Радионуклидная диагностика с нейротропными радиофармпрепаратами

Москва

ИНФРА-М

2021

РАДИОНУКЛИДНАЯ
РАДИОНУКЛИДНАЯ 

ДИАГНОСТИКА
ДИАГНОСТИКА

С НЕЙРОТРОПНЫМИ
С НЕЙРОТРОПНЫМИ 

РАДИОФАРМПРЕПАРАТАМИ
РАДИОФАРМПРЕПАРАТАМИ

Â.Á. ÑÅÐÃÈÅÍÊÎ
Â.Á. ÑÅÐÃÈÅÍÊÎ
À.À. ÀÍØÅËÅÑ
À.À. ÀÍØÅËÅÑ

Монография

Сергиенко В.Б.

Радионуклидная диагностика с нейротропными радиофармпрепара
тами : монография / В.Б. Сергиенко, А.А. Аншелес. — Москва : ИНФРА-М, 
2021. — 112 с. : ил. — (Научная мысль). — 10.12737/1402.

ISBN 978-5-16-009170-9 (print)
ISBN 978-5-16-100555-2 (online)
В книге описаны возможности радионуклидной диагностики в оценке 

состояния автономной нервной системы, особенности применения метайод-бензилгуанидина, меченного радиоактивным йодом.

Приведены основные протоколы, укладки, а также базовые знания 

по патогенезу, клинике и терапии описываемых заболеваний, необходимые 
радиологу для понимания и трактовки изображений в динамике.

Книга предназначается не только радиологам, но и врачам тех клиниче
ских специальностей, в которых радионуклидная диагностика была и остается незаменимой — кардиологам, неврологам, онкологам, эндокринологам, педиатрам.

УДК 16(075.4)

ББК 53.6

А в т о р ы:
В.Б. Сергиенко — д-р мед. наук, проф., руководитель отдела радио
нуклидной диагностики и позитронно-эмиссионной томографии 
РКНПК им. Мясникова Министерства здравоохранения РФ;

А.А. Аншелес – канд. мед. наук, научный сотрудник отдела радио
нуклидной диагностики и позитронно-эмиссионной томографии 
РКНПК им. Мясникова Министерства здравоохранения РФ

УДК 16(075.4)
ББК 53.6
 
С32

© Сергиенко В.Б., Аншелес А.А., 2013

ISBN 978-5-16-009170-9 (print)
ISBN 978-5-16-100555-2 (online)

С32

Подписано в печать 20.02.2021.

Формат 60×90/16. Печать цифровая. Бумага офсетная.

Гарнитура Newton. Усл. печ. л. 7,0 + вкл. 0,98.

ППТ10. Заказ  № 00000

ТК 244500-1254828-251013

ФЗ 

№ 436-ФЗ

Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1

Оригинал-макет подготовлен в НИЦ ИНФРА-М

ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»

127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1

Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29

E-mail: books@infra-m.ru        http://www.infra-m.ru

Отпечатано в типографии ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»

127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1

Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29

СпиСок Сокращений

АГ 
— артериальная гипертензия
АДПЖ 
— аритмогенная дисплазия правого желудочка
АХ 
— ацетилхолин
АХЭ 
— ацетилхолинэстераза
ВНС 
— вегетативная нервная система
ГБ 
— гипертоническая болезнь
ГКМП 
— гипертрофическая кардиомиопатия
ДКМП 
— дилатационная кардиомиопатия
ИБС 
— ишемическая болезнь сердца
ИЖНРС 
— идиопатические желудочковые нарушения ритма сердца
ИМ 
— инфаркт миокарда
КОМТ 
— катехол-О-метилтрансфераза
ЛГ 
— легочная гипертензия
ЛЖ 
— левый желудочек
МАО 
— моноаминоксидаза
МИБГ 
— мета-йод-бензилгуанидин
МРТ 
— магнитно-резонансная томография
МРЩЖ 
— медуллярный рак щитовидной железы
(МС) КТ 
— (мультиспиральная) компьютерная томография
НА 
— норадреналин
НЭК 
— нейроэндокринная карцинома
НЭО 
— нейроэндокринная опухоль
ОИМ 
— острый инфаркт миокарда
ОКС 
— острый коронарный синдром
ОЭКТ 
— однофотонная эмиссионная компьютерная томография
ПСЦМ 
— плоскостная (планарная) сцинтиграфия миокарда
ПХЭ 
— псевдохолинэстераза
ПЭТ 
— позитронная эмиссионная томография
РФП 
— радиофармпрепарат
СА 
— симпатическая активность
СД 
— сахарный диабет
СН 
— сердечная недостаточность
СНС 
— симпатическая нервная система
ФЭУ 
— фотоэлектронный умножитель
ФХЦ 
— феохромоцитома
(Х) СН 
— (хроническая) сердечная недостаточность
ЩЖ 
— щитовидная железа
AC (КП) 
— attenuation correction (коррекция поглощения)
WR 
— washout rate (скорость вымывания)

