Gallium-skanning - Gallium scan

En galliumscanning är en typ av nukleärmedicinsk test som använder antingen ett gallium-67 ( ⁶⁷ Ga) eller gallium-68 ( ⁶⁸ Ga) radiofarmaka för att få bilder av en specifik typ av vävnad eller sjukdomstillstånd i vävnad. Gallium alter såsom gallium -citrat och gallium -nitrat kan användas. Saltformen är inte viktig, eftersom det är den fritt upplösta galliumjonen Ga ³⁺ som är aktiv. Både ⁶⁷ Ga- och ⁶⁸ Ga-salter har liknande upptagningsmekanismer. Gallium kan även användas i andra former, exempelvis ⁶⁸ Ga-PSMA används för canceravbildning. Den gammaemission av gallium 67 avbildas av en gammakamera , medan positron emission av gallium 68 avbildas av positronemissionstomografi (PET).

Galliumsalter tas upp av tumörer, inflammation och både akut och kronisk infektion, vilket gör att dessa patologiska processer kan avbildas. Gallium är särskilt användbart vid bildbehandling av osteomyelit som involverar ryggraden och vid avbildning av äldre och kroniska infektioner som kan vara orsaken till feber av okänt ursprung .

Galliumcitratskanning

Galliumscanning som visar panda (A) och lambda (B) mönster, anses specifika för sarkoidos i frånvaro av histologisk bekräftelse.

Tidigare var galliumskanningen guldstandarden för iscensättning av lymfom tills den ersattes med positronemissionstomografi med användning av fludeoxyglukos (FDG). Galliumavbildning används fortfarande för att bilda inflammation och kroniska infektioner, och det lokaliserar fortfarande ibland oväntade tumörer eftersom det tas upp av många typer av cancerceller i mängder som överstiger de i normala vävnader. Således kan ett ökat upptag av gallium-67 indikera en ny eller gammal infektion, ett inflammatoriskt fokus från någon orsak eller en cancertumör.

Det har föreslagits att galliumavbildning kan bli en föråldrad teknik, med indiumleukocytavbildning och teknetiumantigranulocytantikroppar som ersätter den som en detekteringsmekanism för infektioner. För detektion av tumörer , särskilt lymfom , används fortfarande galliumavbildning, men kan ersättas med fludeoxyglukos PET -avbildning i framtiden.

Vid infektioner har galliumscanningen en fördel jämfört med indiumleukocytbildning vid avbildning av osteomyelit (beninfektion) i ryggraden, lunginfektioner och inflammation och för kroniska infektioner. Detta beror delvis på att gallium binder till neutrofila membran, även efter neutrofil död. Avbildning av indiumleukocyter är bättre för akuta infektioner (där neutrofiler fortfarande är snabbt och aktivt lokaliserade till infektionen) och även för osteomyelit som inte involverar ryggraden och för buk- och bäckeninfektioner . Både galliumscanning och indiumleukocytavbildning kan användas för att bilda feber av okänt ursprung (förhöjd temperatur utan förklaring). Emellertid kommer indium-leukocytsökningen endast att avbilda 25% av sådana fall som orsakas av akuta infektioner, medan gallium också kommer att lokaliseras till andra feberkällor, såsom kroniska infektioner och tumörer.

Mekanism

Kroppen hanterar generellt Ga ³⁺ som om den vore ferri järn (Fe-III), och således den fria isotop jonen är bunden (och koncentrat) i områden för inflammation, såsom en infektionsstället, och även områden med snabb celldelning. Gallium (III) (Ga ³⁺ ) binder till transferrin , leukocyt laktoferrin , bakteriella sideroforer , inflammatoriska proteiner och cellmembran i neutrofiler, både levande och döda.

Laktoferrin finns i leukocyter. Gallium kan bindas till laktoferrin och transporteras till inflammationsställen eller bindas till laktoferrin som frigörs under bakteriell fagocytos vid infektionsställen (och förblir på grund av bindning till makrofagreceptorer ). Ga-67 fäster också till sideroformolekylerna i själva bakterierna och kan därför användas hos leukopeniska patienter med bakteriell infektion (här fäster den sig direkt till bakterieproteiner, och leukocyter behövs inte). Upptagning antas förknippas med en rad tumöregenskaper inklusive överförande av receptorer, anaerob tumörmetabolism och tumörperfusion och vaskulär permeabilitet .

