УРОВНИ ОБЛУЧЕНИЯ ПАЦИЕНТОВ И ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ ОПТИМИЗАЦИИ ПЭТ-ДИАГНОСТИКИ В РОССИИ

This study presents an overview of the most common positron emission tomography examinations in Russia, as well as the acquisition protocols and patient doses. The data collection was performed in 2012–2017 in 19 positron emission tomography departments in 12 regions of the Russian Federation by questioning the staff. The majority of the Russian positron emission tomography departments were equipped by modern positron emission tomography scanners combined with computed tomography. In each investigated department, data on all types of positron emission tomography examinations, radiopharmaceuticals, administered activities used for standard patient (body mass 70±5 kg) and parameters of computed tomography protocols was collected. The effective doses of patients from combined positron emission computed tomography examinations were estimated as a sum of the dose from the internal exposure (injected radiopharmaceutical) and the external exposure (computed tomography scan). Whole body positron emission tomography examinations in Russia were commonly performed with 18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG), 18F-choline, 11С-choline, 68GaPSMA, 68Ga-DOTA-TATE, 68Ga-DOTA-NOC, brain examinations – 18F-FDG, 11С-metionine, 18F-choline, 18F-tyrosine, myocardial perfusion – 13N-ammonie.The highest patient effective doses (about 17 mSv) were observed for whole-body positron emission computed tomography examinations; for brain examinations – 3,4 – 4,8 mSv; for myocardial perfusion – 2,8 mSv. The computed tomography scan contributes up to 65 – 95% to the total patient effective dose for whole body examinations; 20 – 30% for head examinations. For the multiphase computed tomography scan effective doses may be increased to: 15 mSv for head examinations, 25 – 30 mSv for whole body examinations and 35 – 40 mSv for myocardial examinations. A standardization of acquisition and processing protocols is necessary for optimization of positron emission tomography examinations in Russia and for the intercomparison of results obtained in different positron emission tomography departments. Low dose computed tomography protocols, justification of diagnostic and multiphase computed tomography protocols, application of tube current modulation system and modern reconstruction algorithms, education and training of the staff in the field of radiation protection should be used for optimization of radiation protection of patient. В работе представлены данные о позитронных эмиссионных томографических исследованиях, проводимых в России, протоколах сканирования и дозах облучения пациентов. Сбор информации проводился путём анкетирования персонала отделений позитронной эмиссионной томографии в период с 2012 по 2017 г. Всего обследовано 19 отделений позитронной эмиссионной томографии из 12 регионов Российской Федерации, девять из которых оснащены собственными отделениями производства радионуклидов и радиофармпрепаратов. Почти все отделения позитронной эмиссионной томографии в России укомплектованы современными позитронными эмиссионными томографами, совмещенными с рентгеновскими компьютерными томографами, которые предназначены для проведения двух процедур в рамках одного исследования. В каждом отделении собиралась информация о видах исследований, применяемых радиофармпрепаратах и активностях, вводимых стандартному пациенту (масса тела 70 ± 5 кг), а также параметрах протоколов компьютерного томографического сканирования и дозах облучения пациентов. Эффективные дозы, полученные пациентами за одно совмещенное позитронное эмиссионное компьютерное томографическое исследование, определялись как