Nem leképező in vivo és „fél” in vivo vizsgálatok
Nem leképezı izotópdiagnosztikai vizsgálatok
Radioaktív anyag beadása a betegnek → sugárterhelés Testrész aktivitásának mérése külső detektorral
Varga József
„Fél in vivo”: levett minta mérése
Nukleáris Medicina Intézet
Minta levétele (vér, vizelet, likvor, stb.)
http://oktatas.nuklmed.deoec.hu/ Oktatás → OLKDA → Izotópdiagnosztika
−
Radioaktivitás-mérés kémcsőben
−
gamma-sugárzók: általában üreges mérőhelyen („well-type counter”) ritkán béta-sugárzók: folyadékszcintillációs mérőhelyen
−
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Leggyakoribb nem leképező in vivo módszerek
2
Varga J.
Pajzsmirigy jódtárolás mérése Mérendő: A megivott [I-131] NaI felvétele a pajzsmirigyben 2, 6, 24, 48 óra és 7-10 nap múlva. Beadandó aktivitás:
• Pajzsmirigy jódfelvétel • Őrszem nyirokcsomó műtét közbeni kimutatása • Vese clearance mérése
•
ha szcintigráfiát is végzünk: 1.5 MBq
•
ha csak jódfelvételt mérünk: 0.2 MBq
Kalibrálás:
• Korábban: radiorenográfia radiocirkulográfia
Nyakfantom egyidejű lemérésével. (Célja: bomlás- és elnyelés-korrekció.) Törzsoldat kiindulási koncentráció: 0.2 MBq 40 µl-ben. Normál értékek:
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
3
Varga J.
Jódfelvétel kivitelezése •
6 h: 24 h:
3 - 16% 8 - 25%
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Jódfelvétel számolása
Előre ismert a mérőhely érzékenysége (mérés pl. ¼ évenként) pl. E = 98000 cpm/MBq
•
A nyakfantomban a törzsoldatból V0 = 100 µl van.
•
A nyakfantom aznapi számlálási sebessége: F 0=F-H beadni kívánt száml. sebesség: B = E ⋅ 0.2 MBq
•
A betegnek beadandó térfogat:
•
Mérések: P : a nyak (teljes pajzsmirigy) és C : a comb (a nyakhoz hasonló erezettségű háttér) felett.
V = 100 µ l ⋅
Pajzsmirigy számlálási sebesség (cpm)
U=
B F0
Comb (háttér)
P −C ⋅100% V F0 ⋅ V0
Betegnek beadott térfogat
Nyakfantom számlálási sebesség
Fantomba betett térfogat
Ennyi lenne a száml. sebesség, ha a teljes aktivitás a pmben lenne Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
5
Varga J.
Számolási példa
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
F0=60000 cpm
100 µl
• Pajzsmirigy felett: Comb felett:
55000 cpm 1000 cpm
150 µl
•
Tc-99m jelzett kolloid beadása a tumorba v. közelébe
•
Előzetes leképezés gammakamerával
•
Műtét közben a nyirokcsomók sugárzásának mérése gamma-szondával
U=? P −C 55000 − 1000 54000 ⋅100% = ⋅ 100% = ⋅ 100% = 60% V 150 90000 F0 ⋅ 60000 ⋅ V0 100
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
6
Őrszem nyirokcsomó keresése
• Nyakfantom:
U=
4
Varga J.
Varga J.
7
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
8
Szcintillációs γ-detektor
Leggyakoribb „fél” in vivo módszerek • Schilling-próba • Vér / plazma / vörösvértest térfogat mérése • Vörösvértest élettartam • Vese clearance (GFR, ERPF, TER)
Forrás: The gamma counting handbook, Wallac Oy Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
9
Kristályformák kémcső méréséhez
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
10
Önabszorpció a minta térfogatában: I-125
Üreges kristály
Keresztbe fúrt kristály
Forrás: The gamma counting handbook, Wallac Oy
Forrás: The gamma counting handbook, Wallac Oy Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
11
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
Befolyásoló tényezők:
Schilling-próba elve
•
Sugárelnyelődés magában a mintában
•
A detektort milyen térszögben kiinduló sugárzás éri el
A módszer a B-12 vitamin felszívódás zavarának kimutatására való. • A DNA szintézishez, a sejtosztódáshoz B-12 vitaminra van szükség. A B-12 vitamin hiány macrocyter anaemiát okoz. A B-12 vitamin a táplálékkal a gyomorba kerül, a gyomornyálkahártya által termelt intrinsic factor segítségével a terminális ileumban felszívódik.
