核医学(PETCT显像剂
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peT医学是什么意思peT医学,全称正电子发射计算机断层扫描(PET)医学,是一门利用核医学技术对人体进行诊断和治疗的学科。
它结合了核医学、影像学、生物医学工程等多个学科的理论和方法,通过使用放射性同位素示踪剂,能够观察到人体内部生物化学和生理活动的变化,并通过图像技术进行准确的定位和分析。
在peT医学中,最常用的示踪剂是正电子放射性同位素,例如氟-18、碳-11等,这些同位素可以与人体内的特定分子结合。
通过将示踪剂注入人体,放射性同位素会释放出正电子,当这些正电子遇到负电子时会发生湮灭反应,产生两个相对运动的光子。
PET设备可以探测到这两个光子,通过计算机分析并重建成图像,展示人体内部的生物代谢和功能活动。
peT医学在临床中起着重要的作用。
它可以帮助医生诊断和区分多种疾病,如肿瘤、心脏病、神经系统疾病等。
通过扫描获得的图像,医生可以观察到组织器官的代谢活动、血液供应及血液循环等情况,从而帮助确定疾病的类型、严重程度和发展趋势,为治疗方案的选择提供依据。
与传统的影像学技术相比,peT医学具有明显的优势。
它能够提供更加全面和准确的信息,不仅可以显示组织和器官的结构,还可以观察到其功能活动的改变。
这对于一些病变早期阶段或仅在代谢水平发生改变时难以被发现的疾病特别重要。
此外,peT扫描也能实时监测治疗效果,及时调整治疗方案,提高治疗的准确性和效果。
然而,peT医学也存在一些限制和挑战。
首先,这一高精度的诊断技术要求设备和技术的高度精确和成熟,同时也对操作人员的临床经验和技术要求较高。
其次,由于放射性同位素的使用,对辐射防护和剂量控制非常重要,需要保证患者和医务人员的安全,避免副作用和长期影响。
随着医学科技的不断进步,peT医学在临床中的应用也在不断拓展。
未来,随着设备的进一步完善和技术的创新,peT医学有望在癌症早期诊断、个体化治疗等方面发挥更大的作用。
此外,随着分子生物学和基因组学的快速发展,peT医学也将与这些领域紧密结合,为研究和治疗提供更多的信息和手段。
PET/CTPET/CT是一种将PET(功能代谢显像)和CT(解剖结构显像)两种影像技术有机地结合的新型影像设备,是将微量的正电子核素示踪剂注射到人体内,然后采用特殊的体外探测仪(PET)探测这些正电子核素人体各脏器的分布情况,通过计算机断层显像的方法显示人体的主要器官的生理代谢功能,同时应用CT技术为这些核素分布情况进行精确定位,使这台机器同时具有PET 和CT的优点,发挥出各自的最大优势。
中文名正电子发射断层显像/X 线计算机体层成像仪PET/CTPET/CT(positron emission tomography / computedtomography )全称为正电子发射断层显像/X 线计算机体层成像仪,是一种将PET(功能代谢显像)和CT(解剖结构显像)两种先进的影像技术有机地结合在一起的新型的影像设备. 它是将微量的正电子核素示踪剂注射到人体内,然后采用特殊的体外探测仪(PET)探测这些正电子核素人体各脏器的分布情况,通过计算机断层显像的方法显示人体的主要器官的生理代谢功能,同时应用CT 技术为这些核素分布情况进行精确定位,使这台机器同时具有PET 和CT 的优点,发挥出各自的最大优势[1] 。
PET/CT是PET和CT的组合体,将PET和CT设计为一体,由一个工作站控制[2] 。