сумма доз внутреннего облучения от введенного радиофармпрепарата и внешнего рентгеновского облучения при компьютерном томографическом сканировании. Согласно полученным данным, в России проводятся исследования всего тела с 18F-фтордезоксиглюкозой, 18F-холин, 11С-холин, 68Ga-PSMA, 68Ga-DOTA-TATE, 68Ga-DOTA-NOC, исследования головного мозга с 18F-ФДГ, 11С-метионин, 18F-холин, 18F-тирозин, исследования миокарда с 13N-аммоний. Дозы облучения пациентов от совмещенных исследований лежат в диапазоне 3–40 мЗв. Наибольшие дозы получают пациенты при исследовании всего тела – около 17 мЗв, при исследовании головного мозга – 3,4– 4,8 мЗв, при исследовании миокарда – 2,7 мЗв. При этом компьютерное томографическое сканирование вносит от 65% до 95% в дозу облучения пациента при исследовании всего тела и 20–30% при исследовании головного мозга. При дополнительных многофазных компьютерных томографических сканированиях с введением контрастного вещества доза может увеличиваться до 15 мЗв при исследовании головного мозга, до 25–30 мЗв при исследовании всего тела и до 35–40 мЗв при исследовании миокарда. Для оптимизации проведения позитронных эмиссионных исследований, сравнения результатов, полученных в разных отделениях позитронной эмиссионной томографии, и повышения диагностической ценности данного метода в России необходима стандартизация используемых протоколов сбора и обработки данных. Оптимизация радиационной защиты пациентов возможна за счёт использования низкодозового режима компьютерного томографического сканирования вместо диагностического, создания специальных протоколов для отдельных групп пациентов, корректного применения системы автоматической модуляции силы тока (tube current modulation) и современных методов реконструкции изображения; обучения медицинского персонала техническим приёмам снижения дозы и знаниям в области радиационной безопасности

КТ-ПЕРФУЗИЯ И ПЭТ С 18F-ФДГ И 18F-ФХ В КОМПЛЕКСНОЙ ДИАГНОСТИКЕ ГЕПАТОЦЕЛЛЮЛЯРНОГО РАКА

Aim. To evaluate possibilities of CT-perfusion and PET methods with 18F-FDG and 18F-ftorholin in the complex diagnosis of hepatocellular carcinoma. Materials and Methods. The study included the results of PET/CT with 18F-FDG, 18F-ftorholin and CT-perfusion of the liver in 18 patients with histologically confirmed diagnosis of hepatocellular carci noma (HCC). Depending on the degree of tumor differentiation, all patients were divided into 3 groups — patients with highly differentiated (6 patients), moderately differentiated (4 patients), and poorly differentiated HCC (8 patients). PET/CT with 18F-FDG was performed on an empty stomach with water load 308–501 MBq of 18F-FDG was administered intravenously for 50–60 minutes before scanning, depending on the patient’s weight. PET/CT with 18F-ftorholinom was performed 2–3 days after studies with 18F-FDG. The relaxation time was 40 minutes after administration of the radiopharmaceutical. The duration of each PET analysis was 3 minutes per slab. The accumulation levels of the radiopharmaceutical (maxSUV — standardized uptake value) were measured in the solid areas of tumor nodules, in the areas of necrosis (if available) and in the unmodified liver parenchyma. CT-perfusion was performed after the PET/CT in the single scanning with intravenous administration of «Omnipak» 300 mg/ml — 50 ml, the rate of introduction — 2,5–4 ml/s, the time from the introduction of a contrast agent till the scanning — 8 seconds, total scan time — 45 seconds. Data processing was carried out at the Siemens Multy Modality Workplace. Quantitative analysis was performed on the following parameters: BV (blood volume) — ml/100 ml, BF (blood flow) — ml/100 ml/min, ALP (arterial liver perfusion) — ml/100 ml/min, PVP (portal vein liver perfusion) — ml/100 