ВВедение

Радионуклидные методы диагностики всегда занимали особую позицию среди всех визуализирующих методов. С момента появления 
первых серийных сцинтилляционных гамма-камер в 50-х годах 
и до 80-х годов XX в. радионуклидная диагностика находилась на недосягаемой высоте диагностических возможностей. Именно в этой области были задействованы лучшие клиницисты, аналитики, математики, программисты, физики и химики. Все они создавали, обеспечивали 
и отрабатывали диагностические методики и протоколы с единой 
целью — заглянуть в клетку, оценить ее жизнеспособность и функциональное состояние, найти причину патологического процесса и оценить 
его воздействие на организм пациента.
Подобная визуализация открывала новые возможности: изображения 
на сцинтилляционных экранах позволяли врачу видеть не только структурно-функциональное состояние органов и систем организма человека, но и многие тонкости процессов их жизнедеятельности.
Однако с развитием в 1980-е годы «анатомических» методов — 
ультразвуковой диагностики, рентгеновской и магнитно-резонансной 
томографии сцинтиграфические визуализирующие методики в плане 
оценки структурного состояния внутренних органов потеряли лидирующие позиции вплоть до начала XXI в. Причин этому несколько. Вопервых, техническое обеспечение сцинтиграфии — коллиматоры, детекторы, фотоэлектронные умножители, программное обеспечение 
благодаря высокой скорости разработок в 1970-х годах быстро достигло 
технологического потолка. В сущности за последние 30 лет в радионуклидной диагностике, помимо постоянного появления новых радиофармпрепаратов, произошло всего два значимых прорыва: появление 
совмещенных приборов ПЭТ/КТ и ПЭТ/МРТ, и разработка CZTдетекторов. В результате производство новых моделей гамма-камер 
и запчастей к ним было замедлено, а парк имеющегося оборудования 
постепенно морально и технически устаревал. Во-вторых, сцинтиграфические изображения до сих пор уступают анатомическим методам 
в разрешающей способности, четкости и общей эффектности. Это создало трудности в так необходимой популяризации метода среди непосвященных людей — пациентов, спонсоров и чиновников. В-третьих, 
радионуклидная диагностика зависит от производителей радиофармпрепаратов, в условиях отсутствия отечественной производственной базы, 
особенно ощутимой во времена тотального промышленного кризиса 
1990-х годов. В отличие от радионуклидных методов диагностики, при 
анатомических методах не требуется задействовать наукоемкие сферы 
производства — ядерную физику, химию синтеза, и это позволило им 
занять устойчивую лидирующую позицию.

С начала XXI в. ситуация начала меняться. Сегодня уже МСКТ и МРТ, 
по-видимому, достигают своего технологического пика, когда повышать 
скорость вращения рентгеновской трубки, число рядов детекторов, напряженность магнитного поля стало уже достаточно сложно и малоэффективно, а к визуализации клеточных процессов эти методы так в достаточной степени и не приблизились. В то же время популяризация 
ПЭТ, разработка совмещенных ПЭТ/КТ и ОЭКТ/КТ-томографов вновь 
стимулировали работу лучших специалистов в этом направлении. В итоге и в радионуклидной диагностике появились мощные и эффективные 
программы фильтрации и реконструкции, дизайн ПЭТ/КТ-томографов 
стал более привлекательным, они стали удобнее в управлении, возродилась разработка новых перспективных радиофармпрепаратов.
Объединение анатомических и функциональных методов в одном 
томографе привело к повышению требований к квалификации прикрепленного к нему персонала, особенно врачей-радиологов. На практике 
нередко оказывается, что врач радионуклиной диагностики быстро 
осваивает методы анатомической томографии, обратный же процесс 
идет намного тяжелее, поскольку изображения в радионуклидной диагностике не столь наглядны и требуют, кроме наблюдательности, еще 
и понимания всех тонкостей процесса получения такого изображения.
На наш взгляд, объем отечественной литературы по радионуклидной 
диагностике не покрывает потребностей в знаниях молодых специалистов-радиологов. Этой книгой мы продолжаем нашу образовательную 
работу для них. В ней описываются возможности радионуклидной диагностики в оценке состояния автономной нервной системы, в особенности применения относительно нового, но уже заслужившего популярность радиофармпрепарата мета-йод-бензилгуанидина, меченного 
радиоактивным йодом.
В настоящей работе приведены основные протоколы, укладки, а также базовые знания по патогенезу, клинике и терапии описываемых заболеваний, необходимые радиологу для понимания и трактовки изображений в динамике. Книга предназначается не только радиологам, 
но и врачам тех клинических специальностей, в которых радионуклидная диагностика была и остается незаменимой — кардиологам, неврологам, онкологам, эндокринологам, педиатрам.

