Scyntygrafia kości

Co to jest scyntygrafia

Scyntygrafia jest to jeden z rodzajów badań obrazowych wykorzystywanych w medycynie w diagnostyce  schorzeń różnych narządów i układów.  Jest to badanie z zakresu medycyny nuklearnej, nowoczesnej gałęzi medycyny, która zajmuje się diagnostyką i leczeniem z użyciem substancji promieniotwórczych.

W  medycynie nuklearnej stosuje się izotopy pierwiastków, które emitują promieniowanie alfa, beta  i/lub gamma. W celach diagnostycznych wykorzystuje się izotopy emitujące promieniowanie gamma (jest to promieniowanie falowe, o zasięgu promieniowania rzędu kilku metrów), natomiast w celach leczniczych, promieniowanie alfa i beta (jest to promieniowanie korpuskularne, o zasięgu w tkankach miękkich od kilku do kilkunastu milimetrów). Substancje promieniotwórcze są podawane pacjentowi po odpowiednim przygotowaniu, w ściśle określonej ilości i aktywności ,  w połączeniu ze związkiem, który zapewni, że izotop dotrze do narządu stanowiącego cel badania. Takie połączenie, zwane radiofarmaceutykiem  jest  podawane pacjentowi  w formie doustnej (jako kapsułki lub płyn do połknięcia)  lub w formie iniekcji dożylnej.

Spośród izotopów wykorzystywanych w medycynie nuklearnej w celach diagnostycznych  najpowszechniej stosuje się izotopy następujących pierwiastków: 

Nazwa pierwiastka

Nazwa skrócona

Rodzaj emitowanego promieniowania

Okres półtrwania

T1/2

Typ badania scyntygraficznego, w którym jest wykorzystywany

Jod-131

I-131

gamma, beta (+)

8,01 dnia

Tarczyca, nadnercza

Jod-123

I-123

gamma

13 godzin

Tarczyca, nadnercza

Jod-125

I-125

gamma, beta (+)

59 dni

PET

Technet-99m

Tc-99m

gamma

6,01 godzin

 

Scyntygrafia: tarczyca, nerki, kości, przewód pokarmowy; immunoscyntygrafia

Gal-68

Ga-68

beta (+)

68, 3 dnia

Zmiany zapalne, PET

Węgiel-11

C-11

beta (+)

20,3 minuty

PET

Fluor-18

F-18

beta (+)

109,8 minuty

PET

 

Scyntygrafia  to metoda diagnostyczna polegająca na odwzorowaniu  rozmieszczenia izotopu w badanym narządzie. Obraz scyntygraficzny  uzyskuje się dzięki temu, że kwanty promieniowania gamma wywołują scyntylacje w  krysztale scyntylacyjnym, który stanowi  podstawowy element  gamma –kamery.  Po podaniu izotopu, pacjenta układa się w bliskości głowicy gamma kamery, która rejestruje promieniowanie znad badanego obszaru. Im więcej zgromadzonego izotopu w danym miejscu, tym większa jest liczba zliczeń. Rozmieszczenie             i ilość scyntylacji jest  następnie przetwarzana przez układ komputerowy w obraz punktowy, który jest wyświetlany na ekranie komputera.  Po zakończonym badaniu lekarz analizuje obraz  gromadzenia  i rozmieszczenia  izotopu w danym narządzie lub układzie, a następnie tworzy raport badania i opisuje wynik.  ( zdjęcie)

Zasadnicza różnica pomiędzy scyntygrafią a badaniem radiologicznym polega więc na tym, że w badaniu rentgenowskim badany narząd jest „prześwietlany” przez promieniowanie z zewnątrz, natomiast w badaniu scyntygraficznym  rejestruje się obraz, który „wyświetla ” rozmieszczenie i intensywność promieniowania bezpośrednio z wnętrza badanego narządu.

W  badaniach scyntygraficznych stosuje  się różne izotopy promieniotwórcze i różne ich związki w zależności od właściwości fizjologicznych badanego narządu. 

