eltérések a radiológia és a nukleáris medicina között ... · 111 in-jelzett zevalin...
TRANSCRIPT
Új irányok az izotópdiagnosztikában Új irányok az izotópdiagnosztikában és terápiábanés terápiában. .
A A nukleáris medicina nukleáris medicina szerepe a gyógyszerfejlesztésben szerepe a gyógyszerfejlesztésben
Galuska László
Grad. 100423
1
Eltérések a radiológia és a nukleáris medicina között( néhány példa )
Radiologia: (zártabb-anatómia)
Alkalmazott fizika(„Önmagában” is mőködik)
Elsı: az eszközSumm.Rtg, CT, MR, UH
Második:a kontraszt anyag.
A fı információk:Struktúrális, Anatómiai
Hybrid technikák: CT +
Közös probléma:
Nuclear medicina (nyitottabb- biológia)
Alkalmazott molekuláris biológia(Csak élı, mőködı rendszerben alkalmazható.)
Elsı: a radiofararmakon(Funkcióhoz, szervhez,szövethez rendelt)
Második: a leképezı eszközPlanaris, SPECT, PET kamerák
A fı informáci: functionalis, metabolikus.
SPECT, PET –CT eseténSugárterhelés!
2
A nukleáris medicina helye a (molekuláris) leképezı technikák között, ezek jellemzıi
(N. Tamaki könyvébıl 2010)
3
A nukleáris medicina fejlıdésének hatása a humán betegellátásra és kutatásra
4
A nukleáris medicina fejlıdésének legfontosabb tényezıi:
A: Új radiofarmakonok - diagnosztikában- terápiában
B: Új leképezı eszközök: - egyfotonos technikák- kétfotonos PET tecnikák- hibrid leképezések (+CT. MR )
C: Preklinikai nukleáris medicina(alapkutatásokban, gyógyszerkutatásokban fontos.)
5
A: Új radiofarmakonok – diagnosztikában -példák
„Egyfotonos” izotópok
99m Tc- jelzett, specifikusan kötıdı radiofarmakonok Pl: 99mTc- Depreotide. (somatostatin analóg)99mTc- annexin (apoptosis kimutatása tumorokban)
„Kétfotonos” PET izotópok- a lehetıségek tárháza szinte végtelen, de
Új PET izotópforrások a PET izotóp generátorok
A: Új radiofarmakonok: terápiában
Béta sugárzókkal jelzett specifikus monoklionális antitestek (Zevalin) a tumor terápiábanBéta sugárzókkal jelzett colloidok az ízületi gyulladás
kezelésében
6
Néhány PET Radiofarmakon
• F-18 FDG• Aminosav transzport
C-11 METC-11 CholinF-18 FET
• Celluláris proliferáció:F-18 FLT
Glukóz uptake ~ tumor gradesejt denzitásaggressziv növekedés
MET uptake ~ carrier mediált aminosav transzport sejt proliferációKi-67 expressiosejt nukleáris ag. proliferációmikroerek denzitása
7
• IDEC-Y2B8 antitest– Egér IDEC-2B8 – MX-DTPA( tiuxetan)
erıs kelátot képez az antitesttel
– Stabil 90Y kötés
� Yttrium-90� t1/2 = 64 óra� Ambulánsan alkalmazható� Beta emisszió
X90 = 5 mm
CD20antigén
B sejt
IDEC-Y2B8
90Y
MX-DTPA
� CD20 antigén� Hydrofób, 35 kD phosphoprotein� Csak a B sejtvonalon expresszált� Fontos a sejtciklus beinditásában és a
differenciálódásban� Nem válik le, nem internalizálódik, nem módosul
Példa a monoclonáris terápiára – a radiofarmakon
8
111In-jelzett Zevalin monoclonalis antitest : az izotópeloszlás ábrázolása-diagnosztika
Abdominalis CT
Abdominalis SPECT
4 óra 66 óra 139 óra
9
90Y magasabb energiájú
ß sugárzása és nagyobb
hatótávolsága miatt a
legjobb izotóp választás
radioimmun-terápia céljára
Izotóp választás terápiához
131I
Tulajdonságok
90Yttrium
131Jód
Felezési idı 64 óra 192 óra
Sugárzás jellege és energiája
Béta (ß)(2,3MeV)
Gamma (0,36MeV)Béta (ß) (0,6 MeV)
Hatótávolság 5mm 0,8mm
Kiválasztás a vizelettel
7% 7 napon
belül
Egyénileg változó 46-90%2 napon belül
Dózis Testsúly és
thrombocyta szám alapján
Clearance alapján
egyénileg
Nyomjelzı dózis, majd dozimetria
Alkalmazás
Ambuláns Kórházi
Elkülönítést igényel
10
A Zevalin kezelés menete
1. nap : 250 mg/m2 rituximab iv. inf.