ml/min by measuring the values in the areas of solid tumor nodules, in the areas of necrosis and in the unmodified liver parenchyma. Results. Average values of maxSUV in the group of patients with highly differentiated HCC in PET/CT with 18F-FDG and 18F-ftorholin in a solid component of tumor reached 3,51 and 18,24, respectively; in patients with moderately differentiated HCC — 3,91 and 12,32, respectively; in patients with poorly differentiated HCC — 9,58 and 9,70, respectively. Average values of CT perfusion imaging in a solid component of the tumor in the group of patients with highly differentiated HCC were the following: BF — 55,33 ml/100 ml/min, BV — 13,71 ml/100ml, ALP — 52,41 ml/100 ml/min, PVP — 10,81 ml/100 ml/min (p≤0,05), in the group of patients with moderately differentiated HCC: BF — 52,78 ml/100 ml/min, BV — 12,23 ml/100 ml, ALP — 47,26 ml/100 ml/min, PVP — 9,10 ml/100 ml/min (p≤0,05), in the solid component of poorly differentiated HCC: BF — 46,96 ml/100 ml/min, BV — 9,49 ml/100 ml, ALP — 40,54 ml/100 ml/min, PVP — 7,66 ml/100 ml/min (p≤0,05). Conclusions. Integrated use of PET with 18F-FDG and 18F-ftorholin and CT-perfusion in the single scanning increases differential diagnostic capabilities PET/CT diagnosis, allows to suggest the degree of HCC differentiation that can be used in treatment planning and predicting the course of disease. Цель: оценка возможностей КТ-перфузии и ПЭТ с 18F-ФДГ и 18F-фторхолином в комплексной диагностике гепатоцеллюлярного рака. Материалы и методы исследования. В исследование включены результаты ПЭТ/КТ с 18F-ФДГ, 18F-фторхолином и КТ-перфузий печени 18 пациентов с гистологически подтвержденным диагнозом гепатоцеллюлярный рак (ГЦР). В зависимости от степени дифференцировки опухолей все пациенты были разделены на 3 группы: пациенты с высокодифференцированным (6 пациентов), умереннодифференцированным (4 пациента) и низкодифференцированным ГЦР (8 пациентов). ПЭТ/КТ с 18F-ФДГ выполнялась натощак с водной нагрузкой. Перед сканированием за 50–60 мин внутривенно вводилось, в зависимости от массы тела пациента, 308–501 МБк 18F-ФДГ. ПЭТ/КТ с 18F-фторхолином выполнялась через 2–3 дня после исследования с 18F-ФДГ. Время релаксации составляло 40 минут после введения РФП. Продолжительность каждого ПЭТ-исследования составила 3 минуты на одну «кровать» (slab). Уровни накопления РФП (maxSUV — standardized uptake value) измеряли в солидных участках опухолевых узлов, в зонах некроза (при их наличии) и в неизмененной паренхиме печени. КТ-перфузия выполнялась после ПЭТ/КТ в режиме одного сканирования с внутривенным введением препарата омнипак 300 мг/мл — 50 мл, скорость введения 2,5–4 мл/с, время от момента введения контрастного вещества до начала сканирования 8 с, общее время сканирования 45 с. Обработка данных проводилась на рабочей станции Siemens Multy Modality Workplace. Количественный анализ проводился по следующим показателям: BV (blood volume) — мл/100 мл, BF (blood flow) — мл/100 мл/мин, ALP (arterial liver perfusion) — мл/100 мл/мин, PVP (portal liver perfusion) — мл/100 мл/мин с измерением значений в солидных участках опухолевых узлов, в зонах некроза и в неизмененной паренхиме печени. Результаты. В группе пациентов с высокодифференцированным ГЦР средние значения показателей maxSUV при ПЭТ/КТ с 18F-ФДГ и с 18F-фторхолином в солидном компоненте опухоли составили 3,51 и 18,24, соответственно; в группе пациентов с умереннодифференцированным ГЦР — 3,91 и 12,32, соответственно; в группе пациентов с низкодифференцированным ГЦР — 9,58 и 9,70, соответственно. В группе пациентов с высокодифференцированным ГЦР средние значения показателей КТ-перфузии в солидном компоненте опухоли составили: BF — 55,33 мл/100 мл/мин, BV — 13,71 мл/100 мл, ALP — 