单PET进行核医学显像时,有其它诊断设备无法比拟的早期发现灵敏性等优越特性,但因药物及其原理所限,其定位精度不够好,有厂商后来将PET和CT设计为一体,扫描时根据需求同时进行PET显像和CT显像[3] ,并由工作站将两种图像融合到一起,以达到更好的鉴别和定位。
2 发展历史编辑PET/CT近年来,影像诊断学的一个重要进展,就是图像融合技术的发展与应用。
图像融合包括硬件与软件,是一个全自动图像配准及多种图像的解读技术,它不仅具有全自动的功能与解剖图像的融合,还可以让具有不同特征的影像在同一平台显示、解读,对比与分析,为临床诊断与治疗之间架起了一座高速、流畅的桥梁。
petct肿瘤显像原理
PET-CT肿瘤显像原理是利用PET和CT联合成像,通过引入放射性核素进行显像,然后再使用CT解剖结构进行联合诊断。
其显像主要引入的显像剂包括代谢物、葡萄糖、氨基酸、蛋白质及多肽等元素,属于综合分子显像技术。
葡萄糖是人体细胞(包括肿瘤细胞)能量的主要来源之一,恶性肿瘤摄取的葡萄糖远远多于其它正常组织。
利用这一特性,在葡萄糖上标记上带有放射活性的元素氟-18作为显像剂18F-FDG,将此显像剂注入静脉内,在体内回圈,恶性肿瘤摄取的18F-FDG远多于其它组织。
因此肿瘤细胞内可积聚大量18F-FDG,经PET显像可以检测到体内18F分布情况从而显示肿瘤的部位、形态、大小、数量及肿瘤内的放射性分布。
PET显像剂的种类正电子显像剂的一般性质量要求正电子显像剂有其本身的特殊性,即必须在严格的时间限制完成生产和就地就近使用,而且在生产与应用之间没有足够时间进行目前认可的所有质量控制(QC)试验,不仅细菌学、毒素检查是如此,某些化学质量检查也是如此。
正电子显像剂有两个特点,其一是因所用放射性核素的半衰期短,生产这些化合物时必须涉及高水平的放射性,以便最后能得到临床研究需要的有用数量,生产工序必须遥控。
其二,所研究的化合物极其微量,生产的绝大多数正电子显像剂不加载体,通常相当于近纳摩尔量级。
这在测定生理机能时具有不产生药效效应的优点。
因此,使用于质量控制的分析方法必须具有更低的探测下限。
在正电子显像剂这种特殊情况下,最终产品的质量控制受到时间的限制,对质量保证来讲,过程控制成为主要因素。
因此应建立单独而又严格的生产控制测量方法和程序。
例如在生产过程中,采用放射性高效液相色谱(HPLC)和放射性气相色谱(GC)等方法,无疑可以保证产品质量。
在线(Online)生产控制更有效的方法是连续监测合成中放射性的变化,这有可能在很早阶段就发现生产过程中的大多数问题。
生产工艺研究结束时以及随后工艺和物料来源的任何明显变化,都应通过对几批放射性显像剂的必要质量指标进行验证以进行全面的质量控制。
成分和原材料的质量管理是正电子显像剂质量保证的重要的过程控制。
这些原材料包括生产器具以及药物制品等所有成分。
每批原材料的一致性和质量必须得到保证并有证明文件。
经过“入口控制”后,该批产品必须作出标记并登记批号,且应备有关生产控制方式的证明文件,并制订试验记录和分析方法细则说明。
凡药典收载的成分,有详细的说明书就足够了。
如果试验方法药典未载明,则必须对其确认并被证实符合质量要求。
如果药典未载明而通常用作PET显像剂合成前体的原材料,必须以专题报告形式作出说明,包括名称、鉴定方法、纯度试验说明、稳定性和物理、化学性质。
在18F-FDG生产中,比较重要的原材料包括靶材料的纯度和丰度、三氟甘露糖的纯度、乙腈的纯度与含水量的高低以及其它化学试剂的质量,同时也包括靶室的清洁程度、反应器皿的清洁程度以及分离纯化材料的质量等,只有这些材料均合乎要求,才能生产出符号要求的18F-FDG。