W badaniu scyntygraficznym kości  wykorzystuje się fakt, że tkanka kostna ulega ciągłej przebudowie i wykorzystuje do tego substancje organiczne i mineralne. Dzięki temu podłączając cząsteczkę promieniotwórczego izotopu technetu-99m do związku fosforanu wapnia, który jest czynnie wychwytywany przez komórki tkanki kostnej, można odzwierciedlić  strukturę i funkcję całego układu kostnego podczas jednego badania. Ponieważ izotop technetu-99m  ma niewielką energię promieniowania i krótki okres połowiczego rozpadu  (6 godzin) napromieniowanie pacjenta jest niewielkie.  W scyntygrafii kości stosuje się następujące związki fosfonianowe takie jak:

  • hydroxymetylenodifosfonian (HMDP)-Tc99m
  • dikarboksydifosfonian (DDT)-Tc99m
  • metylenodifosfonian (MDP)-Tc99m

Rodzaje scyntygrafii kości

W diagnostyce schorzeń układu kostnego wykorzystuje się następujące badania scyntygraficzne:

  1. Scyntygrafia dynamiczna kości (badanie trójfazowe)
  2. Scyntygrafia statyczna kości (badanie jednofazowe)
  3. Scyntygrafia kości metodą SPECT ( z ang. Single Photon Emission Tomography;  scyntygrafia emisyjna pojedynczego fotonu)
  4. Scyntygrafia kości metodą PET (z ang. Positron Emission Tomography; pozytronowa tomografia emisyjna)
  5. Scyntygrafia ognisk zapalnych z użyciem znakowanych leukocytów

Ad 1.

Scyntygrafia dynamiczna (trójfazowa) kościpozwala  nie tylko na prześledzenie procesu wbudowywania znacznika w strukturę kości  od momentu podania  ale również na ocenę przepływu naczyniowego i objętości krwi w badanym obszarze. Badanie składa się z trzech faz:

  • faza naczyniowa (I) – określa symetrię przepływu w badanych okolicach (np. w obrębie stawów kolanowych)
  • faza  miąższowa  (II) – pozwala ocenić pulę krwi w obrębie tkanek miękkich wokół badanej struktury kostnej oraz ocenić tempo wychwytu znacznika przez  kość
  • faza kostna (III) – określa metabolizm kostny

Badanie polega na rejestracji obrazów scyntygraficznych znad badanego obszaru kostnego w dwóch etapach.  Faza I i faza II – to rejestracja obrazów  bezpośrednio od momentu wstrzyknięcia izotopu przez pierwsze 10 minut. Faza III polega na wykonaniu obrazów scyntygraficznych po  2 godzinach od momentu podania znacznika.

Scyntygrafię trójfazową wykonuje się głównie ze wskazań ortopedycznych, takich jak:

  • zlokalizowany ból kostny niewiadomego pochodzenia
  • ból kostny bez zmian w badaniu radiologicznym
  • diagnostyka stanu zapalnego kości
  • różnicowanie zmian zapalnych od przeciążeniowych
  • różnicowanie pomiędzy zapaleniem kości a zapaleniem tkanek miękkich
  • różnicowanie pomiędzy  zapaleniem szpiku kostnego (osteomielitis) i  zmianami zwyrodnieniowymi (osteoartropatia)
  • różnicowanie pomiędzy obluzowaniem a zapaleniem wokół protezy stawowej (staw biodrowy, kolanowy)
  • diagnostyka zmian martwiczych w kościach

Ad 2.

Scyntygrafia statyczna kości polega na wykonaniu obrazów scyntygraficznych kości po 2 godzinach od momentu podania znacznika. Obecnie najczęściej jest ona wykonywana w technice obrazowania całego ciała (z ang. whole body; WB ).  

Badanie to wykonuje się w celu jednoczasowej oceny metabolizmu kostnego w całym układzie kostnym. Najważniejszym wskazaniami klinicznym są schorzenia onkologiczne i metaboliczne:

  • nowotwory pierwotne kości  
  • zmiany przerzutowe w kościach  (ustalenie stopnia zaawansowania nowotworu, badania kontrolne przebiegu leczenia)
  • złamania patologiczne w przebiegu choroby nowotworowej
  • uogólnione bóle kostne u pacjentów z wywiadem choroby nowotworowej
  • bóle kostne nie poddające się leczeniu, niewiadomego pochodzenia

Pobudzenie procesów metabolicznych wskutek przerzutów do kości występuje w nowotworach takich jak:  rak sutka, rak prostaty, rak oskrzela, rak tarczycy, chłoniak, rak pęcherza moczowego, rak nerek, rak jelita grubego.

