transmedТрансляционная медицинаTranslational Medicine2311-44952410-5155Almazov National Medical Research Centre, Saint Petersburg, Russia10.18705/2311-4495-2022-9-1-29-38transmed-658Research ArticleРАДИОЛОГИЯRADIOLOGYКоличественное определение тканевого кровотока миокарда методом однофотонной эмиссионной компьютерной томографии по данным абсолютной оценки накопления радиофармпрепарата 99m TC-ТехнетрилаQuantitative spect measurement of the tissue blood flow in myocardium by the absolute uptake of radiopharmaceutical 99m TC -Technetrilhttps://orcid.org/0000-0001-7978-5514УсовВ. Ю.UssovW. Yu.

 д.м.н., профессор, ведущий научный сотрудник  

 ул. Киевская, д. 12, Томск, Россия, 634012 

 8-903 951 26 76

 Dr. Sci., Professor, Head of X-ray and Tomographic Methods of Diagnosis 

 Kievskaya str., 111a, Tomsk, Russia, 634012 

mritomsk@yandex.ruСуховВ. Ю.SoukhovV. Yu.

 к.м.н., врач-радиолог высшей квалификационной категории, руководитель отдела ядерной медицины 

 Санкт-Петербург 

 Ph.D., M.D. Head of the Radiology Department 

Saint Petersburg

БабиковВ. Ю.BabikovV. Yu.

 аспирант НИИ фармакологии и регенеративной медицины им. Е. Д. Гольдберга 

ул. Киевская, д. 12, Томск, Россия, 634012 

 Ph.D. student 

 Kievskaya str., 111a, Tomsk, Russia, 634012

БородинО. Ю.BorodinO. Yu.

 к.м.н., заведующий отделением лучевой диагностики;, старший научный сотрудник отделения рентгеновских и томографических методов диагностики 

ул. Киевская, д. 12, Томск, Россия, 634012 

 Ph.D., Head of the Department of Radiation Diagnostics; Senior Researcher of the Department of X-ray and Tomographic Diagnostic Methods 

 Kievskaya str., 111a, Tomsk, Russia, 634012

ВорожцоваИ. Н.VorozhtsovaI. N.

 д.м.н., профессор, ведущий научный сотрудник 

ул. Киевская, д. 12, Томск, Россия, 634012 

 Dr. Sci., Professor

 Kievskaya str., 111a, Tomsk, Russia, 634012

ЛишмановЮ. Б.LishmanovYu. B.

 д.м.н., член-корреспондент РАН, профессор, профессор-консультант лаборатории № 31 ядерного реактора 

Томск

 Dr. Sci., Correspondent Member of the Russian Academy of Sciences, Professor, Consultant   Professor of the Laboratory № 31 of the Nuclear Reactor

Tomsk  

УдутВ. В.UdutV. V.

 д.м.н., член-корреспондент РАН, профессор, заведующий лабораторией физиологии, молекулярной и клинической фармакологии, заместитель директора по научной и лечебной работе  НИИ фармакологии и регенеративной медицины им. Е. Д. Гольдберга 

ул. Киевская, д. 12, Томск, Россия, 634012 

 Dr. Sci., Correspondent Member of the Russian Academy of Sciences, Professor, ViceDirector, Goldberg Research Institute of Pharmacology and Regenerative Medicine 

 Kievskaya str., 111a, Tomsk, Russia, 634012

КривоноговН. Г.KrivonogovN. G.

 д.м.н., профессор, старший научный сотрудник 

Томск

 Dr. Sci., Professor, Senior Researcher of the Laboratory of Radionuclide Methods, Cardiology research Institute 

 Kievskaya str., 111a, Tomsk, Russia, 634012

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»; Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук», Научно-исследовательский институт кардиологииРоссияTomsk Polytechnic University; Tomsk National Research Medical Center of the Russian Academy of Sciences, Cardiology Research InstituteRussian FederationФедеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А. М. Никифорова» Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствийРоссияThe Nikiforov Russian Center of Emergency and Radiation Medicine, The Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural DisastersRussian FederationФедеральное государственное бюджетное научное учреждение «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук», Научно-исследовательский институт кардиологииРоссияTomsk National Research Medical Center of the Russian Academy of Sciences, Cardiology Research InstituteRussian FederationФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»; Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук», Научно-исследовательский институт кардиологии; Областное государственное автономное учреждение здравоохранения «Томский областной онкологический диспансер»РоссияTomsk Polytechnic University; Tomsk National Research Medical Center of the Russian Academy of Sciences, Cardiology Research Institute; Tomsk Regional Oncology CenterRussian FederationФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»РоссияTomsk Polytechnic UniversityRussian Federation202215042022912938Copyright © Усов В.Ю., Сухов В.Ю., Бабиков В.Ю., Бородин О.Ю., Ворожцова И.Н., Лишманов Ю.Б., Удут В.В., Кривоногов Н.Г., 20222022Усов В.Ю., Сухов В.Ю., Бабиков В.Ю., Бородин О.Ю., Ворожцова И.Н., Лишманов Ю.Б., Удут В.В., Кривоногов Н.Г.Ussov W.Y., Soukhov V.Y., Babikov V.Y., Borodin O.Y., Vorozhtsova I.N., Lishmanov Y.B., Udut V.V., Krivonogov N.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/658Актуальность