Глава 1 
общие принципы  
радионуклидной диаГноСтики

1.1. радионуклидная диаГноСтика:  
иСтория и СоВременное СоСтояние

В процессе радионуклидной диагностики заболеваний, оценки функции, перфузии и метаболизма тканей организма используют радиофармпрепараты (РФП) — соединения, меченные радиоактивными изотопами. Диагностические РФП вводят пациенту в индикаторных количествах, 
при которых, в соответствии с нормами радиационной безопасности, 
дозы облучения минимальны — в несколько раз меньше, чем при рентгеновских методах. Основной принцип радионуклидной диагностики 
состоит в избирательном накоплении РФП, специфичных к нормальным 
или патологически измененным клеткам различных органов и систем, 
с последующей регистрацией распределения РФП на высокочувствительной аппаратуре — гамма-камерах, эмиссионных и позитронных томографах. Конструкция применяемых для сцинтиграфии гамма-камер 
включает детектор (сцинтилляционный кристалл), несколько десятков 
размещенных на плоскости фотоэлектронных умножителей (ФЭУ) 
и сменные свинцовые коллиматоры для изотопов с разными энергиями 
излучения. Попадая в кристалл под строго заданным коллиматором 
углом, гамма-кванты возбуждают в нем вспышки — сцинтилляции, которые усиливаются в фотоэлектронных усилителях и с помощью электронного блока преобразуются в электрический ток. Регистрация и первичная обработка поступающих изображений распределения РФП осуществляются компьютером-консолью, в результате чего получают так 
называемые сырые, или первичные, изображения. Затем, как правило, 
для улучшения качества диагностических изображений и вычисления 
требуемых параметров выполняются дальнейшая, ручная или автоматическая, обработка и реконструкция изображений на рабочих станциях. 
При динамической сцинтиграфии по регистрации излучения РФП одновременно по всему полю зрения детектора с задаваемыми временными интервалами определяется характер кинетики РФП в исследуемом 
органе и проводится количественная оценка изучаемых процессов.
В настоящее время визуализирующая радионуклидная диагностика 
заболеваний человека включает в себя три основных сцинтиграфических 
метода — планарную сцинтиграфию, однофотонную эмиссионную компьютерную томографию (ОЭКТ, ОФЭКТ) и позитронную (двухфотонную) эмиссионную томографию (ПЭТ). Принцип ПЭТ заключается 
в регистрации гамма-излучения от введенных пациенту РФП с помощью 

