R.I. Gabunia, V.P. Kuzmin, M.N. Fateeva, et al. The use of radioactive nuclides in clinical studies. (Moscow: Atomizdat, 2000), 263 p. (in russ).
3. Yu.Ya. Glazer and E.A. Davyan, Med. Radiology, 1, 79-85, (1971). (in russ).
4. C. Cynthia Chernecky and J. Berger Barbara. Laboratory Tests and Diagnostic Procedures (Elsevier, St. Louis, 2012), 1222 p.
5. M. Wernick and J Arsvold Emission tomography: the fundamentals of PET and SPECT (Elsevier: Academic Press, 2004).
6. S. Schneebaum, E. Even-Sapir and M. Cohen, Eur. J. Nucl. Med., 26 (1), 26-35, (1999).
7. B. Zinnhardt, H. Pigeon, B. Theze, T. Viel, L. Wachsmuth, I.B. Fricke, et al, Cancer Res. 77, 1831–41, (2017).
8. A.K. Berdnikova, F.A. Dubinin, V.A. Kantserov, A.D. Orlov, D.U. Pereyma, S.Z. Shmurak, and K.I. Zhukov, J. Phys.: Conf. Ser. 675, 675 042047, (2016).
9. A.K. Berdnikova, A.I. Bolozdynya, V.A. Kantserov, A.K. Kondakov, I. Pashkovich, and I.A. Znamenskiy, Journal of Physics: Conference Series. 798, 1, 675 042048, (2016).
10. J. Bucerius, H. Ahmadzadehfar, and H. Biersack 99mTc-Sestamibi Clinical applications. (Germany: Springer; 2011). ISBN: 978-3-642-04232-4.
11. Z. Fan, V. Calsolaro, R.A. Atkinson, G.D. Femminella, A. Waldman, C. Buckley, et al. J Nucl Med. 57, 1753-11, (2016).
12. C. Feeney, G. Scott, J. Raffel, S. Roberts, C. Coello, A. Jolly, et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging, 43, 2201-12, (2016).
13. H. Boutin, K. Murray, J. Pradillo, R. Maroy, A. Smigova, A. Gerhard, et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging, 42, 503-13, (2015).
14. S. Sridharan, F.X. Lepelletier, W. Trigg, S. Banister, T. Reekie, M. Kassiou, et al. Mol Imaging Biol. 1977–89, (2017).
15. M.L. James, N.P. Belichenko, A.J. Shuhendler, A. Hoehne, L.E. Andrews, C. Condon, et al. Theranostics, 7, 1422–36, (2017).
16. A. Winkeler, R. Boisgard, A.R. Awde, A. Dubois, B. Theze, J. Zheng, et al. Eur J Nucl Med Mol Imaging, 39, 811–23, (2012).
17. J.R. Buck, E.T. McKinley, A. Fu, T.W. Abel, R.C. Thompson, L. Chambless, et al. PLoS One, 10, 0141659, (2015).
18. Z. Su, F. Roncaroli, P.F. Durrenberger, D.J. Coope, K. Karabatsou, R. Hinz, et al. J Nucl Med. 56, 512–7, (2015).
19. K.J. Langen, N. Galldiks, E. Hattingen, N.J. Shah, Nat Rev Neurol., 13, 279–89, (2017).
20. P. Jensen, L. Feng, I. Law, C. Svarer, G.M. Knudsen, J.D. Mikkelsen, et al., J Nucl Med., 56, 1386–90, (2015).
