ПЭТ
16 июня мне предстоит весьма интересное исследование, я решил немного о нем рассказать. Как я уже писал раньше, мне недавно был проведен курс химиотерапии по протоколу EACOPP-14 по поводу рака лимфатической системы, именуемой лимфома Ходжкина. И такое уж дело, проведенная после курса компьютерная томограмма показала, что опухоли остались. Они не большие, но распределены по большому объему в средостении так, что в случае решения об их высокодозного облучении в ходе лучевой терапии кроме них будут облучены сердце и легкие, причем так, что это практически гарантирует мне в последующем новый рак, инфаркт и еще много нехороших последствий. Но в этой истории есть важный момент - КТ не способна определить живы ли эти опухоли, или же в них нет активных раковых клеток.
Поэтому принципиально важно, для выбора пути дальнейшего лечения узнать - живы ли опухоли. И тут на помощь приходит позитронно-эмиссионная томография, или просто ПЭТ. Это ядерно-физический метод медицинского обследования, сложный, современный и дорогой. Задача проста по сути - надо узнать как проходит в данный момент метаболизм клеток в опухолях. Определить это проще всего узнав, как они питаются, потому что в зависимости от того, сколько питательных веществ они поглощают, напрямую зависит их состояние. Еще одна важная особенность в том, что раковые клетки делятся очень активно - поэтому и питание им требуется усиленное. В организме человека и животных глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Поэтому для того, чтобы понять живы ли опухоли, надо как-то проследить сколь активно они поглощают глюкозу. Если они делают это активней, чем окружающие их здоровые ткани - то значит рак никуда не делся, и нужно делать более сильную химиотерапию. Если активности нет, значит, с большой долей вероятности опухоли мертвы и достаточно будет низкодозной лучевой терапии.
Чтобы проследить накопление глюкозы, ее метят радиактивным изотопом фтора. Получается фтордезоксиглюкоза. Отличаясь от глюкозы только замещением гидроксильной группы второго атома углерода на атом фтора-18. Введенная внутривенно, повторяет начальный участок метаболического пути глюкозы, проникая из сосудистого русла в межклеточное пространство и затем в клетки, где фосфорилируется гексокиназой. Продукт реакции, в отличие от обычного фосфата глюкозы, не вступает в дальнейшие реакции и остается в клетках в течение исследования, что позволяет измерить концентрацию радионуклида фтор-18 в ткани. Само это измерение тоже весьма причудливо - фтор-18 бета-плюс радиоактивен, то есть при его распаде до кислорода (который потом захватывает водород из гидроксильной группы и становится безвредным) вылетает позитрон. Позитрон в свою очередь аннигилирует с электронами с выделением гамма-квантов с энергией 511 кэВ. Гамма-кванты имея хорошую проникающую способность вылетают из организма, и регистрируются сцинтилляционными детекторами на основе монокристаллов оксиортосиликата лютеция (у нас применяют аппараты производства компании Сименс).
Занятно и то, сколь важно соблюдать время проведения исследований. После введения препарата в вену надо ждать порядка часа, чтобы препарат накопился тканями. При этом надо находиться в состоянии покоя, чтобы он не накопился в мышцах, и не вызвал появления в исследовании артефактов. Если имеется воспалительный процесс - то препарат так же накопиться там. Поэтому некоторую сложность представляет описание и дифференциация результатов. Период полураспада фтора-18 составляет порядка 109 минут.
И здесь надо дополнительно пояснить, что это значит. Дело в том, что в Москве не много аппаратов ПЭТ. Но фтордезоксиглюкозу для исследований готовят только в одном месте. Дело в том, что для создания фтора-18 используется циклический ускоритель типа "медицинский циклотрон". То есть по сути нужен свой маленький "большой коллайдер". Мишенью обычно является чистая или обогащенная вода, в которой вместо кислорода используется кислород-18, которая подвергается протонной бомбардировке. Затем полученный раствор надо быстро проверить, отфильтровать, а потом получившийся радиоактивный элемент надо успеть доставить от циклотрона до больницы, в которой проводится исследование (это делается на специальном транспорте, сертифицированном для перевозки радиоактивных элементов), за время, пока его активность не упала из-за распада.
А сам метод ПЭТ разрабатывался с 50х годов в США, первый примитивный сканер был построен в 1961 году. На развитие метода оказывало влияние развитие родственной технологии КТ (за которую, кстати дали нобелевскую премию), а после предложения Джеймс Робертсон и Ж Чо цилиндрической формы расположения детекторов, ПЭТ приобрел современный вид. В дальнейшем развитие метода шло в первую очередь в части совершенствования вводимых радиактивных соединений. В 1970-х Тацуо Идо и Ал Вульф (Брукхейвенская национальная лаборатория) первыми описали получение фтордезоксиглюкоза. Абас Алави из Университета Пенсильвании впервые ввёл это соединение двум добровольцам в августе 1976 года. На снимках мозга, полученных методом сцинтиграфии, удалось наблюдать распределение вещества по органу. В методе ПЭТ кроме фтора-18 иногда используют и более короткоживущие изотопы: углерод-11, азот-13, кислород-15.