Актуальность. Количественный расчет тканевого кровотока средствами радионуклидной эмиссионной томографии имеет большое значение при исследованиях кровоснабжения миокарда. Количественный расчет кровотока средствами позитронно-эмиссионной томографии требует наличия медицинского циклотрона. Уникальным радиофармпрепаратом (РФП) с высокой и примерно одинаковой фракцией экстракции (ФЭ) миокардом и другими тканями (кроме головного мозга) является 99mTc-Технетрил.

Цель

Цель. Разработка методики расчета тканевого кровотока для количественной оценки кровоснабжения сердечной мышцы, по данным определения при однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) тканевого поглощения 99mTc-Технетрила.

Дизайн и методы

Дизайн и методы. Ранее было показано, что распределение РФП — химических микросфер 99mTc-Технетрила или сходного 99mTc-Тетрофосмина в организме пропорционально кровотоку. Определение величины накопления РФП в исследуемом регионе может быть прямо выполнено с помощью ОФЭКТ путем коррекции локального счета в области миокарда на томосрезе на чувствительность детектора, определенную тут же при ОФЭКТ градуированного фантома. Мы использовали данные обследования 14 пациентов с перенесенным инфарктом миокарда, которым была проведена ОФЭКТ с 99mTc-Технетрилом с расчетом тканевого кровотока по представленному методу.

Результаты

Результаты. При расчете резерва кровотока миокарда в покое в области непораженного миокарда рМиоК = 65 ± 7 мл/мин/100 г, в сегментах с наличием жизнеспособного миокарда, по данным ультразвуковой пробы с дипиридамолом, рМиоК = 53 ± 7 мл/мин/100 г, в постинфарктных регионах трансмурального повреждения стенки левого желудочка без наличия жизнеспособного миокарда рМиоК = 27 ± 8 мл/мин/100 г.

Заключение

Заключение. Расчет тканевого кровотока по данным ОФЭКТ может использоваться для патофизиологической оценки кровоснабжения сердечной мышцы при использовании гамма-камер с встроенной калибровкой и/или при калибровке по фантому.

Background

Background. Quantitative calculation of tissue blood flow by means of radionuclide emission tomography is of great importance in studies of myocardial blood supply. Quantifying blood flow with PET requires a medical cyclotron. 99mTc-Technetrile is a unique radiopharmaceutical (rfp) with a high and approximately the same extraction fraction by the myocardium and other tissues — chemical microspheres.

Objective

Objective. Development of a technique for calculating tissue blood flow for a quantitative assessment of the blood supply to the heart muscle, according to the determination of tissue absorption of 99mTc-Technetrile during CardioSPECT.

Design and methods

Design and methods. The distribution of rfp — chemical microspheres 99mTc-Technetrile in the body is proportional to blood flow. Determining the amount of accumulation of rfp in different regions can be performed using SPECT. Weused data of 14 patients with myocardial infarction, who underwent SPECT with 99mTc-Technetrile, with the calculation of tissue blood flow.

Results

Results. Evaluation of rMBF at rest in the area of unaffected myocardium revealed rMBF = 65±7 ml/min/100 g, in segments with the presence of viable myocardium according to the ultrasound test with dipyridamole rMBF = 53±7 ml/min/100 g, in postinfarction regions of the transmural damage to the left ventricular wall without viable myocardium rMBF = 27±8 ml/min/100 g.

Conclusion

Conclusion. The calculation of tissue blood flow via CardioSPECT is useful for pathophysiological assessment of the blood supply to the heart muscle.