52,41 мл/100 мл/мин, PVP — 10,81 мл/100 мл/мин (p≤0,05), в группе больных умереннодифференцированным ГЦР: BF — 52,78 мл/100 мл/мин, BV — 12,23 мл/100 мл, ALP — 47,26 мл/100 мл/мин, PVP — 9,10 мл/100 мл/мин (р≤0,05), в солидном компоненте низкодифференцированного ГЦР: BF — 46,96 мл/100 мл/мин, BV — 9,49 мл/100 мл, ALP — 40,54 мл/100 мл/мин, PVP — 7,66 мл/100 мл/мин (p≤0,05). Выводы. Комплексное использование ПЭТ с 18F-ФДГ и 18F-фторхолином и КТ-перфузии в режиме одного сканирования повышает дифференциально-диагностические возможности ПЭТ/КТ диагностики, позволяет предположить степень дифференцировки гепатоцеллюлярного рака, что может найти применение в планировании лечения и прогнозировании течения заболевания

LEVELS OF PATIENTS EXPOSURE AND A POTENTIAL FOR OPTIMIZATION OF THE PET DIAGNOSTICS IN THE RUSSIAN FEDERATION

This study presents an overview of the most common positron emission tomography examinations in Russia, as well as the acquisition protocols and patient doses. The data collection was performed in 2012–2017 in 19 positron emission tomography departments in 12 regions of the Russian Federation by questioning the staff. The majority of the Russian positron emission tomography departments were equipped by modern positron emission tomography scanners combined with computed tomography. In each investigated department, data on all types of positron emission tomography examinations, radiopharmaceuticals, administered activities used for standard patient (body mass 70±5 kg) and parameters of computed tomography protocols was collected. The effective doses of patients from combined positron emission computed tomography examinations were estimated as a sum of the dose from the internal exposure (injected radiopharmaceutical) and the external exposure (computed tomography scan). Whole body positron emission tomography examinations in Russia were commonly performed with 18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG), 18F-choline, 11С-choline, 68GaPSMA, 68Ga-DOTA-TATE, 68Ga-DOTA-NOC, brain examinations – 18F-FDG, 11С-metionine, 18F-choline, 18F-tyrosine, myocardial perfusion – 13N-ammonie.The highest patient effective doses (about 17 mSv) were observed for whole-body positron emission computed tomography examinations; for brain examinations – 3,4 – 4,8 mSv; for myocardial perfusion – 2,8 mSv. The computed tomography scan contributes up to 65 – 95% to the total patient effective dose for whole body examinations; 20 – 30% for head examinations. For the multiphase computed tomography scan effective doses may be increased to: 15 mSv for head examinations, 25 – 30 mSv for whole body examinations and 35 – 40 mSv for myocardial examinations. A standardization of acquisition and processing protocols is necessary for optimization of positron emission tomography examinations in Russia and for the intercomparison of results obtained in different positron emission tomography departments. Low dose computed tomography protocols, justification of diagnostic and multiphase computed tomography protocols, application of tube current modulation system and modern reconstruction algorithms, education and training of the staff in the field of radiation protection should be used for optimization of radiation protection of patient

КТ-ПЕРФУЗИЯ И ПЭТ С 18F-ФДГ И 18F-ФХ В КОМПЛЕКСНОЙ ДИАГНОСТИКЕ ГЕПАТОЦЕЛЛЮЛЯРНОГО РАКА