4 h-n belül
111 In- Zevalin iv. injekciója ( 10 min)
A biodisztribúció értékelése:1.kép 2-24 h múlva2.kép 48-72 h múlva3.kép opcionális 90-120 h múlva
Nem elfogadható
Elfogadható
7.- 9. nap: 250 mg/m2 rituximab iv. inf
4 h-n belül
90-Y Zevalin iv. injekciója ( 10 min):0,4 mCi/ kg , ha a thrombocytaszám norm.0,3 mCi/kg,ha a thrombocytaszám 100 000- 149 000 /mm3
NEM SZABAD KEZELNI:ha a thrombocytaszám100 000/mm3 alatt van
MAXIMÁLIS 90-Y Zevalin dózis:
32 mCi ( 1184 MBq)
11
B: Új leképezı eszközök: - egyfotonos technikák
Speciális „célberendezések” vagy CT vel kombináltak
12
”Egyfotonos” leképezı eszközök ma, a nukleáris medicinában, A lehetıségek tárháza bıvül – (de ki fogja megfizetni?)
Gammakamera , SPECT CT (fent) EKG vezérelt vizsgálatok! ElnyeléskorrekciÓCardio - SPECT (lent)
13
Hibrid leképezés 1.: CT(transzmisszió)
Hibrid leképezés 2: emisszió,PET
A nukleáris medicina a radiofarmakonnal kezdıdik!A hibrid leképezés elvei:
14
• Alap konfiguráció:
• SPECT + vizsgálóágy
• Dual modality SPECT konfiguráció:
• SPECT + CT16 + vizsgálóágy
• Dual modality PET konfiguráció:
• PET + CT16 + vizsgálóágy
• Triple modality PET+SPECT
• konfiguráció:• SPECT + CT16 + PET + vizsgálóágy
Modularitáson alapuló konfigurációkHibrid rendszerek
15
Hibrid leképezés, SPECT-CT elınyei a sebészetben(99mTc-MIBI parathyreoidea adenoma)
Planáris Hibrid
Prof.Zámbó Katalin képanyagából 16
Hibrid leképezés SPECT-CT elınyei:Példa: pajzsmirígy papilláris cc. metast.
(131-Jóddal)
17
Új irányzat a kardiológiai leképezésbenKépfúzió- speciális szoftver szükséges
3D volume-rendered fusion images
Protocols in the CardIQ Fusion software (a–d). The main protocols include tools for image coregistration, epicardial contour detection, coronary artery segmentation.
18
Az egy fotonos (SPECT) leképezés elınyei:(A pótolhatatlan információ a fokális radiofarmakon halmozás, vagy hiány!)
-célzott biológiai alkalmazhatóság, sokoldalúság (kutatás, klinikum)-Kombinálható más modalitással CT, MR-Milliméter alatti térbeli felbontás lehetısége
Korlátai:-kórképhez elıválasztott radiofarmakon, felvételi és értékelési protokoll.-Izotóp lebomlás idıkorlátai-A térbeli felbontás korlátai, a javítás lehetıségei, SPECT-CT,kisállat-A képek értékelési nehézségei, SPECT, SPECT-CT Szoftver ! mőtermékek, nagyobb sugárterhelés !
