НАУЧНЫЙ И ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

ISSN 1024-6177 (Print), ISSN 2618-9615 (Online)

Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2015. Том 60. № 6. C. 48-53

ОБЗОР

И.А. Знаменский, А.К. Кондаков, А.В. Гречко

ПОЗИТРОННО-ЭМИССИОННАЯ ТОМОГРАФИЯ С КИСЛОРОДОМ-15 В НЕВРОЛОГИИ. ЧАСТЬ 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ И ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР

ФГБУ «Госпиталь для инкурабельных больных - Научный лечебно-реабилитационный центр», Москва, Россия, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

РЕФЕРАТ

Цель: Проанализировать историю возникновения и развития так позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) с радиофармпрепаратами на основе кислорода-15 и определить границы её применения в настоящее время.

Материал и методы: Представлен обзор литературных источников, отобранных в международных библиографических базах данных.

Результаты: Показано, что ПЭТ с радиофармпрепаратами на основе кислорода-15 берет начало от перфузионных исследований головного мозга в начале 1960-х гг. Эти исследования, вышедшие на новый уровень в середине 1970-х гг. благодаря появлению технологии ПЭТ, позволили достаточно глубоко изучить патофизиологические основы ряда заболеваний головного мозга, преимущественно ишемического характера. В этой части обзора представлены основные методики ПЭТ с меченой водой и газообразными радиофармпрепаратами на основе кислорода-15.

Выводы: ПЭТ с радиофармпрепаратами на основе кислорода-15 в настоящее время - единственный прямой валидированный метод измерения ряда величин, характеризующих перфузию и функциональные способности головного мозга. Широкому распространению и внедрению этого метода препятствует необходимость применения большого количества технических дорогостоящих средств медицинской визуализации.

Ключевые слова: позитронная эмиссионная томография, кислород-15, перфузия, головной мозг

