ΝΕΥΡΟΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ : ΜΑΡΑΖΙΩΤΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΟ ΝΟΣΟΚΟΜΕΙΟ ΠΑΤΡΑΣ

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΑΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΙΑΤΡΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΝΕΥΡΟΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ : ΜΑΡΑΖΙΩΤΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΟ ΝΟΣΟΚΟΜΕΙΟ ΠΑΤΡΑΣ ΜΕΛΕΤΗ ΕΓΚΕΦΑΛΙΚΗΣ ΑΙΜΑΤΩΣΗΣ ΜΕ 99m TC-ECD ΤΗΣ ΥΠΑΡΑΧΝΟΕΙΔΟΥΣ ΑΙΜΟΡΡΑΓΙΑΣ ΜΕ SPECT ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ Σ ΗΛΙΑΔΗΣ ΝΕΥΡΟΧΕΙΡΟΥΡΓΟΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΠΑΤΡΑ

2 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΑΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΙΑΤΡΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΝΕΥΡΟΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ : ΜΑΡΑΖΙΩΤΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΟ ΝΟΣΟΚΟΜΕΙΟ ΠΑΤΡΑΣ ΜΕΛΕΤΗ ΕΓΚΕΦΑΛΙΚΗΣ ΑΙΜΑΤΩΣΗΣ ΜΕ 99m TC-ECD ΤΗΣ ΥΠΑΡΑΧΝΟΕΙΔΟΥΣ ΑΙΜΟΡΡΑΓΙΑΣ ΜΕ SPECT ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ Σ ΗΛΙΑΔΗΣ ΝΕΥΡΟΧΕΙΡΟΥΡΓΟΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΠΑΤΡΑ

3 ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Θεόδωρος Μαραζιώτης : Επιβλέπων Αναπληρωτής Καθηγητής Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής, Καθηγητής Νευροχειρουργικής Πανεπιστημίου Πάτρας Παύλος Βασιλάκος : Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής, Αναπληρωτής Καθηγητής Πυρηνικής Ιατρικής Πανεπιστημίου Πάτρας Γεώργιος Νικηφορίδης : Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής, Καθηγητής Ιατρικής Φυσικής Πανεπιστημίου Πάτρας ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Θεόδωρος Μαραζιώτης : Επιβλέπων Αναπληρωτής Καθηγητής Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής, Καθηγητής Νευροχειρουργικής Πανεπιστημίου Πάτρας Παύλος Βασιλάκος : Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής, Αναπληρωτής Καθηγητής Πυρηνικής Ιατρικής Πανεπιστημίου Πάτρας Γεώργιος Νικηφορίδης : Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής, Καθηγητής Ιατρικής Φυσικής Πανεπιστημίου Πάτρας Ιωάννης Δημόπουλος : Μέλος Επταμελούς Εξεταστικής Επιτροπής, Καθηγητής Ακτινολογίας Πανεπιστημίου Πάτρας Θεόδωρος Παπαπετρόπουλος : Μέλος Επταμελούς Εξεταστικής Επιτροπής, Καθηγητής Νευρολογίας Πανεπιστημίου Πάτρας Θεόδωρος Πέτσας : Μέλος Επταμελούς Εξεταστικής Επιτροπής, Επίκουρος Καθηγητής Ακτινολογίας Πανεπιστημίου Πάτρας Δημήτριος Αποστολόπουλος : Μέλος Επταμελούς Εξεταστικής Επιτροπής, Επίκουρος Καθηγητής Πυρηνικής Ιατρικής Πανεπιστημίου Πάτρας

4 Στους γονείς μου Στην Ολυμπία

5 Με εκτίμηση στους δασκάλους μου Θεόδωρο Μαραζιώτη Παύλο Βασιλάκο Νικόλαο Παπαδάκη Φλεβική αποχέτευση ΜονοδιάστατΗ (global values) Δισδιάστατη Επίπεδη (Two-dimensional -Planar CBF)

6 Τρισδιάστατη Τομογραφική (Three-dimensional) CBF Τomography Αιματική εγκεφαλική ροή

7 Η γέννηση της Αθηνάς Παλλάδας (Michael Meier, Atlanta Fugiens, hoc est, Emblemata Nova de Secretis Naturae, Oppenheim, ) O πρώτος νευροχειρουργός στην ελληνική μυθολογία ήταν ο Ήφαιστος, ο θεός της φωτιάς και της χειρουργικής Ο ασθενής στον πίνακα αυτό είναι ο Δίας Από τη στιγμή που το να δίνεις ζωή ήταν το μόνο αληθινό στοιχείο θεϊκής φύσης στις αρχαίες πεποιθήσεις, οι πρώτοι άρρενες θεοί που διεκδικούσαν οποιοδήποτε στοιχείο θεϊκής φύσης, έπρεπε επίσης να διεκδικήσουν την ικανότητα να δίνουν ζωή Ελλείψει γυναικείου οργάνου γέννησης, πολλοί άρρενες θεοί σε διάφορες μυθολογίες προσπάθησαν να δώσουν γέννηση από διάφορα μέλη του σώματός τους Οι Aρχαίοι Έλληνες υποστήριζαν ότι ο νέος τους πατέρας, ο Δίας, έδωσε ζωή στην θεά Αθηνά από το κεφάλι του Η αληθινή μητέρα της Αθηνάς ήταν η Μέθη Μέθη σημαίνει γυναικεία φαντασία Ήταν πηγή της γυναικείας τέχνης του να γιατρεύει και το όνομά της είναι συνδεδεμένο με τη λέξη ιατρική Κατά τη μυθολογία ήταν η μητέρα της Αθηνάς και ενσωματώθηκε στην παράδοση του Δία υποστηρίζοντας ότι ο Δίας την άφησε έγκυο και μετά την κατάπιε, αφού η ίδια μεταμορφώθηκε σε μέλισσα έτσι ο τρόπος σκέψης της έγινε τμήμα του Δία Αυτός ο γυναικείος τρόπος σκέψης πρέπει να ήταν πολύ βαρύς για το κεφάλι του Δία, μιας και υπέφερε από δυνατούς πονοκεφάλους Ο Ερμής κάλεσε τον Ήφαιστο να εκτελέσει την πρώτη νευροχειρουργική επέμβαση στην Ελληνική Μυθολογία, με το να βοηθήσει το Δία να γεννήσει την Αθηνά μέσα από το κεφάλι του Στο φόντο είναι η Αφροδίτη με τον Άρη (θεό του πολέμου) Τα παιδιά τους ονομάζονται Αρμονία και τα δίδυμα, Φόβος (πανικός) και Δείμος (φόβος), ονόματα τα οποία, με ενδιαφέρον διαπιστώνουμε ότι σχετίζονται με την ψυχολογία κατά τις χειρουργικές επεμβάσεις

8 Πρόλογος ΠΡΟΛΟΓΟΣ H απεικόνιση PET, (positron emission tomography) υπάρχει εδώ και περισσότερα από χρόνια και έχει μια ενδιαφέρουσα ιστορία ανάπτυξης Εξαιτίας του υψηλού κόστους της, για μια μεγάλη χρονική περίοδο βρισκόταν στα χέρια μόνο πολύ λίγων ερευνητικών κέντρων Αυτά τα κέντρα έχουν εκτελέσει πολλαπλές και σύνθετες ποσοτικές αναλύσεις σε φυσιολογικούς εθελοντές και σε ασθενείς με διάφορες νοσολογικές καταστάσεις, χρησιμοποιώντας μια μεγάλη ποικιλία ραδιοϊσοτόπων Αυτές οι μελέτες έχουν ρίξει άπλετο φως στις βιοχημικές διαδικασίες, στην in vivo λειτουργία του εγκεφάλου και σε άλλες πλευρές της φυσιολογίας και της παθοφυσιολογίας του ανθρώπου Όμως τα ευρήματα συχνά έχουν μικρή κλινική εφαρμογή και η μεθοδολογία που έχει αναπτυχθεί είναι τόσο πολύπλοκη που κάνει την χρήση της μη εφαρμόσιμη στην καθημερινή κλινική μελέτη Έτσι, η κλινική εφαρμογή του PET βρισκόταν σε μη κλινική εφαρμογή για μεγάλο χρονικό διάστημα, με εξαίρεση περισσότερα από περίπου κλινικά κέντρα σε ολόκληρο τον κόσμο (πρόκειται για μεγάλα ακαδημαϊκά ιδρύματα με επαρκείς οικονομικούς πόρους που μπορούν να στηρίξουν την λειτουργία ενός ακριβού συστήματος PET, για καθαρά ερευνητικούς σκοπούς) Σε αντίθεση με το PET, το SPECT (single photon emission tomography) έχει μικρότερο κόστος λειτουργίας και μια πληθώρα κλινικών εμπειριών που συνεχώς εμπλουτίζονται, χαρακτηριστικά που το κάνουν πολύτιμο ερευνητικό και διαγνωστικό εργαλείο στην καθημερινή κλινική πράξη Σημαντικές πρόοδοι έχουν γίνει στην λειτουργική απεικόνιση του εγκεφάλου με την εισαγωγή της νέας απεικονιστικής τεχνολογίας του PET και ευρεία εφαρμογή των επαναστατικών γνώσεων έγινε δυνατή με την χρήση του SPECT Η χαρτογράφηση του εγκεφάλου με την απεικόνιση της εγκεφαλικής αιματικής ροής (regional Cerebral Blood Flow - rcbf) είναι μια πραγματικότητα Νέα ραδιοφάρμακα και καινούριος μηχανολογικός εξοπλισμός για την μελέτη του εγκεφαλικού παρεγχύματος έχουν εισαχθεί στην πυρηνική πρακτική και έρευνα Σαν αποτέλεσμα των νέων δεδομένων, έχει αναπτυχθεί ραγδαία η μελέτη της rcbf σε διάφορες παθολογικές εγκεφαλικές καταστάσεις