Vanliga indikationer

• Helkroppsundersökning för att lokalisera källan till feber hos patienter med feber av okänt ursprung.
• Detektion av lung- och mediastinal inflammation/infektion, särskilt hos den immunkompromitterade patienten.
• Utvärdering och uppföljning av aktiva lymfocytiska eller granulomatösa inflammatoriska processer såsom sarkoidos eller tuberkulos .
• Diagnostisera vertebral osteomyelit och/eller diskutrymmeinfektion där Ga-67 föredras framför märkta leukocyter.
• Diagnos och uppföljning av medicinsk behandling av retroperitoneal fibros .
• Utvärdering och uppföljning av läkemedelsinducerad lungtoxicitet (t.ex. Bleomycin, Amiodaron)
• Utvärdering av patienter som inte är kandidater för WBC -skanningar (WBC -antal mindre än 6000).

Observera att alla dessa tillstånd också ses i PET-skanningar med gallium-68.

Metod

Huvudtekniken ( ⁶⁷ Ga) använder scintigrafi för att producera tvådimensionella bilder. Efter att spåraren har injicerats tas bilder vanligtvis med en gammakamera vid 24, 48 och i vissa fall 72 och 96 timmar senare. Varje uppsättning bilder tar 30–60 minuter, beroende på storleken på det område som avbildas. Den resulterande bilden kommer att ha ljusa områden som samlar in stora mängder spårämne, eftersom inflammation förekommer eller snabb celldelning sker. Enkelt fotonemissionstomografi (SPECT) -bilder kan också förvärvas. I vissa avbildningscentra kan SPECT-bilder kombineras med datortomografisökning med antingen fusionsprogramvara eller SPECT / CT-hybridkameror för att överlagra både fysiologisk bildinformation från galliumskanningen och anatomisk information från CT-skanningen.

Vanliga injektionsdoser är cirka 150 megabeck . Bildbehandling bör vanligtvis inte vara tidigare än 24 timmar - hög bakgrund vid denna tidpunkt ger falska negativ. Fyrtioåtta timmars helkroppsbilder är lämpliga. Försenad avbildning kan erhållas till och med 1 vecka eller längre efter injektionen om tarmen är störande. SPECT kan utföras efter behov. Orala laxermedel eller lavemang kan ges före avbildning för att minska tarmaktiviteten och minska dosen till tjocktarmen. användbarheten av tarmberedning är emellertid kontroversiell.

10 till 25% av dosen gallium-67 utsöndras inom 24 timmar efter injektionen (varav majoriteten utsöndras via njurarna). Efter 24 timmar är den huvudsakliga utsöndringsvägen kolon. "Målorganet" (organ som får den största strålningsdosen i genomsökningen) är tjocktarmen (tjocktarmen).

I en normal skanning ses upptag av gallium på många olika platser som inte indikerar ett positivt resultat. Dessa inkluderar vanligtvis mjukvävnader, lever och ben. Andra platser av lokalisering kan vara nasofaryngeala och lakrimala körtlar, bröst (särskilt i laktation eller graviditet ), normalt läkande sår, njurar, urinblåsa och tjocktarm.

Gallium PSMA-skanning

CT-skanning (vänster) och Gallium PSMA PET-skanning (höger) av patienter med metastaser i prostatacancer i benen

Den positronemitterande isotopen, ⁶⁸ Ga, kan användas för att rikta prostataspecifikt membranantigen (PSMA), ett protein som finns i prostatacancerceller . Tekniken har visat sig förbättra upptäckten av metastatisk sjukdom jämfört med MR- eller CT -skanningar .

I december 2020 godkände den amerikanska läkemedelsmyndigheten (FDA) Gallium ⁶⁸ Ga PSMA-11 för medicinsk användning i USA. Det är indicerat för positronemissionstomografi (PET) av positiva lesioner av prostataspecifikt membranantigen (PSMA) hos män med prostatacancer. Den tillverkas av UCLA Biomedical Cyclotron Facility. FDA godkände ⁶⁸ Ga PSMA-11 baserat på bevis från två kliniska prövningar (försök 1/NCT0336847 identiska med NCT02919111 och försök 2/NCT02940262 identiska med NCT02918357) på manliga deltagare med prostatacancer. Vissa deltagare fick nyligen diagnosen prostatacancer. Andra deltagare behandlades tidigare, men det fanns misstanke om att cancern spred sig på grund av stigande prostataspecifikt antigen eller PSA. Försöken genomfördes på två platser i USA.