Aim. To evaluate possibilities of CT-perfusion and PET methods with 18F-FDG and 18F-ftorholin in the complex diagnosis of hepatocellular carcinoma. Materials and Methods. The study included the results of PET/CT with 18F-FDG, 18F-ftorholin and CT-perfusion of the liver in 18 patients with histologically confirmed diagnosis of hepatocellular carci noma (HCC). Depending on the degree of tumor differentiation, all patients were divided into 3 groups — patients with highly differentiated (6 patients), moderately differentiated (4 patients), and poorly differentiated HCC (8 patients). PET/CT with 18F-FDG was performed on an empty stomach with water load 308–501 MBq of 18F-FDG was administered intravenously for 50–60 minutes before scanning, depending on the patient’s weight. PET/CT with 18F-ftorholinom was performed 2–3 days after studies with 18F-FDG. The relaxation time was 40 minutes after administration of the radiopharmaceutical. The duration of each PET analysis was 3 minutes per slab. The accumulation levels of the radiopharmaceutical (maxSUV — standardized uptake value) were measured in the solid areas of tumor nodules, in the areas of necrosis (if available) and in the unmodified liver parenchyma. CT-perfusion was performed after the PET/CT in the single scanning with intravenous administration of «Omnipak» 300 mg/ml — 50 ml, the rate of introduction — 2,5–4 ml/s, the time from the introduction of a contrast agent till the scanning — 8 seconds, total scan time — 45 seconds. Data processing was carried out at the Siemens Multy Modality Workplace. Quantitative analysis was performed on the following parameters: BV (blood volume) — ml/100 ml, BF (blood flow) — ml/100 ml/min, ALP (arterial liver perfusion) — ml/100 ml/min, PVP (portal vein liver perfusion) — ml/100 ml/min by measuring the values in the areas of solid tumor nodules, in the areas of necrosis and in the unmodified liver parenchyma. Results. Average values of maxSUV in the group of patients with highly differentiated HCC in PET/CT with 18F-FDG and 18F-ftorholin in a solid component of tumor reached 3,51 and 18,24, respectively; in patients with moderately differentiated HCC — 3,91 and 12,32, respectively; in patients with poorly differentiated HCC — 9,58 and 9,70, respectively. Average values of CT perfusion imaging in a solid component of the tumor in the group of patients with highly differentiated HCC were the following: BF — 55,33 ml/100 ml/min, BV — 13,71 ml/100ml, ALP — 52,41 ml/100 ml/min, PVP — 10,81 ml/100 ml/min (p≤0,05), in the group of patients with moderately differentiated HCC: BF — 52,78 ml/100 ml/min, BV — 12,23 ml/100 ml, ALP — 47,26 ml/100 ml/min, PVP — 9,10 ml/100 ml/min (p≤0,05), in the solid component of poorly differentiated HCC: BF — 46,96 ml/100 ml/min, BV — 9,49 ml/100 ml, ALP — 40,54 ml/100 ml/min, PVP — 7,66 ml/100 ml/min (p≤0,05). Conclusions. Integrated use of PET with 18F-FDG and 18F-ftorholin and CT-perfusion in the single scanning increases differential diagnostic capabilities PET/CT diagnosis, allows to suggest the degree of HCC differentiation that can be used in treatment planning and predicting the course of disease. Цель: оценка возможностей КТ-перфузии и ПЭТ с 18F-ФДГ и 18F-фторхолином в комплексной диагностике гепатоцеллюлярного рака. Материалы и методы исследования. В исследование включены результаты ПЭТ/КТ с 18F-ФДГ, 18F-фторхолином и КТ-перфузий печени 18 пациентов с гистологически подтвержденным диагнозом гепатоцеллюлярный рак (ГЦР). В зависимости от степени дифференцировки опухолей все пациенты были разделены на 3 группы: пациенты с высокодифференцированным (6 пациентов), умереннодифференцированным (4 пациента) и низкодифференцированным ГЦР (8 пациентов). ПЭТ/КТ с 18F-ФДГ выполнялась натощак с водной нагрузкой. Перед сканированием за 50–60 мин внутривенно вводилось, в зависимости от массы тела пациента, 308–501 МБк 18F-ФДГ. ПЭТ/КТ с 18F-фторхолином выполнялась через 2–3 дня после исследования с 18F-ФДГ. Время релаксации составляло 40 минут после введения РФП. Продолжительность каждого ПЭТ-исследования составила 3 минуты на одну «кровать» (slab). Уровни