Mitől függ a mértékük? •
Furat iránya (haránt v. üreges)
•
Minta helyzete (középen v. szélen)
•
Minta térfogata (ha nagy, egy része a furat szélére eshet)
12
• A fel nem használt B-12 vitamin a vizelettel kiürül. • Co-57- vagy C-58- jelzett B-12 vitamin (cyanocobalamin) per os bejuttatása után a vizelettel kiürített mennyiség mérésével indirekt módon vizsgáljuk a B-12 vitamin felszívódását.
Forrás: The gamma counting handbook, Wallac Oy Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
13
Makrocitás-megaloblastos anaemiák okának vizsgálata (differenciáldiagnózis).
•
Atrophiás gastritis, parcialis vagy teljes gastrectomia után kialakuló anaemia vizsgálata.
•
Malabszorpció gyanúja: dysbacteriosis, Crohn-betegség, ileum resectio esetében.
Varga J.
14
Schilling-teszt kivitelezése
Schilling-próba: leggyakoribb indikációk •
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
1. A vizsgálat csak akkor végezhető el, ha a beteg előzőleg legalább 3 napig nem kapott B12-t, és nem evett előző este óta. 2. A beteg a vizsgálat előtt ürítse ki hólyagját. (Ha felmerül, hogy esetleg korábbi radioizotópos vizsgálat maradványa még jelen lehet a szervezetben, ennek ellenőrzésére 12 órás vizeletgyűjtés után a vizeletből vett minta aktivitásának lemérése javasolt.) 3. Vegye be (éhgyomorra) a [Co-57] B 12 vitamin kapszulát. 4. Két óra múlva kapjon 1000 µg B12 vitamin injekciót intramuscularisan. (Ezután már ehet.) Ezt követően nap közben legalább 1 liternyi folyadék-többletet fogyasszon.
Kontraindikáció
5. Ezt követően gyűjtse vizeletét 24 órán át. (Veseműködési rendellenesség esetén egy második 24 órás vizeletgyűjtés is szükséges.)
• Terhesség, szoptatás (relatív).
6. A 24 órás egybegyűjtött, jól összekevert vizeletből egy kémcsőnyi mintát kell átküldeni a laborba, a pontos összmennyiség feltüntetésével. (Ha második 24 órás gyűjtés is történt, az külön, ugyanígy kezelendő.) Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
15
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
16
Schilling: számolás
Példa
•
Co-57 ablakra beállított üreges mérőhelyen le kell mérni a hátteret (ugyanannyi időre, mint a mintát),
•
Etalon (kapszula), háttérkorrigált:
500000 cpm
•
Gyűjtött vizelet:
1500 ml
•
a betegével azonos gyári számú (etalon) kapszulát (3*1 percre),
•
Lemért vizelet:
•
és a kapott kevert vizelet-mintát (általában 10 percre).
•
Vizelet háttérkorrigált aktivitása:
•
A kiürített hányad:
U=
Vgyüjtött Vlemért
⋅
Aminta t minta ⋅ 100 % Aetalon t etalon
Ürített hányad:
ahol: Vgyűjtött: Vlemért Aminta : tminta : Aetalon: tetalon :
a gyűjtött vizelet össztérfogata : a lemért minta térfogata a vizeletminta háttérkorrigált beütésszáma a vizeletminta mérési ideje az etalon kapszula háttérkorrigált beütésszáma az etalon kapszula mérési ideje
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
3 ml 1500 beütés / 10 perc
U=
Vgyüjtött Vlemért
U = 500 ⋅
17
⋅
Aminta t minta 1500 1500 / 10 ⋅100 % = ⋅ ⋅ 100% Aetalon t etalon 3 500000 / 1
150 ⋅ 100% = 15 % 500000
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
18
Varga J.
Értelmezés
Kiegészítő vizsgálat
•
Amennyiben a kiürített aktivitás-mennyiség a lenyelt kapszula aktivitásának 10 %-ánál kisebb (a Schilling-teszt kóros):
Normális körülmények (intrinsic factor termelés, felszívódás az ileumban, jó veseműködés) között a lenyelt aktivitásmennyiség 10-30 %-a ürül 24 óra alatt. • 10 % feletti érték normális. • 5-10 % közötti ürülés B-12 vitamin felszívódási zavart valószínűsít.
• a vizsgálatot intrinsic faktor egyidejű per os / i.m. adásával egy hét múlva megismételhetjük. • Így elkülöníthető a csökkent B-12 vitamin felszívódás oka:
• 5 %-nál kisebb érték egyértelműen kóros.
• az intrinsic factor hiánya (anaemia perniciosa) • és a felszívódási zavar
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
19
majd visszaadása i.v.
•
Vérminták vétele
2,2 g 0,8 g 2,5 g ad 100 ml.
(3) A felülúszó plazmát steril tűvel vagy pipettával leszívjuk, gondosan ügyelve, hogy vvt-t ne szívjunk vele. Ha a leucocyta-szám meghaladja a 25 G/l-t, a vvt feletti leucocytában gazdag réteget is le kell szívni.
