Radionuklidforskning

Åpning av historie radionukliddiagnostikk

Depressivt lenge virket avstanden mellom fysiske laboratorier, hvor forskere registrerte spor av nukleare partikler og daglig klinisk praksis. Selve ideen om muligheten for å bruke kjernefysiske fenomener for undersøkelse av pasienter kan virke, hvis ikke sint, så fantastisk. Men akkurat slik en ide ble født i eksperimenter av den ungarske forsker D.Heveshi, senere Nobelprisvinneren. På en av høstdagerne i 1912 viste E.Reserford ham en haug av blyklorid, som lå i kjelleren av laboratoriet og sa: "Ta denne haugen. Prøv å skille Radium fra saltet av bly. "

Etter mange eksperimenter utført D.Heveshi sammen med det østerrikske kjemiker A.Panetom, ble det klart at kjemisk umulig å dele bly og radium D, ettersom disse ikke er separate elementer og isotoper av et element - bly. De adskiller seg bare ved at en av dem er radioaktiv. Disintegrerer, det avgir ioniserende stråling. Derfor kan en radioaktiv isotop, et radionuklid, brukes som et merke når man studerer oppførselen til sin ikke-radioaktive tvilling.

Før legene åpnet et fristende prospekt: innføring i pasientens kropps radionuklider, for å overvåke deres plassering ved hjelp av radiometriske instrumenter. Innenfor en relativt kort periode har radionukliddiagnostikk blitt en uavhengig medisinsk disiplin. I utlandet kalles radionukliddiagnostikk i kombinasjon med terapeutisk bruk av radionuklider nuklearmedisin.

Radionuklidmetoden er en metode for å studere den funksjonelle og morfologiske tilstanden til organer og systemer ved hjelp av radionuklider og merkede indikatorer. Disse indikatorene - de kalles radiofarmaka (RFP) - injiseres i pasientens kropp, og deretter bruker de ulike instrumentene å bestemme hastigheten og arten av bevegelse, fiksering og fjerning fra organer og vev.

I tillegg kan biter av vev, blod og utladning av pasienten brukes til radiometri. Til tross for innføringen av ubetydelig små mengder indikatoren (hundre og tusendedeler av et mikrogram) som ikke påvirker det normale løpet av livsprosessene, har metoden en svært høy følsomhet.

Et radiofarmasøytisk middel er den kjemiske forbindelsen tillatt for administrasjon til en person med diagnostisk formål, i molekylet hvorav et radionuklid er inneholdt. Radionut skal ha et spektrum av stråling av en bestemt energi, bestemme den minste strålingsbelastningen og reflektere tilstanden til det organet som undersøkes.

I dette henseende er radiofarmaka valgt med hensyn til dets farmakodynamiske egenskaper (oppførsel i kroppen) og kjernefysiske egenskaper. Farmakodynamikken til et radiofarmasøytisk middel bestemmes av den kjemiske forbindelsen på basis av hvilken den er syntetisert. Muligheten for å registrere RFPs avhenger av hvilken type forfall av radionuklidet som det er merket med.

Ved å velge en radiofarmasøytisk for forskning, bør en lege først og fremst ta hensyn til hans fysiologiske fokus og farmakodynamikk. Tenk på dette for eksempel introduksjonen av RFP i blodet. Etter injeksjon i venen, er radiofarmasøytikken i utgangspunktet fordelt jevnt i blodet og transportert til alle organer og vev. Hvis en lege interessert i hemodynamikk og blod forsyning av organer, vil han velge en indikator på at en lang tid sirkulerer i blodet, uten å gå utenfor veggene i blodårene inn i omkringliggende vev (for eksempel human serum albumin). Når du undersøker leveren, vil legen foretrekke en kjemisk forbindelse som selektivt fanges av dette organet. Noen stoffer er tatt fra blodet av nyrene og utskilles i urinen, slik at de tjener til å studere nyrene og urinveiene. Individuelle radioaktive legemidler er tropiske mot beinvev, og derfor er de uunnværlige i studiet av osteoartikulært apparat. Studier av transportbetingelsene og arten av distribusjon og fjerning av radiofarmaka fra legemet, dømmer legen den funksjonelle tilstanden og de strukturelle topografiske egenskapene til disse organene.

