Сканирование с галлием-67 | |
---|---|
Синонимы | Галлиевая визуализация |
МКБ-10-ПКС | C?1?LZZ (планарный) C?2?LZZ (томографический) |
МКБ-9-КМ | 92.18 |
Код ОПС-301 | 3-70с |
МедлайнПлюс | 003450 |
Сканирование галлия — это тип теста ядерной медицины , который использует радиофармпрепарат галлия-67 ( 67 Ga) или галлия-68 ( 68 Ga) для получения изображений определенного типа ткани или болезненного состояния ткани. Могут использоваться соли галлия , такие как цитрат галлия и нитрат галлия . Форма соли не важна, поскольку активен свободно растворенный ион галлия Ga 3+. [ 1] Соли 67 Ga и 68 Ga имеют схожие механизмы поглощения. [2] Галлий также может использоваться в других формах, например, 68 Ga-PSMA используется для визуализации рака . Гамма-излучение галлия-67 визуализируется гамма-камерой , в то время как позитронное излучение галлия-68 визуализируется позитронно-эмиссионной томографией (ПЭТ).
Соли галлия поглощаются опухолями, воспалениями, а также острыми и хроническими инфекциями, [3] [4], что позволяет визуализировать эти патологические процессы. Галлий особенно полезен при визуализации остеомиелита , который затрагивает позвоночник, и при визуализации старых и хронических инфекций, которые могут быть причиной лихорадки неизвестного происхождения . [5] [6]
Сканирование галлием-68 DOTA все чаще заменяет сканирование октреотида (тип сканирования индием-111, использующий октреотид в качестве лиганда рецептора соматостатина). Галлий-68 связан с производным октреотида, таким как DOTATOC , и позитроны, которые он испускает, визуализируются с помощью ПЭТ-КТ . Такое сканирование полезно для обнаружения нейроэндокринных опухолей и рака поджелудочной железы . [7] [8]
В прошлом сканирование галлием было золотым стандартом для определения стадии лимфомы , пока его не заменила позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) с использованием фтордезоксиглюкозы (ФДГ). [9] [10] Визуализация галлием по-прежнему используется для визуализации воспалений и хронических инфекций, и она иногда обнаруживает неожиданные опухоли, поскольку он поглощается многими видами раковых клеток в количествах, превышающих таковые нормальных тканей. Таким образом, повышенное поглощение галлия-67 может указывать на новую или старую инфекцию, воспалительный очаг по любой причине или раковую опухоль.
Было высказано предположение, что визуализация галлия может стать устаревшей техникой, поскольку визуализация лейкоцитов с помощью индия и антигранулоцитарные антитела с помощью технеция заменят ее в качестве механизма обнаружения инфекций. Для обнаружения опухолей , особенно лимфом, визуализация галлия все еще используется, но в будущем ее может заменить визуализация ПЭТ с помощью фтордезоксиглюкозы . [11]
При инфекциях сканирование галлием имеет преимущество перед сканированием лейкоцитов с индием при визуализации остеомиелита (инфекции костей) позвоночника, легочных инфекций и воспалений, а также хронических инфекций. Отчасти это связано с тем, что галлий связывается с мембранами нейтрофилов даже после гибели нейтрофилов. Визуализация лейкоцитов с индием лучше подходит для острых инфекций (когда нейтрофилы все еще быстро и активно локализуются в месте инфекции), а также для остеомиелита, который не затрагивает позвоночник, и для абдоминальных и тазовых инфекций. Как сканирование галлием, так и сканирование лейкоцитами с индием могут использоваться для визуализации лихорадки неизвестного происхождения (повышенная температура без объяснения). Однако сканирование лейкоцитов с индием будет отображать только 25% таких случаев, которые вызваны острыми инфекциями, в то время как галлий также будет локализоваться в других источниках лихорадки, таких как хронические инфекции и опухоли. [12] [13]
Организм обычно обрабатывает Ga 3+ так, как будто это трехвалентное железо (Fe-III), и, таким образом, свободный ион изотопа связывается (и концентрируется) в областях воспаления, таких как место инфекции, а также в областях быстрого деления клеток. [14] Галлий (III) (Ga 3+ ) связывается с трансферрином , лейкоцитарным лактоферрином , бактериальными сидерофорами , воспалительными белками и клеточными мембранами нейтрофилов, как живых, так и мертвых. [15]
Лактоферрин содержится в лейкоцитах. Галлий может связываться с лактоферрином и транспортироваться к местам воспаления или связываться с лактоферрином, высвобождаемым во время бактериального фагоцитоза в местах инфекции (и остается из-за связывания с рецепторами макрофагов ). [16] Галлий-67 также присоединяется к молекулам сидерофоров самих бактерий, и по этой причине может использоваться у пациентов с лейкопенией с бактериальной инфекцией (здесь он присоединяется непосредственно к бактериальным белкам, и лейкоциты не нужны). [17] Считается, что поглощение связано с рядом свойств опухоли, включая перенос рецепторов, анаэробный метаболизм опухоли и перфузию опухоли и проницаемость сосудов . [18] [19]
Обратите внимание, что все эти состояния также видны при ПЭТ-сканировании с использованием галлия-68.