накопления РФП (maxSUV — standardized uptake value) измеряли в солидных участках опухолевых узлов, в зонах некроза (при их наличии) и в неизмененной паренхиме печени. КТ-перфузия выполнялась после ПЭТ/КТ в режиме одного сканирования с внутривенным введением препарата омнипак 300 мг/мл — 50 мл, скорость введения 2,5–4 мл/с, время от момента введения контрастного вещества до начала сканирования 8 с, общее время сканирования 45 с. Обработка данных проводилась на рабочей станции Siemens Multy Modality Workplace. Количественный анализ проводился по следующим показателям: BV (blood volume) — мл/100 мл, BF (blood flow) — мл/100 мл/мин, ALP (arterial liver perfusion) — мл/100 мл/мин, PVP (portal liver perfusion) — мл/100 мл/мин с измерением значений в солидных участках опухолевых узлов, в зонах некроза и в неизмененной паренхиме печени. Результаты. В группе пациентов с высокодифференцированным ГЦР средние значения показателей maxSUV при ПЭТ/КТ с 18F-ФДГ и с 18F-фторхолином в солидном компоненте опухоли составили 3,51 и 18,24, соответственно; в группе пациентов с умереннодифференцированным ГЦР — 3,91 и 12,32, соответственно; в группе пациентов с низкодифференцированным ГЦР — 9,58 и 9,70, соответственно. В группе пациентов с высокодифференцированным ГЦР средние значения показателей КТ-перфузии в солидном компоненте опухоли составили: BF — 55,33 мл/100 мл/мин, BV — 13,71 мл/100 мл, ALP — 52,41 мл/100 мл/мин, PVP — 10,81 мл/100 мл/мин (p≤0,05), в группе больных умереннодифференцированным ГЦР: BF — 52,78 мл/100 мл/мин, BV — 12,23 мл/100 мл, ALP — 47,26 мл/100 мл/мин, PVP — 9,10 мл/100 мл/мин (р≤0,05), в солидном компоненте низкодифференцированного ГЦР: BF — 46,96 мл/100 мл/мин, BV — 9,49 мл/100 мл, ALP — 40,54 мл/100 мл/мин, PVP — 7,66 мл/100 мл/мин (p≤0,05). Выводы. Комплексное использование ПЭТ с 18F-ФДГ и 18F-фторхолином и КТ-перфузии в режиме одного сканирования повышает дифференциально-диагностические возможности ПЭТ/КТ диагностики, позволяет предположить степень дифференцировки гепатоцеллюлярного рака, что может найти применение в планировании лечения и прогнозировании течения заболевания

Особенности клинического течения хронической обструктивной болезни легких в зависимости от продолжительности курения и состояния иммунного ответа пациентов

Summary. Soluble forms of differentiation membrane molecules in immune cells are involved in pathogenesis of respiratory diseases. In this study, we investigated serum soluble forms of CD50, CD54, CD38, CD25, CD8, CD95, HLA I, and HLA-DR molecules in patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Serum markers of activation of the immune cells (sCD25, sCD8 and sCD38), adhesion molecules (sCD50 and sCD54), apoptosis inhibitor (sCD95), sHLA I, and sHLA-DR were decreased in severe COPD. Relationships were found between the tested molecule concentrations and the lung function parameters. Long-term smoking was found to effect on the immune response of patients with COPD.Резюме. Растворимые формы дифференцировочных молекул клеток иммунной системы принимают участие в патогенезе заболеваний дыхательной системы. В настоящей работе исследовано содержание растворимых форм молекул CD50, CD54, CD38, CD25, CD8, CD95, HLA I, HLA-DR в сыворотке крови у больных хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) в стадии обострения. Обнаружено снижение сывороточного уровня маркеров активации клеток иммунной системы (sCD25, sCD8 и sCD38), молекул адгезии (sCD50 и sCD54), ингибитора апоптоза (sCD95) и sHLA I, sHLA-DR при тяжелом течении заболевания. Выявлены корреляционные взаимосвязи концентрации тестируемых молекул и функциональных параметров легких, а также влияние воздействия длительного курения на состояние иммунного ответа пациентов с ХОБЛ