− a jelzett vér visszaadását követően 60 min, valamint 1, 3, 5, 7, 10, 14, 18, 22 nap múlva − alvadásgátlóval 5 ml vért veszünk a vizsgálat értékeléséhez (a vérvétel pontos időpontját mindig feltüntetve).
(4) A vvt-hez steril tűvel vagy pipettával lassan, keverés közben hozzáadunk 4 MBq [Cr-51]-nátrium-kromátot, legalább 0,2 ml térfogatban (fiz. sóoldattal hígítva). (5) Az izotóppal jelzett vvt-t inkubáljuk 37 C fokos vízfürdőn (vagy szobahőn) 15 percig.
− ehhez 0,1 mg/ml heparin vagy 1,5 mg/ml EDTA használandó.
•
trinátrium-citrát 2.H2O: citromsav dextróz deszt. víz
(2) Centrifugáljuk 1000 g-vel 10 percig.
A betegtől levett (vegyes korú) vvt populáció jelölése, általában [Cr-51] nátrium-kromáttal
•
ACD oldat összetétele (pH 5,4):
(1) Vérvétel: 20 ml-es fecskendőbe, 3 ml ACD oldathoz 17 ml vért
Elv:
20
Varga J.
VVT-jelzés Cr-51-gyel
Vörösvértest élettartam vizsgálata •
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
(6) Inkubálás után kétszer mossuk 10 ml azonos hőfokú NaCl-dal, mindkettő után centrifugálva.
Átlagos féléletidő számolása.
(7) A mosás után a vvt-hez adunk 10 ml NaCl-ot (gyerek esetén az eredetileg levett térfogatra hígítjuk fel), óvatosan homogenizáljuk, és visszaadjuk a betegnek. Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
21
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
22
Üreges mérőhely hatásfoka
VVT-élettartam értelmezése
Minta-hígítással határozandó meg, cps/kBq-ben. •
• A radioaktív króm leválása a vvt-kről is rövidíti a mért élettartamot
Kiindulási aktivitás: kb. 10 MBq, kb. 1 ml-ben. A teli és üres fecskendő lemérendő dóziskalibrátorral. A mérési időpontok, aktivitások (Afecsk , Amaradék ) és a fecskendőbeli térfogat (Vfecsk ) feljegyzendő.
•
• Vegyes korú vvt-populáció esetén a féléletidő normálisan 25 - 35 nap
Az aktivitást 2 liter (=Vví z) vízhez adjuk, és jól összekeverjük. Kalibrált pipettával 1 ml-t (Vminta) átteszünk ugyanolyan kémcsőbe, mint amilyenben a plazmamintákat le fogjuk mérni.
•
A mintát az aznap csúcsra állított üreges mérőhelyen 3 * 1 percre lemérjük. A mért értékeket (Bátl), a mérés időpontját és az 1 percre mért hátteret (Bhátt ) feljegyezzük.
• Vvt átlagos élettartama: kb. 120 nap
• Ennél rövidebb élettartam rendellenes vvt-pusztulásra, lerövidült életképességre (hemolytic anemia) utal.
(Bátl − Bhátt ) ⋅ 1 min hatásfok =
(A Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
23
fecsk
− Amaradék ) ⋅
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
60 sec 1000 kBq V minta ⋅ 1MBq Vvíz + V fecsk
Varga J.
24
Vese clearance definíciója és mérése
Clearance mérése vérmintákból GFR =
Adott anyag clearance-e: az a plazmatérfogat, amely a vérből időegység alatt kiszűrt mennyiségét tartalmazza az adott anyagnak (mértékenysége: ml/min)
Q
Ha a plazmagörbe biexponenciális:
∞
∫ P(t )dt 0
P(t ) = A ⋅ e − a ⋅t + B ⋅ e − b ⋅t
Ahol:
Elvi mérési lehetőségek: − Milyen gyorsan tűnik el a vérből − Milyen ütemben jelenik meg a vizeletben.
P:
plazmabeli koncentráció
Q:
beadott anyagmennyiség
GFR =
Q A B + a b
Feltételezések: − Csak a vese választja ki a vérből − A vesefunkció a vizsgálat ideje alatt állandó. Sapirstein et al, 1955
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
25
Varga J.
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
26
Csak a késői szakaszból (egy exponenciális):
Plazma-görbe biexponenciális közelítése P (t ) = A ⋅ e − a ⋅t + B ⋅ e − b ⋅t
P (t ) = P0 ⋅ e− k ⋅t görbe alatti terület = P0 / k
Logaritmikus skála
VD := Q / P0
Eloszlási tér
GFR1 = VD ⋅ k Módszer: meredekség (k) és y-tengelymetszet (P0) használata („slope-intercept”) Utána: korrekció a gyors kezdeti ürülésre (első exponenciális tag) Lineáris skála Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
27
Varga J.