количественная ОФЭКТкровоток миокардахимические микросферы99mTc-МИБИ99mTc-Технетрил99mTc-MIBI99mTc-Technetrilchemical microspheresmyocardial blood flowquantitative SPECTReferencesШляхто Е.В., Баранова Е.И. Основные направления снижения сердечно-сосудистой смертности: что можно изменить уже сегодня ? Российский кардиологический журнал. 2020; 25(7): 10-18. DOI: 10.15829/1560-4071-2020-3983Shlyakhto E V, Baranova E I. Central directions for reducing cardiovascular mortality: what can be changed today ? Russian Journal of Cardiology. 2020; 25(7): 10-18. DOI: 10.15829/1560-4071-2020-3983.Рыжкова Д.В., Красильникова Л.А., Нифонтов Е.М., Тютин Л.А., Ицкович И.Э. Оценка функционального состояния коронарного русла методом позитронной эмиссионной томографии с 13N-аммонием на фоне холодовой пробы. Вестник рентгенологии и радиологии. 2010; (3): 15-20.Ryzhkova DV, Krasilnikova LA, Nifontov YeM, Tyutin LA, Itskovich IE. Evaluation of coronary bed function by positron emission tomography using 13N-ammonium during cold – stimulation test. Russian Journal of Radiology . 2010; (3): 15-20. (in Russian)Станжевский А.А., Панфиленко А.Ф., Тютин Л.А., Илющенко Ю.Р. Роль позитронной эмиссионной томографии в оценке гемодинамики опухолей головного мозга. Вестник рентгенологии и радиологии. 2014; (6): 53-61.Stanzhevskiy AA, Panfilenko AF, Tyutin LA, Ilyushchenko Yu R. Role of positron emission tomography in the hemodynamic evaluation of brain tumors. Russian Journal of Radiology . 2014; (6): 53-61. (in Russian)Усов В.Ю., Гарганеева А.А., Федоров А.Ю., Карпов Р.С. Оценка кровотока миокарда в абсолютных единицах методом однофотонной эмиссионной компьютерной томографии с 99mTc-Технетрилом(МИБИ). Методика и клиническая апробация при ИБС. Медицинская радиология и радиационная безопасность. 1998; 43(4): 30-36.Ussov W Yu, Garganeeva AA, Fedorov A Yu, Karpov R S. Assessment of myocardial blood flow in absolute units by 99mTc-MIBI SPECT. Technique and clinical trial in coronary patients. Medical Radiology and Radiation safety. 1998; 43(4): 30-36. (in Russian)Wu D, Zhang Z, Ma R, Guo F, Wang L, Fang W. Comparison of CZT SPECT and conventional SPECT for assessment of contractile function, mechanical synchrony and myocardial scar in patients with heart failure. J Nucl Cardiol. 2019; 26(2): 443-452. doi: 10.1007/s12350-017-0952-6.Wu D, Zhang Z, Ma R, Guo F, Wang L, Fang W. Comparison of CZT SPECT and conventional SPECT for assessment of contractile function, mechanical synchrony and myocardial scar in patients with heart failure. J Nucl Cardiol. 2019; 26(2): 443-452. doi: 10.1007/s12350-017-0952-6.Khaing T, Raymond CCW, Chan WX, Hao C, Wong SS. Quantification of myocardial blood flow and myocardial flow reserve with SPECT imaging technique. J Nucl Cardiol. 2019 ; 26(1): 318-323. doi: 10.1007/s12350-017-1152-0.Khaing T, Raymond CCW, Chan WX, Hao C, Wong SS. Quantification of myocardial blood flow and myocardial flow reserve with SPECT imaging technique. J Nucl Cardiol. 2019 ; 26(1): 318-323. doi: 10.1007/s12350-017-1152-0.Лишманов Ю.Б., Чернов В.И., Кривоногов Н.Г., Малышева А.О., Веснина Ж.В., Реброва Т.Ю., Ефимова И.Ю. Фармакокинетические и сцинтиграфические исследования 99mTc-Техмикарда в эксперименте. Медицина труда и промышленная экология. 1995; (9): 6 - 9.Lishmanov Yu B, Chernov V I, Krivonogov N G, Malysheva A O, Vesnina Zh V, Rebrova T Yu, Efimova I Yu. Experimental pharmacokinetic and scintigraphic studies of 99mTc-Techmicard/ Medicine of work and industrial ecology. 