9 Επιπροσθέτως, μια πληθώρα ερευνών και αποτελεσμάτων εστιάζονται στην εισαγωγή της rcbf / SPECT μελέτης στην κλινική πράξη Αυτό έχει οδηγήσει σε νέες γνώσεις για το ρόλο της rcbf / SPECT ως αξιόπιστη μέθοδο στην εκτίμηση των ασθενών σε ένα ευρύ πεδίο της Νευρολογίας Νευροχειρουργικής - Ψυχιατρικής Ειδικότερα, η βιβλιογραφία είναι πλούσια με τις εφαρμογές του SPECT στα αγγειακά εγκεφαλικά επεισόδια, στο τραύμα στην ισχαιμία, στην επιληψία, στην Parkinson, στην κατά πλάκας σκλήρυνση, στην άνοια, στη νόσο του Alzheimer, στις κινητικές διαταραχές (πχ Huntington s disease), στην σχιζοφρένεια, στο AIDS, στην επίδραση μιας σειράς νευροτρόπων φαρμάκων στους εγκεφαλικούς νευρώνες Αν και υπάρχουν πολλές δυνατότητες και μεγάλες ευκολίες για την εκτέλεση του SPECT εγκεφάλου στην καθημέρα κλινική πράξη, αυτό στην πραγματικότητα δεν συμβαίνει Οι κλινικοί γιατροί απαιτούν μεγαλύτερο όγκο πληροφοριών για τη σχέση SPECT / νόσου Είναι λοιπόν αυτονόητο ότι περισσότερες κλινικές μελέτες απαιτούνται για να καθιερωθεί το rcbf / SPECT ως διαγνωστική μέθοδος κλινικά εφαρμόσιμη

10 Εισαγωγή ΕΙΣΑΓΩΓΗ «Πρέπει να υποθέσουμε ότι υπάρχει μια ευαίσθητη ρύθμιση, με την οποία η αιματική ροή ακολουθεί την εγκεφαλική δραστηριότητα Το αίμα πολύ πιθανώς κινείται τόσο γρήγορα σε κάθε περιοχή του εγκεφάλου όσο πιο δραστήρια γίνεται η περιοχή αυτή Αλλά γι αυτό εμείς δε γνωρίζουμε τίποτα» WILLIAM JAMES, 9 Η φυσιολογία του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ) έχει καλά περιγραφεί όσον αφορά τα υποσυστήματα, γενικά και ειδικά Γενικά: Σχετικά με το ενδοκρανιακό αγγειακό σύστημα, oι δυναμικές αλληλεπιδράσεις και αλλαγές (οξείες και χρόνιες) μεταξύ του εγκεφαλικού παρεγχύματος, της ενδοκράνιας πίεσης (intracranial pressure ICP), του εγκεφαλονωτιαίου υγρού χωροκατακτητικών μαζών έχουν αρχίσει και εκτεταμένα μελετηθεί και (ΕΝΥ) και περιγραφεί τα τελευταία χρόνια Ειδικά: Η λειτουργική χαρτογράφηση του παρεγχύματος (πχ φλοιϊκή, βασικών γαγγλίων, λευκής ουσίας, συνδετικών και συνδεσμικών ινών) που σχετίζεται με το τραύμα, τη λοίμωξη, τους όγκους και το αγγειακό σύστημα, έχουν αναλυθεί με τη χρήση του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος (ΗΕΓ) και τις σύγχρονες νευροαπεικονιστικές μεθόδους όπως PET, SPECT, MEG (Magneto encephalography), fmri (functional Magnetic Resonance Imaging) από το 9 Αυτές οι μελέτες έχουν δώσει νέα ώθηση στην κατανόηση και ερμηνεία των υποσυστημάτων (νευρωνικών, αγγειακών -rcbf, ενδοκρινολογικών, ανοσολογικών) του εγκεφάλου, σε σύγκριση με τις γνώσεις των προηγουμένων αιώνων Όμως δεν πρέπει να αγνοήσουμε τις πληροφορίες που έχουν αποκτηθεί τα τελευταία - χρόνια, από την εποχή του Ιπποκράτη Όσο εντυπωσιακές και αν είναι οι πρόσφατες ανακαλύψεις θα πρέπει να τοποθετηθούν στην κατάλληλη ιστορική προοπτική Οι νέες γνώσεις μας είναι σχετικές και σε πολλές περιπτώσεις χρήζουν περισσότερης μελέτης Η αυτόματη υπαραχνοειδής αιμορραγία (SAH) με τις λειτουργικές και ανατομικές επιδράσεις στο εγκεφαλικό παρέγχυμα είναι μια από τις νοσολογικές οντότητες που οι νέες απεικονιστικές μέθοδοι έχουν τύχει εκτεταμένης εφαρμογής SAH με το ίδιο μέγεθος,

11 Εισαγωγή εντόπιση, επέκταση, δεν προκαλούν τις ίδιες δυσλειτουργίες ή ελλείμματα -μόνιμα ή προσωρινά Υπάρχουν και άλλοι παράγοντες που επιδρούν σε αυτό άμεσα ή έμμεσα: Η δομική οργάνωση του ΚΝΣ δεν επιτρέπει επιβλαβείς παράγοντες να καταστρέψουν τους νευρώνες, τις ίνες της λευκής ουσίας, τις αγγειακές δομές ή το ανοσοποιητικό σύστημα Η θέση των κύριων λειτουργιών μέσα στο ΚΝΣ είναι γνωστή, όμως οι κυτταρικές ομάδες αυτών των περιοχών δεν είναι απομονωμένες από τις γύρω κυτταρικές ομάδες, από τα απομακρυσμένα συστήματα, από ολόκληρο τον εγκέφαλο, ή ακόμη και από το σώμα Τα υποσυστήματα του ΚΝΣ και κυρίως η rcbf, σχετίζoνται με ένα πολύπλοκο δικτυωτό σύστημα (network-like system) H ένταση των μηχανικών, χημικών, βιολογικών ερεθιστικών παραγόντων και η δυνατότητα ερεθισμού του υποσυστήματος είναι υπεύθυνα για την σοβαρότητα και τη διάρκεια της δυσλειτουργίας και των ελλειμμάτων (διάσχιση) Η πίεση του εγκεφαλικού παρεγχύματος (οίδημα, παρεκτόπιση, εγκολεασμός) ως ακτινολογικό εύρημα της συμβατικής τεχνολογίας δεν μπορεί να προβλέψει την κλινική συμπτωματολογία, αλλά κυρίως, δεν μπορεί να προβλέψει πότε η πίεση θα γίνει επικίνδυνη H αντιμετώπιση της υπαραχνοειδούς αιμορραγίας που βασίζεται στη φαρμακευτική υπερδυναμική θεραπεία (αυξημένος ενδοαγγειακός όγκος υγρών, ελεγχόμενη αυξημένη πίεση, αιμoαραίωση) και στη χρήση των αναστολέων Ca+ αρχίζει τα τελευταία χρόνια να εμπλουτίζεται με νέες χειρουργικές τεχνικές, όπως την αγγειοπλαστική και το by-pass Το SPECT-εγκεφάλου παρέχει επιπρόσθετες πληροφορίες όσον αφορά στη SAH από ότι οι μέχρι τώρα υπάρχουσες νευροαπεικονιστικές μέθοδοι; Μπορεί η μέτρηση της rcbf-spect και η έγκαιρη πρόβλεψη των αλλαγών της να τροποποιήσουν τη φαρμακευτική θεραπεία με την ελπίδα να επιτευχθούν αποτελέσματα ανώτερα από εκείνα που ανακοινώνονται μέχρι σήμερα στη διεθνή βιβλιογραφία; Πώς η διαφορετικότητα του χρόνου εμφάνισης του αγγειόσπασμου μπορεί να συσχετιστεί με τις δυσλειτουργίες του εγκεφάλου (ισχαιμία) και την πρόγνωση; Μπορεί ο χρόνος εμφάνισης του αγγειόσπασμου να προβλεφθεί με το SPECT; Γιατί μετράμε τις εφεδρείες της rcbf;

12 Εισαγωγή Μπορεί το 99mTc-ECD να αποτελέσει ένα αξιόπιστο ραδιοφάρμακο για τη μέτρηση της rcbf, συγκρινόμενο με ραδιοφάρμακα της ίδιας κατηγορίας; Tα ερωτήματα που τέθηκαν παραπάνω, των οποίων η απάντηση (μελέτη) γίνεται ολοένα και πιο επιτακτική στο κατώφλι του ερχομένου αιώνα, έδωσαν το ερέθισμα για να συνταχθεί το παρόν πόνημα Η γοητεία της πρόβλεψης του αγγειόσπασμου και η επίδρασή της στη θεραπευτική αντιμετώπιση και την πρόγνωση της νόσου, οδήγησαν την ερευνητική προσπάθεια στη μελέτη της εγκεφαλικής αιμάτωσης με 99m Tc-ECD της υπαραχνοειδούς αιμορραγίας με SPECT, που είναι ο τίτλος της παρούσας μελέτης Το Γενικό Μέρος της παρούσας μελέτης περιλαμβάνει μια σύντομη ιστορική αναδρομή της σχέσης της πυρηνικής ιατρικής και του rcbf, των ραδιοφαρμάκων γενικά και του 99mTcECD ειδικότερα, την περιγραφική παρουσίαση της ανατομίας και παθοφυσιολογίας του αιματοεγκεφαλικού φραγμού και της αγγειακής εγκεφαλικής αυτορρύθμισης, την εκτενή παρουσίαση της SAH και του αγγειόσπασμου (αίτια, παθοφυσιολογία, παθολογία, ταξινόμηση, κλινική εκδήλωση, αντιμετώπιση) Τέλος, γίνεται εισαγωγή στην ιατρική τεχνολογία του SPECT και τις εφαρμογές του στην Νευροχειρουργική γενικά και στην SAH ειδικότερα Στο Ειδικό Μέρος παρουσιάζονται το υλικό και η ανάλυση της μεθόδου, τα κλινικά, ακτινολογικά και σπινθηρογραφικά αποτελέσματα και η συζήτησή τους, καθώς επίσης η σύγκριση της μεθόδου με τις ήδη υπάρχουσες Τέλος αναφέρονται τα συμπεράσματα της μελέτης και ακολουθεί η περίληψη αυτής

