Радіонуклідне дослідження

Історія відкриття обгрунтування диференційованих

Гнітюче довгою здавалася дистанція між фізичними лабораторіями, де вчені реєстрували треки ядерних частинок, і буденної клінічною практикою. Сама думка про можливість використання ядерно-фізичних феноменів для обстеження хворих могла здатися якщо не навіженої, то казковою. Однак саме така ідея народилася в дослідах угорського вченого Д.Хевеші, згодом лауреата Нобелівської премії. В один з осінніх днів 1912 р Е. Резерфорд показав йому купу хлориду свинцю, що валялася в підвалі лабораторії, і сказав: «Ось, займіться цією купою. Постарайтеся з солі свинцю виділити радій D ».

Після безлічі дослідів, проведених Д.Хевеші спільно з австрійським хіміком А.Панетом, стало ясно, що хімічним способом розділити свинець і радій D неможливо, так як це не окремі елементи, а ізотопи одного елемента - свинцю. Вони розрізняються тільки тим, що один з них радіоактивний. Розпадаючись, він випускає іонізіруюшее випромінювання. Значить, радіоактивний ізотоп - радіонуклід - можна застосовувати як мітку при вивченні поведінки його нерадіоактивного близнюка.

Перед лікарями відкрилися привабливі перспективи: вводячи в організм хворого радіонукліди, спостерігати за їх місцезнаходженням за допомогою радіометричних приладів. За порівняно короткий термін обгрунтування диференційованих перетворилася в самостійну медичну дисципліну. За кордоном радіонуклідної діагностику в поєднанні з лікувальним застосуванням радіонуклідів називають ядерної медициною.

Радіонуклідний метод - це спосіб дослідження функціонального і морфологічного стану органів і систем за допомогою радіонуклідів і мічених ними індикаторів. Ці індикатори - їх називають радіофармацевтичних препаратів (РФП) - вводять в організм хворого, а потім за допомогою різних приладів визначають швидкість і характер переміщення, фіксації і виведення їх з органів і тканин.

Крім того, для радіометрії можуть бути використані шматочки тканин, кров і виділення хворого. Незважаючи на введення мізерно малих кількостей індикатора (соті і тисячні частки мікрограма) не роблять впливу на нормальний перебіг життєвих процесів, метод має винятково високою чутливістю.

Радіофармацевтичних препаратів називають дозволене для введення людині з діагностичною метою хімічна сполука, в молекулі якого міститься радіонуклід. Радіонуютд повинен володіти спектром випромінювання певної енергії, обумовлювати мінімальну променеве навантаження і відображати стан досліджуваного органу.

У зв'язку з цим радіофармацевтичний препарат вибирають з урахуванням його фармакодинамічних (поведінка в організмі) і ядерно-фізичних властивостей. Фармакодинаміку радіофармацевтичних препаратів визначає то хімічна сполука, на основі якого він синтезований. Можливості ж реєстрації РФП залежать від типу розпаду радіонукліда, яким він позначений.

Вибираючи радіофармацевтичних препаратів для дослідження, лікар повинен перш за все врахувати його фізіологічну спрямованість і фармакодинаміку. Розглянемо це на прикладі введення РФП в кров. Після ін'єкції в вену радіофармацевтичний препарат спочатку рівномірно розподіляється в крові і транспортується по всіх органах і тканинах. Якщо лікаря цікавлять гемодинаміка і кровонаповнення органів, то він вибере індикатор, який тривалий час циркулює в кровоносній руслі, не виходячи за межі стінок судин в навколишні тканини (наприклад, альбумін людської сироватки). При дослідженні печінки лікар вважатиме за краще хімічна сполука, яка вибірково вловлюється цим органом. Деякі речовини захоплюються з крові нирками і виділяються з сечею, тому вони служать для дослідження нирок і сечових шляхів. Окремі радиофармацевтические препарати тропний до кісткової тканини, в зв'язку з чим вони незамінні при дослідженні кістково-суглобового апарату. Вивчаючи терміни транспортування і характер розподілу і виведення радіофармацевтичних препаратів з організму, лікар судить про функціональний стан і структурно-топографічних особливостях цих органів.