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Saha G.B. Basics of PET Imaging: Physics, Chemistry, and Regulations // In: “Basics of PET Imaging: Physics, Chemistry, and Regulations”. 2010. P. 97-116.
  2. Ter-Pogossian M.M., Phelps M.E., Hoffman E.J. et al. A positron-emission transaxial tomograph for nuclear imaging (PETT) // Radiology. 1975. Vol. 114. No. 1. P. 89-98.
  3. Ter-Pogossian M.M., Powers W.E. The use of radioactive oxygen-15 in the determination of oxygen content in malignant neoplasms // Radioisotopes in Scientific Research. Vol 3: Proc. 1st UNESCO Internat. Paris: Pergamon. 1957, 625 p.
  4. Dyson N.A., Sinclair J.D., West J.B. A comparison of the uptakes of oxygen-15 and oxygen-16 in the lung // J. Physiol. 1960. Vol. 152. P. 325-336.
  5. Ter-Pogossian M., Spratt J.S., Rudman S. et al. Radioactive oxygen-15 in study of kinetics of oxygen of respiration // Amer. J. Physiol. 1961. Vol. 201. P. 582-586.
  6. Spratt J.S., Ter-Pogossian M., Rudman S. et al. Radioactive oxygen-15 in the tracer study of oxygen transport // Surg. Forum. 1961. Vol. 12. P. 7-9.
  7. Asakura T., Yoshikawa H., Iio M. et al. Comparison of the affinity of oxygen-15 and oxygen 16 to hemoglobin // J. Appl. 1966. Vol. 21. No. 3. P. 1091-1093.
  8. Ter-Pogossian M.M., Taveras J.M., Davis D.O. A study of regional cerebral oxygen supply and utilization by means of radioactive oxygen-15 // Recent Advances in the Study of Circulation. Ed. Taveras J.M., Fischgold H., Dilenge D. - Springfield: Charles C. Thomas. 1969. P. 156-174.
  9. Ter-Pogossian M.M., Eichling J.O., Davis D.O. et al. The measure in vivo of regional cerebral oxygen utilization by means of oxyhemoglobin labeled with radioactive oxygen-15 // J. Clin. Invest. 1970. Vol. 49. No. 2. P. 381-391.
  10. Davis D.O., Ter-Pogossian M.P., Dichling J.O. et al. The determination of regional cerebral blood flow by means of water labelled with radioactive oxygen-15 // Trans. Amer. Neurol. Assoc. 1969. Vol. 94. P. 244-245.
  11. Raichle M.E., Martin W.R., Herscovitch P. et al. Brain blood flow measured with intravenous H2(15)O. II. Implementation and validation // J. Nucl. Med. 1983. Vol. 24. No. 9. P. 790-798.
  12. Mintun M.A., Raichle M.E., Martin W.R. et al. Brain oxygen utilization measured with O-15 radiotracers and positron emission tomography // J. Nucl. Med. 1984. Vol. 25. No. 2. P. 177-187.
  13. Eichling J.O., Raichle M.E., Grubb R.L. et al. In vivo determination of cerebral blood volume with radioactive oxygen-15 in the monkey // Circ. Res. 1975. Vol. 37. No. 6. P. 707-714.
  14. Raichle M.E., Grubb R.L.J., Eichling J.O. et al. Measurement of brain oxygen utilization with radioactive oxygen-15: experimental verification // J. Appl. Physiol. 1976. Vol. 40. No. 4. P. 638-640.
  15. Baron J.-C., Jones T. Oxygen metabolism, oxygen extraction and positron emission tomography: Historical perspective and impact on basic and clinical neuroscience // Neuroimage. 2012. Vol. 61. No. 2. P. 492- 504.
  16. Jones T., Chesler D.A., Ter-Pogossian M.M. The continuous inhalation of oxygen-15 for assessing regional oxygen extraction in the brain of man // Brit. J. Radiol. 1976. Vol. 49. No. 580. P. 339-343.
  17. Baron J.C., Comar D., Bousser M.G. et al. Tomographic study in humans of blood flow and oxygen consumption of the brain by continuous inhalation of oxygen-15. Preliminary findings in cerebral ischemic accidents // Rev. Neurol. 1978. Vol. 134. No. 10. P. 545-556.
  18. Lenzi G.L., Jones T., McKenzie C.G. et al. Study of regional cerebral metabolism and blood flow relationships in man using the method of continuously inhaling oxygen-15 and oxygen-15 labelled carbon dioxide // J. Neurol. Psychiatry. 1978. Vol. 41. No. 1. P. 1-10.
  19. Burnham C.A., Brownell G.L. A multi-crystal positron camera // IEEE Trans. Nucl. Sci. 1972. Vol. 19. No. 3. P. 201-205.
  20. Lassen N.A. The luxury-perfusion syndrome and its possible relation to acute metabolic acidosis localized within the brain // Lancet (London, England). 1966. No. 7473. P. 1113-1115.
  21. Baron J.C., Bousser M.G., Rey A. et al. Reversal of focal “misery-perfusion syndrome” by extra-intracranial arterial bypass in hemodynamic cerebral ischemia. A case study with 15O positron emission tomography // Stroke. 1981. Vol. 12. No. 4. P. 454-459.
  22. Cho I.-H., Hayashida K., Kume N. et al. Visualization of pressure-dependent luxury perfusion in a patient with subacute cerebral infarction // Ann. Med. 1998. Vol. 12. No. 4. P. 217-220.
  23. Lenzi G.L., Jones T., McKenzie C.G. et al. Study of regional cerebral metabolism and blood flow relationships in man using the method of continuously inhaling oxygen-15 and oxygen-15 labelled carbon dioxide // J. Neurol. Psychiatry. 1978. Vol. 41. No. 1. P. 1-10.
  24. Lenzi G.L., Jones T., McKenzie C.G. et al. Non-invasive regional study of chronic cerebrovascular disorders using the oxygen-15 inhalation technique // J. Neurol. Psychiatry. 1978. Vol. 41. No. 1. P. 11-17.
  25. Ackerman R.H., Correia J.A., Alpert N.M. et al. Positron imaging in ischemic stroke disease using compounds labeled with oxygen-15. Initial results of clinicophysiologic correlations // Arch.Neurol. 1981. Vol. 38. No. 9. P. 537-543.
  26. McKenzie C.G., Lenzi G.L., Jones T. et al. Radioactive oxygen 15O studies in cerebral neoplasms // J. R. Soc. Med. 1978. Vol. 71. No. 6. P. 417-425.
  27. Pinching A.J., Travers R.L., Hughes G.R. Oxygen-15 brain scanning for detection of cerebral involvement in systemic lupus erythematosus // Lancet. 1978. No. 8070. P. 898-900.
  28. Lenzi G.L., Jones T., Reid J.L. et al. Regional impairment of cerebral oxidative metabolism in Parkinson’s disease // J. Neurol. Psychiatry. 1979. Vol. 42. No. 1. P. 59-62.
  29. Rhodes C.G., Lenzi G.L., Frackowiak R.S.J. Measurement of CBF and CMRO2 using the continuous inhalation of C15O2 and 15O2. Experiment validation using CO2 reactivity in the anaesthetised dog // J. Neurol. Sci. 1981. Vol. 50. No. 3. P. 381-389.
  30. Baron J., Steinling M., Tanaka T. Quantitative measurement of CBF, oxygen extraction fraction (OEF) and CMRO2 with the 15O continuous inhalation technique and positron // J. Cereb. Blood Flow Metab. 1981.
  31. Steinling M., Baron J.C., Maziere B. et al. Tomographic measurement of cerebral blood flow by the 68Ga-labelled-microsphere and continuous-C15O2- inhalation methods // Eur. J. Nucl. Med. 1985. Vol. 11. No. 1. P. 29-32.
  32. Kim E.E., Wong F.C.L. Protocol for PET Using 15O water or gases and 11C methionine // Clinical PET and PET/CT. Ed. Kim E.E., Lee M.-C., Inoue T. et al. New York: Springer. 2013. P. 398.
  33. Radiation dose to patients from radiopharmaceuticals. Addendum 3 to ICRP Publication 53. ICRP Publication 106. Approved by the Commission in October 2007 // Ann. ICRP. 2008. Vol. 38. No. 1-2. P. 1-197.
  34. Bigler R.E., Sgouros G. Biological analysis and dosimetry for 15O-labeled O2, CO2, and CO gases administered continuously by inhalation // J. Nucl. Med. 1983 24. No. 5. P. 431-437.
  35. Bremmer J.P., van Berckel B.N.M., Persoon S. et al. Day-to-Day test-retest variability of CBF, CMRO2, and OEF Measurements Using Dynamic 15O PET Studies // Mol. Imaging Biol. 2010. Vol. 13. No. 4. P. 759-768.

Для цитирования: Знаменский И.А., Кондаков А.К., Гречко А.В. Позитронно-эмиссионная томография с кислородом-15 в неврологии. Часть 1. Основные сведения и исторический обзор // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2015. Т. 60. № 6. С. 48-53.

PDF (RUS) Полная версия статьи

© Журнал "Медицинская радиология и радиационная безопасность" 2020г.

Яндекс.Метрика

Наверх