Меню

Аппараты для радионуклидной диагностики

Радиация в медицине. Радионуклидная диагностика

Радионуклидная диагностика заключается в анализе информации, полученной после введения в организм определенного химического или биохимического соединения, меченого радионуклидом (принципиальная различие рентгенологического и радионуклидного в том, что при рентгенологическом методе исследования речь идет о внешнем облечении, а при радионуклидном – о внутреннем). Такое соединение называется радиофармпрепарат (далее -РФП). Отличительным свойством такого препарата является отсутствие у него фармакологического эффекта.

К РФП, равно как и к радионуклидам, в них входящих, предъявляются определенные требования. С одной стороны, РФП должны быть безопасны, что обеспечивается в первую очередь коротким периодом полураспада. Соответственно оптимальным радионуклидом для РФП является тот, который позволяет получить максимум диагностической информации при минимальной лучевой нагрузке на организм. Желательно, чтобы РПФ быстро поступали в исследуемый орган и быстро выводились из организма. С другой стороны, у радионуклида должно быть такое гамма-излучение, которое было бы удобно для наружной регистрации.

Основные источники производства таких радионуклидов следующие: ядерные реакторы, ускорители заряженных частиц (как правило, циклотроны) и радионуклидные генераторы (как вторичный источник).

Ядерные реакторы. Первоначально производство радионуклидов для медицинский целей было сконцентрировано вокруг крупных реакторных установок. Наиболее часто при облучении в реакторах использовали потоки тепловых нейтронов с интенсивностью 10 13 н/см2*с и реже – чуть более 10 15 н/см2*с, а также инициируемые этими нейтронами реакции радиационного захвата нейтронов (n,(). Другой тип реакции — реакция деления (n,f). Основные радионуклиды, образующиеся в результате деления 235 U под действием нейтронов и применяемые в медицине 137Cs, 131I,90Sr и 99Мо.

В мировом объеме большая часть радионуклидов производится на ускорителях заряженых частиц, которые в большинстве своем являются циклотронами различных типов и уровней. Этот факт обычно связывают с чистотой производства на них большинства радионуклидов. В ускорителях заряженных частиц радионуклиды получают при облучении специальных мишеней пучком ускоренных заряженных частиц.

Работа радионуклидных генераторов, производящих короткоживущие радионуклиды, основана на принципе образования дочернего короткоживущего радионуклида в результате распада долгоживущего родительского радионуклида. Так как существует различие между химическими свойствами дочернего и родительского нуклидами, то возможно их разделение в генераторной установке, и получение продукта с оптимальными характеристиками. Важность радионуклидных генераторов состоит в том, что получение короткоживущих радионуклидов является задачей несложной и безопасной для персонала, генераторы легко транспортабельны, что дает возможность наработки изотопа непосредственно в медицинских клиниках вдали от ядерного реактора и циклотронных установок.

Главные аспекты использования радионуклидной диагностики – это, во-первых, исследование функционального состояния органов и физиологических систем, а во-вторых, изучение топографических особенностей органов, морфологических систем и объемных образований.

Выделяют следующие виды радионуклидной диагностики: сцинтиграфия, однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) и позитронная эмиссионная томография (ПЭТ).

Сцинтиграфия (от сочетания лат. сверкать, мерцать и греч. писать, изображать) — метод радионуклидного исследования внутренних органов, основанный на визуализации с помощью гаммы-камеры распределения введенного в организм РФП

Гамма-камеры снабжены детектором (сцинтилляционным кристаллом), фотоэлектронными умножителями (ФЭУ) и сменными свинцовыми коллиматорами (для селекции по направлению гамма-квантов, падающих на камеру, и отсеканию рассеянного излучения). Поступающие через отверстия в коллиматоре гамма-кванты от РФП, возбуждают в кристалле вспышки — сцинтилляции, которые учитываются ФЭУ и с помощью электронного блока формируются в позиционный сигнал, который выводится на ЖК-монитор. Таким образом получается цифровое изображение.

Читайте также:  Аппарат для флуоресцентной диагностики

Поскольку при сцинтиграфии учет излучения ведется одновременно по всему полю, это дает возможность при регистрации отдельных кадров с интервалом до 0,1 с определять характер перемещения РФП в исследуемом органе (т.е. получать динамическую картину). Для изучения анатомо-топографического состояния внутренних органов и обнаружения в них очагов патологического распределения РФП обычно ограничиваются выполнением одной сцинтиграммы (т.е. получать статическое изображение).

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) дает возможность получить послойную картину распределения РФП в органе, с последующей реконструкцией его трехмерного изображения. С новой технологией получения изображений связана возможность вычисления объема функционирующей ткани органа путем суммирования объемных элементов, формирующих изображения срезов органа. Эта современная технология идеально подходит для задач, связанных с визуализацией опухолей, например, для исследований пациентов с метастатическим раком молочной или предстательной железы, первичным раком кости и т.д. Более того, она обладает огромным потенциалом для повышения эффективности брахитерапии, являясь еще одним методом визуального контроля, позволяющим максимально точно проводить биопсию и размещать имплантируемые капсулы.