13 Κεφάλαιο ΚΕΦΆΛΑΙΟ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ Πυρηνική ιατρική είναι η ειδικότητα που χρησιμοποιεί τις ιδιότητες του πυρήνα ραδιενεργών και σταθερών ισοτόπων για διαγνωστικούς (in vivo και in vitro), θεραπευτικούς και ερευνητικούς σκοπούς Χρησιμοποιεί τα χαρακτηριστικά των ατόμων της ύλης για τη διερεύνηση διαταραχών του μεταβολισμού, της φυσιολογίας, της παθοφυσιολογίας και της ανατομίας Χάρη στην τεχνολογική εξέλιξη τόσο στον τομέα των υπολογιστών (hardware, software) όσο και των ραδιοϊσοτόπων, η Πυρηνική Iατρική είναι σε θέση να αναγνωρίζει ανωμαλίες σε πολύ πρώιμα στάδια της νόσου, πολύ πριν παθολογικά ευρήματα εντοπιστούν από τις άλλες, κλασικές διαγνωστικές μεθόδους Αυτή η πρώιμη ανίχνευση των παθολογικών ευρημάτων επιτρέπει την έγκαιρη αντιμετώπιση της νόσου, οδηγώντας έτσι σε μια καλύτερη πρόγνωση Η Πυρηνική Iατρική έχει μια περίπλοκη και πολυπρόσωπη κληρονομιά Η καταγωγή της βρίσκεται σε πολλές επιστημονικές ανακαλύψεις, η σπουδαιότερη των οποίων είναι της ιονίζουσας ακτινοβολίας (x-rays) από τον ROENTGEN το Νοέμβριο του 9 Σε διάστημα ενός έτους, ακολούθησε η παρατήρηση του BECQUEREL ότι τα άλατα του ουρανίου εκπέμπουν φθορίζουσα ακτινοβολία (9) Ο ορισμός αυτής της ακτινοβολίας ως ραδιενέργεια προτάθηκε από τη MARIE CURIE το 9 Με την ανακάλυψη της τεχνητής ραδιενέργειας το 9 άνοιξε ο δρόμος για την παραγωγή μιας τεράστιας ποικιλίας από ραδιενεργές ουσίες Η πρώτη κλινική χρήση της τεχνητής ραδιενέργειας εφαρμόσθηκε το 9 για την θεραπεία ασθενούς με λευχαιμία στο πανεπιστήμιο Berkley της Καλιφόρνια Ορόσημο στην ιστορία της πυρηνικής ιατρικής είναι το 9 όταν το ραδιενεργό ιώδιο χρησιμοποιήθηκε για την θεραπεία ασθενούς με καρκίνο θυρεοειδούς Η ευρεία εφαρμογή στη κλινική πράξη άρχισε στην δεκαετία του 9, ενώ την επόμενη δεκαετία άρχισε η απεικόνιση των οργάνων του σώματος (σπλήνας, ήπαρ, εγκέφαλος, γαστρεντερικό, κλπ) ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ ΣΤΗΝ ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ

14 Κεφάλαιο 9: Henri Becquerel: παρατήρησε μια περίεργη ακτινοβολία από τα άλατα του ουρανίου 9: Marie Curie: ονόμασε την περίεργη ακτινοβολία ραδιενέργεια 9: Frederick Proescher: δημοσίευσε την πρώτη μελέτη ενδοφλέβιας χορήγησης ραδίου για την θεραπεία διαφόρων ασθενειών 9: John H Lawrence: χρησιμοποίησε για πρώτη φορά ραδιοφάρμακο (P) για την αντιμετώπιση λευχαιμίας 99: Emilio Segre και Glenn Seaborg: ανακάλυψαν τo Tεχνήτιο-99m (99mTc) 9: Ίδρυμα Rockefeller: χρηματοδότησε την κατασκευή του πρώτου κυκλοτρονίου για την παραγωγή βιοϊατρικών ραδιοϊσοτόπων 9: The US Food and Drug Administration (FDA) -οργανισμός τροφίμων και φαρμάκων: ενέκρινε τη χρήση Ι- για την αντιμετώπιση ασθενών με όγκους θυρεοειδούς Ήταν η πρώτη άδεια χρήσης ραδιοφαρμάκου στην κλινική πράξη 9: David Kuhl: εισήγαγε την μέθοδο ανακατασκευής για την τομογραφία εκπομπής Αυτή η μέθοδος αργότερα έγινε γνωστή ως SPECT και PET H ίδια μέθοδος αργότερα επεκτάθηκε στην ακτινολογία με την εφαρμογή της υπολογιστικής αξονικής τομογραφίας (CT- scanning) 9: H William Stauss: εισήγαγε το stress test για το scanning του μυοκαρδίου 9: John Keyes: ανέπτυξε για πρώτη φορά τις γενικές αρχές της single photon emission computer tomography (SPECT) κάμερας 9: C Jaszczak: ανέπτυξε την πρώτη SPECT κάμερα για τη μελέτη της κεφαλής 9: JPMach: χρησιμοποίησε ραδιοσημασμένα αντισώματα για την απεικόνιση όγκων 99: FDA: έδωσε την άδεια για τη χρήση των ραδιοσημασμένων αντισωμάτων στην απεικόνιση χωροεξεργασιών του ανθρωπίνου σώματος ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ ΚΑΙ SPE(C)T Η ανάπτυξη της τομογραφίας τόσο στην ακτινολογία όσο και στην Πυρηνική Iατρική έχει

15 Κεφάλαιο μελετηθεί με λεπτομέρεια από τον Steve Webb, Η τομογραφία γνώρισε μεγάλη πρόοδο στη δεκαετία του μετά από τις πρωτοποριακές εργασίες των Kuhl και Edwards9 Η πρώτη αναφορά των υπολογιστών στην μελέτη της εκπομπής απλής δέσμης φωτονίων έγινε από τους Muehllehner και Wetzel το9 Έτσι μπήκε το C στο SPET Η εισαγωγή του SPECT για την μέτρηση της CBF έγινε το 9 από τους Kuhl και Εdwards9 ΣΠΙΝΘΗΡΟΓΡΑΦΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΜΕ SPECT Η γνώση της τομογραφικής μελέτης στην Πυρηνική Ιατρική προηγήθηκε της υπολογιστικής τομογραφίας (CT), τόσο όσον αφορά στην χρήση των απλών φωτονίων, όσο και στη χρήση ποζιτρονίων Υπάρχουν πολλές σύγχρονες μέθοδοι με τις οποίες μπορούμε να μετρήσουμε τις λειτουργικές αλλαγές του εγκεφάλου Μερικές μετρούν άμεσα την λειτουργία των νευρώνων εκτιμώντας την ηλεκτρική δραστηριότητά τους ενώ άλλες μετρούν τις δευτερογενείς αλλαγές που συμβαίνουν λόγω αυτής της δραστηριότητας των νευρώνων Το SPECT βασίζεται στη μέτρηση της αλλαγής της εγκεφαλικής αιματικής ροής (CBF) και του εγκεφαλικού αιματικού όγκου (CBV) που συμβαίνουν δευτερογενώς, ως αποτέλεσμα της λειτουργίας των νευρώνων Χάρη στα πλεονεκτήματα που προσφέρει, το SPECT έχει αρχίσει να καθιερώνεται ως μέθοδος εκλογής στη κλινική πράξη για την μελέτη δυναμικών αλλαγών που συμβαίνουν τόσο στο φυσιολογικό όσο και στο παθολογικό εγκεφαλικό παρέγχυμα Η ποσοτική υπολογιστική τομογραφία εκπομπής απλής δέσμης φωτονίων (Q-SPECT) συγκεντρώνει τα πλεονεκτήματα του τομογραφικού ελέγχου και της ποσοτικοποίησης των αποτελεσμάτων IΑΤΡΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) Οι συσκευές που χρησιμοποιούνται σήμερα για την μελέτη του SPECT διακρίνονται σε

16 Κεφάλαιο δυο κατηγορίες: i σε επιμήκεις (Non-Camera-Based System), που περιστρέφονται γύρω από τον ασθενή και λαμβάνουν πληροφορίες από μια μόνο τομή, και i σε εγκάρσιες (Gamma Camera-Base System), που περιστρέφονται γύρω από τον ασθενή και έχουν την δυνατότητα να λαμβάνουν πληροφορίες από διαφορετικές τομές, οι οποίες στην συνέχεια ανασυστώνται Οι τελευταίες έχουν επικρατήσει και σε αυτές θα αναφερθούμε (εικ ) Εικ : Μονάδα σπινθηρογραφικής μελέτης με Q - SPECT Η τομογραφική μελέτη συγκρινόμενη με το στατικό ολόσωμο σπινθηρογράφημα (planar), παρουσιάζει τα εξής πλεονεκτήματα: Αντίληψη χώρου (spatial perception), στον οποίο βρίσκεται η περιοχή μελέτης Διάκριση του χώρου (spatial resolution) Ως διάκριση χώρου ορίζεται η ικανότητα του συστήματος να αναγνωρίζει / καταγράφει δυο αντικείμενα-σημεία ως ξεχωριστά, τα οποία είναι τοποθετημένα το ένα πολύ κοντά στο άλλο στο χώρο Η παράμετρος αυτή αν και εξαρτάται από την απόσταση της κάμερας από την πηγή (ασθενής), η οποία είναι γενικά μεγαλύτερη από ότι στη στατική μελέτη, εν τούτοις, με την τεχνική συνεχούς περιστροφής της κάμερας γύρω από τον ασθενή είναι αισθητά βελτιωμένη λόγω ανώτερης στατιστικής Οι εικόνες που αποκτούμε με το SPECT είναι καλύτερης ποιότητας Χρησιμοποιώντας σύγχρονη τεχνολογία όπως κατάλληλη κάμερα (cut off camera) και κατάλληλους κατευθυντήρες (slant hole collimators), η ποιότητα αυτή μπορεί να μεγιστοποιηθεί για την παραγωγή βιοϊατρικών ραδιοφαρμάκων (biomedical) Στο πανεπιστήμιο Washington στο St Louis το 9 οι Samuel Μ Seidlin, Leo D Marinelli και Eleanor Oshry θεράπευσαν ασθενή με καρκίνο θυρεοειδούς με ιώδιο- Ανάλυση χρόνου (temporal resolution), όπως ορίζεται η ικανότητα του συστήματος να καταγράφει δυο διαφορετικά γεγονότα που λαμβάνουν χώρα σε μικρό χρονικό διάστημα Το συμβατικό σπινθηρογράφημα δεν έχει καμία τέτοια δυνατότητα Το SPECT ως λειτουργική απεικονιστική έχει την ικανότητα αυτή Υπάρχουν ακόμη τρία θεωρητικά πλεονεκτήματα του SPECT έναντι του στατικού σπινθηρογραφήματος:

17 Κεφάλαιο Οι πληροφορίες θέσης είναι τρισδιάστατες αν και δίνονται σαν δισδιάστατες εικόνες, κάθε μια με διαφορετική θέση στην τρίτη διάσταση Αυτό επιτρέπει να γίνονται ακριβείς μετρήσεις όσον αφορά το μήκος και τον όγκο σε μια ευρεία κλίμακα μεγεθών του αντικειμένου που περιορίζεται μόνο από τις κατώτερες θέσεις από την ανάλυση του συστήματος (Kan & Hopkins 99, Kuhl et al 9, Sharpio et al 9) Κλινικά οι πληροφορίες που λαμβάνονται από τις ανωτέρω θέσεις επίσης επιτρέπουν τον καλύτερο εντοπισμό των βλαβών -για παράδειγμα αν είναι στο κρανίο ή στον εγκέφαλοσυγκριτηκά ότι στις παραδοσιακές μεθόδους Στις συμβατικές μεθόδους η ανάλυση είναι δισδιάστατη χωρίς να δίνονται πληροφορίες για τις εν τω βάθει δομές του εγκεφάλου Στις συμβατικές μεθόδους κάθε εικόνα σχηματίζεται από το σύνολο των κρούσεων από όλο το βάθος, οδηγώντας έτσι σε ελάττωση της αντίθεσης της εικόνας, το οποίο γίνεται πιο έντονο όσο πιο μικρό είναι το αντικείμενο Στο SPECT, με την απάλειψη πληροφοριών από τους υπερκείμενους και υποκείμενους ιστούς βελτιώνεται ο λόγος στόχος / μη στόχος (target / non target areas), βελτιώνοντας κατά συνέπεια την αντίθεση (contrast) της εικόνας Το σύστημα όχι μόνο απεικονίζει τις δομές, αλλά και τις ξεχωρίζει μεταξύ τους ως πηγές κρούσεων (κρούσεις / sec) Tεχνικές ραδιοϊσοτόπων ανιχνεύουν μια φυσιολογική οδό, η οποία συχνά σχετίζεται όχι μόνο με την κατανομή του ραδιοφαρμάκου στο χώρο αλλά και με την απόλυτη απορρόφησή του Το SPECT θα έπρεπε να προσφέρει την δυνατότητα να ποσοτικοποιεί εύκολα το ραδιοφάρμακο σε οποιοδήποτε σημείο οποιουδήποτε αντικειμένου Προς το παρόν αυτό έχει δοκιμασθεί σε λίγες εξειδικευμένες περιπτώσεις, το σύστημα απαιτεί ακόμα ρύθμιση με ένα πραγματικό phantom (πρότυπο) (Mackey & Μarshall 9, Ell et al 9), ΤΕΧΝΙΚΗ ΑΠΟΚΤΗΣΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Για να σχηματισθεί μια εικόνα θα πρέπει να συλλεχθούν πληροφορίες από έναν αριθμό διαφορετικών γωνιών (προβολών) γύρω από το αντικείμενο (ασθενή) Ο αριθμός των προβολών που απαιτούνται εξαρτάται από την πληροφορία που περιέχεται στην κάθε προβολή ξεχωριστά αλλά και από την επιθυμητή ποιότητα της εικόνας Η ποιότητα της

18 Κεφάλαιο εικόνας βελτιώνεται ελαττώνοντας την απόσταση μεταξύ του ανιχνευτή (κάμερας) και του αντικειμένου (ασθενή) Στη μελέτη του εγκεφάλου η κάμερα δεν μπορεί να πλησιάσει το αντικείμενο γιατί εμποδίζεται από άλλα τμήματα του σώματος, πχ ώμους Για να αποκτηθούν δεδομένα χωρίς αλληλοπροβολές χρησιμοποιούνται κατάλληλες κάμερες, ειδικοί κατευθυντήρες Η κεφαλή της κάμερας πρέπει να περιστρέφεται γύρω από τον ασθενή κατά έναν προκαθορισμένο και επαναλήψιμο τρόπο (κυκλικό η ελλειπτικό) Ο απλούστερος τρόπος είναι να αφήνεται η κεφαλή να περιστρέφεται γύρω από τον άρρωστο, με στόχο να συμπληρώσει έναν πλήρη κύκλο ο (Σχήμα ) Κατά την περιστροφή της η κεφαλή σταματά σε προκαθορισμένα σημεία, λαμβάνει μια στατική απεικόνιση (planar) και συνεχίζει μέχρι την επόμενη προκαθορισμένη στάση της, όπου επίσης λαμβάνει μια στατική απεικόνιση Κατά τον τρόπο αυτό, λαμβάνονται πολλές στατικές απεικονίσεις, υπό διαφορετικές γωνίες, οι οποίες στη συνέχεια θα υποστούν τρισδιάστατη ανασύσταση Η τεχνική αυτή, που ονομάζεται βήμα και βολή ( step and shoot ), συνήθως αφορά στη λήψη στατικών απεικονίσεων ανά διαστήματα o μέχρι τη συμπλήρωση περιστροφής o Σχήμα : Σχεδιάγραμμα της περιστροφικής κίνησης της κεφαλής γύρω από τον ασθενή, μέχρι να συμπληρωθούν ο περιστροφής (στην προκειμένη περίπτωση) Επίσης χρησιμοποιείται η τεχνική της συνεχούς κίνησης της ανιχνευτικής κεφαλής μέχρι τη συμπλήρωση κύκλου o, με τη λήψη δεδομένων ανά προκαθορισμένα σημεία (τεχνική συνεχούς κύκλου - slip ring) Ως παράδειγμα, στην περίπτωση που χρησιμοποιείται μια κάμερα με δυο κεφαλές που κάνουν περιστροφή o, παίρνονται λήψεις ανά o, ο συνολικός δε αριθμός των λήψεων που λαμβάνονται ανά περιστροφή είναι x

19 Κεφάλαιο 9 Για να βελτιώσουμε την ευαισθησία του συστήματος και να μειώσουμε έτσι το χρόνο που απαιτείται για την παραγωγή εικόνας καλής ποιότητας, ο αριθμός των κεφαλών της κάμερας μπορεί να αυξηθεί Συστήματα που χρησιμοποιούνται σήμερα είναι δυο κεφαλών και σε μερικές περιπτώσεις τριών κεφαλών Τα συστήματα τεσσάρων κεφαλών φαινομενικά θα μπορούσαν να αυξήσουν ακόμη πιο πολύ την ευαισθησία του συστήματος, όμως λόγω του μεγάλου φυσικού μεγέθους των ανιχνευτών (μέχρι σήμερα), τα συστήματα τριών και τεσσάρων κεφαλών δε μπορούν να πλησιάσουν το κεφάλι όσο θα ήταν επιθυμητό Όπως είναι αυτονόητο, η όλη τεχνική συνίσταται στη λήψη κατά το δυνατόν περισσότερων δεδομένων -στατικών προβολών- υπό διαφορετικές γωνίες, ώστε να είναι ανώτερη η στατιστική λήψης των σπινθηρογραφικών μελετών (η ανασύσταση να βασίζεται σε περισσότερα μαθηματικά στοιχεία) Επίσης αυτό θα πρέπει να γίνεται σε σύντομο χρονικό διάστημα (- sec / λήψη), ώστε να μην προκαλείται δυσφορία στον εξεταζόμενο και με την μικρότερη δυνατή χορηγούμενη δόση ακτινοβολίας (να επιτυγχάνεται μια λειτουργική ισορροπία μεταξύ της διακριτής ευχέρειας της κάμερας, της στατιστικής ανάλυσης των δεδομένων και της ασφάλειας του ασθενούς) Στη στατιστική της απόκτησης δεδομένων, όπως είναι φυσικό, παίζει σημαντικό ρόλο το κέντρο περιστροφής της κεφαλής (Center of rotation -COR), το οποίο υπολογίζεται με σύνθετες μαθηματικές μεθόδους και ελέγχεται σε τακτά χρονικά διαστήματα, ώστε να ρυθμίζεται η σπινθηρογραφική μελέτη, ενώ χρησιμοποιείται και το σύστημα της αυτόματης ενεργούς παρακολούθησης του περιγράμματος του σώματος (on line body contouring), για τη βελτίωση της επικέντρωσης του άξονα περιστροφής Όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, ιδιαίτερης σημασίας είναι και ο χρησιμοποιούμενος κατευθυντήρας (collimator), ο οποίος αποτρέπει την πρόσκρουση και καταγραφή από την κάμερα των φωτονίων εκείνων που δεν ταξιδεύουν με την ίδια ταχύτητα της κεφαλής (μειώνοντας την καταγραφή παράσιτων και αυξάνοντας τη στατιστική ακρίβεια) Άλλα σημεία, που έχουν σημασία για την απόκτηση των δεδομένων είναι: το μέγεθος της μήτρας (matrix), που ορίζεται με ανώτερο όριο το x το μέγεθος της ψηφίδας (voxel), που σχετίζεται ευθέως με τη διακριτική ευκρίνεια του SPECT (έχει κατέλθει στο επίπεδο των mm) ο αριθμός των γωνιών λήψης (συνήθης τεχνική είναι η λήψη ανά ο περιστροφής) και η χρονική διάρκεια λήψης ανά περιστροφή, που αντανακλά στο συνολικό χρόνο της