DEOEC Nukleáris medicina Intézet
19
Multimodalitású eszköz lehetıségek
20
B: Új leképezı eszközök: „kétfotonos” PET technikák
Speciális „célberendezések” vagy CT vel kombináltak
PET képjavító technikák: TOF nálunk is!!
W. Mohnike és mtsai nyomán21
18F-FDG PET-CT elönyei: az ismeretlen eredető primaer tu. Keresése !
• Aspirációs tő biopszia � nyaki ny. csomó áttét.• PET-CT feladat: primaer tumor keresés
Dr. Fekésházy A. képanyaga22
18F-FDG PET-CT elönyei
Eredmény: nasopharinx tu
23
Klinikai alkalmazásOnkológia
• A Triple modality rendszer növeli a tumor lokalizáció
pontosságát.
Nagy L. képanyaga24
A nukleáris medicina eszköz fejlıdési irányai a leképezésben: A félvezetı detektorok (CdTe) és hagyományos PET leképezés eltérései
25
A nukleáris medicina fejlıdési iránya a leképezésben: félvezetı detektorok (CdTe) 3D humán agyi PET leképezésben
26
A nukleáris medicina fejlıdési iránya a leképezésben: félvezetı detektorok (CdTe) 3D humán agyi PET leképezésben
27
A nukleáris medicina fejlıdési iránya a leképezésben: A hagyományos szcintillátoros és félvezetı detektoros (CdTe) készülékek Humán összehasonlító vizsgálatának eredménye a humán koponya PET leképezésben-
1- nagyobb nasopharingeális tu
28
A nukleáris medicina fejlıdési iránya a leképezésben: A hagyományos szcintillátoros és félvezetı detektoros (CdTe) készülékek Humán összehasonlító vizsgálatának eredménye a humán koponya PET leképezésben-
2.-kis nasopharingeális tu(jobban látszik)
29
Az új félvezetı detektoros koponya tomográf a besugárzástervezésben is pontosabb
30
C: Preklinikai nukleáris medicina :(alapkutatásokban, gyógyszerkutatásokban fontos.)
Az elsı kérdés itt is a radiofarmakon!!! Az eszközök kis állatok vizsgálatára adaptáltak.
31
NanoSPECT/
CT TM
•Négy detektoros pre-clinical SPECT/CT
• Ultrahigh SPECT felbontás: <0.5 mm (<125nL)
• MMP SPECT (multiplexed, multi-pinhole SPECT) technológia: 36 pinholes/system
• Ultrahigh CT resolution: <0.05 mm (pixelméret) with 0.009 mm spotsize
• Ultrahigh érzékenység: >1000-4000 cps/MBq
• Kvantitativ mérırendszer: error <5%
• Rekonstruált Field of View: CT ∅73 mm, Length 290 mm SPECT ∅65 mm, Length 300 mm
• Helical SPECT és CT leképezés
• Beépített EKG
Hibrid rendszerek
Nagy L. képanyaga32
Conventional SPECT:
• Parallel-hole collimator, large FOV
• Resolution: hole diamter, collimator thickness
• Lower limit: intrinsic detector resolution (3 to 4mm)
• Spatial resolution: 5 to 6mm @ 35mm ROR
• Sensitivity: 50cps/MBq (~constant)
Pinhole SPECT:
• Magnification, but small FOV
• Lower limit: pinhole diameter (0.7 to
1.5mm)
• Spatial resolution: ~1mm @ 35mm ROR
• Sensitivity: 50cps/MBq
Object
Intrinsic resolution
NaI(Tl)
PMT
Object
PMT
NaI(Tl)
1:1 projection
magnifyingprojection
Intrinsic resolution
Hibrid rendszerek
33
Multiplexing Multi-Pinhole Imaging
• Magnification – 2 to 6• 7 to 15 pinholes
• Tilted, different opening
angles, different diameters
• Overlapping projections• High Sensitivity
• High Resolution
• MLEM Reconstruction
Hibrid rendszerek
Nagy L. képanyaga
34
Új preklinikai leképezı hibrid eszköz:Inveon (Siemenes) integrált PET-SPECT-CT
35
Új preklinikai vizsgálóeszköz: Inveon (Siemenes) integrált PET-SPECT-CT paraméterei.
