Radionuklidforskning

Öppningshistoria radionukliddiagnostik

Depressivt visade långa avståndet mellan fysiska laboratorier, där forskare registrerade spår av kärnpartiklar och daglig klinisk praxis. Själva idén om möjligheten att använda kärnfysiska fenomen för undersökning av patienter kan verka, om inte galen, då fantastisk. Emellertid föddes exakt en sådan idé i experimenten av den ungerska forskaren D.Heveshi, senare Nobelprisvinnaren. På en av hösten dagarna 1912 visade E. Ronford honom en hög blyklorid, låg i laboratoriumens källare och sa: "Ta här den här stapeln. Försök att skilja Radium från blysaltet. "

Efter många experiment D.Heveshi tillsammans med den österrikiska kemisten A.Panetom, stod det klart att kemiskt omöjligt att dela ledningen och radium D, eftersom dessa inte är separata element och isotoper av ett element - bly. De skiljer sig bara i att en av dem är radioaktiv. Disintegrerar, det avger joniserande strålning. Därför kan en radioaktiv isotop, en radionuklid, användas som ett märke när man studerar beteendet hos sin icke-radioaktiva tvilling.

Innan läkarna öppnade en frestande utsikt: introducera i patientens kroppsradionuklider, för att övervaka deras läge med hjälp av radiometriska instrument. Inom en relativt kort period har radionukliddiagnostik blivit en självständig medicinsk disciplin. I utlandet kallas radionukliddiagnostik i kombination med terapeutisk användning av radionuklider nukleärmedicin.

Radionuklidmetoden är en metod för att studera de funktionella och morfologiska tillstånden hos organ och system med hjälp av radionuklider och märkta indikatorer. Dessa indikatorer - hänvisas till som radiofarmaka (RFP) - införs i patientens kropp, och sedan använda de olika anordningarna bestämmer hastigheten och typen av rörelse, fixering och avlägsnande av deras organ och vävnader.

Dessutom kan bitar av vävnad, blod och urladdning av patienten användas för radiometri. Trots införandet av försumbar små mängder av indikatorn (hundra och tusender av ett mikrogram) som inte påverkar normala livsförloppsförlopp har metoden en exceptionellt hög känslighet.

Ett radioaktivt läkemedel är den kemiska föreningen som är tillåten för administrering till en person med diagnostiskt syfte, i vilken molekylen en radionuklid är innehållen. Radionut ska ha ett spektrum av strålning av en viss energi, bestämma minsta strålningsbelastningen och reflektera det organ som undersöks.

I detta avseende väljs radioläkemedlet med hänsyn till dess farmakodynamiska egenskaper (beteende i kroppen) och kärn-fysikaliska egenskaper. Farmakodynamiken hos ett radioaktivt läkemedel bestäms av den kemiska föreningen på basis av vilken den syntetiseras. Möjligheten att registrera RFP beror på vilken typ av sönderfall radionukliden med vilken den är märkt.

Att välja ett radioaktivt läkemedel för forskning, en läkare bör först och främst ta hänsyn till hans fysiologiska fokus och farmakodynamik. Tänk på detta till exempel införandet av RFP i blodet. Efter injektionen i venen fördelas radioaktivt läkemedel initialt jämnt i blodet och transporteras till alla organ och vävnader. Om en läkare är intresserade av hemodynamik och blodtillförsel av organ, kommer han att välja en indikator på att en lång tid cirkulerar i blodet, utan att gå utanför väggarna i blodkärlen i den omgivande vävnaden (t ex humant serumalbumin). När du undersöker levern kommer läkaren att föredra en kemisk förening som selektivt fångas av detta organ. Vissa ämnen fångas från blodet genom njurarna och utsöndras i urinen, så de tjänar till att studera njurarna och urinvägarna. Individuella radioaktiva läkemedel är tropiska mot benvävnad, och därför är de oumbärliga i studien av den osteoartikala apparaten. Studiet av transportvillkoren och arten av distribution och borttagning av radioaktivt läkemedel från kroppen, dömer doktorns funktionella tillstånd och strukturella och topografiska egenskaper hos dessa organ.

