6. Samodzielna Pracownia Medycyny Nuklearnej w Instytucie Kardiologii

Pracownia

W ramach opracowywania tematu udałem się do najbliższej pracowni medycyny nuklearnej w Warszawie celem zapoznania się z jednym z podstawowych badań, które pracownia przeprowadza, a mianowicie zdejmowaniem obrazu serca (dokładniej worka osierdziowego) wykonanego kamerą SPECT. Pracownia na co dzień zajmuje się m.in.:

• Ocena żywotności mięśnia sercowego (to jest właśnie fachowa nazwa opisywanego przeze mnie badania)
• Określaniem przydatności farmakologicznych testów obciążeniowych stosowanych zamiast testów wysiłkowych w radioizotopowych badaniach serca w wybranych sytuacjach klinicznych
• Diagnostyka czynności prawej komory
• Optymalizacja metod akwizycji i rekonstrukcji tomografii emisyjnej SPECT dla badań kardiologicznych.

Zespół pracowni w towarzystwie przedstawiciela firmy produkującej kamery gamma Od prawej: technik pełniący jednocześnie funckję inspektora ochrony radiologicznej dla pracowni.

Pozyskanie radionuklidu

Radionuklidem użytym do badania jest wzbudzony technet 99m. W obecnej chwili Pracownia zaopatruje się w izotop w Ośrodku Badawczo-Rozwojowym Izotopów POLATOM w podwarszawskim Świerku.

Technet uzyskujemy z molibdenu-99, który to pozyskujemy z rozszczepienia uranu. Do kanału neutronowego w reaktorze wstawia się szklaną kolumnę pokrytą tlenkiem glinu. W wyniku rozszczepiania uranu neutronami (co zachodzi wewnątrz reaktora) powstaje wiele produktów, w tym m.in. wspomniany już molibden-99. Ma on taką właściwość, że jest wychwytywany przez tlenek glinu. Taka właśnie szklana kolumna (o rozmiarze ok. 10cm) jest pakowana w osłonę ołowianą (ok. 10cm) i do kolumny są podłączone dwie rurki, aby móc przepłukać kolumnę eluentem. Proces przepłukiwania nazywa się elucją generatora. W jej wyniki możemy oddzielić izotop technetu od jonów molibdenu, które pozostają związane z aluminium wewnątrz kolumny.

W praktyce jako eluentu uzywa się 0.9%procentowego roztworu soli fizjologicznej (NaCl) gdyż oprócz tego, że można go dowolnie wprowadzać do krwioobiegu pacjenta nie wiąże on ze sobą molibdenu (bo chcemy wypłukać jedynie technet, nie molibden który pozostaje związany z aluminium wewnątrz kolumny) Oto chemat rozpadu:

Jak widać, generator "produkuje" technet przez parę dni (czas połowicznego rozpadu - 66 godzin). Taki generator jest wysyłany jest do pracowni i praktycznie od razu można z niego odciągać roztwór technetu-99m w soli fizjologicznej. Dokładnie technet w roztworze jest obecny jako anion TcO₄^- co oczywiście nie wpływa na jego własności promieniotwórcze. W praktyce odciąga się 5ml rozwtoru (potrzebne do jednego badania) co 2h. Generator uzupełnia się eluentem w miarę potrzeby. Istotnym parametrem jest również aktywność. Dostarczone generatory są kalibrowane na określoną godzinę (w danym dniu) - przeważnie na 12.00. Przy zamówieniu należy określić ich aktywność, która wynosi 2-23GBq - w praktyce używa się 15GBq, choć kiedyś korzystano z 20GBq. Izotop o większej aktywności jest lepiej rejestrowany na kamerze jakkolwiek czynnik finansowy oraz zdrowotny zadecydował o tym, aby korzystać z minimalnej możliwej do zarejestrowania aktywności.  Generator, gdy zostanie już wyeksploatowany przez parę dni pozostaje jeszcze w osłonce aby było odpowiednio mało jąder technetu-99m, który przy rozpadzie emituje dość silne kwanty każdy o energii 140keV.

