Rádionuklidový výskum

Otvorenie radionuklidovej diagnostiky histórie

Z depresívne dlho sa zdalo vzdialenosť medzi fyzickými laboratóriami, kde vedci zaregistrovali stopy jadrových častíc a každodennú klinickú prax. Samá myšlienka možnosti použitia jadrových fyzikálnych javov na vyšetrenie pacientov sa môže zdať, ak nie šialená, potom fantastická. Presne taká myšlienka sa však zrodila v experimentoch maďarského vedca D. Heveshiho, neskôr nositeľa Nobelovej ceny. V jednom z jesenných dní v roku 1912 E.Reserford mu ukázal hromadu chloridu olovnatého, ktorý ležal v suteréne laboratória a povedal: "Tu si vezmite túto hromadu. Pokúste sa rozlíšiť Radium od soli olova. "

Po mnohých pokusoch vykonané D.Heveshi spoločne s rakúskou chemik A.Panetom, sa ukázalo, že chemicky možné rozdeliť hlavné a rádium D, pretože tieto nie sú samostatné prvky, izotopy jedného prvku - olovo. Odlišujú sa len tým, že jeden z nich je rádioaktívny. Rozpadá sa, vyžaruje sa ionizujúce žiarenie. Z tohto dôvodu môže byť rádioaktívny izotop, rádionuklid, použitý ako značka pri štúdiu správania jeho nerádioaktívnych dvojčiat.

Predtým, ako lekári otvorili lákavú vyhliadku: zavedenie rádionuklidov do tela pacienta, monitorovanie ich polohy pomocou rádiometrických prístrojov. V relatívne krátkom čase sa radionuklidová diagnostika stala nezávislou medicínskou disciplínou. V zahraničí sa radionuklidová diagnostika v kombinácii s terapeutickým použitím rádionuklidov nazýva nukleárna medicína.

Radionuklidová metóda je metódou štúdia funkčného a morfologického stavu orgánov a systémov pomocou radionuklidov a označených indikátorov. Tieto indikátory - nazývané rádiofarmaka (RFP) - sa vstrekujú do tela pacienta a potom pomocou rôznych nástrojov určuje rýchlosť a charakter pohybu, fixácie a odstránenia z orgánov a tkanív.

Okrem toho môžu byť na rádiometriu použité kúsky tkaniva, krvi a výtoku pacienta. Napriek zavedeniu zanedbateľne malých množstiev indikátora (stotiny a tisíciny mikrogramov), ktoré neovplyvňujú bežné životné procesy, má metóda mimoriadne vysokú citlivosť.

Rádiofarmaceutikum je chemická zlúčenina povolená na podanie osobe s diagnostickým účelom, v molekule ktorej je obsiahnutý rádionuklid. Radionut by mal mať spektrum žiarenia určitej energie, určiť minimálne zaťaženie žiarením a odrážať stav vyšetrovaného orgánu.

V tomto ohľade je rádiofarmaceutický prostriedok zvolený s prihliadnutím na jeho farmakodynamické (správanie v tele) a jadrových fyzikálnych vlastnostiach. Farmakodynamika rádiofarmaka je určená chemickou zlúčeninou, na základe ktorej sa syntetizuje. Možnosť registrácie RFP závisí od typu rozpadu rádionuklidu, s ktorým je označený.

Pri výbere rádiofarmaka na výskum by mal lekár predovšetkým vziať do úvahy jeho fyziologické zameranie a farmakodynamiku. Zvážte to napríklad zavedením RFP do krvi. Po injekcii do žily je rádiofarmakum najskôr rovnomerne rozložené v krvi a transportované do všetkých orgánov a tkanív. Ak sa lekár zaujíma hemodynamiky a prekrvenie orgánov, bude zvoliť ukazovateľ, ktorý dlhú dobu koluje v krvnom obehu, bez mimo stenách ciev do okolitého tkaniva (napr, ľudský albumín). Pri vyšetrení pečene lekár uprednostňuje chemickú zlúčeninu, ktorú tento orgán selektívne zachytilo. Niektoré látky sú odobraté z krvi obličkami a vylučované močom, takže slúžia na štúdium obličiek a močových ciest. Jednotlivé rádioaktívne lieky sú tropické pre kostné tkanivo, a preto sú nevyhnutné pri štúdiu osteoartikulárneho aparátu. Študovať časy dopravy a povahu distribúcie a vylučovanie rádiofarmaka z tela, lekár usúdi, funkčný stav a štrukturálne a topografické črty týchto subjektov.

Nestačí však brať do úvahy iba farmakodynamiku rádiofarmaka. Je potrebné zohľadniť jadrové fyzikálne vlastnosti rádionuklidu, ktorý vstupuje do jeho zloženia. Po prvé, musí mať určité spektrum žiarenia. Na získanie snímok orgánov sa používajú len rádionuklidy, ktoré vyžarujú róntgenové žiarenie alebo charakteristické röntgenové žiarenie, pretože tieto žiarenie sa môže registrovať pomocou externej detekcie. Čím viac g-kvantových alebo röntgenových kvantov vzniká pri rádioaktívnom rozpadu, tým účinnejšie je tento rádiofarmak v diagnostickom zmysle. Zároveň by rádionuklid vyvíjal čo najmenej korpuskulárne žiarenie - elektróny, ktoré sa absorbujú v tele pacienta a nezúčastňujú sa na zobrazovaní orgánov. Radionuklidy s jadrovou transformáciou typu izomérneho prechodu sú výhodnejšie z týchto polôh.

