Ранее радионуклидные исследования легких использовались в основном для диагностики легочной эмболии (ЛЭ) и оценки функции легких. Появление позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) с фтордезоксиглюкозой (ФДГ), совмещенной с компьютерной томографией (КТ), обеспечивающей возможность одновременного получения данных об анатомии и функции, открыло новую эру радионуклидных исследований легких для диагностики и стадирования рака. Расширенные показания к ФДГ ПЭТ/КТ сегодня включают и неонкологические заболевания.
Интерпретация результатов радионуклидных исследований в основном носит качественный характер, однако важным преимуществом современного оборудования и программного обеспечения является возможность количественного анализа изображений, что расширяет наши диагностические возможности.
а) Принципы сцинтиграфии легких. Сцинтиграфия легких или вентиляционно-перфузионное сканирование дает возможность неинвазивной оценки двух ключевых аспектов функции легких: бронхолегочной вентиляции и легочной перфузии. В основе этого метода лежит ингаляция радиоактивного газа или радиоаэрозоля и внутривенное введение меченого радиоактивным изотопом препарата, которые будут распределяться в легких в соответствии с газо- и кровотоком.
Распределение радиофармпрепарата образует физиологическую карту вентиляции и перфузии легких. Зоны низкого накопления могут говорить об обструкции кровотока, шунтировании крови или наличии хирургического дефекта.
Ранее сцинтиграфия легких считалась наиболее важным методом диагностики ЛЭ. В современных условиях на смену ей пришла КТ, которая стала методом выбора диагностики и мониторинга значительной доли торакальных заболеваний, однако сцинтиграфия все еще остается уникальным с физиологической точки зрения источником информации и незаменимым дополнением к анатомическим методам визуализации.
Исследование с высокой вероятностью легочной эмболии. (А) Вентиляционное сканирование с 133Хе: картина нормальной вентиляции легких. (B) Перфузионное сканирование с 99mТс-МАА выявило множественные сегментарные дефекты перфузии обоих легких
б) Радиофармпрепараты:
1. Вентиляция. Вентиляционная сцинтиграфия проводится с использованием радиоактивных газов или радиоаэрозолей. В США с этой целью сегодня применяются только ксенон-133 (133Хе), радиоактивный газ, и технеция-99m (99mТс) диэтилентриаминпентацетат (99mТс-ДТПА), радиоаэрозоль.
Сравнительные исследования этих двух веществ не выявили значимых различий в отношении точности диагностики. Выбор препарата в основном определяется особенностями используемого в том или ином учреждении оборудования и предпочтениями специалистов, проводящих исследования.
1.1 Ксенон-133. 133Хе — это благородный газ, образующийся в ядерном реакторе при делении атомов урана-235 (235U). Период полураспада 133Хе составляет 5,3 суток. Энергия фотонов излучения составляет 81 кэВ. 133Хе частично растворяется в крови, однако он быстро выводится с выдыхаемым воздухом, в результате чего его биологический период полувыведения, согласно современным стандартам лучевой диагностики, составляет 30 секунд.
Стандартная доза 133Хе для взрослого человека при вентиляционной сцинтиграфии составляет 10-30 мКи.
1.2 Технеция-99m ДТПА. Аэрозоль 99mТс-ДТПА образуется с помощью небулайзера из жидкой формы этого препарата путем фильтрации первичного аэрозоля через осадочный фильтр с формированием микроаэрозоля. После вдыхания более крупные частички (>2 мкм) задерживаются в трахее и глотке, а мелкие (<0,5 мкм) проникают в дистальные отделы трахеобронхиального дерева. Менее 10% вдыхаемого изотопа задерживается в легких. В легких 99mТс-ДТПА диффундирует через альвеолярную мембрану и интерстиций в капилляры, попадает в системный кровоток и выводится почками.
