Radionuclide examinations in hematology

Nuclear hematology focuses on the examination of peripheral blood elements, spleen and iron metabolism. Monitoring of vitamins (mostly B12) belongs to examination GIT.

Measurement of body fluid volume
Using radionuclide methods it is possible measure the amount of fluids. We can measure volume of total extracellular fluid or only intravascular fluid. These methods are not widely used in clinical practice, their importance lies in experimental use.

Total extracellular fluid (ECT) we find out using radiofarmaceutical, which freely penetrate the capillary wall  into the environment, it is easily soluble in water and is not taken up by any organ. After administration of a radiopharmaceutical of known activity (A0) and volume (V0) it is neccessary to wait few hours for dissolution of the medication. Then blood is taken and according to the detected activity (Ae) the dilution and the total volume in which it was dissolved are calculated.

$$ECT=\frac{A_0 * V_0}{A_e}$$

Intravascular fluid we find drugs that do not escape from the vessels into the interstitium. This can be used for example marked. erytrocyte or albumin. Shorter time is required for even distribution in the vascular bed. Blood collection and calculations are the same as for total extracellular fluid.

Measurement of erythrocyte mass volume
 Erythrocyte mass volume  is most often examined at krvácivých stavů, anemických pacientů, in severe burns and splenomegaly. The measurement principle is similar to the previous methods, the design and calculations differ.

The blood is taken from the patient (proximately 20 ml). Plasma and leukocytes are removed in the centrifuge. Hematokrit (H) (zbylé erytrocyty) is signed radionuklidem (nejčastěji 51Cr) and its value and radionuclide activity recorded (A0). The hematocrit value must be multiplied by 0.98 (about 2% of the plasma remaining between erythrocytes). The labeled erythrocytes are administered to the patient.

The blood is taken in 15., 30. a 60. minute after administration of labeled erythrocytes. The activity is determined for each sample (Av). The values are then inserted into the modified formula:

$$OEM=\frac{H*0,98*A_0}{A_v}$$

However, this value does not match exactly whole body volume of erythrocytes. The hematocrit differs in different organs (for example spleen). There is also a difference between venous and arterial hematocrit.

Erythrocyte survival
To find out životnosti erytrocytu can be used two methods:
 * sledování erytrocytů od prekurzorů;
 * znační heterogenní populace červených krvinek.

Tracking from precursors consists in the use of a drug that binds to erythrocytes at a certain stage of maturation. After their disintegration, the labeled substance is eliminated from the body, so it should not be recaptured on red blood cells. Iron isotopes are most often used for labeling 52Fe, 55Fe, 59Fe. We then monitor the loss of labeled erythrocytes and with it the loss of activity in the peripheral blood. The examination is not always perfect, because part of the iron ions of the radionuclide is again included in the formation of new erythrocytes. The examination time is also disadvantageous, ranging from weeks to months (normal erythrocyte viability is 120 days).

Labeling of a multi-population sample is a simpler and more commonly used method. Collected erythrocytes from peripheral blood are labeled with a radionuclide (51Cr) and then returned to circulation. They occur in the sampleerythrocytes of different ages, from freshly ripened to old. Therefore, we do not monitor the overall disappearance of the activity, as in the previous examination. Blood collection and activity measurements are performed 24 hours and then three times a week for four weeks. A halving of the activity means that half of the labeled erythrocytes have been degraded, this time we call half-life of chromium-labeled erythrocytes. K tomu by u zdravého člověka mělo dojít asi za 23–32 dní po podání značených erytrocytů. Zkrácený čas poukazuje na zrychlenou destrukci erytrocytů.

Detekce místa destrukce
Vyšetření navazuje na předchozí. Lokální scintigrafií nebo měřením aktivity sledujeme slezinu, játra, případně další orgány podezřelé ze zvýšené destrukce. Aktivita nad prekordiem slouží k porovnání. V místech s vyšší aktivitou dochází ke zvýšenému odbourávání červených krvinek a akumulaci radionuklidů. Slezina a játra mohou i za fyziologických podmínek vykazovat vyšší aktivitu.

Přežívání a místa destrukce trombocytů
Značené trombocyty (51chromem nebo 111indiem) pochází většinou od dárců, neboť vyšetření je indikováno u pacientů s trombopenií a jinými poruchami destiček.

Po podání značených destiček odebíráme krev za 15, 60, 180 minut a jednou denně po dobu jednoho týdne. Ke snížení aktivity ze značených trombocytů na polovinu by mělo dojí za 7–10 dní. Zkrácení tohoto času poukazuje buď na zvýšenou destrukci (umělé chlopně, splenomegalie) nebo zvýšenou spotřebu (trombóza).

Pro nalezení místa zvýšené destrukce měříme aktivitu nad játry a slezinou. Při podezření na rostoucí tromby provádíme celotělovou scintigrafii, která může místo případného zvýšení záchytu trombocytů odhalit.

Vyšetření metabolismu železa
Železo hraje klíčovou roli výstavbě červených krvinek. Účastní se také mnoha metabolických cest jako kofaktor.

Vyšetření metabolismu železa je indikováno u případů nebo podezření na nejrůznější typy anemií, ke sledování celkové a efektivní erytropoézy. Po podání radioaktivního izotopu železa (nejčastěji 59Fe) odebíráme v 5., 10., 20., 40., 60. minutě a pak každou půlhodinu do 2 hodin vzorek krve. Sledujeme změnu aktivity srovnáním se vzorkem z 5. minuty. Úbytek radioaktivity je srovnatelný s úbytkem železa z plazmy. Důležitý je poločas, kdy se aktivita sníží na polovinu. Sledujeme podíl radioaktivního železa vestavěného do erytrocytů. Samotné měření následuje několik dní po podání radionuklidu. Změřená aktivita (Av) 1 ml krve je vynásobena OEM (viz výš) a dělena aktivitou podaného radionuklidu (A0).
 * Plazmatická clearance:
 * Utilizace železa:

$$utilizace=\frac{A_v*OEM}{A_0}$$

Po podání radionuklidu železa se buď provádí lokální měření aktivity sondou nebo celotělová scintigrafie. Zaměřujeme se především na kostní dřeň, ale i na orgány případné extramedulární hematopoézy (játra, slezina). Perorálně podáme značené železo a sledujeme aktivitu v krvi. Normálně se vstřebá asi 20–30% značeného železa. Snížená resorpce poukazuje na poruchu transportních mechanismů, případně nedostatek vitaminu C a HCl v žaludku. Zvýšená resorpce poukazuje na zvýšené vychytávání při sideropenických anemiích a po krváceních.
 * Vychytávání orgány:
 * Střevní resorpce:

Související články

 * Anémie
 * Železo
 * Trombocytopenie
 * Červené krvinky