20 Κεφάλαιο εξέτασης (περίπου ως λεπτά) ΤΕΧΝΙΚΉ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΊΑΣ ΔΕΔΟΜΈΝΩΝ (DATA PROCESSING) Η τεχνική ανάλυσης και τρισδιάστατης ανασύστασης των δεδομένων περιλαμβάνει: το σχηματισμό χαρακτηριστικών κρούσης ανά ψηφίδα (count profiles per voxel) τη χρήση ειδικών φίλτρων ανάλογα με τον ιστό μελέτης (πχ για τον εγκέφαλo) την τεχνολογία της φιλτραρισμένης οπίσθιας προβολής (filtered back projection) τη χρήση μαθηματικών τύπων επεξεργασίας των δεδομένων (ανάλυση κατά Fourier) την επανάληψη όλων των σταδίων για τις επόμενες προβολές που έχουν ληφθεί υπό διαφορετική γωνία, μέχρι την μεταβίβαση όλων των στοιχείων στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) για την τελική ανασύσταση, η οποία δίνει τομές και κατά τις τρεις προβολές (μετωπιαία, εγκάρσια, οβελιαία) (Εικόνα ) Εικόνα : Απεικονιστικές τομές

21 Κεφάλαιο ΤΕΧΝΙΚΉ ΠΟΣΟΤΙΚΉΣ ΑΝΆΛΥΣΗΣ ΔΕΔΟΜΈΝΩΝ Η ποσοτική ανάλυση των δεδομένων γίνεται και στις τρεις προβολές, με το σχεδιασμό περιοχών ενδιαφέροντος (Regional of interest) Τα αποτελέσματα αφορούν στη γεωμετρία του ROI, το μέγεθος και τις συντεταγμένες του, το συνολικό αριθμό των κρούσεων και το μέσο αριθμό κρούσεων που έχουν μετρηθεί στο συγκεκριμένο ROI Δείγματα από διαφορετικές περιοχές του φλοιού και της παρεγκεφαλίδας αποκτήθηκαν για τουλάχιστον τρεις συνεχόμενες τομές Για κάθε εικόνα, δυο, τρία ή περισσότερα δείγματα συλλέγονται από κάθε περιοχή και από κάθε πλευρά Αυτά τα δείγματα από κάθε πλευρά της παρεγκεφαλίδας ποσοτικοποιούνται κατά μέσο όρο και η μέθοδος επαναλαμβάνεται για διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου Η δραστική αναλογία μεταξύ του φλοιού (μέσος όρος κρούσεων ανά voxel) και του παρεγκεφαλιδικού ημισφαιρίου με το μεγαλύτερο αριθμό κρούσεων ανά voxel εκτιμάται Η παρεγκεφαλίδα συχνά χρησιμοποιείται σ αυτές τις μελέτες ως δομή αναφοράς Όμως μπορούν να χρησιμοποιηθούν και άλλες περιοχές του εγκεφάλου ως περιοχές αναφοράς, όπως για παράδειγμα ο ινιακός λοβός και τα βασικά γάγγλια Περισσότερα στοιχεία θα παρουσιαστούν πιο αναλυτικά στο Ειδικό Μέρος IΣΤΟΙ ΚΑI ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Υπάρχει η γενική άποψη ότι κάθε μορφή ακτινοβολίας προκαλεί βλάβες στους ιστούς, έτσι και οι απεικονιστικές μέθοδοι που εκπέμπoυν ακτινοβολία σχετίζονται με ένα μικρό κίνδυνο βλάβης των ιστών, To 99 το The Health Physics Society ( 99) απέδειξε ότι ενώ υπάρχει ισχυρή και αποδεκτή σχέση μεταξύ ιστικής βλάβης και υψηλής δόσης ακτινοβολίας, δεν υπάρχει κίνδυνος όταν η δόση της ακτινοβολίας είναι μικρότερη από rem, τόσο για τους ενήλικες όσο και για τα παιδιά H δόση ακτινοβολίας που λαμβάνει όλο το σώμα στη μελέτη του εγκεφάλου με την τεχνική του SPECT είναι περίπου, rem Παρά τα μεγάλα τεχνολογικά επιτεύγματα, δεν υπάρχει εφησυχασμός στην πυρηνική επιστημονική κοινότητα Συνεχώς νέες προτάσεις βελτίωσης των σπινθηρογραφικών μελετών με SPECT διατυπώνονται, για τις οποίες ο αναγνώστης παραπέμπεται σε πιο εξειδικευμένη βιβλιογραφία 9,,, ΚΛΙΝΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΣΠΙΝΘΗΡΟΓΡΑΦΙΚΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΜΕ

22 Κεφάλαιο SPECT H πυρηνική ιατρική γενικά, είναι μια ασφαλής, ανώδυνη, μη επεμβατική και αποδοτική (χωρίς μεγάλο κόστος) εφαρμογή σε μια σειρά από νοσολογικές οντότητες, συλλέγοντας πληροφορίες που αλλιώς θα απαιτούσαν πιο σύνθετες, πιο ακριβείς και με μεγαλύτερο κίνδυνο επιπλοκών διαγνωστικές μεθόδους Το SPECT ειδικότερα, λόγω μιας σειράς πλεονεκτημάτων που έχει ως διαγνωστική μέθοδος με μεγάλη ραδιοσημασμένων διακριτική ουσιών, ικανότητα, στατιστική τρισδιάστατη ακρίβεια στην απεικόνιση ποσοτική διαφόρων έκφραση των αποτελεσμάτων και επομένως ακριβής δυναμικής απεικόνισης των μελετούμενων συστημάτων, έχει βρει εφαρμογή σε πολλούς τομείς της Ιατρικής Ενδεικτικά αναφέρονται οι εφαρμογές στη Νευρολογία, Νευροχειρουργική, Ψυχιατρική, Ορθοπεδική, Ογκολογία, Νεφρολογία, Καρδιολογία, Πνευμονολογία, Ενδοκρινολογία ΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΑ Η ανάπτυξη των ραδιοφαρμάκων για την λειτουργική απεικόνιση του εγκεφάλου με το SPECT έχει γνωρίσει μεγάλη εξέλιξη τα τελευταία χρόνια Η μέτρηση της rcbf και του rcbv μπορεί να πραγματοποιηθεί με τη χρήση των Ι-iodoamphetamine, 99m Tc-HMPAO, 99m Tc-ECD Νέα ραδιοφάρμακα Ι σχεδιάστηκαν για να μετρήσουν τους υποδοχείς των νευροδιαβιβαστών στο ΚΝΣ Καθορίζοντας τις αλλαγές συγκεκριμένων υποδοχέων (D, D της ντοπαμίνης - σεροτονίνης - μουσκαρινικούς - βενζοδιαζεπίνης) μπορούμε να μελετήσουμε την παθοφυσιολογία πολλών νευρολογικών και ψυχιατρικών νόσων Tα ραδιοφάρμακα που χρησιμοποιούνται για την σπινθηρογραφική μελέτη-απεικόνιση του εγκεφάλου χωρίζονται σε δυο κατηγορίες,, (Πίνακας ) ΡΑΔΙΟΦΆΡΜΑΚΑ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΈΤΗ ΤΥΠΙΚΟΎ ΑΙΜΑΤΟΕΓΚΕΦΑΛΙΚΟΎ ΦΡΑΓΜΟΎ Τα ραδιοφάρμακα της κατηγορίας αυτής δεν περνούν τον φυσιολογικό αιματοεγκεφαλικού φραγμό Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα της κατηγορίας αυτής είναι: ) 99m Tc-pertechnetate, ) 99m Tc-diethylenetriamine pentaacetic acid (DTPA), ) 99m Tc- glucoheptonate (GHA) και τα τρία δίνουν παρόμοιες εικόνες στην ίδια δόση αλλά διαφέρουν στο χρόνο λήψης καλύτερης απεικόνισης (optimum imaging time), ) TI-thallium chloride έχει αποδειχθεί πολύ χρήσιμο στη μελέτη των εγκεφαλικών μεταστάσεων και στη διαφοροδιάγνωση της υποτροπής των όγκων από την μετακτινική νέκρωση, ) Ga-gallium