2006年核医学杂志18F-FDG PET/CT肿瘤显像操作程序指南2007-03-12 21:44 文章来源: 丁香园点击次数:2650Ⅰ『目的』本指南旨在帮助医师在成人及儿童患者施行18F-FDG PET/CT肿瘤显像过程中如何介绍、操作、解释和报告检查结果。
Ⅱ『背景信息及定义』PET是一种断层闪烁显像技术,它通过探测引入机体的正电子核素发生衰变时释放出的正电子所发射的湮没光子来反映示踪剂在机体局部组织内的分布。
18F-FDG PET 是通过利用放射性核素标记的葡萄糖类似物,即18F-FDG,来显示不同组织的糖利用率的一种断层显像技术。
许多恶性病变对葡萄糖的利用增加,因此,18F-FDG对许多恶性肿瘤的探测、临床分期及疗效的监测是一种灵敏的方法。
CT是利用X线束形成解剖影像的一种断层显像技术,CT解剖影像信息用于探测和帮助确定恶性病灶的部位及范围。
同机PET/CT一次检查可同时提供18F-FDG PET的代谢信息及CT的解剖形态学信息。
正如一些临床所显示的那样,PET/CT提供的信息在评估已知或疑有恶性病灶病人的准确性方面优于单独PET或单独CT或异机PET加CT。
18F-FDG PET及CT是成熟的诊断方法,多年来,尽管对异机PET及CT扫描图形进行校准及融合在技术上是可行的,但由于PET与CT同机融合所具有的优越性,P ET/CT技术在美国得以迅速推广,本操作指南仅适用于PET/CT。
定义A、PET/CT是带有一个病人检查床且同时包含CT扫描仪及PET扫描仪于一体的集成装置,可同时获取CT扫描、PET扫描及PET/CT扫描图像。
若PET及CT扫描期间病人体位保持不变,则重建的PET及CT图像空间上是一致的。
B、PET/CT重合过程是将PET及CT图像进行校准,以获取融合图像及进行图像分析。
C、PET/CT图像同时显示PET及CT图像,叠加的数据以PET数据彩色编码叠加到CT灰阶上而显示出来。
前往PETCT检查预约登记处进行预约,明确具体检查时间,并签署知情同意书。
检查前24小时内避免剧烈运动,避免在寒冷环境中长时间滞留及肌肉过度运动(如频繁说话、嚼口香糖等)。
检查前禁食和禁饮含糖饮料4-6小时以上,不注射含糖液体。
测量血糖水平应<11.1mmolL。
血糖水平过高时可通过注射短效胰岛素降低血糖水平,胰岛素注射2小时后应重新测定血糖水平,合格后方可检查。
测量受检者身高、体重。
需要提前注射显像剂,注射显像剂后约45-60分钟进行显像检查。
脑血流灌注显像:99mTc-HMPAO、99mTc-ECD、99mI-IMP
脑葡萄糖代谢显像:18F-FDG
甲状腺静态显像:131I、99mTc Oˉ4
甲状腺动态显像: 99mTc Oˉ4
甲状腺亲肿瘤显像:99mTc-MIBI
肾上腺皮质显像:NP-59(131I-b-甲基-19去甲基碘胆固醇)
肾上腺髓质显像:MIBG(间位碘代苄胍)
多门电路心血池显像:99mTc-RBC(99mTc=标记自体红细胞)
心机灌注显像;201TI、99mTc-MIBI、99mTc-P53
急性心肌梗死灶显像:99mTc-PYP(99mTc-焦磷酸盐)
PET心肌灌注显像:13N-NH3
PET心肌代谢显像:18F-FDG
静态/动态骨显像:99mTc-MDP、
甲状腺髓样癌显像;99mTc(v)-DMSA
异位胃粘膜显像:99mTc Oˉ4
胃肠道出血显像:99mTc-SC(仅试用于急性出血)、99mTc-RBC
肝胶体显像:99mTc-SC、99mTc-植酸钠
肝血流血池显像:99mTc-RBC
肝癌阳性显像:99mTc-PMT
肝胆动态显像:99mTc-HIDA、99mTc-EHIDA、99mTc-DISIDA
肺灌注显像;99mTc-MAA、99mTc-HAM