Биологический период полувыведения ДТПА составляет 60-90 минут, тогда как физический период полураспада 99mТс составляет шесть часов. Воздушная турбулентность, вызванная любой обструкцией дыхательных путей, приводит к более проксимальной задержке частичек аэрозоля, что теоретически может затруднять визуализацию периферических отделов легких. Преимуществами 99mТс-ДТПА является его доступность, низкая цена и фотопик в 140 кэВ, идеальный для визуализации с использованием гамма-камеры. Стандартная доза 99mТс-ДТПА в виде аэрозоля составляет 30 мКи.
2. Перфузия. Целью перфузионной сцинтиграфии легких является оценка распределения радиофармпрепарата в легочных сегментах в зависимости от их относительной перфузии. Это достигается за счет использования меченых радиоизотопом частичек размерами чуть больше диаметра капилляров (7-10 мкм). После внутривенного введения частицы препарата попадают в правое предсердие, правый желудочек и затем в сосудистую сеть легких, где они задерживаются в прекапиллярных артериолах.
В легочных сегментах, ограниченных в кровоснабжении, накопление радиофармпрепарата снижено, что выглядит на изображениях как дефекты накопления.
Наиболее часто для перфузионной сцинтиграфии легких используется меченый 99mТс макроагрегат альбумина (МАА). МАА производится тепловой денатурацией человеческого сывороточного альбумина 99mТс-МАА производится добавлением 99mТс-пертехнетата к специально выпускаемому для этого МАА. 90% меченых радиоизотопом частичек препарата имеют размеры 10-100 мкм. Не следует вводить внутривенно частички размерами более 150 мкм, поскольку они вызывают окклюзию артериол.
Число вводимых в ходе исследования частичек препарата обычно составляет 200000-500000, и они вызывают временную окклюзию менее 0,1%; капилляров. С тем, чтобы получить изображения надлежащего качества и провести необходимые расчеты, минимальное число частичек 99mТс-МАА должно составлять около 60000. Стандартная доза 99mТс-МАА составляет 4 мКи, однако у крупных пациентов назначаются более высокие дозы.
Биологический период полувыведения частиц МАА в легких составляет 2-12 часов. МАА со временем деградирует и проходит через легочные капилляры в системный кровоток, где он подвергается фагоцитозу клетками ретикулоэндотелиальной системы.
3. Техники сканирования:
3.1 Вентиляционная сцинтиграфия с ксеноном-133. Пациенту надевают плотно прилегающую к лицу дыхательную маску и с помощью закрытого дыхательного контура проводится ингаляция 133Хе. Пациента просят сделать глубокий вдох и задержать дыхание на максимально возможный период.
Выполняется первичное сканирование легких в течение 30 секунд в задней проекции. После этого пациент в течение 3-5 минут дышит смесью воздуха с 133Хе, затем выполняется сканирование в задней, левой задней косой и правой задней косой проекциях продолжительностью 60 секунд каждое. Ксенон-воздушную смесь можно титровать, добавляя в нее при необходимости кислород. В фазу вымывания пациент выдыхает смесь воздуха с 133Хе через угольный фильтр. В этот период с 5-минутными интервалами выполняется несколько сканирований продолжительностью 60 секунд в задней и косо-боковой проекциях.
По возможности все сканирования следует проводить в вертикальном положении пациента. Вентиляционная сцинтиграфия с 133Хе должна проводиться в помещении с отрицательным давлением и безопасной внешней вентиляцией.
3.2 Вентиляционная сцинтиграфия с техницием-99m ДТПА. Пациент в течение 3-5 минут вдыхает микроаэрозоль с 99mTc-ДТПА. Эта часть исследования должна проводиться в положении лежа на спине с тем, чтобы минимизировать нормальный гравитационный градиент вентиляции между верхушками и основаниями легких. После ингаляции 99mTc-ДТП А выполняется сканирование в передней, задней, правой боковой, левой боковой, правой задней косой, левой задней косой, правой передней косой и левой передней косой проекциях до 500000 единиц в каждой проекции.