23 Κεφάλαιο citrate έχει χρησιμοποιηθεί εκλεκτικά για τον εντοπισμό εγκεφαλικών αλλοιώσεων που οφείλονται σε φλεγμονές και σε όγκους και ) 99m Tc-phosphonate (MDP, HDP) Ενδείξεις: Εξέταση ασθενών με υποτιθέμενο πρωτοπαθή ή μεταστατικό καρκίνο Εκτίμηση σε εγκεφαλικό αγγειακό επεισόδιο (CVD) Εκτίμηση και παρακολούθηση εγκεφαλικών λοιμώξεων Εκτίμηση ασθενών με τραύμα (πχ υποσκληρίδιο αιμάτωμα) Εκτίμηση ασθενών με αρτηριοφλεβώδη δυσπλασία (AVM) Παρακολούθηση νευροχειρουργικών ασθενών που υποβλήθηκαν σε χειρουργική επέμβαση, ακτινοβολία και χημειοθεραπεία για εγκεφαλικές αλλοιώσεις Εκτίμηση ενδοεγκεφαλικών αλλοιώσεων (πχ AIDS, νόσοι κολλαγόνου, σκλήρυνση κατά πλάκας) ΡΑΔΙΟΦΆΡΜΑΚΑ ΓΙΑ ΤΗ ΜΕΛΈΤΗ ΤΗΣ ΕΓΚΕΦΑΛΙΚΉΣ ΔΙΉΘΗΣΗΣ Τα ραδιοφάρμακα της κατηγορίας αυτής φυσιολογικά περνούν τον άθικτο αιματοεγκεφαλικό φραγμό και διανέμονται διάχυτα στον εγκεφαλικό φλοιό, ανάλογα με την τοπική αιματική ροή (rcbf) (Πίνακας ) Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα της κατηγορίας αυτής είναι: ) Xenon, ) I-iodoamphetamine (IMP) και το ανάλογο I-HIPDM, ) 99m Tc- HMPAO και ) 99mTc-ECD Ενδείξεις: Εκτίμηση των αγγειακών εγκεφαλικών νόσων (πχ έμφρακτο, αιμορραγία, παροδικά αγγειακά εγκεφαλικά επεισόδια) Εκτίμηση νευροψυχιατρικών διαταραχών, συμπεριλαμβανομένης και της άνοιας Εκτίμηση της κρανιοεγκεφαλικής κάκωσης (οξύ και χρόνιο στάδιο) Διερεύνηση των γνωστικών εγκεφαλικών λειτουργιών Ραδιοφάρμακα Ενέργεια (kev) Χρόνος ημιζωής Συνήθης Χρόνος δόση απεικόνισης Σχόλια

24 Κεφάλαιο 99m Tc-pertechnetate Tc-DTPA 99m Tc GHA hr 99m πρόσληψη 99m Tc-red cells(in vivo) 99m Tc-MDP,HDP hr hr hr hr Ga-citrate 9,, 9 hr -, hr TI-chloride BBB penetrate Xe (gas) I-IMP 99m Tc-HMPAO 99m Tc-ECD 9 - mci (- MBq) - mci (- MBq) - mci (- MBq) - mci (- MBq) - mci (- MBq) - mci (- MBq) - mci (- MBq) hr,- mci (,- MBq), hr - mci (- MBq) hr mci ( MBq) hr mci ( MBq) - hr,- hr KClO, ατροπίνη Γρήγορη - hr ----,- hr Blood pool - hr Έμφρακτα - hr Φλεγμονές Άμεσα Μεταστάσεις Άμεσα rcbf,- hr rcbf,- hr - hr rcbf rcbf Πίνακας : Ραδιοφάρμακα για τη σπινθηρογραφική μελέτη του εγκεφάλου ΓΕΝΙΚΆ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΩΝ Τα πρωταρχικά χαρακτηριστικά ενός ραδιοφαρμάκου θα πρέπει να είναι: α) η ικανότητα του μορίου να περνά ελεύθερα τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και β) να διαχέεται ανάλογα με την rcbf Το μόριο που πληροί τις δυο αυτές προϋποθέσεις χαρακτηρίζεται ως χημικό μικροσφαιρίδιο o Χαρακτηριστικό Υπάρχουν δύο μηχανισμοί για τη μεταφορά ουσιών δια μέσου του εγκεφαλικού φραγμού (ο οποίος εξ ορισμού δρα σαν φραγμός στην ελεύθερη μεταφορά ουσιών από το αίμα στον εγκέφαλο) Αυτοί είναι : ) η ενεργητική δια μέσου της κυτταρικής μεμβράνης μεταφορά και ) η παθητική διάχυση Ο πρώτος μηχανισμός εξαρτάται από την ικανότητα της κυτταρικής μεμβράνης να αναγνωρίζει τις επιθυμητές ουσίες, να τις δεσμεύει και να τις μεταφέρει ενεργά με πρωτεϊνικούς μεταφορείς Ο δεύτερος μηχανισμός σχετίζεται με τη δομή των ραδιοφαρμάκων και τις φυσικοχημικές ιδιότητές τους, το μοριακό μέγεθος, το μοριακό βάρος, το ηλεκτρικό φορτίο, τη λιποδιαλυτότητα τους Η πρόσληψη των ραδιοφαρμάκων στον εγκέφαλο μπορεί να επηρεασθεί από αυτές τις παραμέτρους

25 Κεφάλαιο Πολλές μελέτες έχουν δημοσιευτεί δείχνοντας την άμεση σχέση της απελευθέρωσης (extraction) των ραδιοφαρμάκων στον εγκέφαλο, της λιποδιαλυτότητας, των μοριακών χαρακτηριστικών τους και των πρωτεϊνικών συνδέσεων9 o Χαρακτηριστικό Tα ραδιοφάρμακα που πληρούν το δεύτερο χαρακτηριστικό θα πρέπει να έχουν υψηλή αρχική πρόσληψη (first pass extraction), υψηλή / παρατεταμένη κατακράτηση-παγίδευση (prolong trapped) στον εγκέφαλο, να μη μεταβολίζονται και να έχουν χαμηλή επανακατανομή (redistribution) μεταξύ φαιάς και λευκής ουσίας (remain fixed-no change in regional distribution) για χρονικό διάστημα - λεπτών, ικανό για την απόκτηση επαρκών δεδομένων με το SPECT,, Η αρχική πρόσληψη (first pass extraction) στις διάφορες περιοχές του εγκεφάλου αντανακλά την rcbf Όμως λόγω της διαφορετικής κάθαρσης (washout) από τις διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου, οι εικόνες που αποκτήθηκαν αργότερα μπορεί να μην είναι ίδιες με αυτές που αποκτήθηκαν στην αρχή Σε αυτήν την αρχή έγκειται η σπουδαιότητα της υψηλής αρχικής πρόσληψης Παγίδευση (trapping)-κατακράτηση (retention): Όταν το ραδιοφάρμακο περνά ελεύθερα τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό προς τον εγκέφαλο θα μπορούσε επίσης ελεύθερα να ξαναμπεί στην συστηματική κυκλοφορία (back wash), κάνοντάς το μη ανιχνεύσιμο από τη γκάμερα στο εγκεφαλικό παρέγχυμα Όμως υπάρχουν τουλάχιστον τέσσερις διαφορετικοί μηχανισμοί παγίδευσης (trapping) και συνεπώς κατακράτησής τους (retention) μέσα στον εγκέφαλο Οι μηχανισμοί αυτοί είναι διαφορετικοί για κάθε ένα από αυτά και βασίζονται στις χημικές και βιοχημικές του ιδιότητες Αυτοί είναι: α) μερικός μεταβολισμός πχ ECD, β) ειδικές συνδέσεις, γ) μη ειδικές συνδέσεις και δ) μεταβολή του ph O χαμηλός ή μηδενικός βαθμός μεταβολισμού καθώς επίσης και ο χαμηλός βαθμός επανακατανομής του ραδιοφαρμάκου μεταξύ της φαιάς και της λευκής ουσίας κάνουν πιο ισχυρή τη σχέση αρχικής πρόσληψης του ραδιοφαρμάκου με την rcbf και rcbv H κάθαρση του ραδιοφαρμάκου (clearance) θα πρέπει να είναι γρήγορη γιατί στην αντίθετη περίπτωση επηρεάζει (αυξάνει) την επανακατανομή στο εγκεφαλικό παρέγχυμα και ελαττώνει την ποιότητα της εικόνας Δεν δείχνει με σαφήνεια τα όρια της ισχαιμίας Άλλα χαρακτηριστικά ενός ιδανικού ραδιοφαρμάκου είναι: Η κάθαρση (washout) από το εγκεφαλικό παρέγχυμα πρέπει να είναι αργή

26 Κεφάλαιο Το ραδιοφάρμακο που χρησιμοποιείται θα πρέπει να είναι πάντα διαθέσιμο και τα φυσικά του χαρακτηριστικά να είναι κατάλληλα για να δώσουν υψηλής ανάλυσης απεικόνιση (gamma imaging) To μόριο θα πρέπει να έχει γρήγορη, εύκολη και ασφαλή χρήση Χαμηλή ακτινοβολία στον ασθενή Χαμηλή ή καθόλου πρόσληψη από τους εξωεγκεφαλικούς ιστούς (artifacts που προκαλούνται από την αποθήκευση του ραδιοφαρμάκου σε εξωεγκεφαλικούς ιστούς πχ ρινοφάρυγγα, σιελογόνους αδένες) Χαμηλό κόστος ΕΙΔΙΚΆ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΩΝ Παρακάτω δίνονται μερικά χαρακτηριστικά στοιχεία των πιο σημαντικών και ευρέως χρησιμοποιούμενων ραδιοφαρμάκων Α) Xenon- (Diffusible Tracers) Το Χenon είναι ένα αδρανές αέριο που όταν χορηγηθεί ενδοφλέβια ή όταν εισπνευσθεί μεταφέρεται μέσω του αίματος στον εγκέφαλο και διαχέεται άμεσα στον εγκεφαλικό φλοιό Από τη στιγμή που φθάνει στο εγκεφαλικό παρέγχυμα, αρχίζει γρήγορα η αποβολή του, η οποία έχει πολυεκθετική μορφή Ο ρυθμός κάθαρσής του (clearance) χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της rcbf σε ml/g/min To Χenon μπορεί ακόμη να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της rcbf με την τεχνική του SPECT, με ειδικά σχεδιασμένο τεχνικό εξοπλισμό Λόγω της γρήγορης κάθαρσης από τον εγκέφαλο, πολλαπλές μετρήσεις μπορούν να γίνουν την ίδια ημέρα Ακόμη με το Χenon SPECT μπορούν να γίνουν ποσοτικές μετρήσεις χωρίς να είναι απαραίτητο να παίρνονται δείγματα αίματος, γι αυτό αποτελεί το ιδανικό ραδιοφάρμακο (τo gold standard tracer) για την κλινική εκτίμηση της rcbf, ειδικά πριν την ανάπτυξη της PET μεθόδου Όμως οι πληροφορίες για τις εν τω βάθει δομές δεν είναι ακριβείς Λόγω της γρήγορης κάθαρσης (fast washout) και της χαμηλής ενέργειας της γακτινοβολίας ( kev), η ποιότητα των εικόνων είναι γενικά πολύ φτωχή Οι Χenon SPECT εικόνες υστερούν σε αντίθεση και ανάλυση χώρου σε σχέση με αυτές που μπορούν να αποκτηθούν με 99m Tc και I-SPECT Η τεχνική της Χenon SPECT με εισπνοή είναι τεχνικά δυσκολότερη σε σύγκριση με την τεχνική της ενδοφλέβιας χορήγησης των άλλων χρησιμοποιούμενων ραδιοφαρμάκων

