Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2019. Том 64. № 6. С. 82–87
DOI: 10.12737/1024-6177-2019-64-6-82-87
И.А. Знаменский1,2, А.К. Кондаков1,2, Д.Ю. Мосин1, П.А. Никитин1, А.В. Созыкин1,2, А.М. Филимонова1, М.М. Берегов2
Позитронная эмиссионная томография с рубидием-82 в исследованиях перфузии миокарда
1. Центральная клиническая больница РАН, Москва;
2. Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Москва.
E-mail:
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
И.А. Знаменский – зав. отделением, д.м.н.;
А.К. Кондаков – врач-радиолог;
Д.Ю. Мосин – врач-радиолог;
П.А. Никитин – врач-рентгенолог;
А.В. Созыкин – зав. отд., д.м.н., проф. кафедры;
А.М. Филимонова – зав.отд., к.м.н.;
М.М. Берегов – ординатор
Реферат
Рассмотрены литературные источники, посвященные исследованиям перфузии миокарда методом позитронно-эмиссионной томографии с рубидием-82. Проанализированы история развития метода, патофизиологические основы, протоколы проведения исследования, дозиметрические данные, проведено сравнение с другими позитронными излучателями, которые используются в клинической практике и научных исследованиях для изучения кровоснабжения миокарда. Использование ПЭТ/КТ с рубидием-82 позволяет получить ценную диагностическую информацию, поскольку дает возможность напрямую измерить миокардиальный кровоток и произвести раздельную оценку функции коронарных артерий. Ввиду того, что производство рубидия-82 не требует циклотрона и радиохимической лаборатории, этот метод исследования в ряде случаев может быть более доступен, чем другие позитронные излучатели, применяемые в тех же целях. Также исследование не сопряжено со значительным дискомфортом для пациента, поскольку полный протокол с исследованием в состоянии покоя и нагрузочной пробой требует менее получаса. При этом исследование с рубидием-82 обладает рядом недостатков, в числе которых относительно невысокая четкость получаемого изображения вследствие высокой энергии позитрона, а также необходимость в математической коррекции феномена roll-off, представляющего собой снижение экстракции радиофармпрепарата при увеличении миокардиального кровотока. Ввиду короткого периода полураспада обеспечение нагрузочных проб с эргометрами затруднено, что ведет к необходимости использования фармакологических нагрузочных проб. Кроме того, для исследований с рубидием-82 характерна высокая стоимость как в связи с высокой стоимостью производства материнского радионуклида, стронция-82, так и с необходимостью частой замены генераторов – в среднем от 11 до 13 раз в год.
Ключевые слова: позитронная эмиссионная томография, ПЭТ/КТ, перфузия миокарда, рубидий-82, радионуклидный генератор 82Sr/82Rb
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ВОЗ | Сердечно-сосудистые заболевания, 2015 // https://www.who.int/cardiovascular_diseases/ru/ Ссылка актуальна на 15 января 2019 г.
2. Roth G.A. et al. Global, Regional, and National Burden of Cardiovascular Diseases for 10 Causes, 1990 to 2015 // J. Am. Coll. Cardiol. 2017. Vol. 70, № 1. P. 1–25. DOI: 10.1016/j.jacc.2017.04.052
3. Cassar A. et al. Chronic Coronary Artery Disease: Diagnosis and Management // Mayo Clin. Proc. 2009. Vol. 84, № 12. P. 1130–1146. DOI: 10.4065/mcp.2009.0391
4. Russ M. et al. Different treatment options in chronic coronary artery disease: when is it the time for medical treatment, percutaneous coronary intervention or aortocoronary bypass surgery? // Dtsch. Arztebl. Int. Deutscher Arzte-Verlag GmbH, 2009. Vol. 106, № 15. P. 253–261. DOI: 10.3238/arztebl.2009.0253
5. Ramjattan N.A., Makaryus A.N. Coronary CT Angiography // StatPearls. 2018.
6. Mordi I. et al. Efficacy of noninvasive cardiac imaging tests in diagnosis and management of stable coronary artery disease // Vasc. Health Risk Manag. 2017. Vol. Volume 13. P. 427–437.
7. Einstein A.J., Knuuti J. Cardiac imaging: does radiation matter? // Eur. HeartJ. 2012. Vol. 33, № 5. P. 573–578. DOI: 10.1093/eurheartj/ehr281
8. Рыжкова Д.В., Салахова А.Р. Технические основы и клиническое применение позитронной эмиссионной томографии для оценки перфузии миокарда как самостоятельной процедуры и в составе гибридных систем // Трансляционная медицина. 2015. № 5. P. 113–122.