Det är emellertid inte tillräckligt att endast ta hänsyn till farmakodynamiken för radioaktivt läkemedel. Det är nödvändigt att ta hänsyn till de kärn-fysikaliska egenskaperna hos radionukliden som kommer in i dess sammansättning. Först av allt måste det ha ett visst strålningsspektrum. För att erhålla bilder av organ används endast radionuklider som avger γ-strålar eller karakteristiska röntgenstrålar eftersom dessa strålningar kan registreras med extern detektering. Ju mer y-quanta eller röntgenkvanta som bildas vid radioaktivt sönderfall, desto effektivare är detta radioaktiva läkemedel i diagnostisk mening. Samtidigt bör radionukliden avge så liten som möjligt corpuskulär strålning - elektroner som absorberas i patientens kropp och inte deltar i bildbehandling av organ. Radionuklider med en kärntransformation av den isomera övergångstypen är att föredra från dessa positioner.

Radionuklider, vars halveringstid är flera dussin dagar, anses vara långlivade, flera dagar är medellånga, flera timmar är kortlivade och några minuter är ultrasortlivade. Av förståeliga skäl brukar de använda kortvariga radionuklider. Användningen av mediumlivade och i synnerhet långlivade radionuklider är förknippad med ökad strålningsbelastning, användningen av ultrashortlivade radionuklider hämmas av tekniska skäl.

Det finns flera sätt att få radionuklider. Vissa av dem är bildade i reaktorer, några i acceleratorer. Emellertid är den vanligaste sätten att erhålla radionuklider generator, d.v.s. Produktion av radionuklider direkt i laboratoriet för radionukliddiagnostik med hjälp av generatorer.

En mycket viktig parameter för radionukliden är energin av kvanta elektromagnetisk strålning. Quanta med mycket låga energier behålls i vävnaderna och når därför inte detektorn hos den radiometriska enheten. Quanta av mycket höga energier flyger delvis genom detektorn, så effektiviteten av deras registrering är också låg. Det optimala intervallet av kvantenergi i radionukliddiagnostik är 70-200 keV.

Ett viktigt krav på ett radioaktivt läkemedel är den minsta strålningsbelastningen när den administreras. Det är känt att aktiviteten hos den applicerade radionukliden minskar på grund av verkan av två faktorer: sönderfallet av dess atomer, d.v.s. Fysisk process och avlägsna den från kroppen - den biologiska processen. Fördröjningstiden för hälften av radionuklidatomer kallas den fysiska halveringstiden för T 1/2. Den tid då läkemedlets aktivitet, som införs i kroppen, minskas med hälften på grund av utsöndringen, kallas perioden för biologisk halv eliminering. Den tid under vilken aktiviteten hos RFP som infördes i kroppen reduceras med hälften på grund av fysiskt förfall och eliminering kallas den effektiva halveringstiden (TEF)

För radionukliddiagnostiska studier försöker de välja ett radioaktivt läkemedel med minst förlängda T 1/2. Detta är förståeligt eftersom den radiella belastningen på patienten beror på denna parameter. Men en mycket kort fysisk halveringstid är också obekvämt: det är nödvändigt att ha tid att leverera RFP till laboratoriet och genomföra en studie. Den allmänna regeln är följande: Drogen måste närma sig diagnosprocedurens varaktighet.

Som redan nämnts är det för närvarande i laboratorier alltmer använda regenerativ metod för framställning av radionuklider, och 90-95% av fallen - är radionukliden ^99m Tc, som är märkt med den stora majoriteten av radioaktiva läkemedel. Förutom radioaktivt technetium, ¹³³ Xe, ⁶⁷ Ga , ibland används sällan andra radionuklider.

RFP, den mest använda i klinisk praxis.

RFP	Tillämpningsområde
99m Tc Albumin	Blodflödesanalys
99m 'Tc-märkta erytrocyter	Blodflödesanalys
99m T- kolloider (tekniskt)	Leverundersökning
99m Tc-butyl-IDA (bromesid)	Undersökning av gallutskiljningssystemet
99m Ts-pyrofosfat (technifor)	Studien av skelettet
99m Ts-MAA	Lungundersökning
133 år	Lungundersökning
67 Ga-citrat	Tumorotrop läkemedel, hjärtundersökning
99m Ts-sestamibi	Tumorotrop läkemedel
99m Tc-monoklonala antikroppar	Tumorotrop läkemedel
201 Tl-klorid	Studie av hjärtat, hjärnan, tumörotropa läkemedlet
99m Tc-DMSA (technemek)	Njurundersökning
131 T-Hippuran	Njurundersökning
99 Tc-DTPA (pententech)	Studier av njurarna och blodkärlen
99m Tc-MAG-3 (teche)	Njurundersökning
99m Ts-Pertehnetat	Sköldkörtel- och spottkörtelforskning
18 F-GD	Studie av hjärnan och hjärtat
123 jag skickade	Studien av binjurarna

För att utföra radionuklidstudier har olika diagnostiska instrument utvecklats. Oavsett deras specifika syfte är alla dessa anordningar anordnade enligt en enda princip: de har en detektor som omvandlar joniserande strålning till elektriska pulser, en elektronisk behandlingsenhet och en data-representationsenhet. Många radiodiagnostiska enheter är utrustade med datorer och mikroprocessorer.