1995; (9): 6 — 9. (in Russian)Babushkina T.A., Sergeev V.V., Medvedeva E.I., Malysheva A.O., Kodina G.E. 1H NMR and Mössbauer studies of the main components of radiopharmaceutical "99mTc -Tekhnetril" preparation. Russian Journal of Coordination Chemistry. 1996; 22 (9): 639-641.Babushkina T.A., Sergeev V.V., Medvedeva E.I., Malysheva A.O., Kodina G.E. 1H NMR and Mössbauer studies of the main components of radiopharmaceutical "99mTc -Tekhnetril" preparation. Russian Journal of Coordination Chemistry. 1996; 22 (9): 639-641.Stukanov S L, Ussov W Yu, Kolomiets S A, Ryannel Yu E, Velichko S A, Zyryanov B N. SPECT with 99mTc-Technetryl in lung cancer. Medical Radiology and Radiation Safety. 1996 ; 41( 6): 11-15. (in Russian)Stukanov S L, Ussov W Yu, Kolomiets S A, Ryannel Yu E, Velichko S A, Zyryanov B N. SPECT with 99mTc-Technetryl in lung cancer. Medical Radiology and Radiation Safety. 1996 ; 41( 6): 11-15. (in Russian)Ussov WYu, Riannel Yu E, Slonimskaya E M, Velichko S A, Kalashnikov S D, Mihailovic J M, Scopinaro F. Quantification of breast cancer blood flow in absolute units using Gjedde-Rutland-Patlak analysis of 99mTc-MIBI uptake. Nuclear Medicine Review - CEE. 1999; 2(1): 4 – 11.Ussov WYu, Riannel Yu E, Slonimskaya E M, Velichko S A, Kalashnikov S D, Mihailovic J M, Scopinaro F. Quantification of breast cancer blood flow in absolute units using Gjedde-Rutland-Patlak analysis of 99mTc-MIBI uptake. Nuclear Medicine Review - CEE. 1999; 2(1): 4 – 11.Усов В.Ю., Питерс А.М., Барышева Е.В., Бородин О.Ю., Майерс М.Д., Тюкалов Ю.И. Количественная оценка кровотока злокачественных опухолей костей и мягких тканей по данным динамической сцинтиграфии с 99mTc-МИБИ. Медицинская визуализация. 2003.; (4): 114-123.Ussov WYu, Peters AM, Barysheva EV, Borodin OYu, Myers MJ, Tyukalov Yu I. Quantification of tumor blood flow in musculoskeletal sarcomas from dynamic 99mTc-MIBI scintigraphy. Medical Visualization. 2003.; (4): 114-123. (in Russian)Эвентов А.З., Чорголиани Т.Н., Оганов Р.Г., Медведев О.С., Глуховцев Е.В., Меерчук Ф.Е. Способ определения органного кровотока. А.С. СССР №1410949, от 06.01.1986.Eventov AZ, Chorgoliani TN, Oganov RG, Medvedev OS, Glukhovtsev EV, Meerchuk FE. Method for determining organ blood flow. USSR Patent № 1410949, claimed 06.01.1986. (in Russian)Наркевич Б.Я. Методологические аспекты планарной сцинтиграфии сердечно-сосудистой системы и легких. Медицинская радиология. 1993; 38(4): 38 — 42.Narkevich B Ya. Methodological aspects of planar scintigraphy of the cardiovascular system and lungs. Medical Radiology. 993; 38(4): 38 — 42. (in Russian)Narkevich B Ya. Circulation models for functional radionuclide diagnosis with organotropic radiopharmaceuticals. Medical Radiology and Radiation safety. 1997; 42(3): 18-22. (in Russian)Narkevich B Ya. Circulation models for functional radionuclide diagnosis with organotropic radiopharmaceuticals. Medical Radiology and Radiation safety. 1997; 42(3): 18-22. (in Russian)Рыжкова Д.В. Перфузионная сцинтиграфия миокарда. Кардиология: новости, мнения, обучение. 2016; 4 (11): 76-86.Ryzhkova D.V. Myocardial perfusion scintigraphy. Kardiologia: news, oppinions, teaching. 2016; 4 (11): 76-86. (in Russian)Кривоногов Н.Г., Лишманов Ю.Б., Донской М.А., Минин С.М., Кузнецова А.В., Крылов А.Л. Способ неинвазивного количественного определения миокардиального кровотока для выявления коронарной недостаточности. Патент на изобретение RU 2428930 C1, 20.09.2011. Заявка № 2010114926/14 от 13.04.2010.Krivonogov N G, Lishmanov Yu B, Donskoi M A, Minin S M, Kuznetsova A V, Krylov A L. A method of noninvasive quantitative meaurement of myocardial blood flow for the detection of coronary insufficiency. Russian Patent RU 2428930 C1, 20.09.2011. Claim № 2010114926/14 , at 13.04.2010. (in Russian)Ussov WYu, Solov'ev OV, Garganeeva AA, Teplyakov AT, Karpov RS. Quantitative scintigraphic evaluation of molsidomine effects on myocardial blood flow of coronary patients during exercise test. Changjiang Liuyu Ziyuan Yu Huanjing. 