9. Vaquero J.J., Kinahan P. Positron Emission Tomography: Current Challenges and Opportunities for Technological Advances in Clinical and Preclinical Imaging Systems // Annu. Rev. Biomed. Eng. 2015. Vol. 17, № 1. P. 385–414. DOI: 10.1146/annurev-bioeng-071114-040723
10. Chatal J.-F. et al. Story of Rubidium-82 and Advantages for Myocardial Perfusion PET Imaging // Front. Med. 2015. Vol. 2. P. 65. DOI: 10.1146/annurev-bioeng-071114-040723
11. Hagemann C.E. et al. Quantitative myocardial blood flow with Rubidium-82 PET: a clinical perspective // Am. J. Nucl. Med. Mol. Imaging. e-Century Publishing Corporation, 2015. Vol. 5, № 5. P. 457–468.
12. Yoshinaga K., Klein R., Tamaki N. Generator-produced rubidium-82 positron emission tomography myocardial perfusion imaging—From basic aspects to clinical applications // J. Cardiol. 2010. Vol. 55, № 2. P. 163–173. DOI: 10.1016/j.jjcc.2010.01.001
13. Yano Y. et al. Rubidium-82 generators for imaging studies // J. Nucl. Med. 1977. Vol. 18, № 1. P. 46–50.
14. Arumugam P., Tout D., Tonge C. Myocardial perfusion scintigraphy using rubidium-82 positron emission tomography // Br. Med. Bull. 2013. Vol. 107, № 1. P. 87–100. DOI: 10.1093/bmb/ldt026
15. Love W.D., Romney R.B., Burch G.E. A comparison of the distribution of potassium and exchangeable rubidium in the organs of the dog, using rubidium // Circ. Res. 1954. Vol. 2, № 2. P. 112–122.
16. Kilpatrick R. et al. A comparison of the distribution of 42 K and 86 Rb in rabbit and man // J. Physiol. Wiley/Blackwell (10.1111), 1956. Vol. 133, № 1. P. 194–201.
17. Threefoot S.A., Ray C.T., Burch G.E. Study of the use of Rb86 as a tracer for the measurement of Rb86 and K39 space and mass in intact man with and without congestive heart failure // J. Lab. Clin. Med. Elsevier, 1955. Vol. 45, № 3. P. 395–407. DOI: 10.5555/URI:PII:0022214355900081
18. Ray C.T., Threefoot S.A., Burgh G.E. The excretion of radiorubidium, Rb86, radiopotassium, K42, and potassium, sodium, and chloride by man with and without congestive heart failure // J. Lab. Clin. Med. Elsevier, 1955. Vol. 45, № 3. P. 408–430. DOI: 10.5555/URI:PII:0022214355900093
19. Love W.D., Burch G.E. Influence of the Rate of Coronary Plasma Flow on the Extraction of Rb-86 from Coronary Blood // Circ. Res. 1959. Vol. 7, № 1. P. 24–30.
20. Yano Y., Anger H.O. Visualization of heart and kidneys in animals with ultrashort-lived 82Rb and the positron scintillation camera // J. Nucl. Med. 1968. Vol. 9, № 7. P. 413–415.
21. Ter-Pogossian M.M. et al. A Positron-Emission Transaxial Tomograph for Nuclear Imaging (PETT) // Radiology. The Radiological Society of North America , 1975. Vol. 114, № 1. P. 89–98. DOI: 10.1148/114.1.89
22. Selwyn A.P. et al. Relation between regional myocardial uptake of rubidium-82 and perfusion: absolute reduction of cation uptake in ischemia // Am. J. Cardiol. 1982. Vol. 50, № 1. P. 112–121.
23. Тютин Л.А., Жуйков Б.Л., Костеников Н.А. et al. 82Sr/82Rb-генератор и его клиническое применение // Медицинская физика / Материалы международной научно-практической конференции «Адронная медицина и ядерная терапия». 05-07 октября 2015 г. Санкт-Петербург.-2016. 2016. № 2. P. 56–57.
24. Костеников Н.А., Тютин Л.А., Жуйков Б.Л.etal. 82Sr/82Rb-генератор и перспективы его применения в нейроонкологии. Лучевая диагностика и терапия. 2017;(3):5-13. https://doi.org/10.22328/2079-5343-2017-3-5-13
25. GerminoM. etal. Quantificationofmyocardialbloodflow with (82)Rb: Validation with (15)O-water using time-of-flight and point-spread-function modeling // EJNMMI Res. 2016. Vol. 6, № 1. P. 68. DOI: 10.1186/s13550-016-0215-6
26. Mullani N.A. et al. Myocardial perfusion with rubidium-82. I. Measurement of extraction fraction and flow with external detectors // J. Nucl. Med. 1983. Vol. 24, № 10. P. 898–906.
27. Mullani N.A., Gould K.L. First-pass measurements of regional blood flow with external detectors // J. Nucl. Med. 1983. Vol. 24, № 7. P. 577–581.