Scintillatorer eller i sällsynta fall används gasräknare som en detektor. Scintillatorn är en substans i vilken ljus blinkar-scintillations-produceras genom verkan av snabbt laddade partiklar eller fotoner. Dessa scintillationer fångas av fotoelektriska multiplikatorer (PMTs), som omvandlar ljus blinkar till elektriska signaler. Scintillationskristallen och fotomultiplikatorn placeras i ett skyddande metallhölje, en kollimator som begränsar kristallens "synfält" till organs storlek eller den studerade delen av patientens kropp.

Vanligtvis har den radiodiagnostiska enheten flera utbytbara kollimatorer, som läkaren väljer, beroende på forskningsuppgifterna. I kollimatorn finns en stor eller flera små hål genom vilka den radioaktiva strålningen tränger in i detektorn. I princip desto större är hålet i kollimatorn, ju högre känsligheten hos detektorn, dvs E. Dess förmåga att detektera joniserande strålning, men samtidigt är dess upplösningskraft lägre, d.v.s. Skilja mellan små strålningskällor. I moderna kollimatorer finns det flera tiotals små hål, vars position väljs med hänsyn till den optimala "visionen" av föremålet för utredning! I anordningar utformade för att bestämma radioaktiviteten hos biologiska prover används scintillationsdetektorer i form av så kallade brunnskivor. Inuti kristallen finns en cylindrisk kanal i vilken ett rör med materialet som ska undersökas placeras. En sådan detektoranordning ökar signifikant sin förmåga att fånga svag strålning från biologiska prover. För att mäta radioaktiviteten hos biologiska vätskor innehållande radionuklider med mjuk p-strålning används flytande scintillatorer.

All diagnostisk radionuklid studie är uppdelad i två stora grupper: en studie i vilken radiofarmakonet administreras till en patient, - studier in vivo, och blodprover, bitar av vävnad och patientsekret - forskning in vitro.

När man utför någon in vivo-studie krävs patientens psykologiska förberedelse. Han behöver klargöra syftet med förfarandet, dess betydelse för diagnos och förfarandet. Det är särskilt viktigt att betona säkerheten i studien. I specialutbildning är det i regel inte nödvändigt. Det är bara nödvändigt att varna patienten om sitt beteende under studien. In vivo-studier används olika metoder för administrering av RFP beroende på målen för proceduren. I de flesta metoder injiceras RFP primärt i venen, mycket mindre ofta i artären, orgelparenchymen och andra vävnader. RFP används också oralt och genom inandning (inandning).

Indikationer för radionuklidforskning bestäms av den behandlande läkaren efter samråd med radiologen. Som regel utförs det efter andra kliniska, laboratorie- och icke-invasiva strålningsprocedurer, när det blir klart behovet av radionukliddata om funktionen eller morfologin för det eller andra organet.

Kontraindikationer för radionukliddiagnostik är inte närvarande. Det finns endast begränsningar enligt hälsodepartementets anvisningar.

Radionuklidmetoder skiljer mellan radionuklidbildningsmetoder, radiografi, klinisk och laboratorie-radiometri.

Termen "visualisering" härstammar från det engelska ordet "vision". De betecknar förvärv av en bild, i detta fall av radioaktiva nuklider. Radionuklidavbildning är skapandet av en bild av den rumsliga fördelningen av RFP i organ och vävnader när den införs i patientens kropp. Den huvudsakliga metoden för radionuklidavbildning är gammaskintigrafi (eller helt enkelt scintigrafi), som utförs på en apparat som heter en gammakamera. En variant av scintigrafi utförd på en speciell gammakamera (med rörlig detektor) är skiktad radionuklidavbildning - single-foton-utsläppstomografi. Sällan, huvudsakligen på grund av den tekniska komplexiteten att få ultrasort-levande positroniserande radionuklider, utförs två-foton-utsläppstomografi också på en speciell gammakamera. Ibland används en redan gammal metod för radionuklidavbildning - skanning; Den utförs på en apparat som heter skannern.

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