W diagnostyce zmian przerzutowych do kości badanie scyntygraficzne jest badaniem około dwukrotnie czulszym niż badanie radiologiczne,  a zmiany scyntygraficzne mogą wyprzedzać zmiany radiologiczne nawet o 6 miesięcy. Ponadto scyntygrafia pozwala ocenić cały układ kostny podczas jednego badania, przy znikomym  napromieniowaniu pacjenta.

Badanie statyczne kośćca całego ciała jest także pomocne w diagnostyce zmian kostnych w przebiegu  schorzeń ogólnoustrojowych takich jak:

  • osteodystrofia nerkowa
  • choroba Pageta
  • zapalenia stawów w przebiegu chorób autoimmunizacyjnych ( reumatoidalne zapalenie stawów ; łuszczycowe zapalenie stawów)

Ad 3.

Scyntygrafia kości metodą SPECTnie jest wykonywana rutynowo.  Badanie to umożliwia dokładniejszą ocenę rozmieszczenia zmian  metabolizmu kostnego w obrębie badanej kości, gdyż pozwala na analizę tomograficznych obrazów scyntygraficznych.  Z uwagi na możliwość oceny jedynie określonego obszaru układu kostnego oraz  dłuższy czas wykonywania i opracowywania obrazów  badanie to wykonuje się w przypadku konieczności dokładnego określenia położenia zmiany, na przykład gdy istnieje konieczność wykonania biopsji .

Ad  4.

Scyntygrafię metodą PETw celu wykrycia zmian w kościach wykonuje się w wyjątkowych sytuacjach onkologicznych.  Banie typu PET (pozytronowa tomografia emisyjna, z ang. Positron Emission Tomography) jest obecnie najnowocześniejszym badaniem obrazowym z zakresu medycyny nuklearnej, gdyż możliwe jest zobrazowanie zmian o średnicy nawet rzędu kilku mm. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu tzw. znaczników pozytronowych, czyli pierwiastków promieniotwórczych emitujących promieniowanie pozytronowe. Ponieważ pierwiastki te wytwarzane są w cyklotronach, a gamma kamery typu PET są znacznie droższe niż klasyczne gamma kamery- w Polsce techniką tą badani są przede wszystkim pacjenci , u których jest podejrzenie choroby nowotworowej lub chorzy  leczeni onkologicznie. Badania te mają również szerokie zastosowanie u pacjentów kardiologicznych (w ocenie żywotności mięśnia sercowego) i neurologicznych (w ocenie funkcjonowania poszczególnych obszarów mózgu)

Scyntygrafia PET w celu diagnostyki układu kostnego wykonywana jest u  pacjentów, u których istnieje duże  podejrzenie zmian przerzutowych do kości w, a wykonane wcześniej klasyczne badanie scyntygraficzne z użyciem znacznika osteotropowego nie wykazało zmian. W przebiegu raka prostaty znacznikiem wykorzystywanym w  badaniu PET jest znakowana węglem C-11 lub fluorem F-18 cholina.

Badanie typu PET z użyciem znacznika FDG-F18 (fluorodeoksyglukoza znakowana fluorem-18) ma zastosowanie u pacjentów z podejrzeniem pierwotnej choroby nowotworowej przy braku zmian w innych badaniach obrazowych lub diagnozowania ewentualnej wznowy procesu nowotworowego.

Przebieg  klasycznego badania scyntygraficznego kości

Badanie trwa około 2 godzin i wykonuje się je zazwyczaj  w pozycji leżącej. Po odpowiednim ułożeniu pacjenta na stole do badań wstrzykuje się dożylnie niewielką ilość znacznika izotopowego. Najczęściej stosuje się hydroxymetylenodifosfonian lub metylenodifosfonian znakowany izotopem technetu-99m (HMDP-Tc99m, MDP-Tc99m). Kompleksy te są fizjologicznie wychwytywane przez komórki kostne (osteocyty).