Det er imidlertid ikke nok å bare ta hensyn til farmakodynamikken til radiofarmaka. Det er nødvendig å ta hensyn til de kjernefysiske egenskapene til radionuklidet som kommer inn i sammensetningen. Først av alt må det ha et bestemt strålingsspekter. For å få bilder av organer, brukes bare radionuklider som sender ut y-stråler eller karakteristisk røntgenstråling, da disse strålingen kan registreres ved ekstern deteksjon. Jo mer γ-quanta eller røntgenkvanta dannet i radioaktivt henfall, desto mer effektivt er dette radiofarmaka i diagnostisk forstand. Samtidig skal radionukliden avgive så lite som mulig corpuskulær stråling - elektroner som absorberes i pasientens kropp og ikke deltar i bildebehandling av organer. Radionuklider med en nukleær transformasjon av den isomere overgangstype foretrekkes fra disse stillingene.

Radionuklider, hvis halveringstid er flere dusin dager, regnes for å være lang levetid, flere dager er middels levetid, flere timer er kortvarige, og noen få minutter er ultrashortlivede. Av forståelige grunner har de en tendens til å bruke kortvarige radionuklider. Bruken av mediumlivede og spesielt langvarige radionuklider er forbundet med økt strålingsbelastning, og bruken av ultrashortlivede radionuklider hindres av tekniske årsaker.

Det finnes flere måter å oppnå radionuklider på. Noen av dem er dannet i reaktorer, noen i akseleratorer. Imidlertid er den vanligste måten å oppnå radionuklider generator, dvs. Produksjon av radionuklider direkte i laboratoriet for radionukliddiagnostikk ved hjelp av generatorer.

En svært viktig parameter for radionukliden er energien til kvanta av elektromagnetisk stråling. Quanta av svært lave energier beholdes i vevet og nå derfor ikke detektoren til den radiometriske enheten. Quanta av svært høye energier flyr delvis gjennom detektoren, så effektiviteten av registreringen er også lav. Det optimale spekteret av kvantenergi i radionukliddiagnostikk er 70-200 keV.

Et viktig krav til et radiofarmasøytisk middel er den minste strålingsbelastningen når den administreres. Det er kjent at aktiviteten til det påførte radionuklid reduseres på grunn av virkningen av to faktorer: forfallet av dets atomer, dvs. Fysisk prosess, og fjerne den fra kroppen - den biologiske prosessen. Forfallstidspunktet for halvparten av radionuklidatomer kalles den fysiske halveringstiden til T 1/2. Tiden som aktiviteten av legemidlet, introdusert i kroppen, blir redusert med halvparten på grunn av utskillelsen, kalles perioden for biologisk halv eliminering. Tiden hvor aktiviteten til RFP introdusert i kroppen reduseres med halvparten på grunn av fysisk forfall og eliminering kalles den effektive halveringstiden (TEF)

For radionukliddiagnostiseringsstudier er det søkt et radiofarmasøytisk middel med minst lengste T 1/2. Dette er forståelig fordi den radiale belastningen på pasienten avhenger av denne parameteren. Men en veldig kort fysisk halveringstid er også ubeleilig: det er nødvendig å ha tid til å levere RFP til laboratoriet og gjennomføre en studie. Den generelle regelen er dette: Legemidlet må nærme seg varigheten av den diagnostiske prosedyren.

Som allerede nevnt, er det for tiden i laboratorier i økende grad bruk regenererende fremgangsmåte for fremstilling av radionuklider, og i 90-95% av tilfellene - er radionukliden ^99m Tc, som er merket med det store flertallet av radiofarmasøytika. I tillegg til radioaktivt technetium, ¹³³ Xe, ⁶⁷ Ga , noen ganger er det ofte sjelden andre radionuklider som brukes.

RFP, den mest brukte i klinisk praksis.

RFP	Anvendelsesområde
99m Tc Albumin	Blodstrømsundersøkelse
99m 'Tc-merkede erytrocytter	Blodstrømsundersøkelse
99m T- kolloider (teknisk)	Leverundersøkelse
99m Tc-butyl-IDA (bromeside)	Undersøkelse av galleutskillesystemet
99m Ts-pyrofosfat (technifor)	Studie av skjelettet
99m Ts-MAA	Lunge undersøkelse
133 år	Lunge undersøkelse
67 Ga-citrat	Tumorotropisk legemiddel, hjerteundersøkelse
99m Ts-sestamibi	Tumorotropisk medikament
99m Tc-monoklonale antistoffer	Tumorotropisk medikament
201 T1-klorid	Studie av hjertet, hjernen, tumorotropisk medikament
99m Tc-DMSA (technemek)	Nyreundersøkelse
131 T-Hippuran	Nyreundersøkelse
99 Tc-DTPA (pententech)	Studier av nyrer og blodårer
99m Tc-MAG-3 (teche)	Nyreundersøkelse
99m Ts-Pertehnetat	Skjoldbrusk og spyttkjertelforskning
18 F-DG	Studie av hjernen og hjertet
123 Jeg sendte	Studier av binyrene

For å utføre radionuklidstudier har ulike diagnostiske instrumenter blitt utviklet. Uavhengig av deres spesifikke formål, er alle disse enhetene arrangert i henhold til et enkelt prinsipp: de har en detektor som konverterer ioniserende stråling til elektriske pulser, en elektronisk behandlingsenhet og en data-representasjonsenhet. Mange radiodiagnostiske enheter er utstyrt med datamaskiner og mikroprosessorer.