27 Κεφάλαιο B) Iodine- iodoamphetamine (Ι IMP) και το ανάλογό του I-HIPDM (Static Tracers) To πρώτο ραδιοφάρμακο που χρησιμοποιήθηκε για τη μελέτη της rcbf με περιστρεφόμενη κάμερα ήταν το Ι-IMP (I-rCBF Tracers), ακολουθούμενο σχεδόν αμέσως από το I-HIPDM Mετά την ενδοφλέβια χορήγηση, το I-ΙΜP (Spectamine) παρουσιάζει υψηλή πρόσληψη από τον εγκέφαλο Επιπλέον όμως παρουσιάζει και μεγάλη πρόσληψη από τον πνεύμονα (περίπου %) και το ήπαρ Λόγω αυτής της δραστηριότητας στους πνεύμονες, υπάρχει μια συνεχής υπολειπόμενη δραστηριότητα και στην περιφερική κυκλοφορία για περίπου μια ώρα μετά την χορήγηση του φαρμάκου Η περιφερική αυτή δραστηριότητα συνεισφέρει σε αυτό που ονομάζουμε ανακατανομή (redistribution) της rcbf Η ανακατανομή ίσως είναι ένα μέσο για να ανιχνεύσουμε την εγκεφαλική ισχαιμία και να απεικονίσουμε τον παραμένοντα βιώσιμο (μεταβολικά) εγκεφαλικό ιστό Εκτός της εξωεγκεφαλικής πρόσληψης, άλλο πρόβλημα της φαρματοκινητικής του είναι και ο μικρός χρόνος κατακράτησης (cortical clearance t/ =, - ώρες) ToI-HIPDM έχει χρόνο ημιζωής ώρες Το Ι-IMP δεν είναι το ιδανικό ραδιοϊσότοπο καθώς δεν μπορεί να παραχθεί εύκολα, αλλά και γιατί εκπέμπει υψηλής ενέργειας φωτόνια (9 kev) Με τη standard χορηγούμενη δόση των - mci, η ροή των φωτονίων (photon flux) είναι χαμηλή και η ποιότητα της εικόνας δεν είναι τόσο καλή όσο με τη χρήση των παραγώγων του τεχνητίου H κατανομή του Ι-IMP μπορεί να γίνει σε ένα ευρύ φάσμα τιμών της rcbf Όμως μπορεί να υποεκτιμήσει την rcbf σε χαμηλό ph του πλάσματος, όπως συμβαίνει στην ισχαιμία και στην οξέωση Σε φυσιολογικές συνθήκες η σχέση των Ι-IMP, I-HIPDM και της rcbf είναι πιο ακριβής συγκρινόμενη με την αντίστοιχη των 99m Tc-HMPAO, 99mTcECD Τα ραδιοφάρμακα της κατηγορίας αυτής χρησιμοποιούνται σε μικρό βαθμό στην Ευρώπη, στις ΗΠΑ και σε μεγαλύτερο βαθμό στην Ιαπωνία Γ) 99m Tc-Ραδιοφάρμακα μελέτης της Εγκεφαλικής Αιματικής Ροής (brain perfusion trac- ers) Tα ραδιοφάρμακα της κατηγορίας αυτής χρησιμοποιούνται από το %-9% των εργαστηρίων της Πυρηνικής Ιατρικής 99m Tc-Ραδιοφάρμακα που έχουν μέχρι τώρα παραχθεί είναι το 99m Tc-ECD ) 99m Tc-HMPAO (Ceretec) 99m Tc-HMPAO και το

28 Κεφάλαιο 99mTc-hexamethyl-Propylenamine Oxime labeled To 99m Tc-HMPAO είναι το πρώτο ραδιοφάρμακο της κατηγορίας αυτής, με ουδέτερο φορτίο, μεγάλη λιποδιαλυτότητα, και παρατεταμένη κατακράτηση στο φλοιό (φλοιϊκή κάθαρση t/ h) έχει δε, ευρέως χρησιμοποιηθεί στην νευροαπεικόνιση με την τεχνική του SPECT Δεν περνά μόνο τον άθικτο αιματοεγκεφαλικό φραγμό εύκολα και γρήγορα -υψηλή αρχική πρόσληψη %- αλλά έχει και υψηλή in vivo σταθερότητα Αντιδρά μερικά δευτερόλεπτα μετά την ενδοφλέβια χορήγηση με την ενδοκυττάρια γλουταθειόνη και παγιδεύεται μέσα στο εγκεφαλικό παρέγχυμα Ακόμη η πρόσληψη και κατακράτηση σχετίζεται πολύ καλά με την τοπική αιμάτωση διαφόρων περιοχών του εγκεφάλου, έτσι πληροί τα βασικά κριτήρια ενός χρήσιμου παράγοντα για την μέτρηση της rcbf Όμως το μεγάλο μειονέκτημα του HMPAO είναι η in vitro αστάθειά του Σημαντική αποσύνθεση του λιπόφιλου μορίου του σε υδρόφιλα παράγωγα γίνεται μέσα στην πρώτη μισή ώρα από την ανασύστασή του Αυτό το μειονέκτημά του μπορεί να ξεπεραστεί με την χορήγησή του αμέσως μετά την προετοιμασία Απεικονιστικά μειονεκτήματα, : Επειδή η κάθαρσή του (clearance) από το αίμα είναι αργή, τα ελλείμματα της διάχυσης του εγκεφαλικού παρεγχύματος δεν έχουν τόσο σαφή όρια στην απεικόνιση με το HMPAO-SPECT, όσο η απεικόνιση με το 99mTc-ECD Δυο πιθανά προβλήματα υπάρχουν όταν χρησιμοποιούμε το HMPAO για να μελετήσουμε τον αγγειόσπασμο: i Το ένα σχετίζεται με την παρατήρηση της υπερ-αιμάτωσης που αναφερέται στο εγκεφαλικό έμφρακτο Αυτό το εύρημα μπορεί να μπερδευτεί με την επιστροφή της φυσιολογικής ροής του αίματος που ακολουθεί ένα επεισόδιο καταστροφικού αγγειόσπασμου ii Το δεύτερο προκύπτει από τον αυξημένο (ενδοπαρεγχυματικό) όγκο αίματος που σχετίζεται με τον αγγειόσπασμο Θα πρέπει να τονίσουμε ότι το 99m Tc-HMPAO-SPECT ανιχνεύει τις μεταβολές της rcbf σε ισχαιμικά επεισόδια σε ποσοστό 9%, ενώ η CT ανιχνεύει τις αντίστοιχες ισχαιμικές αλλοιώσεις μόνο στο % των περιπτώσεων ) 99mTc-ECD (Neurolite) Technetium-99m-ethyl cysteinate dimer

29 Κεφάλαιο 9 To 99mTc-ECD έχει δυο ισομερή, το 99m Tc-L,L-ECD και το 99m Tc-D,D-ECD (Σχήμα ) Mετά την ενδοφλέβια χορήγηση και τη διάχυσή του στον εγκέφαλο, μόνο 99m Tc-L,L- ECD, μεταβολίζεται (υδρολύεται) σε πολικά παράγωγα, τα οποία παγιδεύονται μέσα στο εγκεφαλικό παρέγχυμα Το Tc-D,D-ECD ισομερές δεν υδρολύεται και κατά συνέπεια δεν μπορεί να παγιδευτεί στο παρέγχυμα, καθιστώντας το μη χρήσιμο στην κλινική πρακτική και έρευνα Σχήμα : α (αριστερά) και β (δεξιά) Τc-ECD στερεοϊσομερές Το 99m Tc-L,L-ECD χαρακτηρίζεται από ταχύτερη κάθαρση (clearance) από την περιφερική κυκλοφορία του αίματος και τους ιστούς, συγκρινόμενο με το μικρότερη πρόσληψη (moderate cerebral extraction), σε σχέση με τα 99m Tc-ECD έχει I-HIPDM και Ι- IMP έχει ισχυρότερη συσχέτιση μεταξύ της πρόσληψης και της χαμηλής-rcbf σαν αποτέλεσμα τούτου είναι να έχει υψηλότερη ευαισθησία στον καθορισμό μικρότερων εμφράκτων Ακόμη, το 99m Tc-ECD έχει ένα σημαντικό πλεονέκτημα σε σχέση με το 99mTc-HMPAO : την μεγάλη χημική του σταθερότητα in vitro, περισσότερο από ώρες μετά την ανασύστασή του σε σχέση με τα λεπτά του HMPAO Ποσοτική (quantitative) μέθοδος υπολογισμού της rcbf με 99m Tc-HMPAO-SPECT Έχει περιγραφεί, όμως δεν είναι ευρέως αποδεκτή για χρήση στην κλινική πράξη Οι μελέτες της rcbf με 99mTc είναι ημιποσοτικές (semi-quantitative) και ποιοτικές (qualitative) Οι ημιποσοτικές μελέτες είναι αυτές που μεγιστοποιούν συνεχώς την ακρίβεια και αξιοπιστία τους λόγω της αυξανόμενης κλινικής και ερευνητικής εμπειρίας των ειδικών ΓΕΝΙΚΑ ΕΡΜΗΝΕΥΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΩΝ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΕΩΝ ΤΟΥ SPECT