Radionuklidy, ktorých polčas rozpadu je niekoľko desiatok dní, sa považujú za dlhodobé, niekoľko dní stredne žiť, niekoľko hodín má krátky život a niekoľko minút trvá veľmi krátko. Z pochopiteľných dôvodov majú tendenciu používať rádionuklidy krátkeho trvania. Použitie rádionuklidov so stredným a predovšetkým dlhým životom je spojené so zvýšeným zaťažením žiarením, z technických dôvodov je obmedzené používanie radionuklidov s ultra krátkou životnosťou.

Existuje niekoľko spôsobov, ako získať rádionuklidy. Niektoré z nich sa tvoria v reaktoroch, niektoré v urýchľovačoch. Najbežnejším spôsobom získavania rádionuklidov je však generátor, t.j. Výroba rádionuklidov priamo v laboratóriu rádionuklidovej diagnostiky s pomocou generátorov.

Veľmi dôležitým parametrom rádionuklidu je energia kvantov elektromagnetického žiarenia. Kvanta veľmi nízkej energie sa zachováva v tkanivách, a preto sa nedosahuje detektora rádiometrického zariadenia. Quanta veľmi vysokých energií čiastočne preletí cez detektor, takže účinnosť ich registrácie je tiež nízka. Optimálny rozsah kvantovej energie v radionuklidovej diagnostike je 70-200 keV.

Dôležitou požiadavkou pre rádiofarmaku je minimálne zaťaženie žiarením pri jeho podávaní. Je známe, že aktivita použitého rádionuklidu klesá v dôsledku pôsobenia dvoch faktorov: rozpad jeho atómov, t.j. Fyzický proces a jeho odstránenie z tela - biologický proces. Čas rozpadu polovice rádionuklidových atómov sa nazýva fyzikálny polčas T1 / 2. Doba, počas ktorej sa účinnosť lieku zavedeného do tela znížila o polovicu v dôsledku jeho vylučovania, sa nazýva obdobie biologickej polopriemyselnej eliminácie. Doba, počas ktorej sa aktivita RFP zavedená do tela zníži o polovicu vďaka fyzikálnemu rozkladu a eliminácii sa nazýva účinný polčas (TEF)

V prípade rádionuklidových diagnostických štúdií sa snažia vybrať rádiofarmaku s najmenej predĺženým T1 / 2. To je pochopiteľné, pretože radiálne zaťaženie pacienta závisí od tohto parametra. Veľmi krátky fyzikálny polčas je však tiež nepríjemný: je potrebné mať čas na dodanie RFP do laboratória a vykonať štúdiu. Všeobecným pravidlom je toto: Liečivo musí pristupovať k trvaniu diagnostického postupu.

Ako už bolo povedané, že je v súčasnej dobe v laboratóriách stále viac využívajú regeneračné spôsobu výroby rádionuklidov, a v 90-95% prípadov - je rádionuklid ^99m Tc, ktorá je označená s väčšinou rádiofarmák. Okrem rádioaktívneho technécia, ¹³³ Xe, ⁶⁷ Ga , niekedy veľmi zriedka sa používajú iné rádionuklidy.

RFP, ktoré sa najčastejšie používajú v klinickej praxi.

RFP	Rozsah pôsobnosti
99m Tc albumín	Skúška krvného toku
99m'Tc -značených erytrocytov	Skúška krvného toku
99m T -koloidy (technicky)	Skúška pečene
99m Tc-butyl-IDA (brómsid)	Skúmanie systému vylučovania žlče
99m Ts-pyrofosfát (technifor)	Štúdium kostry
99m Ts-MAA	Pľúcna skúška
133 ee	Pľúcna skúška
67 Ga-citrát	Tumorotropné liečivo, srdcové vyšetrenie
99m Ts-sestamibi	Tumorotropné liečivo
99m Tc-monoklonálnych protilátok	Tumorotropné liečivo
201 T1-chlorid	Štúdium srdca, mozgu, nádorového lieku
99m Tc-DMSA (technemek)	Vyšetrenie obličiek
131 T-Hippuranu	Vyšetrenie obličiek
99 Tc-DTPA (pententech)	Štúdium obličiek a ciev
99m Tc-MAG-3 (teche)	Vyšetrenie obličiek
99m Ts-Pertehnetat	Výskum štítnej žľazy a slinných žliaz
18 F-GR	Štúdium mozgu a srdca
123 poslal som	Štúdium nadobličiek

Na vykonanie rádionuklidových štúdií boli vyvinuté rôzne diagnostické nástroje. Bez ohľadu na ich špecifický účel sú všetky tieto zariadenia usporiadané podľa jedného princípu: majú detektor, ktorý premieňa ionizujúce žiarenie na elektrické impulzy, elektronickú spracovaciu jednotku a jednotku zobrazovania údajov. Mnohé rádiodiagnostické zariadenia sú vybavené počítačmi a mikroprocesormi.