US Food and Drug Administration (FDA) anser att ⁶⁸ Ga PSMA-11 är en förstklassig medicinering .

Vanliga indikationer

Gallium PSMA-skanning rekommenderas främst i fall av biokemisk återfall av prostatacancer, särskilt för patienter med låga PSA- värden, och hos patienter med högrisksjukdom där metastaser anses troliga.

Metod

En intravenös administrering av 1,8–2,2 megabeckar på ⁶⁸ Ga PSMA-11 per kg kroppsvikt rekommenderas. Imaging bör börja cirka 60 minuter efter administrering med ett förvärv från mitten av låret till skallen.

Gallium DOTA-skanningar

⁶⁸ Ga DOTA- konjugerade peptider (inklusive ⁶⁸ Ga DOTA-TATE , DOTA-TOC och DOTA-NOC ) används vid positronemissionstomografi (PET-avbildning) av neuroendokrina tumörer (NET). Skanningen liknar SPECT -oktreotidsökningen genom att en somatostatinanalog används, och det finns liknande indikationer och användningsområden, men bildkvaliteten förbättras avsevärt. Somatostatinreceptorer överuttrycks i många NET, så att den ⁶⁸ Ga DOTA -konjugerade peptiden företrädesvis tas upp på dessa platser och visualiseras vid skanningen. Förutom diagnos och iscensättning av NET kan ⁶⁸ Ga DOTA-konjugerad peptidavbildning användas för planering och dosimetri som förberedelse för lutetium -177 eller yttrium-90 DOTA- terapi .

I juni 2016 godkändes Netspot (kit för beredning av gallium Ga 68 dotatate -injektion) för medicinskt bruk i USA.

I augusti 2019 godkändes ⁶⁸ Ga edotreotidinjektion ( ⁶⁸ Ga DOTATOC) för medicinsk användning i USA för användning med positronemissionstomografi (PET) för lokalisering av somatostatinreceptorpositiva neuroendokrina tumörer (NET) hos vuxna och barn.

US Food and Drug Administration (FDA) godkände ⁶⁸ Ga DOTATOC baserat på bevis från tre kliniska prövningar (försök 1/NCT#1619865, försök 2/NCT#1869725, försök 3/NCT#2441062) av 334 kända eller misstänkta neuro-endokrina tumörer. Försöken genomfördes i USA.

Radiokemi av gallium-67

Gallium-67-citrat produceras av en cyklotron. Laddad partikelbombardemang av anrikat Zn-68 används för att producera gallium-67. Gallium-67 komplexbinds sedan med citronsyra för att bilda galliumcitrat. Halveringstiden för gallium-67 är 78 timmar. Den sönderfaller genom elektronupptagning och avger sedan gammastrålar som avkallas av en gammakamera. Primäremission är vid 93 keV (39% överflöd), följt av 185 keV (21%) och 300 keV (17%). För avbildning används flera gamma-kameranergifönster, vanligtvis centrerade runt 93 och 184 keV eller 93, 184 och 296 keV.

Radiokemi av gallium-68

⁶⁸ Ga produceras från förfall av Germanium-68 , som har en halveringstid på 270,8 dagar, eller genom bestrålning av Zink-68 genom en cyklotron med låg energi. Användning av en generator betyder att en försörjning på ⁶⁸ Ga enkelt kan produceras med minimal infrastruktur, till exempel på platser utan en cyklotron , som vanligtvis används för att producera andra PET-isotoper. Det förfaller genom positronemission och elektronuppsamling till Zink-68 . Maximal energi för positronemission är 1,9 MeV.

Se även

• Indium scan
• Radiologi
• Kärnmedicin
• Gallium-68 generator

Referenser

externa länkar

• " ⁶⁸ Ga-DOTATATE" . Portalen för läkemedelsinformation . US National Library of Medicine.