36
Nem könnyő a kis állatot életben tartani !
37
Példák mini PET preklinikai kutatásokra
Hegszövet elkülönítése patkánykísérletben ( Agranulómában kevésbé dúsul a metionin.)
38
Példák mini PET preklinikai kutatásokra, a tumor terápiás válasz lemérésére:
Baloldal-fokozott apoptózis igazolásaJobboldal- csökent tu glukóz felvétel kimutatása
39
Példa a preklinikai vizsgálatokra: atherosclerotikus plakkok annexin és FDG felvétele
40
A vizsgálat befejezı autoradiográfiás eredményei- (az FDG jobban dúsult.)
41
győrők 1
győrő átmérı(mm) 211
Detektor/győrő 12
kristály/detektor 35 x 35
kritályelem méret 1.27 x 1.27 x 12
kristály anyag LYSO
centrális felbontás1.4 mm (FBP)
1mm (EM)
érzékenység 0.8 %
uniformitás 7.99 %
NEC csúcs 55kcps (39MBq)
szórt hányad (egér fantom) 12.27 %
A debreceni MiniPET-II kamera
DE Nukleáris Medicina Intézet és az ATOMKI Elektronikai
osztály munkatársai által kifejlesztett eszköz. A Mediso Kft. által koordinált Jedlik projekt egyik „mellékterméke”. 42
18F-Fallypride-dal injektált patkány agyáról készített azonos elhelyezkedéső
metszetképek. A bal oldalon MiniPET-II 18F-Fallypride, középen autoradiográfiás, míg a jobb oldalon optikai felvétel látható
MiniPET-II alkalmazása biológiai projektekben
43
Humán 0 fázisú PET agyvizsgálatok jelentısége a gyógyszerkutatásban.(A histaminerg receptorokat befolyásoló gyógyszer hatása.)
44
Gyógyszerkutatás és PET: Amyloid PET térképek Alzheimer kórban
45
PET a gyógyszerkutatásban: a lehetséges molekulák kiválasztása, Diagnosztikai és terápiás célra- a mikrodózis concepció.
5-FU egy új tumordiagnosztikai PET tracer?
46
5-FU: egy új tumordiagnosztikai PET tracer? In vivo PET radiofarmakon eloszlás önkéntesben.
47
Lehetıség a ciklotronok helyettesítésére:82Rb- egy új pozitron sugárzó izotóp, generátorból.Az izotópdúsulás mechanizmusa a szívizomban ( „Thallium ananlóg” )
48
Lehetıség a ciklotronok helyettesítésére:A 82Sr-82Rb generátor elve
49
Új irány a radiokémiában: microfluid szintézis
50
Néhány japán példa a radiofarmakon palettára
51
Néhány új molekuláris leképezési lehetıség:
-Az angiogenezis leképezése (cyclikus arginin-glicin-aspartáttal (18F-galacto-RGD, integrin specifikus)
- Csontvelıi ıssejt átültetés hatás vizsgálata idegrendszeri betegségekben(optikai leképezéssel, patkányokon- Emberen 18F-FDG PET lehetısége)
-İssejt élettartam követés 18 F jelzett vegyületekkel. (
- 18-F jelzett Fluoro uracil a tumordiagnosztikában
- 64 Cu és 82 Rubidium (pozitronsugárzókkal jelzett ) radiofarmakonok
52