Сканирование предпочтительно проводить в вертикальном положении. Одним из важных преимуществ сцинтиграфии с 99mTc-ДТПА является возможность сопоставления проекций сканирования, как при перфузионной сцинтиграфии. Выдыхаемый аэрозоль улавливается фильтром, который затем хранится до полного распада изотопа и только тогда утилизируется.
3.3 Перфузионная сцинтиграфия с техницием-99m МАА. Перед введением инъекционный раствор необходимо аккуратно встряхнуть для ресуспензии частичек 99mTc-МАА. Введение препарата проводится в положении лежа на спине, пациенту в этот момент рекомендуют медленно и глубоко дышать для улучшения экскурсии легких и расправления ателектазов. В шприц не следует аспирировать кровь, поскольку она может образовать сгустки, которые свяжут 99mTc-МАА.
Сканирование лучше проводить в вертикальном положении с использованием широкопольной многоцелевой гамма-камеры. Стандартными проекциями сканирования являются передняя, задняя, правая боковая, левая боковая, правая задняя косая, левая задняя косая, правая передняя косая и левая передняя косая. Счет ведется по меньшей мере до 500000 единиц в каждой проекции.
4. Важность последовательности сканирования. Вентиляционная сцинтиграфия с 133Хе должна проводиться до перфузионного сканирования легких, поскольку комптоновское рассеяние фотонов излучения 99mТс-МАА, имеющих более высокую энергию (140 кэВ), вытесняет имеющие меньшую энергию (81 кэВ) фотоны излучения 133Хе и поэтому будет влиять на получаемые вентиляционные изображения.
Вентиляционная сцинтиграфия с аэрозолем 99mТс должна выполняться после перфузионной сцинтиграфии. Используется стандартная доза 99mТс-МАА, после которой назначается более высокая доза 99mТс-ДТПА (30 мКи). Делается это для того, чтобы более высокая активность 99mТс-ДТПА перекрыла какие-либо патологические изменения, обнаруженные в ходе первичного сканирования с 99mТс-МАА. Ранее применявшаяся последовательность, когда вентиляционная сцинтиграфия с 99mТс-ДТПА выполнялась перед перфузионным исследованием с 99mТс-МАА, более не считается правильной.
5. Подготовка пациента. В пределах 24 часов перед сцинтиграфией пациенту должна быть выполнена стандартная рентгенография органов грудной клетки, предпочтительно в задне-передней и боковой проекциях. Альтернативой рентгенографии может быть КТ. Пациентам с острой и клинически выраженной обструктивной болезнью легких перед исследованием возможно назначение бронходилятатора с тем, чтобы минимизировать вентиляционные изменения, которые могут сделать исследование неинформативным.
6. Противопоказания к сцинтиграфии легких. Абсолютных противопоказаний к вентиляционной или перфузионной сцинтиграфии легких немного. Противопоказанием к перфузионному исследованию может быть редко встречающаяся аллергия на человеческий сывороточный альбумин.
Выделяют ряд состояний, наличие которых у пациента требует принятия во время перфузионной сцинтиграфии определенных превентивных мер. Так, пациенты с легочной гипертензией имеют низкий легочный резерв, а у пациентов с шунтированием крови справа налево повышен риск интракраниальной микроэмболии. У таких пациентов должен использоваться препарат с меньшим числом частиц. Стандартная доза изотопа в 4 мКи остается прежней, тогда как число частиц обычно не должно превышать 150000.
Обычно раствор для таких пациентов готовится непосредственно перед исследованием с использованием свежего препарата МАА и более высокой активностью 99mТс в расчете на одну частицу. Если же используется препарат с меньшей, чем стандартная, активностью, альтернативой является удлинение времени сканирования.
Детям также следует назначать меньшее число частиц препарата, поскольку число артериол у них меньше, чем у взрослого человека. Европейское общество ядерной медицины опубликовало специальные рекомендации по дозированию радиофармпрепаратов у детей, согласно которым минимальное число частиц 99mТс-МАА у них составляет 10000.