惰性气体肺通气显像;133Xe、81mKr
气溶胶吸入显像:99mTc-DTPA、碍气体
泌尿系统
肾动态显像;(1)肾小球滤过型:99mTc-DTPA
(2)肾小管分泌型:131I-OIH、99mTc-MAG3、99mTc-EC 肾图:131I-OIH
肾静态显像:99mTc-DMSA、99mTc–GH
T唾液腺显像:99mTcOˉ4。
正电子显像剂的一般性质量要求正电子显像剂有其本身的特殊性,即必须在严格的时间限制内完成生产和就地就近使用,而且在生产与应用之间没有足够时间进行目前认可的所有质量控制(QC)试验,不仅细菌学、内毒素检查是如此,某些化学质量检查也是如此。
正电子显像剂有两个特点,其一是因所用放射性核素的半衰期短,生产这些化合物时必须涉及高水平的放射性,以便最后能得到临床研究需要的有用数量,生产工序必须遥控。
其二,所研究的化合物极其微量,生产的绝大多数正电子显像剂不加载体,通常相当于近纳摩尔量级。
这在测定生理机能时具有不产生药效效应的优点。
因此,使用于质量控制的分析方法必须具有更低的探测下限。
在正电子显像剂这种特殊情况下,最终产品的质量控制受到时间的限制,对质量保证来讲,过程控制成为主要因素。
因此应建立单独而又严格的生产控制测量方法和程序。
例如在生产过程中,采用放射性高效液相色谱(HPLC)和放射性气相色谱(GC)等方法,无疑可以保证产品质量。
在线(Online)生产控制更有效的方法是连续监测合成中放射性的变化,这有可能在很早阶段就发现生产过程中的大多数问题。
生产工艺研究结束时以及随后工艺和物料来源的任何明显变化,都应通过对几批放射性显像剂的必要质量指标进行验证以进行全面的质量控制。
成分和原材料的质量管理是正电子显像剂质量保证的重要的过程控制。
这些原材料包括生产器具以及药物制品等所有成分。
每批原材料的一致性和质量必须得到保证并有证明文件。
经过“入口控制”后,该批产品必须作出标记并登记批号,且应备有关生产控制方式的证明文件,并制订试验记录和分析方法细则说明。
凡药典收载的成分,有详细的说明书就足够了。
如果试验方法药典未载明,则必须对其确认并被证实符合质量要求。
如果药典未载明而通常用作PET显像剂合成前体的原材料,必须以专题报告形式作出说明,包括名称、鉴定方法、纯度试验说明、稳定性和物理、化学性质。
在18F-FDG生产中,比较重要的原材料包括靶材料的纯度和丰度、三氟甘露糖的纯度、乙腈的纯度与含水量的高低以及其它化学试剂的质量,同时也包括靶室的清洁程度、反应器皿的清洁程度以及分离纯化材料的质量等,只有这些材料均合乎要求,才能生产出符号要求的18F-FDG。
任何满足短寿命放射性药物质量要求的体系,均取决于经过良好培训、具有经验的高素质人员,这就要求有一支在药物实践方面有经验的放射性药物化学专家或有经验的放射性药物专家,并要在短寿命放射性药物的专业化生产与分析方面进行培训。
18F-FDG国家暂行标准•本品为无载体的氟[18F]脱氧氧葡萄糖的无菌、无热原、等渗水溶液。
含18F的放射性浓度,按其标签上记载的时间,为标示量的90.0-110%。
•性状:本品为无色澄明测试液体•鉴别:(1)取本品适量,用合适的仪器测量本品的半衰期(中国药典2000版二部附录XIII,半衰期测定法),其半衰期为105-115分钟之间。
•(2)取本品适量,照g谱仪法(中国药典2000牘二部附录XIII,g谱仪法)测量,其主要光子的能量应为0.511Kev和可能有的合成峰1.022KeV.•(3)取本品适量,照放射化学纯度项下的方法测量,在Rf值约为0.45处有放射性主峰。