30 Κεφάλαιο Η μελέτη του εγκεφάλου με το SPECT γίνεται σε τρία διαφορετικά επίπεδα, παρόμοια με την MRI μελέτη: στεφανιαία (coronal), εγκάρσια (transaxial), και οβελιαία (sagittal) Η στεφανιαία τομή ξεκινά μπροστά από το μετωπιαίο λοβό και συνεχίζει προς τα πίσω και από την κορυφή του κεφαλιού προς τη βάση σε ένα επίπεδο που είναι κάθετο στις εγκάρσιες τομές Οι τομές εκθέτουν το φλοιό κατά το μικρό άξονα και περιλαμβάνουν και τα δυο ημισφαίρια και τις δομές της βάσης του εγκεφάλου, μέσο και ουραίο στέλεχος Είναι το καλύτερο επίπεδο για την εκτίμηση της συμμετρικότητας των ημισφαιρίων χαμηλά -κροταφικά- και των αλλοιώσεων των βασικών δομών Η οβελιαία τομή ξεκινά από μπροστά προς τα πίσω και από τη μια πλευρά προς την άλλη, από αριστερά προς τα δεξιά Η πρόσληψη της φαιάς ουσίας τόσο στη μέση γραμμή όσο και παραμέσα μας δίνει μια σπειροειδή διαμόρφωση - απεικόνιση Είναι κάθετη τόσο στη εγκάρσια όσο και στη στεφανιαία τομή και περιγράφει καλύτερα το κοιλιακό σύστημα και τις γύρω δομές Η τομή διχοτομεί τις δομές της βάσης στη μέση γραμμή και είναι η τομή που δίνει τις περισσότερες πληροφορίες για τη λειτουργική ανατομία του στελέχους Εγκάρσια οι τομές αρχίζουν από κάτω από την παρεγκεφαλίδα και προχωρούν προς τα επάνω τέμνοντας όλο τον εγκέφαλο Είναι κάθετες στις οβελιαίες τομές Οι εγκάρσιες τομές είναι εξέταση εκλογής για τη λειτουργική απεικόνιση του διεγκεφάλου και των υποφλοιωδών δομών Αν και οι υποφλοιώδεις δομές μπορούν να απεικονιστούν, η ελαττωμένη ανάλυση εξαιτίας της περιστροφής της κάμερας δε δίνει σαφή διαχωρισμό των ανατομικών ορίων ΧΡΉΣΙΜΕΣ ΣΥΜΒΟΥΛΈΣ ΧΡΉΣΙΜΑ ΣΗΜΕΙΑ Α) Φυσιολογική πρόσληψη (Εικόνες,, ) Τυπικά υπάρχει μια συμμετρικότητα στην κατανομή του ραδιοφαρμάκου στα δυο ημισφαίρια Τα βασικά γάγγλια, ο ινιακός φλοιός και η παρεγκεφαλίδα φαίνονται πιο έντονα από τις άλλες περιοχές, καθώς συγκεντρώνουν εντονότερα το ραδιοφάρμακο Το κοιλιακό σύστημα απεικονίζεται αμυδρά, επειδή δεν υπάρχει πρόσληψη του ραδιοφαρμάκου από τις κοιλίες και από τη λευκή ουσία γύρω από αυτές

31 Κεφάλαιο Εικόνα : Στεφανιαίες τομές Όταν οι εικόνες δημιουργούνται από συστήματα με πολλαπλούς ανιχνευτές είναι δυνατόν να διακριθεί η κεφαλή του κερκοφόρου πυρήνα από το σώμα του και από το φακοειδή πυρήνα Επιπλέον στις εγκάρσιες τομές μπορεί να απεικονισθεί ο θάλαμος

32 Κεφάλαιο Εικόνα : Εγκάρσιες τομές Υπάρχουν στο διαδίκτυο ιστοσελίδες που έχουν δημιουργηθεί απο τη Nuclear Medicine Society και τη Brain Imaging Council όπου παρέχονται φυσιολογικές εικόνες (SPECT εγκεφάλου), που έχουν αποκτηθεί με τα διάφορα διαθέσιμα ραδιοφάρμακα και απεικονιστικά συστήματα και όπου μπορεί να ανατρέξει ο άμεσα ενδιαφερόμενος, 9

33 Κεφάλαιο Εικόνα : Οβελιαίες τομές Β) Απουσία πρόσληψης (Εικόνα ) Η απουσία πρόσληψης δηλώνει πλήρη απουσία του ραδιοφαρμάκου από μια ζώνη που συνήθως ξεκινά από τις εν τω βάθει δομές και επεκτείνεται ως το φλοιό Η περιοχή αυτή προσλαμβάνει σφηνοειδή μορφή ή με εντομές, τα ευρήματα αυτού του τύπου φανερώνουν περιοχές ισχαιμίας που φαίνονται και στις CT, MRI Περιοχές με απουσία πρόσληψης παρατηρούνται σε τραυματικές περιοχές και σε χειρουργικές εκτομές Γ) Ελαττωμένη πρόσληψη Περιοχές με ελαττωμένη πρόσληψη συνήθως εμφανίζονται λιγότερο έντονες από ότι ο περιβάλλων φλοιός και οι αντίστοιχες περιοχές του ετερόπλευρου ημισφαιρίου Αυτές μπορεί ακόμη να φαίνονται λεπτές ή λιγότερο έντονες, συγκρινόμενες με αντίστοιχες περιοχές σε φυσιολογικές μελέτες Δ) Αυξημένη πρόσληψη Περιοχές με αυξημένη πρόσληψη συνήθως εμφανίζονται με αυξημένη ένταση από ότι ο περιβάλλων φλοιός και οι αντίστοιχες περιοχές του ετερόπλευρου ημισφαιρίου Αυτές μπορεί ακόμη να φαίνονται παχύτερες ή σκοτεινότερες, συγκρινόμενες με αντίστοιχες

34 Κεφάλαιο περιοχές σε φυσιολογικές μελέτες Ευρήματα αυξημένης πρόσληψης σχετίζονται με μια από τις δυο καταστάσεις: ) περιοχές υπερμεταβολισμού όπως κατά την επιληπτική δραστηριότητα ) πολυτελής ή πλούσια αιμάτωση (luxury perfusion) Ε) Παραμόρφωση φλοιού Παραμόρφωση της φυσιολογικής κυρτότητας του φλοιού εμφανίζεται όταν αναπτύσσονται εξωεγκεφαλικές μάζες, πχ πτωχοί σε αιμάτωση όγκοι, συλλογές αίματος ή εγκεφαλονωτιαίου υγρού (ΕΝΥ) ΣΤ) Διάσχιση Καθώς ο εγκέφαλος είναι ένα σύνθετο σύνολο υπομονάδων δομικών και λειτουργικών (νευρώνες, συνδετικές, συνδεσμικές ίνες, κοκ) που επικοινωνούν μεταξύ τους άμεσα η έμμεσα, η ικανότητα να απεικονίζουμε μια λειτουργική παράμετρο ολόκληρου του εγκεφαλικού παρεγχύματος ταυτόχρονα in vivo (rcbf) με τη μέθοδο του SPECT αποτελεί ένα αξιόπιστο μέσο συνεχούς παρακολούθησης της λειτουργίας του τόσο τοπικά όσο και απομακρυσμένα από την περιοχή ενδιαφέροντος Γ Απουσία πρόσληψης Εικόνα : Α Εικόνα : Α Αυξημένη πρόσληψη Β Απουσία πρόσληψης πριν Φυσιολογική κατανομή (Β) και μετά (Β) την έναρξη της Β Ελαττωμένη πρόσληψη πολυτελούς αιμάτωσης (luxury perfusion

35 Κεφάλαιο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΑΝΑΤΟΜΊΑ ΤΟΥ ΚΝΣ Ο εγκέφαλος και ο νωτιαίος μυελός αποτελούν τα δυο ξεχωριστά τμήματα του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ) Το εγκεφαλικό παρέγχυμα αποτελείται από την πλούσια σε αιμάτωση φαιά ουσία και από την λευκή ουσία, η αιμάτωση της οποίας είναι φτωχή Η φαιά ουσία αποτελείται από τους νευρώνες, τα υποστηρικτικά κύτταρα και τους δενδρίτες, ενώ η λευκή ουσία αποτελείται από τις εμμύελες νευρικές ίνες και από νευρογλοία (ερειστική ουσία) Ανατομικά ο εγκέφαλος διαιρείται σε δυο ημισφαίρια που αποτελούν τα / του ολικού του βάρους και γεμίζουν την κρανιακή κοιλότητα: την παρεγκεφαλίδα και το εγκεφαλικό στέλεχος, που επεκτείνονται ουραία Κάθε εγκεφαλικό ημισφαίριο χωρίζεται από τις βαθιές αύλακες και τις σχισμές σε τέσσερις λοβούς Η κεντρική αύλακα (σχισμή του Rolando) χωρίζει το μετωπιαίο από τον βρεγματικό λοβό Ο μετωπιαίος και ο βρεγματικός λοβός χωρίζονται από τον κροταφικό λοβό με την πλάγια σχισμή (fissure of Sylvius) H βρεγματοϊνιακή αύλακα χωρίζει τον βρεγματικό από τον ινιακό λοβό, ενώ η εγκάρσια σχισμή χωρίζει τον εγκέφαλο από την παρεγκεφαλίδα, (Εικόνα ) Εικόνα : Πλάγια επιφάνεια αριστερού ημισφαιρίου Στο μετωπιαίο λοβό λειτουργικά ολοκληρώνονται οι ανώτερες νοητικές και ψυχικές λειτουργίες καθώς και η μνήμη Εδώ βρίσκεται και το κινητικό κέντρο Ο βρεγματικός λοβός ελέγχει την αισθητικότητα αλλά επεξεργάζεται τις πληροφορίες που καθορίζουν την αντίληψη του ατόμου στον τόπο και το χρόνο Ο κροταφικός λοβός είναι το κέντρο επεξεργασίας μια σειράς σπουδαίων πληροφοριών -ακουστικών, συναισθηματικών, μνήμης,