Однако область применения этого метода не ограничивается только онкологией. Технология ОФЭКТ играет важную роль в решении общих задач радионуклидной диагностики, например, при диагностике сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний почек, костей, визуализации воспалений, легочной эмболии и инсультов и много другого.

Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) позволяет получить послойное цветное изображение химической активности процессов, происходящих в организме пациента. При опухолевых заболеваниях химические процессы изменяются, соответственно меняется их цветовая гамма и интенсивность, таким образом, Позитронно-эмиссионная томография позволяет обнаружить болезнь на самой ранней стадии. Как в других методах радионуклидной диагностики, в организм вводится РФП, излучение которого регистрируется ПЭТ сканером, передающим эту информацию на компьютер. Далее компьютер обрабатывает ее и переводит в графический вид — строит изображения. Чем больше радиоактивного препарата захватывается тканями, тем ярче они выглядят на полученном изображении — такие участки называют «горячими», и наоборот, чем меньше захвачено препарата — тем тусклее получается изображение, такие участки называют «холодными». Обмен веществ в злокачественной опухоли намного выше, чем в здоровых тканях, поэтому злокачественные опухоли дают более яркую картинку («горячие»).

Чаще всего позитронно-эмиссионная томография применяют в диагностике рака. Но с не меньшим успехом позитронно-эмиссионная томография используется для диагностики болезней нервной системы и болезней сердца.

Источник

Общая радионуклидная диагностика

Радионуклидная диагностика базируется на применении радиофармацевтических препаратов (РФП), вводимых в организм пациента (исследования in vivo) или взаимодействующих с биологическими средами in vitro.

Методы радионуклидных исследований подразделяются на визуализирующие (гамма-топография) и невизуализирующие (радиометрия, радиография). Невизуализирующие методы исследования включают радиоиммунный анализ (радиометрия in vitro), определение объема циркулирующей крови, исследование продолжительности жизни эритроцитов, изучение эритросеквестрирующей функции селезенки, определение объема желудочно-кишечной кровопотери, диагностика потери белка желудочно-кишечным трактом, оценка абсорбции витамина В-12 в желудочно-кишечном тракте, изучение метаболизма железа, определение скорости клубочковой фильтрации и эффективного почечного плазмотока, измерение йодопоглотительной функции щитовидной железы. Визуализирующие методы – гамма-топография различных органов и всего тела.

Читайте также:  Нетрадиционные методы диагностики аномальных детей

Радиофармацевтический препарат это химическое соединение, предназначенное для введения человеку с диагностической или лечебной целью и содержащее в своей молекуле определенный радиоактивный нуклид.

Известно около 80 радионуклидов, которые применялись ранее или используются в настоящее время для получения РФП для ядерной медицины. Однако наибольшее практическое значение для радиоизотопной диагностики сохранили на сегодня только 99м-технеций, 123-йод, радиоизотопы индия и таллия, которые по своим физическим, химическим и биологическим свойствам признаны оптимальными для проведения однофотонных сцинтиграфических исследований.

1. Обладать периодом полураспада примерно равным 1\3 продолжительности исследования. Это должно ограничить воздействие излучения на пациента после завершения исследования.

F Период полураспада — это время, в течение которого распадается половина ядер данного вещества и его активность уменьшается вдове. Период полувыведения — это время, в течение которого активность вещества, введенного в организм, уменьшается вдвое за счет выведения. Эффективный период полувыведения — это время, в течение которого активность вещества, введенного в организм, уменьшается вдвое за счет распада и выведения.

2. Удобство регистрации излучения РФП. Для целей визуализации предпочтительнее использовать радионуклиды испускающие гамма лучи. Альфа излучатели не используются из-за высокого их поглощения тканями и крайне низкой проникающей способности. Бета излучатели используются ограниченно.

3. РФП должны включаться в обмен веществ или переноситься с током крови.

4. Препараты должны быть безвредны и не нарушать обычного течения физиологических и биологических процессов.

РФП могут быть подразделены на органотропные, тропные к патологическому очагу и соединения без выраженной селективности. По способу получения нуклиды подразделяют на реакторные, циклотронные и генераторные.