одного, двух или трех детекторов, вращающихся вокруг пациента по эллиптической или адаптивной траектории. В итоге получают ряд сцинтиграфических срезов исследуемого органа, что позволяет проводить 
реконструкцию изображений по любой требуемой плоскости. Для первых двух методов сегодня чаще применяют РФП с меткой радиоактивным технецием-99m, йодом-123 и -131, реже индием-111 и рядом других изотопов. Эти РФП по своим физико-химическим и биохимическим 
свойствам близки соединениям, участвующим в различных метаболических процессах человека. Их физико-технические характеристики 
с оптимальными энергиями излучения и короткими периодами полураспада делают их незаменимыми для проведения однофотонных сцинтиграфических исследований. Двухфотонная томография (ПЭТ), в отличие от ОЭКТ, выполняется с использованием ультракороткоживущих, 
позитрон-излучающих радионуклидов — фтора-18, углерода-11, кислорода-15, рубидия-82, аммония (азота)-13 и многих других. Излучаемые 
этими нуклидами позитроны моментально взаимодействуют с ближайшими электронами. Пара позитрон–электрон аннигилирует с образованием двух гамма-квантов, которые разлетаются в прямо противоположных направлениях и фиксируются двумя симметрично расположенными детекторами. Одновременное появление сигналов в обоих 
детекторах приводит к срабатыванию системы регистраций совпадений, 
а компьютерная обработка сигналов с детекторов позволяет проводить 
реконструкцию полученного изображения.
Дальнейший скачок в развитии отрасли произошел с появлением 
совмещенных систем ПЭТ/КТ и ОЭКТ/КТ. Их появление стало следствием клинической потребности, в основном онкологической — изолированная КТ, несмотря на анатомическую детализацию, часто пропускает патологические очаги, а при ПЭТ и ОЭКТ зачастую вызывает 
трудности точная локализация найденных очагов повышенного включения РФП. После успеха систем ПЭТ/КТ стали появляться аппараты 
ОЭКТ/КТ, более дешевые и легкие в управлении. КТ в этих томографах 
«отвечает» не только за анатомическую привязку патологических включений РФП. С помощью рентгеновских лучей при КТ оцениваются 
поглощение и рассеивание излучения различными органами и тканями. 
Полученные таблицы коррекции поглощения (от англ. attenuation correction — AC) используют при реконструкции изотопных изображений, 
повышая их качество, информативность, одновременно снижая процент 
ложноположительных случаев.
Таким образом, в настоящее время радионуклидная диагностика 
переживает свое второе рождение, способствующее улучшению ранней 
неинвазивной диагностики в самых разных клинических сферах. В настоящей работе рассматривается диагностическая значимость радионуклидных методик с различными РФП в оценке состояния нервной 
системы и патологических процессов, связанных с нейроэндокринными нарушениями.

1.2. получение  
диаГноСтичеСких радионуклидоВ йода

Из более чем десяти радионуклидов химического элемента йода 
практическое применение в ядерной медицине нашли четыре — 123I, 
124I, 125I, 131I. Для исследований кинетических процессов в организме 
и получения изображения внутренних органов при радионуклидной 
диагностике в настоящее время более приемлемым считается 123I из-за 
своих ядерно-физических и медико-биологических свойств. Впервые 
этот радионуклид был получен в 1949 г. (I. Perlman), а для использования в медицине предложен в 1962 г. (W.G. Myers, H.I. Anger). Потребление 123I с каждым годом растет, несмотря на его большую стоимость и трудности получения высокой степени радионуклидной чистоты. Основная причина потенциала изотопов йода заключается 
в том, что химическая связь C-I идентична связи C-H, поэтому атом 
йода может замещать атом водорода почти во всех органических соединениях.
Основной задачей при наработке 123I является выбор таких оптимальных условий, при которых этот радионуклид как можно меньше 
был бы загрязнен другими его изотопами, а именно 124I (Т1/2 = 4,15 сут) 
и 125I (Т1/2 = 56 сут), присутствие которых значительно увеличивает 
радиационную нагрузку на пациента и влияет на качество изображений. 
Для наработки 123I известно около тридцати ядерных реакций, которые 
условно можно разделить на две группы: прямые, в результате которых 
непосредственно образуется 123I, и косвенные (непрямые), протекающие 
через образование промежуточных короткоживущих радионуклидов, 
например 123Xe (T1/2 = 2,08 ч) и 123Cs (Т1/2 = 6 с).
Прямые реакции могут быть реализованы на циклотронах средней 
и малой мощности. Это в основном реакции, протекающие на различных обогащенных стабильных нуклидах теллура:
124Te(p, 2n) → 123I;
122Te(d, n) → 123I;
123Te(p, n) → 123I.
К основным недостаткам этой группы ядерных реакций следует отнести появление примесей 124I, 125I, 126I и 130I, образующихся из-за протекания по конкурирующим реакциям из соответствующих стабильных 
нуклидных примесей теллура с массовыми числами 124–130 в материале исходной мишени. При их общем содержании на уровне 3% примесь 
отдельных радионуклидов йода в целевом продукте может составлять 
0,6–1,5%.
Из приведенных прямых реакций только первая используется для 
коммерческого производства 123I, теоретический выход которого составляет 6,5 мКи/(мкА⋅ч) при начальной энергии протонов Eр =  
= 22,4 МэВ.