Scintilátory alebo, zriedkavejšie, plynové počítadlá sa zvyčajne používajú ako detektor. Scintilátor je látka, v ktorej sa vytvárajú scintilačné žiarenia svetla pôsobením rýchlo nabitých častíc alebo fotónov. Tieto scintilácie sú zachytené fotoelektrickými multiplikátormi (PMT), ktoré premieňajú svetelné záblesky na elektrické signály. Scintilačný kryštál a fotonásobič sa umiestnia do ochranného kovového puzdra, kolimátora, ktorý obmedzuje "zorné pole" kryštálu na veľkosť orgánu alebo na študovanú časť tela pacienta.

Zvyčajne má rádiodiagnostické zariadenie niekoľko vymeniteľných kolimátorov, ktoré si lekár vyberie v závislosti od výskumných úloh. V kolimátori je jeden veľký alebo niekoľko malých otvorov, cez ktoré preniká rádioaktívne žiarenie do detektora. V zásade čím je väčší otvor v kolimátori, tým vyššia je citlivosť detektora, t. Jeho schopnosť detegovať ionizujúce žiarenie, ale súčasne je jeho rozlišovacia schopnosť nižšia, t.j. Rozlišovať medzi malými zdrojmi žiarenia. V moderných kolimátoroch je niekoľko desiatok malých otvorov, ktorých poloha sa volí s prihliadnutím na optimálnu "víziu" predmetu vyšetrovania! V zariadeniach určených na určenie rádioaktivity biologických vzoriek sa používajú scintilačné detektory vo forme takzvaných jamiek. Vnútri kryštálu je valcový kanál, do ktorého je umiestnená trubica s materiálom, ktorý sa má skúmať. Takéto detekčné zariadenie výrazne zvyšuje jeho schopnosť zachytiť slabé žiarenie z biologických vzoriek. Na meranie rádioaktivity biologických kvapalín obsahujúcich radionuklidy s mäkkým žiarením sa používajú kvapalinové scintilátory.

Všetky rádionuklidové diagnostické štúdie sú rozdelené do dvoch veľkých skupín: štúdie, do ktorých sa do tela pacienta zavádzajú RFP, štúdie in vivo a štúdie krvi, fragmentov tkaniva a štúdie výtoku z pacientov in vitro.

Pri vykonávaní akejkoľvek štúdii in vivo sa vyžaduje psychologický prípravok pacienta. Musí objasniť účel procedúry, jej význam pre diagnostiku a postup. Zvlášť dôležité je zdôrazniť bezpečnosť štúdie. V špeciálnych školeniach spravidla nie je potrebné. Je len potrebné upozorniť pacienta na jeho správanie počas štúdie. V štúdiách in vivo sa používajú rôzne metódy podávania RFP v závislosti od cieľov postupu. Vo väčšine metód je injekcia RFP určená predovšetkým pre žilu, oveľa menej často v tepnách, orgánovom parenchýme a iných tkanivách. RFP sa používa aj perorálne a inhaláciou (inhaláciou).

Indikácie pre výskum rádionuklidov určuje ošetrujúci lekár po porade s rádiológom. Spravidla sa vykonáva po iných klinických, laboratórnych a neinvazívnych radiačných procedúrach, keď sa objasní potreba radionuklidových údajov o funkcii a morfológii tohto alebo iného orgánu.

Kontraindikácie k radionuklidovej diagnostike nie sú prítomné, existujú iba obmedzenia vyplývajúce z pokynov ministerstva zdravotníctva.

Rádionuklidové metódy rozlišujú radionuklidové zobrazovacie metódy, rádiografiu, klinickú a laboratórnu rádiometriu.

Termín "vizualizácia" je odvodený z anglického slova "vision". Označujú získanie obrazu, v tomto prípade rádioaktívnymi nuklidmi. Radionuklidové zobrazovanie je vytvorenie obrazu priestorového rozloženia RFP v orgánoch a tkanivách, keď sa zavádza do tela pacienta. Hlavnou metódou zobrazovania pomocou rádionuklidov je gama scintigrafia (alebo jednoduchá scintigrafia), ktorá sa uskutočňuje na zariadení nazývanom gama kamera. Variant scintigrafie vykonávanej na špeciálnej gama kamere (s pohyblivým detektorom) je vrstevná rádionuklidová zobrazovacia jednotka - fotonová emisná tomografia. Zriedka, hlavne kvôli technickej zložitosti získavania ultra-krátkych žijúcich pozitronizačných rádionuklidov, sa na špeciálnej gama kamere vykonáva aj fotonová emisná tomografia. Niekedy sa používa už zastaralá metóda zobrazovania rádionuklidov - skenovanie; vykoná sa na zariadení nazývanom skener.

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