W scyntygrafii dynamicznej obraz scyntygraficzny rejestrowany jest dwukrotnie – przez około 10 minut od momentu wstrzyknięcia izotopu (faza I i II) oraz po około 120 minutach (faza III). W fazie naczyniowej i miąższowej rejestruje się radioaktywność jedynie znad badanego obszaru podejrzanego o zmiany zapalne w tkankach miękkich  (np. obszar kolan przy podejrzeniu zapalenia błony maziowej stawu),natomiast w fazie kostnej po dwóch godzinach wykonuje się analogiczne rejestracje i dodatkowo zapisuje obrazy scyntygraficzne całego ciała z przodu (tzw. projekcja A-P ) i z tyłu (projekcja P-A). W scyntygrafii statycznej wykonuje się obrazy tylko po 2 godzinach.Nie trzeba być na czczo przed badaniem, ani odstawiać leków. Wymagane jest wypicie około 1-2 litrów płynów po wstrzyknięciu izotopu, co przyspiesza wypłukiwanie znacznika z tkanek pozakostnych, dzięki czemu uzyskuje się wyraźniejszy obraz kości w badaniu. Jednocześnie zmniejsza się napromieniowanie pacjenta, bowiem  niezwiązany w kościach znacznik wydalany jest  z moczem przez drogi moczowe i krócej przebywa w organizmie.

Rejestracja aktywności znacznika znad obszaru ciała (w postaci obrazów scyntygraficznych)  pozwala bezinwazyjnie ocenić stan metaboliczny układu kostnego. W przypadku nieprawidłowości w układzie kostnym obserwuje się obszary zwiększonego lub zmniejszonego gromadzenia izotopu w miejscu zmiany. W większości schorzeń  obserwuje się zmiany zwiększonej radioaktywności, tzw. „ogniska gorące”  lub hiperrmetaboliczne.  W niektórych przypadkach klinicznych zmiany scyntygraficzne mogą wyprzedzić zmiany radiologiczne nawet o 6 miesięcy.

Przygotowanie pacjenta do badania scyntygraficznego kości

Badanie scyntygraficzne kości nie wymaga specjalnego przygotowania.

Nie trzeba być na czczo, nie należy też odstawiać przyjmowanych leków. Jedynym ważnym zaleceniem jest wypicie około 1-2 litrów płynów po wstrzyknięciu znacznika (woda, herbata, sok).  Pacjent powinien też wiedzieć, że badanie wymaga, aby pozostać w pozycji leżącej na plecach bez ruchu przez około 15 minut. W przypadku silnych bólów lub zniekształceń kręgosłupa trzeba zgłosić ten fakt przy rejestrowaniu się na badanie. Przed podaniem izotopu należy zgłosić jakiego zakresu dotyczą  dolegliwości kostne, aby uniknąć podania izotopu w bliskości schorzenia (np. przy bólach stawu nadgarstkowego lewego radiofarmaceutyk podawany jest do żyły łokciowej prawej itp.)

Do wykonania badania nie trzeba się rozbierać, natomiast wskazane jest by ubiór był wygodny i  w miarę możliwości nie zawierał części metalowych takich jak klamry, duże guziki, szelki. Metal osłabia wiązkę kwantów promieniowania i może zniekształcić obraz scyntygraficzny. Z tego względu  pacjenci proszeni są również o zdjęcie metalowych ozdób z szyi. Podczas badania nie można używać telefonów komórkowych, dlatego prosimy o wyciszenie lub wyłączenie aparatu telefonicznego na czas scyntygrafii.

Przykłady badań scyntygraficznych

Ryc. 1 Scyntygrafia dynamiczna kości u pacjenta z obluzowaniem protezy prawego stawu biodrowego. Strzałki zaznaczają ogniska zwiększonego gromadzenie znacznika w osi długiej protezy.

Ryc.2. Scyntygrafia dynamiczna stawów kolanowych. W fazie II (miąższowej) widoczne jest przekrwienie i zwięszony wychwyt w obrębie tkanek miękkich stawu kolanowego lewego. W fazie III kostnej – zwiększone gromadzenie znacznika w obrebie obu rzepek oraz