28. Hsu B. PET tracers and techniques for measuring myocardial blood flow in patients with coronary artery disease // J. Biomed. Res. Education Department of Jiangsu Province, 2013. Vol. 27, № 6. P. 452–459. DOI: 10.7555/JBR.27.20130136
29. Kelion A., Arumugam P., Sabharwal N. Nuclear Cardiology (Oxford Specialist Handbooks in Cardiology). Oxford University Press, 2017. Vol. 1. DOI: 10.1093/med/9780198759942.001.0001
30. Stuijfzand W.J. et al. Relative Flow Reserve Derived From Quantitative Perfusion Imaging May Not Outperform Stress Myocardial Blood Flow for Identification of Hemodynamically Significant Coronary Artery Disease // Circ. Cardiovasc. Imaging. 2015. Vol. 8, № 1. DOI: 10.1161/CIRCIMAGING.114.002400
31. Chow B.J.W. et al. Comparison of treadmill exercise versus dipyridamole stress with myocardial perfusion imaging using rubidium-82 positron emission tomography // J. Am. Coll. Cardiol. 2005. Vol. 45, № 8. P. 1227–1234. DOI: 10.1016/j.jacc.2005.01.016
32. Nandalur K.R. et al. Diagnostic Performance of Positron Emission Tomography in the Detection of Coronary Artery Disease // Acad. Radiol. 2008. Vol. 15, № 4. P. 444–451. DOI: 10.1016/j.acra.2007.08.012
33. Jaarsma C. et al. Diagnostic Performance of Noninvasive Myocardial Perfusion Imaging Using Single-Photon Emission Computed Tomography, Cardiac Magnetic Resonance, and Positron Emission Tomography Imaging for the Detection of Obstructive Coronary Artery Disease // J. Am. Coll. Cardiol. 2012. Vol. 59, № 19. P. 1719–1728. DOI: 10.1016/j.jacc.2011.12.040
34. Mc Ardle B.A. et al. Does Rubidium-82 PET Have Superior Accuracy to SPECT Perfusion Imaging for the Diagnosis of Obstructive Coronary Disease? // J. Am. Coll. Cardiol. 2012. Vol. 60, № 18. P. 1828–1837. DOI: 10.1016/j.jacc.2012.07.038
35. Wyss C.A. et al. Bicycle exercise stress in PET for assessment of coronary flow reserve: repeatability and comparison with adenosine stress // J. Nucl. Med. 2003. Vol. 44, № 2. P. 146–154.
36. Dunet V. et al. Myocardial blood flow quantification by Rb-82 cardiac PET/CT: A detailed reproducibility study between two semi-automatic analysis programs // J. Nucl. Cardiol. 2016. Vol. 23, № 3. P. 499–510. DOI: 10.1007/s12350-015-0151-2
37. Schleipman A. et al. Occupational radiation dose associated with Rb-82 myocardial perfusion positron emission tomography imaging // J. Nucl. Cardiol. 2006. Vol. 13, № 3. P. 378–384. DOI: 10.1016/j.nuclcard.2006.03.001
38. Machac J. Basis of Cardiac Imaging 2: Myocardial Perfusion,Metabolism, Infarction, and Receptor Imaging inCoronary Artery Disease and Congestive HeartFailure. In: The Pathophysiologic Basis of Nuclear Medicine / ed. Elgazzar A.H. Springer Berlin Heidelberg, 2006. p. 352-395
39. Nakazato R. et al. Myocardial perfusion imaging with PET // Imaging Med. NIH Public Access, 2013. Vol. 5, № 1. P. 35–46. DOI: 10.2217/iim.13.1
40. Kagaya A. et al. [Pulmonary kinetics of 13N-ammonia in smoking subjects--a quantitative study using dynamic PET] // Kaku Igaku. 1992. Vol. 29, № 9. P. 1099–1106.
41. Ghotbi A.A., Kjaer A., Hasbak P. Review: comparison of PET rubidium-82 with conventional SPECT myocardial perfusion imaging // Clin. Physiol. Funct. Imaging. Wiley-Blackwell, 2014. Vol. 34, № 3. P. 163–170. DOI: 10.1111/cpf.12083
42. Klein R., Beanlands R.S.B., deKemp R.A. Quantification of myocardial blood flow and flow reserve: Technical aspects // J. Nucl. Cardiol. 2010. Vol. 17, № 4. P. 555–570. DOI: 10.1007/s12350-010-9256-9
43. Yoshinaga K., Klein R., Tamaki N. Generator-produced rubidium-82 positron emission tomography myocardial perfusion imaging—From basic aspects to clinical applications // J. Cardiol. Elsevier, 2010. Vol. 55, № 2. P. 163–173. DOI: 10.1016/j.jjcc.2010.01.001
44. Conti M., Eriksson L. Physics of pure and non-pure positron emitters for PET: a review and a discussion // EJNMMI Phys. 2016. Vol. 3, № 1. P. 8. DOI: 10.1186/s40658-016-0144-5
Для цитирования: Знаменский И.А., Кондаков А.К., Мосин Д.Ю., Никитин П.А., Созыкин А.В., Филимонова А.М., Берегов М.М. Позитронная эмиссионная томография с рубидием-82 в исследованиях перфузии миокарда // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2019. Т. 64. № 6. С. 82–87.
PDF (RUS)