Ядерные реакции, относящиеся ко второй группе, позволяют нарабатывать целевой продукт высокой радионуклидной чистоты. К ним 
относятся:
127I(p, 5n) → 123Xe → 123I;
127I(p, 6n) → 123Xe → 123I,
а также ядерные реакции с использованием в качестве мишенного вещества обогащенных стабильных нуклидов ксенона:
124Xe(p, 2n) → 123Сs → 123Xe → 123I;
126Xe(p, 4n) → 123Сs → 123Xe → 123I.
Основной примесью здесь является 125I в количестве 0,2–0,5%. Вместе с тем такие процессы требуют использования ускорителей с высокой 
энергией протонов — до 65 МэВ [1].
В национальном исследовательском центре «Курчатовский институт» 
было разработано полностью автоматизированное мишенное устройство 
для наработки 124I из обогащенного 124Хе. Была реализована криогенная 
технология извлечения йода из распадного баллона, в которой все операции по перекачке 124Хе и 123Хе из газовой мишени в распадный баллон 
выполняются с использованием хладоагента (жидкого азота), что позволяет нарабатывать до 1 Ки 123I за одно облучение.
Большие перспективы для крупномасштабного производства 123I 

имеют фотоядерные реакции при использовании высокообогащенных 
(вплоть до 99,9%) мишеней 124Xe:
124Xe(γ, n) → 123Xe → 123I;
124Xe(γ, p) → 123I[2].
С помощью таких реакций на сильноточном ускорителе электронов 
«Факел» (НИЦ «Курчатовский институт») были получены первые партии 123I с активностью 830±50 мКи и суммарным содержанием примесей около 0,02%. Облучение ксеноновых мишеней проводилось тормозным γ-излучением от электронного пучка с энергией 30 МэВ и плотностью тока 350 мкА. При использовании таких мишеней ксенон после 
облучения извлекают потоком гелия, вымораживают в ловушках и выдерживают для накопления 123I, который затем смывается водой или 
раствором щелочи.
Первым из РФП на основе радиоактивного йода для оценки плотности адренергических рецепторов был синтезирован мета-йод-бензилгуанидин (МИБГ), который в настоящее время применяется в клинической эндокринологии и онкологии не только с диагностической, 
но и с лечебной целью.

Глава 2 
мета-йод-бензилГуанидин  
В оценке СоСтояния  
СимпатичеСкой нерВной СиСтемы

2.1. общая характериСтика препарата

Мета-йод-бензилгуанидин (МИБГ) был разработан D. Wieland и соавт. [3] на основе гипотензивного средства гуанетидина — мощного 
блокатора нейрональной передачи, селективно действующего на симпатические нервные окончания. Соединение было получено методом 
присоединения бензиловой части бретилиума, антиаритмического средства III класса, к гуанидиновой группе гуанетидина с последующей 
меткой радиоактивным йодом. 131I-МИБГ является первым РФП, предложенным для визуализации нейроэндокринных опухолей (НЭО), 
но уже в середине 1980-х годов были предприняты первые попытки его 
применения для изучения симпатической активности (СА) сердца [4–6].
Для диагностики феохромоцитом (ФХЦ) и других катехоламин-продуцирующих опухолей используют МИБГ, меченный как 123I, так и 131I. 
Сегодня 123I-МИБГ чаще используется для диагностики из-за низкой 
энергии излучения и короткого периода полураспада, а 131I-МИБГ применяется преимущественно для лучевой терапии. Препараты представляют собой бесцветные, стерильные, нетоксичные, апирогенные растворы, поставляемые фирмой-производителем в фасовках с различной 
активностью (в основном 150 и 300 МБк), с высокой степенью радиохимической чистоты и с высокой удельной активностью в готовом к применению виде. Следует строго соблюдать инструкцию производителя 
по применению РФП, использовать его в течение установленного времени. Основные дозиметрические характеристики РФП представлены 
в табл. 1.

Как уже отмечалось, для диагностических исследований СА миокарда предпочтительно применение 123I-МИБГ [7]. Энергия гамма-излучения 123I составляет 159 кэВ и оптимальна для исследования на гамма-камере, позволяя вводить большую активность, получая лучшее 

Таблица 1

дозиметрические характеристики радиофармпрепаратов

РПФ
Энергия излучения, кэВ
Т1/2
123I-МИБГ
159 (83%); 400 (2,87%); 529 (1,28%)
13,22 ч
131I-МИБГ
364
8,02 сут