Változatok clearance-mérésre
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
28
GFR meghatározása [Tc-99m] DTPA-val Vérminta-vételek:
1. Sok (5-8) vérminta, biexp. illesztés (Sapirstein)
A mintákat az F0014 IZ űrlap szerint kell levenni és kezelni, az űrlap folyamatos vezetésével. Ügyelni kell arra, hogy a feljegyzett adatok pontosak, az időpontok ugyanazon óra szerintiek legyenek.
2. 2-4 vérminta, általában a lassú ürülési szakaszban (pl. Russell) 3. 1 vérminta, tapasztalati becslés a látszólagos eloszlási térből: VD (t 0 ) := Q / P (t0 )
•
Vérminták alvadásgátlós csőbe:
60’, 180’ a beadás után (∼ 4 ml)
•
Centrifugálás a dugó levétele után
(1500 g)
•
Üres csövet mérlegen lemérni
•
Kb. 1,5 ml plazmát leszívni és áttenni műanyag csőbe
•
Mérlegen lemérni a csövet a plazmával együtt.
Aktivitás-mérés: Üreges mérőhelyen; közvetlenül egymás után (egyszerre) kell lemérni egy-egy beteg plazma-mintáit. Feljegyzendő: időpont, mért beütésszám, háttér.
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
29
Varga J.
ahol: P1 és P2
T1 és T 2
Varga J.
30
Befolyásoló tényezők
GFR számolása [Tc-99m] DTPA-val Q ⋅ ln( P1 / P2 ) T ⋅ ln P2 − T 2 ⋅ ln P1 GFR ( ml / min) = ⋅ exp 1 T 2 − T1 T2 − T1
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
•
Testméret (általában a testfelszínnel jellemzik)
•
Vesén kívüli kiválasztás a vérből
•
Fehérjéhez kötődés a vérben
0 .97 9
Q a beadott aktivitás cpm-ben, a plazmaminták aktivitása (cpm-ben), bomláskorrekcióval a beadás időpontjára, a vérvételek időpontja a beadástól számítva, percben.
Korrigálás testfelszínre (BSA, m 2): GFR1 = GFR ⋅
Korrigálás a gyors ürülési komponensre (Mulligan):
1.73 m 2 BSA
Utána korrigálás a gyors ürülési komponensre (Brochner-Mortensen):
GFR korrigált = 1.26 ⋅ GFR − 8.7 ml/min
GFRB − M = 0.9908 ⋅ GFR1 − 0.001218 ⋅ GFR12 Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
31
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
32
GFR: normál érték korfüggése
Clearance-fajták Egy vegyület clearance-e azt a funkciót jellemzi, amellyel kiválasztódik:
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
33
ERPF Ha egy anyag koncentrációja elég alacsony ahhoz, hogy egy menetben teljesen kiszűrődjön a tubulusokba, a clearance-e a plazma-átáramlást méri. Ilyen a para-aminohippursav (PAH), melynek clearance-e jól közelíti az eRPF-et.
• Glomerulárisan kiszűrődő:
GFR
(DTPA, Cr-EDTA)
• Tubulárisan szekretálódó: („effective renal plasma flow”)
ERPF
(hippurán)
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
34
A glomeruláris és tubuláris szűrés összefüggése Filtration Fraction:
FF = GFR / RPF
Clearance = RPF⋅ < extrakciós hányad > RBF =
RPF 1 − Hematocrit
eRBF
= effective renal blood flow: a vese funkcionáló részén átáramló vér (5-10% jut a nem funkcionáló részekbe)
eRPF
= effective renal plasma flow
RPF
= renal plasma flow
RBF
= renal blood flow
extrakciós hányad: a vér egy része (5-10%) a vese nem funkcionáló részeibe jut; a peritubuláris kapillárisokba jutó anyagnak csak egy része választódik ki Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
35
Vér, plazma, vvt térfogat közvetlen mérése • A plazmában elkeveredő és ottmaradó jelzett anyaggal, pl. I-125 szérumalbumin (HSA) • Injektálás, 7 perc után vérvétel alvadásgátolt (heparinos) csőbe • Plazmatérfogat:
PV =
< beadott aktivitás > < aktivitás a levett plazma 1 ml − ében >
• Ebből a teljes vér hematocrit (PCVcorr) segítségével számolható a vvt-térfogat (RCV, „red cell volume”) és a teljes vértérfogat (TBV, „total blood volume”):
• A vvt-térfogat is mérhető közvetlenül a vvt-k radioaktív jelzésével. Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
2008
37
Nem leképező „in vivo” izotópdiagnosztika
Varga J.
36