Основная техника ( 67 Ga) использует сцинтиграфию для получения двухмерных изображений. После инъекции трассера изображения обычно делаются гамма-камерой через 24, 48 и в некоторых случаях через 72 и 96 часов. [23] [24] Каждый набор изображений занимает 30–60 минут, в зависимости от размера области, которая визуализируется. Полученное изображение будет иметь яркие области, которые собрали большое количество трассера, поскольку присутствует воспаление или происходит быстрое деление клеток. Также могут быть получены изображения однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (SPECT). В некоторых центрах визуализации изображения SPECT могут быть объединены со сканированием компьютерной томографии (КТ) с использованием либо программного обеспечения слияния, либо гибридных камер SPECT/CT для наложения как физиологической информации изображения от сканирования галлия, так и анатомической информации от сканирования КТ.
Обычная доза инъекции составляет около 150 мегабеккерелей . [25] Обычно визуализация не должна проводиться раньше, чем через 24 часа, так как высокий фон в это время дает ложноотрицательные результаты. Подходят сорокавосьмичасовые снимки всего тела. Отсроченные снимки можно получить даже через 1 неделю или дольше после инъекции, если кишечник вносит путаницу. При необходимости можно выполнить SPECT. Перед визуализацией можно давать оральные слабительные или клизмы, чтобы снизить активность кишечника и уменьшить дозу для толстого кишечника; однако полезность подготовки кишечника является спорной. [24]
От 10% до 25% дозы галлия-67 выводится в течение 24 часов после инъекции (большая часть выводится через почки). Через 24 часа основным путем выведения является толстая кишка. [24] «Целевым органом» (органом, который получает наибольшую дозу облучения при среднем сканировании) является толстая кишка. [23]
При обычном сканировании поглощение галлия наблюдается в широком диапазоне мест, которые не указывают на положительный результат. Обычно это мягкие ткани, печень и кости. Другими местами локализации могут быть носоглоточные и слезные железы, грудь (особенно в период лактации или беременности ), нормально заживающие раны, почки, мочевой пузырь и толстая кишка. [26]
Изотоп, испускающий позитроны, 68 Ga, может быть использован для нацеливания на простат-специфический мембранный антиген (PSMA), белок , который присутствует в клетках рака простаты . Было показано, что этот метод улучшает обнаружение метастатического заболевания по сравнению с МРТ или КТ . [27]
В декабре 2020 года Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) одобрило 68 Ga PSMA-11 для медицинского применения в Соединенных Штатах. [28] [29] Он показан для позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) поражений, положительных на простатический специфический мембранный антиген (ПСМА), у мужчин с раком простаты. [30] [29] Он производится на биомедицинском циклотронном заводе Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. [29] FDA одобрило 68 Ga PSMA-11 на основании данных двух клинических испытаний (испытание 1/NCT0336847, идентичное NCT02919111, и испытание 2/NCT02940262, идентичное NCT02918357) с участием мужчин с раком простаты. [29] У некоторых участников недавно был диагностирован рак простаты. [29] Другие участники ранее проходили лечение, но было подозрение, что рак распространяется из-за повышения уровня простатического специфического антигена или ПСА. [29] Испытания проводились в двух местах в Соединенных Штатах. [29]
FDA считает 68 Ga PSMA-11 лекарством первого класса . [31]