Wprowadzemie radionuklidu do krwioobiegu

Zanim pacjentowi wstrzyknie się ów technet należy jeszcze się zastanowić jaki narząd chcemy badać. Istnieją związki chemiczne które są bardziej lub mniej absorbowane przez określone narządy i w zależności od tego mieszamy roztwór technetu odciągniętego z generatora z odpowiednim preparatem przygotowanym oddzielnie.  Taki roztwór nazywa się roboczo "kompleksem", aby odróżnić go od samego radionuklidu. Warto dodać, że w zależności od badanego narządu potrzebna jest różna aktywność technetu: od 3MBq (mózg) do 777MBq - widać stąd, że rozciągłość jest bardzo duża i personel musi na kilka dni wcześniej planować badania (przypominam, że generatory są kalibrowane na 15GMq) - co prawda nie trzeba czekać aż w generatorze rozpadnie się molibden (T_1/2 = 66h) - można odłożyć na jakiś czas gotowy zestaw z roztworem technetu i poczekać, aż on się rozpadnie w znacznie krótszym czasie (T_1/2 = 6h)
Pacjent, gdy już zostanie mu dożylnie wprowadzony "kompleks" musi poczekać ok. godziny aż technet dotrze wraz z krwią do odpowiedniego narządu. Czas połowicznego rozpadu dla technetu wynosi 6h - właśnie ta cecha była decydująca przy wyborze technetu jako kontrastu - dla pacjenta tym lepiej, im szybciej pozbędzie się promieniotwóryczych składników. Na poniższej tabeli przedstawiam pochłoniętą dawkę w mGy/MBq (jako ciekawostkę podam, że w użyciu są też mrad/mCi)

dawki są podane w przeliczeniu na aktywność, ponieważ żadko się zdarza by aktywność była identyczna w każdym badaniu. W tym momencie istotna byłaby raczej wielkość wyrażona w mSv ponieważ to ona odzwierciedla realne szkody dla człowieka (wiadomo, ze 1 grey pochłonięty przez mózg wyrządzi większe szkody niż ta sama dawka pochłonięta przez tkankę tłuszczową) - każdy rodzaj badania został obliczony max. na 12mSv (min 1mSv) więc (przy założeniu 15mSv na rok i ok. 3mSv z atmosfery) badanie takie możemy przechodzić najczęściej raz na rok. W formie ciekawostki dodam, że absorbcja przez poszczególne narządy jest uzależniona od tego, czy organizm jest po wysiłku czy też nie, ale podkreślam, że pacjent posiada izotop w krwioobiegu i w razie napromieniowywania z zewnątrze nie występują podobne analogie.

Rejestracja obrazu na kamerze

Po wprowadzeniu kontrastu do pacjenta należy go jeszcze zarejestrować. W pracowni korzysta się z kamery AXIS firmy PICKER - producent sam dostarcza oprogramowanie wraz z własnym, unixopodobnym systemem operacyjnym.

Kamera posiada dwa detektory położone naprzeciwko siebie - w ten sposób obrót głowicy o 180stopni pozwala na zdjęcie pełnego obrazu.
Detektor pozwala na rejestrację kwantów gamma o energii 20-200keV - oczywiście na potrzeby badania rejestruje się tylko te o energii 140.5keV. Minimalna aktywność technetu, przy której kamera pracuje to 0,22MBq - w praktyce, co już wcześniej zostało podane, aktywność jest przynajmniej o jeden rząd wielkości większa.
A oto końcowy rezultat badania, w tym wypadku zdjęcie worka osierdzowego (czyli serca) uzyskane poprzez kamere SPECT. Stężenie izotopu jest proporcjonalne do jasności. Widać zatem, że prawa komora na zdjęciu zawiera w sobie mniej krwi niż lewa i jest to już konkretne diagnoza.