Scintillatorer eller, sjeldnere, gass tellere brukes vanligvis som en detektor. Scintillatoren er et stoff der lyset blinker-scintillasjoner-blir produsert av virkningen av raskt ladede partikler eller fotoner. Disse scintillasjonene er fanget av fotoelektriske multiplikatorer (PMTs), som konverterer lyset blinker til elektriske signaler. Scintillasjonskrystallet og fotomultiplikatoren er plassert i et beskyttende metallhus, en kollimator som begrenser "synsfeltet" av krystallet til størrelsen på orgelet eller den studerte delen av pasientens kropp.

Vanligvis har den radiodiagnostiske enheten flere flyttbare kollimatorer, som legen velger, avhengig av forskningsoppgavene. I kollimatoren er det ett stort eller flere små hull gjennom hvilke den radioaktive strålingen trer inn i detektoren. I prinsippet, jo større hullet i kollimatoren, desto høyere er detektorens følsomhet, i. E. Dets evne til å detektere ioniserende stråling, men samtidig er dets oppløsningskraft lavere, dvs. Skille mellom små kilder til stråling. I moderne kollimatorer er det flere titalls små hull, hvor posisjonen er valgt med hensyn til den optimale "visjonen" av gjenstanden for etterforskning! I anordninger utformet for å bestemme radioaktiviteten til biologiske prøver, brukes scintillasjonsdetektorer i form av såkalte brønnteller. Inne i krystallet er det en sylindrisk kanal inn i hvilken et rør med materialet som skal undersøkes, er plassert. En slik detektoranordning øker sin evne til å fange svak stråling fra biologiske prøver. For å måle radioaktiviteten til biologiske væsker som inneholder radionuklider med myk p-stråling, benyttes flytende scintillatorer.

Alle radionukliddiagnostiseringsstudier er delt inn i to store grupper: Studier der RFPs blir introdusert i pasientens kropp, in vivo-studier og studier av blod, vævsfragmenter og pasientutladning-in vitro-studier.

Når det utføres en in vivo-studie, er pasientens psykologiske forberedelse nødvendig. Han må klargjøre formålet med prosedyren, dens betydning for diagnose, prosedyren. Det er spesielt viktig å understreke sikkerheten i studien. I spesiell trening er det som regel ikke behov for det. Det er bare nødvendig å advare pasienten om sin atferd under studien. I in vivo-undersøkelser ved bruk av forskjellige metoder for administrering av det radiofarmasøytiske preparat i henhold til prosedyre problemer i de fleste metoder gir for injeksjon av det radioaktive farmasøytiske fordelaktig intravenøst, mye mindre i arterien, organet parenchymet, annet vev. RFP brukes også muntlig og ved innånding (innånding).

Indikasjoner for radionuklidforskning bestemmes av den behandlende legen etter samråd med radiologen. Som regel utføres det etter andre kliniske, laboratorie- og ikke-invasive stråleprosedyrer, når det blir klart behovet for radionukliddata på funksjonen og morfologien til det eller andre organ.

Kontraindikasjoner til radionukliddiagnostikk er ikke til stede, det er bare begrensninger som er gitt av Helse- departementet.

Radionuklidmetoder skiller mellom radionuklidbildemetoder, radiografi, klinisk og laboratorie-radiometri.

Begrepet "visualisering" er hentet fra det engelske ordet "visjon". De betegner oppkjøpet av et bilde, i dette tilfellet av radioaktive nuklider. Radionuklidavbildning er opprettelsen av et bilde av den romlige fordeling av RFP i organer og vev når den blir introdusert i pasientens kropp. Den viktigste metoden for radionuklidavbildning er gamma-scintigrafi (eller bare scintigrafi), som utføres på et apparat som kalles et gammakamera. En variant av scintigrafi utført på et spesielt gammakamera (med en bevegelig detektor) er lagdelt radionuklid imaging - single-foton emisjon tomografi. Sjelden, hovedsakelig på grunn av den tekniske kompleksiteten ved å skaffe ultrashort-levende positroniserende radionuklider, utføres to-foton-utslippstomografi også på et spesielt gammakamera. Noen ganger brukes en allerede utdatert metode for radionuklidavbildning - skanning; Det utføres på et apparat som kalles en skanner.

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