Radionuklidový generátor 81Rb/81mKr

Autor rešerše: Ing. Helena Švecová, Ph.D.

Již od padesátých let minulého století se s úspěchem využívají radioaktivní plyny pro vyšetření ventilace plic. Nejprve v roce 1953 použili Knipping et al. plynnou směs s 131I a o dva roky později zavedla stejná skupina do diagnostiky plic 133Xe (poločas rozpadu 5,27 h). Největší zájem o 133Xe propuknul v 60. letech, kdy byla s tímto plynem provedena řada studií plicních nemocí. Díky tomu se 133Xe stal rutinně používaným nástrojem pro vyšetření plic.

V roce 1968 Yano a Anger nastínili možnost využití 81mKr pro plicní vyšetření. 81mKr má sice poločas rozpadu pouhých 13,1 sekundy, ale je možné ho získávat kontinuálně z jeho mateřského nuklidu 81Rb (4,576 h) v radionuklidovém generátoru. Krátký poločas 81mKr je překvapivě jednou z jeho výhod, neboť díky němu se výrazně snižuje radiační zátěž jak pacienta při vyšetření, tak personálu a nevzniká prakticky žádný radioaktivní odpad. Další výhodou 81mKr je energie emitovaného γ záření 190 keV, která je z hlediska rozlišení pro SPECT kamery výhodnější než energie hlavní linky γ záření emitovaného 133Xe (81 keV).

81mKr je z mnoha důvodů velmi vhodným radionuklidem pro ventilační vyšetření plic při podezření na plicní embolii, obstrukční nemoc plic, rozedmu plic a další plicní onemocnění.

Vlastnosti

Generátor obsahuje 81Rb (poločas rozpadu 4,576 h) v rovnováze s dceřiným radionuklidem 81mKr (poločas rozpadu 13,1 s), který emituje γ záření o energii 190,4 keV. Ve směsi se vzduchem se využívá k ventilačnímu vyšetření plic.

Farmakokinetika

Krypton je vzácný plyn, který je zcela chemicky inertní a v plicích prakticky nepřechází do krve. Při použití81mKr pro vyšetření plic je směs kryptonu a vzduchu vdechována a opět vydechována v nezměněné formě. Vzhledem k fyzikálnímu času 81mKr (13,1 s) nelze stanovit biologický poločas ani studovat jiné farmakokinetické údaje.

Též farmakodynamické účinky léčivého přípravku se neprojeví, neboť množství farmaka přijaté vdechováním je nízké a vzhledem k poločasu nuklidu 81mKr (13,1 s) a aplikované aktivitě je absorbované množství plynu zanedbatelné, zrovna tak jako možné projevy interakce plynu s organismem.

Toxicita

Množství radiofarmaka přijatého vdechováním leží hluboko pod množstvím kryptonu, které přijímáme přirozeně dýcháním vzduchu (řádově 10 000x více). Uvažovat o chemické toxicitě 81mKr je z tohoto důvodu bezpředmětné.

Radiotoxicita 81mKr je vhledem k jeho velmi krátkému poločasu rozpadu a absenci částicového záření výrazně nižší oproti jiným radiofarmakům. Efektivní dávka u dospělého člověka (70 kg) je 2,7×10-5 mSv/MBq a při běžném vyšetření se pohybuje v  desetinách mSv. Ekvivalentní dávka v plicích se pohybuje mezi 60 a 140 μGy. Radiační zátěž při vyšetření pomocí 81mKr je výrazně nižší než při jiných běžně užívaných vyšetřeních v nukleární medicíně.

Využití

  • Ventilační vyšetření plic

  • Pneumonologie

    Ventilační vyšetření plic pomocí 81mKr se obvykle provádí současně s perfuzním vyšetřením plic pomocí 99mTc-magroagregátů (99mTc-MAA). Energie γ záření 99mTc je 140 keV, zatímco Eγ 81mKr je 190 keV. Díky odlišným energiím může záznam dat na kameře probíhat současně. Záření každého z radionuklidů se zaznamená v jiném energetickém okně.

    Obvykle se provádí 4-6 projekcí tak, aby počet impulsů na každou projekci dosáhl 300 – 700 tisíc. Doba k nasnímání nezbytného počtu impulsů se pohybuje od desítek sekund po minuty.

  • Plicní embolie

    Při plicní embolii dochází k ucpání cév v plicním řečišti a nedokrvení části plic. Ventilační vyšetření pomocí 81mKr bude v takovém případě v pořádku bez defektů. Zato perfuzní vyšetření pomocí 99mTc-MAA odhalí chybějící nebo redukované prokrvení plic. Při dalším rozvoji embolie se objeví i defekty ve ventilaci. SPECT umožňuje rozlišit, v jaké fázi se onemocnění nachází a jaký postup léčby zvolit.