В день введения препарата я буду весьма радиоактивен, счетчики будут пищать - если их поднести к телу. Но достаточно быстро все распадется, практически не оставив следа. Такие дела.
Поэтому принципиально важно, для выбора пути дальнейшего лечения узнать - живы ли опухоли. И тут на помощь приходит позитронно-эмиссионная томография, или просто ПЭТ. Это ядерно-физический метод медицинского обследования, сложный, современный и дорогой. Задача проста по сути - надо узнать как проходит в данный момент метаболизм клеток в опухолях. Определить это проще всего узнав, как они питаются, потому что в зависимости от того, сколько питательных веществ они поглощают, напрямую зависит их состояние. Еще одна важная особенность в том, что раковые клетки делятся очень активно - поэтому и питание им требуется усиленное. В организме человека и животных глюкоза является основным и наиболее универсальным источником энергии для обеспечения метаболических процессов. Поэтому для того, чтобы понять живы ли опухоли, надо как-то проследить сколь активно они поглощают глюкозу. Если они делают это активней, чем окружающие их здоровые ткани - то значит рак никуда не делся, и нужно делать более сильную химиотерапию. Если активности нет, значит, с большой долей вероятности опухоли мертвы и достаточно будет низкодозной лучевой терапии.
Чтобы проследить накопление глюкозы, ее метят радиактивным изотопом фтора. Получается фтордезоксиглюкоза. Отличаясь от глюкозы только замещением гидроксильной группы второго атома углерода на атом фтора-18. Введенная внутривенно, повторяет начальный участок метаболического пути глюкозы, проникая из сосудистого русла в межклеточное пространство и затем в клетки, где фосфорилируется гексокиназой. Продукт реакции, в отличие от обычного фосфата глюкозы, не вступает в дальнейшие реакции и остается в клетках в течение исследования, что позволяет измерить концентрацию радионуклида фтор-18 в ткани. Само это измерение тоже весьма причудливо - фтор-18 бета-плюс радиоактивен, то есть при его распаде до кислорода (который потом захватывает водород из гидроксильной группы и становится безвредным) вылетает позитрон. Позитрон в свою очередь аннигилирует с электронами с выделением гамма-квантов с энергией 511 кэВ. Гамма-кванты имея хорошую проникающую способность вылетают из организма, и регистрируются сцинтилляционными детекторами на основе монокристаллов оксиортосиликата лютеция (у нас применяют аппараты производства компании Сименс).
Занятно и то, сколь важно соблюдать время проведения исследований. После введения препарата в вену надо ждать порядка часа, чтобы препарат накопился тканями. При этом надо находиться в состоянии покоя, чтобы он не накопился в мышцах, и не вызвал появления в исследовании артефактов. Если имеется воспалительный процесс - то препарат так же накопиться там. Поэтому некоторую сложность представляет описание и дифференциация результатов. Период полураспада фтора-18 составляет порядка 109 минут.
И здесь надо дополнительно пояснить, что это значит. Дело в том, что в Москве не много аппаратов ПЭТ. Но фтордезоксиглюкозу для исследований готовят только в одном месте. Дело в том, что для создания фтора-18 используется циклический ускоритель типа "медицинский циклотрон". То есть по сути нужен свой маленький "большой коллайдер". Мишенью обычно является чистая или обогащенная вода, в которой вместо кислорода используется кислород-18, которая подвергается протонной бомбардировке. Затем полученный раствор надо быстро проверить, отфильтровать, а потом получившийся радиоактивный элемент надо успеть доставить от циклотрона до больницы, в которой проводится исследование (это делается на специальном транспорте, сертифицированном для перевозки радиоактивных элементов), за время, пока его активность не упала из-за распада.
А сам метод ПЭТ разрабатывался с 50х годов в США, первый примитивный сканер был построен в 1961 году. На развитие метода оказывало влияние развитие родственной технологии КТ (за которую, кстати дали нобелевскую премию), а после предложения Джеймс Робертсон и Ж Чо цилиндрической формы расположения детекторов, ПЭТ приобрел современный вид. В дальнейшем развитие метода шло в первую очередь в части совершенствования вводимых радиактивных соединений. В 1970-х Тацуо Идо и Ал Вульф (Брукхейвенская национальная лаборатория) первыми описали получение фтордезоксиглюкоза. Абас Алави из Университета Пенсильвании впервые ввёл это соединение двум добровольцам в августе 1976 года. На снимках мозга, полученных методом сцинтиграфии, удалось наблюдать распределение вещества по органу. В методе ПЭТ кроме фтора-18 иногда используют и более короткоживущие изотопы: углерод-11, азот-13, кислород-15.
В день введения препарата я буду весьма радиоактивен, счетчики будут пищать - если их поднести к телу. Но достаточно быстро все распадется, практически не оставив следа. Такие дела.