Однак недостатньо враховувати лише фармакодинамику радіофармацевтичних препаратів. Потрібно обов'язково брати до уваги ядерно-фізичні властивості входить до його складу радіонукліда. Перш за все він повинен мати певний спектр випромінювання. Для отримання зображення органів застосовують тільки радіонукліди, що випускають γ-промені або характеристичне рентгенівське випромінювання, так як ці випромінювання можна реєструвати при зовнішньої детекції. Чим більше γ-квантів або рентгенівських квантів утворюється при радіоактивному розпаді, тим ефективніше даний радіофармацевтичних препаратів в діагностичному відношенні. У той же час радіонуклід повинен випускати по можливості менше корпускулярного випромінювання - електронів, які поглинаються в тілі пацієнта і не беруть участь в отриманні зображення органів. З цих позицій кращі радіонукліди з ядерним перетворенням по типу ізомерного переходу.

Радіонукліди, період напіврозпаду яких - кілька десятків днів, прийнято вважати довгоживучими, кілька днів - среднеживущими, кілька годин - короткоживущими, кілька хвилин - ультракороткоіснуючих. Зі зрозумілих міркувань прагнуть використовувати короткоживучі радіонукліди. Застосування среднежівушіх і тим більше довгоживучих радіонуклідів пов'язане з підвищеною променевим навантаженням, використання ультракороткожівушіх радіонуклідів утруднено через технічні причини.

Існує кілька способів отримання радіонуклідів. Частина з них утворюється в реакторах, частина - в прискорювачах. Однак найбільш поширеним способом отримання радіонуклідів є генераторний, тобто виготовлення радіонуклідів безпосередньо в лабораторії радіонуклідної діагностики за допомогою генераторів.

Дуже важливий параметр радіонукліда - енергія квантів електромагнітного випромінювання. Кванти дуже низьких енергій затримуються в тканинах і, отже, не потрапляють на детектор радіометричного приладу. Кванти ж дуже високих енергій частково пролітають детектор наскрізь, тому ефективність їх реєстрації також невисока. Оптимальним діапазоном енергії квантів в радіонуклідної діагностики вважають 70-200 кеВ.

Важливою вимогою до радіофармацевтичних препаратів є мінімальна променеве навантаження при його введенні. Відомо, що активність застосованого радіонукліда зменшується внаслідок дії двох факторів: розпаду його атомів, тобто фізичного процесу, і виведення його з організму - біологічного процесу. Час розпаду половини атомів радіонукліда називають фізичним періодом напіввиведення Т 1/2. Час, за яке активність препарату, введеного в організм, знижується наполовину за рахунок його виведення, називають періодом біологічного напіввиведення. Час, протягом якого активність введеного в організм РФП зменшується наполовину внаслідок фізичного розпаду і виведення, називають ефективним періодом напіввиведення (ТЕФ)

Для радіонуклідних діагностичних досліджень прагнуть вибрати радіофармацевтичних препаратів з найменш тривалою T 1/2. Це і зрозуміло адже від цього параметра залежить променеве навантаження на хворого. Однак дуже короткий фізичний період напіврозпаду також незручний: потрібно встигнути доставити РФП в лабораторію і провести дослідження. Загальна ж правило таке: Тдар препарату повинен наближатися до тривалості діагностичної процедури.

Як уже зазначалося, в даний час в лабораторіях частіше використовують генераторний спосіб отримання радіонуклідів, причому в 90-95% випадків - це радіонуклід ^99m Тс, яким мітять переважна більшість радіофармацевтичних препаратів. Крім радіоактивного техніці, іноді застосовують ¹³³ Хе, ⁶⁷ Ga, дуже рідко - інші радіонукліди.

РФП, найбільш часто використовувані в клінічній практиці.

RFP	Галузь застосування
99m Тс-альбумін	дослідження кровотоку
99m 'Тс-мічені еритроцити	дослідження кровотоку
99m T- colloids (технічно)	дослідження печінки
99m Тс-бутил-ІДА (бромезіда)	Дослідження жовчовидільної системи
99м Ц-пірофосфат (технічний)	дослідження скелета
99 м Ц-МАА	дослідження легких
133 Хе	дослідження легких
67 Ga-citrate	Туморотропний препарат, дослідження серця
99м Ц-сетамібі	Туморотропний препарат
99m Тс-моноклональні антитіла	Туморотропний препарат
201 Т1-хлорид	Дослідження серця, головного мозку, туморотропний препарат
99m Tc-DMSA (technemek)	дослідження нирок
131 Т-гіппуран	дослідження нирок
99 Tc-DTPA (pententech)	Дослідження нирок і судин
99m Tc-MAG-3 (teche)	дослідження нирок
99m Tc-пертехнетатом	Дослідження щитовидної залози і слинних залоз
18 F-DG	Дослідження головного мозку і серця
123 Я послав	дослідження наднирників

Для виконання радіонуклідних досліджень розроблені різноманітні діагностичні прилади. Незалежно від їх конкретного призначення всі ці прилади влаштовані за єдиним принципом: в них є детектор, що перетворює іонізуюче випромінювання в електричні імпульси, блок електронної обробки і блок представлення даних. Багато радіодіагностичних прилади оснащені комп'ютерами і мікропроцесорами.