•检查:pH值:应为4.5-7.5(中国药典2000牘二部附录XIII,pH值测量法)•含氨基聚醚2.2.2(K2.2.2)量对照溶液的配制精密称取氨基聚醚(2.2.2)0.025g于50ml 烧杯,加热的二次蒸馏水溶解,次却后定量转移到250ml量瓶里,加水至刻度,摇匀即得含氨基聚醚(2.2.2)量为100.0mg的对照溶液.•工作曲线的绘制:精密量取对照溶液0.00, 0.05.0.10,0.20,0.40ml,分别置于5ml容量瓶中,依次加入pH值为6.4的柠檬酸一氢钠缓冲溶液1.0ml(称取5.25g柠檬酸和2.0氢氧化钠于烧杯,用50ml水溶解,以0.1mol/L的NaOH溶液和pH计调节pH值为6.4,再稀释到250ml,摇匀,即可),含Pb2+500mg/ml的硝酸铅溶液(称取79.93mgPb(NO3)2于烧杯中,加水溶解,转移到100ml容量瓶中,用水定容,摇匀,即可)1.0ml,加水到刻度,摇匀.照紫外分光光度法(中国药典2000年版二部附录IV A),在254nm波长处分别测定吸光度,绘制工作曲线,工作曲线相关系数不小于0.99.•测量法:精密量取供试品溶液0.5ml于5ml量瓶中,以下操作步骤同工作曲线的绘制.测定供试品的吸光度,根据工作曲线求出氨基聚醚(2.22)量.本品每ml含氨基聚醚(2.2.2)量不超过25mg.•细菌内毒素:取本品适量,至少稀释6倍后,依中国药典2000年版二部附录XIE检查,本品每1ml含细菌内毒素量应小于15EU.•无菌:取本品适量,依中国药典2000年版二部附录XI H,无菌应符合规定.•其它:应符合注射剂项下有关规定(中国药典2000年版二部附录 IB)•放射化学纯度取本品适量,以硅胶为固定相,以乙腈:水(85:5 V/V)为展开剂,按放射化学纯度测量第一法(中国药典2000年版二部附录藏XIII)测量,含氟[18F]脱氧氧葡萄糖放射化学纯度应不低于90%.•放射性浓度取本品适量,按中国药典2000年版二部附录XIII,放射性浓度测量法第一法,按标签上记载的时间,放射性浓度应不低370MBq/ml.•类别放射性诊断用药•规格 0.37-7.4GBq•贮藏本品密封于30ml或10ml无菌瓶中,置于铅容器内.•有效期从标定时间开始计算为6小时.18F-FDG的质量指标18F-FDG是载于美国药典的第一个PET放射性药物,这里按照美国药典(1995年)制订的关于18F-FDG的质量要求,对18F-FDG的质量指标进行简要介绍。
①放射性核纯度核杂质来源:对于不同的18F生产方法,可能产生不同的杂质同位素。
以20Ne(d,α)18F反应生产的18F-F2的质量较高,可能的杂质同位素是寿命很短的钠和氖,在加工过程中会逐渐衰变,并在合成期间消失。
以18O-H2O为靶材料,通过18O(p,n)18F反应生产18F-F-,其放射性核纯度需要严格的控制,因18F-F-的质量不仅决定最终产品的核纯度,而且还影响亲核取代的反应性。
随着18O-H16O(p,α)13N反应生成13N的量增加。
另外,来自靶窗箔膜和因2O的丰度下降,通过箔膜材料改变产生的阳离子型放射性核素杂质也是较有影响的因素。
因此,建议用阴离子交换柱来固定吸附18F-F-。
核纯度的测定:有两种方法可以进行核纯度的鉴定。
其一是利用锗半导体多道γ谱仪测量法进行测定,其γ谱出现一个0.511MeV的主光电峰。
在检测中,可能出现一个1.022MeV 的总峰,这取决于源的几何条件和探测器效率。
其二是半衰期测定法,即取一定剂量的18F-FDG溶液,测定其放射性活度,并记录测量时间,然后以一定的时间间隔进行连续测定5个半衰期内18F-FDG溶液的放射性活度,以时间为横坐标,放射性活度的对数为纵坐标作图,得到斜率k<0的直线,由此直线上的任何两点可计算得半衰期,并求得在t=0时的总放射性活度,与原始总放射性活度相比,从而求得18F的核纯度。