Сканирование с использованием галлия-ПСМА рекомендуется в первую очередь в случаях биохимического рецидива рака предстательной железы, особенно у пациентов с низкими значениями ПСА , а также у пациентов с высоким риском заболевания, у которых метастазы считаются вероятными. [32] [33]
Рекомендуется внутривенное введение 1,8–2,2 мегабеккерелей 68 Ga PSMA-11 на килограмм веса тела. Визуализация должна начинаться примерно через 60 минут после введения с получением от середины бедра до основания черепа. [32] [ 34]
Конъюгированные пептиды 68 Ga DOTA (включая 68 Ga DOTA-TATE , DOTA-TOC и DOTA-NOC) используются в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) нейроэндокринных опухолей (НЭО). Сканирование похоже на сканирование октреотида SPECT в том, что в качестве радиолиганда используется аналог соматостатина на основе октреотида (такой как эдотреотид ) , и существуют аналогичные показания и применения, как и сканирование окреотида, однако качество изображения значительно улучшено. [35] Рецепторы соматостатина сверхэкспрессируются во многих НЭО, поэтому конъюгированный пептид 68 Ga DOTA преимущественно захватывается в этих местах и визуализируется при сканировании. [36] Помимо диагностики и стадирования НЭО, визуализация конъюгированного пептида 68 Ga DOTA может использоваться для планирования и дозиметрии при подготовке к терапии DOTA лютецием -177 или иттрием-90 . [37] [38]
В июне 2016 года Netspot (набор для приготовления инъекций дотата галлия Ga-68) был одобрен для медицинского применения в США. [39] [40]
В августе 2019 года инъекция эдотреотида 68 Ga ( 68 Ga DOTATOC) была одобрена для медицинского применения в Соединенных Штатах для использования с ПЭТ-визуализацией для локализации нейроэндокринных опухолей (НЭО), положительных по рецепторам соматостатина, у взрослых и детей. [41] [42] [43]
Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) одобрило 68 Ga эдотреотид (DOTATOC) на основании доказательств, полученных в трех клинических испытаниях (испытание 1/NCT#1619865, испытание 2/NCT#1869725, испытание 3/NCT#2441062) 334 известных или предполагаемых нейроэндокринных опухолей. [42] Испытания проводились в Соединенных Штатах. [42]
Оксодотреотид галлия ( 68 Ga) был одобрен для медицинского применения в Канаде под названием Netspot в июле 2019 года [44] и под названием Netvision в мае 2022 года [45].
Комбинация хлорида германия (68Ge) и хлорида галлия (68Ga) была одобрена для медицинского применения в Европейском Союзе в августе 2024 года. [46]
Цитрат галлия-67 производится с помощью циклотрона. Бомбардировка заряженными частицами обогащенного Zn-68 используется для получения галлия-67. Затем галлий-67 образует комплекс с лимонной кислотой, образуя цитрат галлия. Период полураспада галлия-67 составляет 78 часов. [47] Он распадается путем захвата электронов , затем испускает девозбуждающие гамма-лучи , которые обнаруживаются гамма-камерой. Первичная эмиссия составляет 93 кэВ (39% распространенности), за которой следуют 185 кэВ (21%) и 300 кэВ (17%). [48] : 64 Для визуализации используются несколько энергетических окон гамма-камеры, обычно сосредоточенных вокруг 93 и 184 кэВ или 93, 184 и 296 кэВ. [24]
Галлий-68 , период полураспада которого составляет 68 минут, производится в генераторе галлия-68 путем распада германия-68 с периодом полураспада 271 день или путем облучения цинка-68 через низкоэнергетический циклотрон. Использование генератора означает, что поставка 68 Ga может быть легко произведена с минимальной инфраструктурой, например, на участках без циклотрона , обычно используемого для производства других изотопов ПЭТ. Он распадается путем испускания позитронов и захвата электронов в цинк-68. [49] Максимальная энергия испускания позитронов составляет 1,9 МэВ. [48] : 65
{{cite journal}}
: CS1 maint: переопределенная настройка ( ссылка )