В якості детектора зазвичай використовують сцинтилятори або, рідше, газові лічильники. Сцинтілятор - це речовина, в якому під дією швидко заряджених частинок або фотонів виникають світлові спалахи - сцинтиляції. Ці сцинтиляції уловлюються фотоелектронними умножителями (ФЕУ), які перетворюють світлові спалахи в електричні сигнали. Сцинтиляційних-ний кристал і ФЕУ поміщають в захисний металевий кожух - коліматор, що обмежує «поле бачення» кристала розмірами органу або досліджуваної частини тіла пацієнта.

Зазвичай у радіодіагностичних приладу є кілька змінних коллиматоров, які підбирає лікар залежно від завдань дослідження. У коліматорі є одне велике або кілька дрібних отворів, через які радіоактивне випромінювання проникає в детектор. В принципі, чим більше отвір в коліматорі, тим вище чутливість детектора, тобто його здатність реєструвати іонізуюче випромінювання, але одночасно нижче його роздільна здатність, тобто властивість окремо розрізняти дрібні джерела випромінювання. В сучасних коліматорі є кілька десятків дрібних отворів, положення яких вибрано з урахуванням оптимального «бачення» об'єкта дослідження! У приладах, призначених для визначення радіоактивності біологічних проб, застосовують сцинтиляційні детектори у вигляді так званих колодязних лічильників. Усередині кристала є циліндричний канал, в який поміщають пробірку з досліджуваним матеріалом. Такий пристрій детектора значно підвищує його здатність вловлювати слабкі випромінювання біологічних проб. Для вимірювання радіоактивності біологічних рідин, що містять радіонукліди з м'яким β-випромінюванням, застосовують рідкі сцинтилятори.

Всі радіонуклідні діагностичні дослідження ділять на дві великі групи: дослідження, при яких РФП вводять в організм пацієнта, - дослідження in vivo, і дослідження крові, шматочків тканини і виділень хворого - дослідження in vitro.

При виконанні будь-якого дослідження in vivo потрібно психологічна підготовка пацієнта. Йому необхідно роз'яснити мету процедури, її значення для діагностики, порядок проведення. Особливо важливо підкреслити безпеку дослідження. У спеціальній підготовці як правило, немає необхідності. Слід лише попередити пацієнта про його поведінку під час дослідження. При дослідженнях in vivo застосовують різні способи введення РФП в залежності від завдань процедури У більшості методик передбачається проведення ін'єкції РФП переважно в вену, набагато рідше в артерію, паренхіму органу, інші тканини. РФП застосовують також перорально і шляхом вдихання (інгаляція).

Показання до радіонуклідного дослідження визначає лікуючий лікар після консультації з радіологом. Як правило, його проводять після інших клінічних, лабораторних та неінвазивних променевих процедур, коли стає зрозумілою необхідність радіонуклідних даних про функції та морфології того йди іншого органу.

Протипоказань до радіонуклідної діагностики немає, є лише обмеження, передбачені інструкціями Міністерства охорони здоров'я.

Серед радіонуклідних методів розрізняють: методи радіонуклідної візуалізації, радіографію, клінічну і лабораторну радіометр.

Термін «візуалізація» утворений від англійського слова vision (зір). Їм позначають отримання зображення, в даному випадку за допомогою радіоактивних нуклідів. Радіонуклідна візуалізація - це створення картини просторового розподілу РФП в органах і тканинах при введенні його в організм пацієнта. Основним методом радіонуклідної візуалізації є гаммасцінтіграфія (або просто сцинтиграфія), яку проводять на апараті, званому гамма-камерою. Варіантом сцинтиграфії, виконуваної на спеціальній гамма-камері (з рухомим детектором), є послойная радіонуклідна візуалізація - однофотонная емісійна томографія. Рідко, головним чином через технічну складність отримання ультракороткоіснуючих позітронізлучающіх радіонуклідів, проводять двухфотонную емісійну томографію також на спеціальній гамма-камері. Іноді застосовують уже застарілий метод радіонуклідної візуалізації - сканування; його виконують на апараті, званому сканером.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7],