Quantification Methods for Clinical Studies in Nuclear Medicine - Applications in AMS, PET/CT and SPECT/CT

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Inom området diagnostisk nuklearmedicin används radioaktiva läkemedel som ges (administreras) till patienterna i syfte att diagnostisera ett antal olika sjukdomstillstånd. Då man tar fram nya radioaktiva läkemedel för användning inom diagnostisk nuklearmedicin handlar det många gånger om att uppskatta mängden av ett visst upptag av radiofarmakat i olika organ och vävnader i kroppen. Man kan då få en uppfattning om hur ämnet fördelas i kroppen och hur länge det dröjer sig kvar i olika organ och vävnader. Man studerar ämnets väg genom kroppen, den tid det tar för ämnet att tas upp eller att utsöndras, vilket kan ge värdefull information om den fortsatta användningen av detta läkemedel. Inom bilddiagnostiken vill man att kontrasten mellan sjuk och frisk vävnad ska bli hög för att lättare kunna ställa diagnos. Något som man självklart också måste ta hänsyn till är att patienten inte ska utsättas för onödigt mycket strålning från det radioaktiva ämnet. Detta kan man fastställa genom att mäta hur mycket av det radioaktiva ämnet som tagits upp i kroppens olika organ samt i blod och urin vid olika tidpunkter efter tillförseln av det radioaktiva läkemedlet. Mätningarna görs med de olika kameror som används inom diagnostiken, såsom SPECT (single photon emission computed tomography) eller PET (positron emission tomography) som mäter den strålning som skickas ut från det radioaktiva ämnet som man har gett till patienten och gör om detta till en tredimensionell bild av ämnets fördelning i kroppen. För att få en korrekt uppskattning av stråldosen från det radioaktiva ämnet är det då viktigt att använda sig av metoder som ”översätter” informationen i dessa bilder till innehållet av det radioaktiva ämnet i olika organ och vävnader. PET och SPECT-kamerorna kan även användas för att uppskatta storleken av exempelvis cancertumörer inför eller under pågående cytostatikabehandling eller strålbehandling. En förändring av tumörstorleken kan då visa hur effektiv en behandling är. Vid planering inför strålbehandling är det mycket viktigt att kunna bestämma tumörens storlek samt läge noggrant eftersom dessa ligger till grund för beslutet om hur stor volym som skall bestrålas. Ju större volym som inkluderas runt tumören, desto mer strålning utsätts den friska vävnaden för. För att minimera risken för detta behöver man även här arbeta fram metoder som kvantifierar bilddata på ett så korrekt sätt som möjligt. En ”icke bildgivande” metod som fått stor spridning inom klinisk forskning när det gäller läkemedelsutveckling är acceleratorbaserad mass spektrometri (AMS) där man analyserar atominnehållet i biologiska prover. Den vanligaste tillämpningen för AMS är datering av arkeologiska och geologiska prover med hjälp av kol-14-metoden, men denna teknik kan även användas för studier av hur läkemedel fördelas, tas upp och utsöndras. Man märker läkemedelssubstansen med radioaktivt kol-14 och tillför mycket små mängder (sk. mikrodoser) av den märkta substansen till försökspersoner. Man mäter sedan innehållet av kol-14 i prover av blod och urin som samlats in vid olika tidpunkter efter att man injicerat läkemedlet. Man kan även använda de ”bildgivande” metoderna PET och SPECT för att studera fördelningen av läkemedel i organen men då måste man märka läkemedlen med andra typer av radioaktiva ämnen som går att mäta med dessa utrustningar. Fördelen med att ge mikrodoser till försökspersonerna är att man använder så små mängder av läkemedel att det är möjligt att utföra tester på människor mycket tidigare i processen än med traditionella metoder. Man har då möjlighet att korta ner tiden för utveckling av nya läkemedel genom att sortera ut dåliga läkemedelskandidater redan efter dessa tester. AMS är en mycket noggrann mätmetod med vilken man kan räkna enskilda atomer. Man kan dock se skillnader i resultat vid användning av olika typer av acceleratorer eller vid användning av olika metoder för att förbereda de prover som ska analyseras. Det är därför viktigt att undersöka vilka skillnader detta kan ge upphov till för att kunna göra en korrekt uppskattning av läkemedelskoncentrationen i blod och urin. Utvecklingen av system, både ”bildgivande” och ”icke bildgivande”, går ständigt framåt. För att kunna utnyttja den fulla potentialen av dessa system och känna sig trygg med att använda dem i kliniska studier samt vid diagnostik, krävs ett ständigt arbete och en vidareutveckling av befintliga metoder. De metoder som beskrivs i denna avhandling är ett bidrag till detta.