Характеристика радионуклидов, используемых для радионуклидной диагностики

Радионуклиды Способ получения Тип излучения Период полураспада Названия препаратов Особенности применения
67 Ga Циклотрон γ 78 часов Галлия цитрат Гамма-топография
123 I Циклотрон γ 13 часов Натрия йодид альбумин-йод макроагрегаты Бенгальский розовый, Гиппуран Радиометрия Радиография Гамма-топография
131 I Реактор γ, β 8 суток
111 In Циклотрон γ 2.8 суток Белковые препараты, меченые индием Гамма-топография
113m In Генератор γ 100 минут
81m Kr Генератор γ 13 секунд воздушно-криптоновая смесь Радиография Гамма-топография
99m Tc Генератор γ 6 часов Пертехнетат натрия Пирофосфат Технефит Технемек Радиография Гамма-топография
201 Tl Циклотрон γ 73.5 часа Таллия хлорид Гамма-топография
199 Tl Циклотрон γ 7.4 часа
133 Xe Реактор γ, β 5.3 суток воздушно-ксеноновая смесь Радиография Гамма-топография

Генераторные нуклиды являются короткоживущими и образуются из изотопов с длительным периодом полураспада, помещенных в свинцовый контейнер (генератор). Преимуществом использования генераторов является возможность их транспортировки на большие расстояния с последующим выделением дочернего нуклида непосредственно в диагностической лаборатории ex tempore.

Элюированием называется процесс получения из генератора стерильного раствора натрия пертехнетата (Na 99 m TcO4) путем промывания колонки генератора физиологическим раствором (элюэнтом). Выделенный элюат может быть использован как в качестве самостоятельного РФП, так и для изготовления различных препаратов с помощью специальных наборов реагентов.

Читайте также:  Институт диагностики и хирургии на профсоюзной

Методы радионуклидных исследований.

Радиометрия
Радиометрия in vivo — это метод радионуклидного исследования, при котором в организм вводится радиофармацевтический препарат, а затем производится измерение активности над исследуемым органом или над всем телом пациента.
Результат исследования получается в виде числового значения — процент накопления изотопа (за 100% принимается всё введенное количество препарата).
Лабораторная радиометрия — радиоиммунологический анализ — группа лабораторных исследований, при которых происходит взаимодействие радиофармацевтических препаратов с биологическими средами в пробирке (in vitro) по механизму взаимодействия антиген-антитело. Основное применение – определение концентрации гормонов, ферментов, антител и других биологически активных веществ в плазме крови.
Радиография
Радиография — это метод радионуклидной диагностики, при котором производится введение радиофармпрепарата в организм с последующим непрерывным или дискретным измерением активности над исследуемым органом или над всем телом.
Результат исследования — в виде графика накопления и выведения препарата.
Гамма-топография
Радиоизотопное сканирование — метод радионуклидного исследования с использованием сканера. Радиофармпрепарат вводится в организм. Детектор сканера движется над исследуемой зоной измеряя активность «по строчкам».
Одновременно по бумаге движется печатающая головка. На получающемся изображении густота штриховки и ее цвет отображают уровень зарегистрированной активности.
Радиоизотопная сцинтиграфия — метод радионуклидного исследования с использованием гамма-камеры. Радиофармпрепарат вводится в организм. Детектор гамма-камеры имеет большие размеры и регистрирует активность сразу над большой площадью.
Гамма-кванты взаимодействуют со сцинтилляционным кристаллом в детекторе гамма-камеры, создавая микроскопические вспышки видимого света (сцинтилляции) которые регистрируются и усиливаются фотоэлектронными умножителями. Элнектрические сигналы проходят компьютерную обработку и формируют изображение на экране.
Позитронно-эмиссионная томография (PET) — томографическое радионуклидное исследование, позволяющее получать изображение с отдельно выбранного слоя тканей. При данном исследовании используются радиофармпрепараты, образующие при своем распаде позитроны. Образующиеся позитроны взаимодействуют с электронами в тканях организма. При этом взаимодействии (аннигиляция) образуются парные гамма-кванты, которые регистрируются детекторами. Для исследования применяются ультракороткоживущие радионуклиды 11 C (период полураспада 20 минут), 13 N (9 минут), 15 О (2 минуты), 18 F (110 минут).
Продольное и поперечное изображение сердца

Отличительной чертой методов ядерной медицины является их функциональность. Сцинтиграммы способны отражать физиологические и патофизиологические изменения, происходящие в организме. Это достигается за счет использования радиофармпрепаратов, способных накапливаться в определенных морфологических структурах или отражать динамику протекающих в органе физиологических или биохимических процессов.

F Гамма-топография — единственный метод, позволяющий определить количество и распределение функционирующей паренхимы.

Патологические процессы, выявляемые при гамма-топографии могут отображаться как диффузные изменения, либо как холодные и горячие очаги (очаги гипо- и гиперфиксации РФП).

Холодный очаг (очаг гипофиксации РФП) — это отграниченный участок органа или ткани, накопление препарата в котором меньше, чем в окружающих тканях, или вообще отсутствует.
Горячий очаг (очаг гиперфиксации РФП) — это отграниченный участок органа или ткани, накопление препарата в котором больше, чем в окружающих тканях.

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-23; Нарушение авторского права страницы

Источник

Adblock
detector