1998; 7(4): 28-35.Ussov WYu, Solov'ev OV, Garganeeva AA, Teplyakov AT, Karpov RS. Quantitative scintigraphic evaluation of molsidomine effects on myocardial blood flow of coronary patients during exercise test. Changjiang Liuyu Ziyuan Yu Huanjing. 1998; 7(4): 28-35.https://mediso.com/global/en/product/group/clinical-productshttps://mediso.com/global/en/product/group/clinical-productsPetretta M, Storto G, Pellegrino T, Bonaduce D, Cuocolo A. Quantitative Assessment of Myocardial Blood Flow with SPECT. Prog Cardiovasc Dis. 2015; 57(6): 607-14. doi: 10.1016/j.pcad.2014.12.007.Petretta M, Storto G, Pellegrino T, Bonaduce D, Cuocolo A. Quantitative Assessment of Myocardial Blood Flow with SPECT. Prog Cardiovasc Dis. 2015; 57(6): 607-14. doi: 10.1016/j.pcad.2014.12.007. Moretti JL, Hauet N, Caglar M, Rebillard O, Burak Z. To use MIBI or not to use MIBI? That is the question when assessing tumour cells. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2005; 32(7): 836-842. doi: 10.1007/s00259-005-1840-x.Moretti JL, Hauet N, Caglar M, Rebillard O, Burak Z. To use MIBI or not to use MIBI? That is the question when assessing tumour cells. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2005; 32(7): 836-842. doi: 10.1007/s00259-005-1840-x.Bailly M, Thibault F, Courtehoux M, Metrard G, Ribeiro MJ. Added Value of Myocardial Blood Flow Quantification and Calcium Scoring During CZT SPECT Myocardial Perfusion Imaging for Coronary Artery Disease Screening. Clin Nucl Med. 2019; 44(11): e617-e619. doi: 10.1097/RLU.0000000000002709.Bailly M, Thibault F, Courtehoux M, Metrard G, Ribeiro MJ. Added Value of Myocardial Blood Flow Quantification and Calcium Scoring During CZT SPECT Myocardial Perfusion Imaging for Coronary Artery Disease Screening. Clin Nucl Med. 2019; 44(11): e617-e619. doi: 10.1097/RLU.0000000000002709. https://www.hermesmedicalsolutions.com/nm-processinghttps://www.hermesmedicalsolutions.com/nm-processingSlomka PJ, Berman DS, Germano G. Absolute myocardial blood flow quantification with SPECT/CT: is it possible? J Nucl Cardiol. 2014; 21(6): 1092-1095. doi: 10.1007/s12350-014-0002-6.Slomka PJ, Berman DS, Germano G. Absolute myocardial blood flow quantification with SPECT/CT: is it possible? J Nucl Cardiol. 2014; 21(6): 1092-1095. doi: 10.1007/s12350-014-0002-6.Алексеева Я.В., Вышлов Е.В., Усов В.Ю., Марков В.А. Феномены микрососудистого повреждения при остром инфаркте миокарда. Сибирский медицинский журнал (г. Томск). 2018; 33(4): 19-26. DOI: 10.29001/2073-8552-2018-33-4-19-26Alekseeva YaV, Vyshlov EV, Ussov VYu, Markov V A. Microvascular injury phenomena in myocardial infarction. Siberian Medical Journal (Tomsk). 2018; 33(4): 19-26. DOI: 10.29001/2073-8552-2018-33-4-19-26 (in Russian)Мочула А.В., Завадовский К.В., Андреев С.Л., Крылов А.Л., Лишманов Ю.Б. Сцинтиграфическая оценка резерва миокардиального кровотока у больных ишемической болезнью сердца с различной выраженностью атеросклеротического поражения коронарных артерий. Медицинская визуализация. 2017; 21(4): 72-81. DOI: 10.24835/1607-0763-2017-4-72-81Mochula AV, Zavadovsky KV, Andreev SL, Krylov AL, Lishmanov YuB. Coronary flow reserve assessment in patients with CAD by dynamic single photon emission computed tomography. Medical Vizualisation. 2017; 21(4): 72-81. DOI: 10.24835/1607-0763-2017-4-72-81 (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.