18F的核纯度大于99.8%。
②化学纯度除了合成前体三氟甘露糖(Mannose triflate)和3.4.6-三乙酰-D-葡萄糖醛(TAG)的纯度影响最终18F-FDG的化学纯度外,合成方法和反应条件也显著影响18F-FDG的化学纯度。
因此在市场购买前体时,尽量选用色谱级试剂。
在氨基聚醚Kryptofix 2.2.2(Kry2.2.2)催化法中,必须在最终产品中控制有机溶剂和Kry2.2.2的含量。
利用AG50树脂可以除去Kry2.2.2。
元素分析、质谱和色谱已用于测定极微水平的Kry2.2.2。
硅胶板-TLC法是目前分析Kry2.2.2最实用的方法,最低检出限量为0.025mg/ml,展开剂为甲醇-30%氨水(9:1 V/V)或0.1%三乙胺甲醇溶液,用碘显色,并与50μg/mL标准Kry2.2.2的层析斑点比较,要求2-18F-FDG注射液所呈现斑点的大小及明暗度不能超过标准溶液。
在亲核或亲电取代法中会产生2-18F-FDG的差向异构体2-[18F]氟-2-脱氧-D-甘露糖(18F-FDM)(图)。
特别以亲电取代法产生2-18F-FDG时,所选择的底物、亲电氟化试剂、反应溶剂对2-18F-FDG和2-18F-FDM的构成比例有很大的影响。
表列举了以TAG为底物进行2-18F-FDG生产时亲电氟化试剂和反应溶剂对2-18F-FDG和2-18F-FDM的构成比例的影响。
表亲电氟化试剂和反应溶剂对2-18F-FDG和2-18F-FDM的构成比例的影响亲电氟化试剂反应溶剂2-18F-FDG :2-18F-FDM18F-F2CH3COOH 65 :3518F-F2CH3CN 65 :3518F-CH3COOF CH3COOH 27 :7518F-CH3COOF CH3CN 30 :7018F-XeF2C6H6/BF350 :5018F-XeF2Et2/ BF3100 :018F-CH3COOF C6H14/CCl3F 70 :3018F-CH3COOF C6H6/ CCl3F 95 :5利用纯的2-F-FDG和2-F-FDM进行PET脑显像,发现局部大脑的代谢率无差异,但是进行2-18F-FDG和2-18F-FDM比例的测定仍然是有必要的,并尽量使2-18F-FDM的比例低于5%。
HPLC法是进行2-18F-FDG化学纯度分析的最好方法,以85%乙腈水溶液为流动相,流速为1ml/min,层析柱为反相氨基柱,以视差检测器进行检测,要求化学纯度大于95%。
③放射化学纯度除含有2-18F-FDG外,可以通过放射分析方法来鉴定未反应的[18F]氟化物、部分乙酰化的[18F]氟-脱氧葡萄糖衍生物或[18F]氟标记化合物。
要求2-18F-FDG的放射化学纯度大于95%。
放射性-HPLC法:该法是快速而准确的方法,容易对放射性杂质进行有效的分离并进行定量测定。
测定时同样以85%乙腈水溶液为流动相,流速为1ml/min,层析柱为反相氨基柱,用放射性探测器进行检测,要求放射化学纯度大于95%。
但使用反相氨基柱,由于拖尾效应,2-18F-FDG与[18F]氟化物的分离不理想。
因此,在乙腈水溶液洗脱的反相氨基柱法中,为了起排代作用,在洗脱液中加入一定量的NaF,才能有效地将[18F]氟化物分离并从该柱上洗脱下来。
另外,也可用Dionex PA100阴离子交换柱,用0.1mol/L NaOH作为洗脱剂,该法能使[18F]氟化物、葡萄糖、2-18F-FDG以及部分水解的糖实现分离。