доцент Матвеев А. В.

Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского, Россия

Особенности фармакокинетического моделирования при радионуклидной ренографии

Радионуклидная ренография применяется для изучения функциональной способности почек (оценка секреторной и экскреторной функций) с помощью радиофармпрепарата (РФП), вводимого в локтевую вену [1]. В основе метода лежит регистрация кинетики орто-йод-гиппурата (Гиппуран), меченного радиоизотопами I-131 или I-123. С помощью радиометрического прибора регистрируют четыре кинетические кривые «Активность-время»: клиренс крови (с помощью детектора, расположенного над областью сердца), две ренограммы (левая и правая почки, детекторы устанавливаются по центру проекции каждой почки согласно их анатомическому расположению) и уринограмму (регистрация накопления РФП в мочевом пузыре). Измерение радиоактивности проводят, как правило, в течение 20-30 мин после инъекции РФП [1].

Особое значение для диагностики имеют ренографические кривые, именно они отражают функциональную способность почек. На ренограмме условно выделяют три сегмента: сосудистый (1), секреторный (2), экскреторный (3). В норме эти кривые симметричны, характеризуются достаточно острым пиком и имеют все три сегмента (рис. слева). По кинетическим кривым определяют количественные параметры, важные для диагностики, такие как время достижения максимума относительной активности (A_max/A₀) в каждой почке t_max (в норме варьирует в пределах 2-5 мин), период полувыведения РФП из почки T_1/2 (в норме составляет 6-10 мин), период полуочищения крови от РФП T_кр (в норме не превышает 14 мин), Э₂₀ – процент экскреции РФП к 20-й минуте исследования (60-70%), показатель Винтера (в норме не более 55%), секреторный индекс (в норме не менее 1,4) и др. Причем параметры нормы, в зависимости от положения обследуемого, могут значительно отличаться. Поэтому в литературе нередко встречается расхождение их значений [1]. Целесообразно вообще в каждой лаборатории разработать свои критерии нормы для конкретного метода исследования. Огромное значение в оценке этих количественных параметров имеет параллельное кинетическое моделирование транспорта РФП в организме [2].

Рис. Нормальные ренограммы при исследовании с ¹³¹I-гиппураном (слева) и ренограммы, полученные в результате моделирования в рамках четырехкамерной модели (справа). Пояснения даны в тексте.

Целью нашей работы стало создание математической модели фармакокинетики нефротропного РФП (Гиппуран, I-131 и I-123), определение транспортных констант, характеризующих скорость процессов поглощения-выделения РФП почками, и расчет на их основе соответствующих количественных показателей радионуклидной диагностики функционального состояния мочевыделительной системы в норме и патологии. Для описания кинетики РФП с учетом особенностей регистрации радиоактивности нами в данной работе используется четырехкамерная модель, которая включает в себя: камеры плазмы крови (H), левой (LR) и правой (RR) почек, мочевого пузыря (U). Им соответствуют транспортные константы – секреции K_HL, K_HR и экскреции K_LU, K_RU (для левой и правой почек). Также учтен радиоактивный распад изотопов I-131 и I-123, постоянные распада которых 0,00006 мин^–1 и 0,00087 мин^–1, соответственно.

Значения констант K_HL, K_HR и K_LU, K_RU для каждого пациента являются индивидуальными и зависят от целого ряда их анатомо-физиологических и биохимических характеристик, наличия заболеваний мочевыделительной системы и других патологий. Как правило, для их идентификации используются количественные клинические данные, полученные в процессе радиографии (графики клиренса крови и ренограммы) или радиометрии (набор точек регистрации активности в разные моменты времени). Также могут быть использованы эмпирические формулы и закономерности. В своей работе мы предложили несколько способов идентификации транспортных констант при сопоставлении модельных результатов с количественными радиометрическими данными (см. также нашу работу [2]).

На рис. справа, в качестве примера, приведены рассчитанные нами в рамках фармакокинетической модели ренографические кривые. Кривые 1 и 2 соответствуют нормальным ренограммам (с разными значениями транспортных констант). При патологии, сопровождающейся изменением функции мочевыделительной системы, наблюдаются различные деформации ренографических кривых: кривая 3 – афункционального типа (при нефункционирующей почке), 4 – обструктивного типа (при отсутствии выделительной функции почки), 5 – гипоизостенурического типа (наблюдается при выраженном снижении функции почки).

Использование фармакокинетической модели позволяет научно обосновать вычисление значимых количественных показателей для оценки результатов исследования, установить их связь с транспортными константами и, как следствие, с физиологическими процессами, что дает более объективную оценку функционального состояния исследуемых органов по данным радионуклидной диагностики. Подробнее с фармакокинетическими моделями и результатами моделирования можно ознакомиться в нашей работе [2].

Литература:

1. Радионуклидная диагностика для практических врачей / Под ред. Лишманова Ю.Б., Чернова В.И. – Томск: STT, 2004. – 394 с.

2. Матвеев А.В., Корнеева М.Ю. Особенности моделирования кинетики радиофармпрепаратов при функциональном исследовании гепатобилиарной системы // Вестник Омского университета. 2015. № 3. С. 42-51.