Свойства «идеального» диагностического РФП

Диагностические свойства РФП зависят преимущественно от двух его главных составных частей, а именно, р/н, введенного в состав РФП в качестве радиоактивного трассера (индикатора или метки), и химического соединения, являющегося носителем р/н и определяющего поведение РФП в организме пациента. Согласно современным представлениям, сформулированным, например, в работах [1,2], «идеальный» (оптимальный) р/н и РФП должны удовлетворять следующим требованиям.

• 1. Тип эмиссии. Радионуклид должен быть чистым у-излучателем или испускать х-лучи в результате или изомерного перехода или электронного захвата. Непроникающие виды излучения, например, аили (3-частицы является нежелательными по двум причинам: а) из-за высоких значений ЛПЭ эти излучения создают высокие значения поглощенной дозы внутри тела; б) вследствие сильного поглощения в тканях непроникающие излучения трудно регистрировать внешними детекторами с хорошей статистикой.
• 2. Энергия излучения. С точки зрения визуализации идеальная энергия фотонов должна находиться в интервале от 100 до 250 кэВ, Это связано с тем, современная аппаратура визуализации оптимизирована под «^тТс и другие радиоизотопы с энергиями фотонов, близкими к 140 кэВ. Если энергия испускаемых фотонов падает ниже 100 кэВ (например, у ²⁰¹Т1 и ¹³³Хе энергия фотонов находится в интервале 70—80 кэВ) или превышает 250 кэВ (например, ⁶⁷Ga и ¹³¹1 излучают фотоны с энергиями в интервале от 296 до 364,5 кэВ) то качество изображений в определенной степени снижается.
• 3. Доступность. РФП должен быть всегда доступен, достаточно дешев и иметь разумно продолжительный срок годности.
• 4. Химическая активность. Важнейшее качество, которое необходимо для идеального р/н, заключается в способности легко связываться с разными соединениями в солевых или физиологических растворах, лучше при комнатной температуре или при небольшом нагревании в кюветах с кипящей водой. Именно таким замечательным свойством обладает ^99тТс. Следует отметить, что не каждое соединение после мечения р/н сохраняет свои биологические свойства. Часто оказывается, что соединение, демонстрирующее хорошие биораспределения для диагностических исследований в организме, становится бесполезным после введения в его состав металла или иодирования.
• 5. Избирательность Стройность) накопления. Критическим свойством РФП является отношение концентраций РФП в мишенных органах (или определенных тканях) и тканях, не являющихся мишенями. Если это отношение не достаточно высокое (минимум 5: 1 для планарной визуализации, 2: 1 для ОФЭКТ), то возникают сложности для обнаружения патологического очага на уровне фона. Для некоторых процедур, таких, например, как визуализация костей, необходимо учитывать два отношения. Причина в том, что, с одной стороны, требуется видеть кости относительно мягкой ткани, поэтому отношение кость-ткань должно быть высоким. С другой стороны, очень важно иметь возможность идентифицировать метастазы заболевания в костной ткани, поэтому отношение опухоль-кость также должно иметь высокое значение. Эти отношения подчиняются мультипликативному закону. Если отношение кость-мягкая ткань равно 5: 1, а отношение опухоль-кость равно также 5:1, тогда

Следовательно, отношение опухоль-мягкая ткань будет равно 25:1. Это объясняет высокую эффективность РНД в отношение обнаружения метастазов.

6. Эффективный период полувыведения. Эффективный период полувыведения РФП (Г_{½ е}^) представляет время, требуемое для уменьшения в два раза уровня радиоактивности во внутреннем органе или во всем теле от первоначального количества как за счет биологического очищения, так и за счет радиоактивного распада. Для идеального РФП T_{½ e}ff должно приближенно равняться 1,5 продолжительности диагностической процедуры. Такая величина обеспечивает хороший компромисс между желанием ограничить радиационную дозу внутреннего облучения, минимизируя количество вводимого РФП, и необходимостью максимизировать это количество для получения хорошей счетной статистики и оптимального качества визуализации.

За исключением ¹³³Хе или других благородных газов, применяемых для исследования дыхания, не существует других процедур визуализации, при которых РФП выводился бы из организма почти мгновенно (в течение нескольких минут) после окончания процедуры (рис. 8.1). Кроме того, за исключением ⁸²Rb с его Г_½ = 75 с, в клинической практике не имеется других р/н с таким коротким периодом полураспада, чтобы практически вся активность исчезала за несколько минут после исследования. В обоих случаях это свойство позволяет вводить пациенту высокие дозы РФП без опасения получения пациентом значительной радиационной дозы и сократить существенно продолжительность всего исследования.

Рис. 8.1. Кривые очищения организма пациентов для типичных РФП (1) в сравнении с 133Хе (2), используемым для исследования дыхания.

У большинства соединений, составляющих основу РФП, наблюдается экспоненциальный характер выведения их из организма с периодом биологического полувыведения Г_½Ь в диапазоне от нескольких часов до нескольких дней. Эффективный период половинного спада активности р/н с учетом как биологического выведения, так и физического распада определяется в этом случае следующим соотношением:

7. Безопасность пациента. Вопрос безопасности пациента, естественно, является критическим. Идеальный РФП не должен вносить никакой токсичности в пациента. Хотя подавляющее большинство используемых в клиниках РФП по существу безопасны и предоставляют широкий диапазон безопасности, в некоторых случаях вводимые соединения являются токсичными. Примером служит известный как кардиотаксичное вещество ион таллия (Т1+), который вводится пациенту внутривенно. Однако удельная активность РФП с ²⁰¹Т1 является очень высокой, поэтому масса препарата при типично применяемой активности 3 мКи составляет всего 42 нг, что пренебрежимо мало.

По сравнению с другими радиоографическими процедурами (компьютерная томография, флюорескопия) радиационная доза внутреннего облучения от процедур диагностической ядерной медицины очень мала. Тем не менее имеется риск, связанный со всеми внутренними облучениями, поэтому для идеального РФП также требуется, чтобы при его применении радиационная доза была как можно более низкой.

8. Приготовление и контроль качества. Приготовление препарата должно быть простым и требовать от препаратора небольшого количества манипуляций. Процедуры, состоящие из нескольких шагов, использующие сложное оборудование и занимающие продолжительное время, являются неприемлемыми для идеального РФП. Если РФП готовится непосредственно в клинике, то весьма существенно, чтобы каждая партия проходила контроль качества. Не так, как следует, приготовленный препарат может изменить свое стандартное биораспределение, что в свою очередь может ухудшить качество изображения и иметь неблагоприятное влияние на распределение радиационной дозы.

В дополнение к перечисленным требованиям РФП, вводимые пациентам в виде инъекций, должны быть стерильными и апирогенными. Требование стерильности означает отсутствие в препарате жизнеспособных микроорганизмов всех видов, находящихся на стадии развития. Пирогены представляют продукты метаболизма микробов и вызывают лихорадочную реакцию (пирогенную, которая обычно проявляется в повышении температуры тела после инъекции), они термоустойчивы и не разрушаются при стерилизации обычными методами.