  • CHOPN

    Při chronické obstrukční plicní nemoci (CHOPN) dochází k zúžení dýchacích cest chronickou bronchitidou nebo emfyzémem. Obstrukce je nevratná nebo jen částečně vratná. Na počátku onemocnění může být pozorována změna objemu plic, avšak bez změny distribuce plynu. Později se začnou objevovat poruchy ve ventilaci plic. Projevují se jako řada heterogenních defektů na různých místech.

  • Bronchopulmonární neoplasma

    Při nádorovém onemocnění průdušek nebo plic se objevuje defekt ventilace. Porucha může postihnout segment plíce, lalok nebo celou plíci. Obdobná porucha se objeví i při perfuzi plic. Rozsah poškození se ze scintigrafického vyšetření jeví větší než z rentgenogramu nebo bronchoskopie. Výsledek scintigrafie slouží k odhadu, nakolik bude zachována funkce plic po odstranění nádoru.

  • Bulózní emfyzém

    Bulózní emfyzém (rozedma plic) se projevuje kulatými poruchami jak na snímcích z ventilace, tak perfuze. Při difúzním emfyzému jsou defekty roztroušeny po plicích. Scintigrafické snímky perfuze i ventilace plic vypadají zhruba stejně.

  • Astma

    Během astmatického záchvatu lze pozorovat řadu lézí při ventilaci. Poruchy v perfuzi jsou méně zřetelné. Při podávání brochodilatans se situace rapidně zlepšuje. Během remise je scintigrafie normální.

  • Následky plicní tuberkulózy

    Při vyšetřování následků tuberkulózy v plicním parenchymu se na rentgenogramu objevuje řada poruch. Avšak z rentgenogramů nelze určit, nakolik je poškozena funkčnost plic. Při scintigrafii se některé z těchto poruch již neobjeví, zatímco jiné se projeví jako rozsáhlé defekty ventilace a perfuze plic.

  • Akutní dýchací onemocnění

    Důsledkem akutních dýchacích onemocnění je silné omezení či úplná absence ventilace postižených částí plic. Perfuze je normální nebo změněná. Ucpání průdušky je spojeno se segmentovými poruchami ve ventilaci. Obdobné perfuzní defekty jsou méně významné.

Závěr

Použití 81mKr pro vyšetření ventilace plic umožňuje studovat řadu onemocnění. Ve srovnání s 133Xe má scintigrafie s 81mKr lepší rozlišení, pacient i personál jsou vystaveni nižší radiační zátěži, k vyšetření není třeba aktivní spolupráce pacienta a navíc použití 81mKr umožňuje provedení několika projekcí krátce po sobě. Radionuklidový generátor 81Rb/81mKr je vzhledem k poločasu mateřského radionuklidu (4,576 h) možné distribuovat i na relativně vzdálená pracoviště, ale na druhou stranu jde o poločas natolik krátký, že prakticky nevzniká radioaktivní odpad.

Radionuklidový generátor 81Rb/81mKr se využívá především pro vyšetření ventilace plic při plicní embolii a CHOPN, a dále pak pro řadu dalších onemocnění dýchacího traktu.

Použitá literatura

Již od padesátých let minulého století se s úspěchem využívají radioaktivní plyny pro vyšetření ventilace plic. Nejprve v roce 1953 použili Knipping et al. plynnou směs s 131I a o dva roky později zavedla stejná skupina do diagnostiky plic 133Xe (poločas rozpadu 5,27 h). Největší zájem o 133Xe propuknul v 60. letech, kdy byla s tímto plynem provedena řada studií plicních nemocí. Díky tomu se 133Xe stal rutinně používaným nástrojem pro vyšetření plic.
V roce 1968 Yano a Anger nastínili možnost využití 81mKr pro plicní vyšetření. 81mKr má sice poločas rozpadu pouhých 13,1 sekundy, ale je možné ho získávat kontinuálně z jeho mateřského nuklidu 81Rb (4,576 h) v radionuklidovém generátoru. Krátký poločas 81mKr je překvapivě jednou z jeho výhod, neboť díky němu se výrazně snižuje radiační zátěž jak pacienta při vyšetření, tak personálu a nevzniká prakticky žádný radioaktivní odpad. Další výhodou 81mKr je energie emitovaného γ záření 190 keV, která je z hlediska rozlišení pro SPECT kamery výhodnější než energie hlavní linky γ záření emitovaného 133Xe (81 keV).
81mKr je z mnoha důvodů velmi vhodným radionuklidem pro ventilační vyšetření plic při podezření na plicní embolii, obstrukční nemoc plic, rozedmu plic a další plicní onemocnění.