뇌혈류영상용 방사성의약품

뇌혈류 SPECT 영상용 방사성의약품 개발

→ 이상적인 뇌혈류영상용 방사성의약품의 특성

① 혈액-뇌장벽을 자유롭게 이동할 수 있으면서 자유롭게 확산되어야 한다.

이를 위해서는 화합물은 지방친화적이고, 체내에서 중성 pH를 유지하여야 하며, 분자량이 작아야 한다.

또한, 가능한 한 혈액내에서 단백질과 결합이 적어야 한다.

② 체내 주사 후 최초순환뇌조직추출률이 높아야 한다.

③ 혈액-뇌장벽을 통과한 방사성의약품은 국소뇌혈류에 비례하여 분포하여야 한다.

④ 일단 뇌조직에 분포된 후 영상획득에 충분한 시간 동안 분포의 변동 없이 뇌조직에 정체되어야 한다.

⑤ 뇌조직에서 대사가 거의 일어나지 않아야 하며, 뇌조직에 섭취되지 않은 화합물은 배후조직에서 빨리 제거되어야 한다.

⑥ 표지된 방사성동위원소의 에너지나 반감기 등의 물리적 성질이 영상 획득에 적당하여야 한다.

→ 99mTc-HMPAO와 99mTc-ECD는 현재 상업화되어 가장 많이 사용되고 있는 뇌혈류영상용 방사성의약품이다.

 

① 99mTc-HMPAO

→ 99mTc-HMPAO는 중성의 지용성 물질로 뇌-혈액장벽을 자유롭게 통과하여 뇌혈류에 비례하여 분포한다.

99mTc-HMPAO의 뇌세포 내 정체기전은 확실하지 않으나 세포 내에서 강한 환원력을 가지고 있는 thio 구조의 글루타치온(glutathione)과 반응하여 수용성, 비확산성 대사물로 전환된 뒤 뇌조직에 정체되는 것으로 생각된다. 뇌조직에 섭취된 지용성 화합물의 일부는 수용성 대사물로 전환되지 않고 혈액으로 역확산된다. 또한, 혈중 99mTc-HMPAO는 적혈구 내에서 수용성 대사물로 신속하게 전환되어 적혈구 내에 포획된다.

→ 인체에 정맥주사된 99mTc-HMPAO는 1분 이내에 최대 뇌섭취에 도달하는데, 이때 투여량의 3.5~7.0%가 뇌로 섭취된다. 뇌방사능의 15%가 주사 후 2분 이내에 제거되며(초기역확산, initial backdiffusion), 이후 24시간 동안 99mTc의 물리적 붕괴를 제외하고는 뇌방사능의 변화가 거의 일어나지 않는다.

 

② 99mTc-ECD

→ 주사된 99mTc-ECD는 5분 이내에 최대 뇌방사능을 나타내며, 이때 투여량의 4.8~6.8%가 섭취된다.

99mTc-ECD는 뇌조직 내의 esterase에 의한 특이효소반응으로 혈액-뇌장벽을 통과하지 못하는 극성 대사물로 재빨리 탈에스테르화됨으로써 뇌조직에 정체된다.

→ 혈액 및 뇌 이외의 부위에서 99mTc-ECD는 신속히 제거되지만 뇌조직으로부터의 제거는 다른 어떤 장기보다 천천히 일어나므로, 투여 후 초기부터 높은 뇌/연조직방사능 비를 보이며 뇌/연조직방사능 비는 주사 후 적어도 수시간 동안 시간경과에 따라 더욱 높아진다. 폐로부터의 제거도 재빨리 일어나서 인접 배후방사능으로부터 야기되는 문제를 더욱 줄일 수 있다. 결국 99mTc-ECD는 질적으로 우수한 뇌혈류영상을 제공한다.

→ 뇌혈류검사에 사용되는 기존 방사성 추적자에서는 높은 순환혈액방사능이나 방사성의약품 투여 후 방사능의 변동이 문제점으로 지적되어 왔는데, 99mTc-ECD는 혈액으로부터의 제거가 신속한 반면 뇌조직에서의 제거가 비교적 느려 뇌혈류 검사에 적합한 방사성의약품이다.

특히, 99mTc-ECD는 신속한 혈액제거로 인하여 허혈성 뇌졸중에서 자동조절에 의한 국소뇌혈액량의 증가가 영사의 질에 미치는 영향을 최소화할 수 있기 때문에 허혈부위를 발견하는 데 유리하다.

일반적으로 99mTc-ECD영상이 99mTc-HPAO는 물론 123I-IMP보다도 허혈성 병소를 더 잘 발견할 수 있는데, 이는 병소-정사조직 대조비와 공간해상력이 더 높기 때문이다.

99mTc-ECD를 이용한 뇌혈류 SPECT의 최적 촬영 시간은 대부분의 연조직방사능이 제거되는 주사 후 1시간 또는 그 이후이다.

→ 시간경과에 따라 뇌조직으로부터 99mTc-ECD의 유의한 제거가 일어나나 그 제거 속도는 뇌의 전영역에서 동일하여 높은 혈류의 회백질에서의 99mTc-ECD 제거 속도가 혈류가 낮은 백질에서와 같다. 이는 99mTc-ECD의 뇌 제거가 뇌혈류와 일차적으로 연관되어 있지 않음을 시사한다. 따라서 뇌조직 내에서 재분포가 일어나지 않으며 회백질/백질방사능 비는 시간이 경과하여도 높고 일정하게 유지될 수 있다..

→ 99mTc-ECD는 99mTc-HMPAO와 달리 방사화학적 안정성이 뛰어나기 때문에 간질 발작과 같은 급성 신경학적 상태의 환자에게 미리 제조해 놓은 99mTc-ECD를 즉각 투여할 수 있으며, 따라서 99mTc-ECD를 이용함으로써 특히 급성 신경학적 질환에서 뇌혈류영상의 진단적 유용성을 더욱 확장시킬 수 있다.

 

 

뇌혈류 SPECT 영상법 및 정상뇌혈류 SPECT 소견

① 뇌혈류 SPECT 영상법

→ 99mTc0HMPAO는 화학적으로 불안정하여 합성 과정과 사용에 주의해야 한다.

99mTc는 24시간 이전에 용출한 적이 있는 발생기에서 용출한 후 2시간 이내에 합성에 사용해야 하며, 합성한 후 30분 이내에 사용해야 한다. 이러한 불안정성은 주석 이온의 양과 방사분해에 의해 발생하는 중간산물 때문이다.

또한, 시험관 내 불안정성 때문에 HMPAO 키트를 99mTcO4-로 재구성 한 후 30분 이내에 사용해야 하며, 안정제를 첨가한 경우에는 표지 후 4시간까지 사용이 가능하다.

99mTc-ECD의 경우 조제 후 6시간까지 사용이 가능하다.