Klinisk radiometri

Klinisk radiometri er måling af radioaktiviteten i hele kroppen eller en del af den efter introduktion af et radiofarmaceutisk lægemiddel i kroppen. Normalt anvendes gamma-emitterende radionuklider i klinisk praksis. Efter introduktion af et radiofarmaceutisk lægemiddel, der indeholder en sådan radionuklid, i kroppen, opfanges dets stråling af en scintillationsdetektor placeret over den tilsvarende del af patientens krop. Resultaterne af undersøgelsen præsenteres normalt på en lysplade som antallet af pulser registreret over en bestemt tidsperiode eller som en tællehastighed (i pulser pr. minut). I klinisk praksis er denne metode ikke af stor betydning. Den anvendes normalt i tilfælde, hvor det er nødvendigt at identificere og evaluere inkorporeringen af radionuklider, når de ved et uheld kommer ind i menneskekroppen - på grund af uforsigtighed, i katastrofer.

En mere interessant metode er helkropsradiometri. Under denne metode placeres en person i et specielt lavbaggrundskammer, der indeholder flere specielt orienterede scintillationsdetektorer. Dette muliggør optagelse af radioaktiv stråling fra hele kroppen, og under forhold med minimal påvirkning af den naturlige radioaktive baggrund, som, som bekendt, kan være ret høj i nogle områder af jordens overflade. Hvis en del af kroppen (organet) under radiometri er dækket af en blyplade, kan bidraget fra denne del af kroppen (eller organet placeret under pladen) til kroppens samlede radioaktivitet vurderes. På denne måde er det muligt at studere metabolismen af proteiner, vitaminer, jern og bestemme mængden af ekstracellulært vand. Denne metode bruges også til at undersøge personer med utilsigtet inkorporering af radionuklider (i stedet for konventionel klinisk radiometri).

Automatiserede radiometre bruges til laboratorieradiometri. De har reagensglas med radioaktivt materiale på et transportbånd. Under styring af en mikroprocessor føres reagensglassene automatisk til brøndtællervinduet; efter radiometrien er afsluttet, udskiftes reagensglassene automatisk. Måleresultaterne beregnes i en computer, og efter passende behandling sendes de til en printer. Moderne radiometre udfører komplekse beregninger automatisk, og lægen modtager let information, for eksempel om koncentrationen af hormoner og enzymer i blodet, hvilket angiver nøjagtigheden af de foretagne målinger. Hvis arbejdsmængden med laboratorieradiometri er lille, anvendes enklere radiometre med manuel flytning af reagensglas og manuel radiometri i en ikke-automatisk tilstand.

Radionukliddiagnostik in vitro (fra latin vitrum - glas, da alle undersøgelser udføres i reagensglas) refererer til mikroanalyse og indtager en grænseposition mellem radiologi og klinisk biokemi. Det gør det muligt at detektere tilstedeværelsen af forskellige stoffer af endogen og eksogen oprindelse i biologiske væsker (blod, urin), som er der i ubetydelige eller, som kemikere siger, forsvindende koncentrationer. Sådanne stoffer omfatter hormoner, enzymer, lægemidler, der introduceres i kroppen til terapeutiske formål osv.

Ved forskellige sygdomme, såsom kræft eller myokardieinfarkt, optræder stoffer i kroppen, der er specifikke for disse sygdomme. De kaldes markører (fra det engelske ord mark). Koncentrationen af markører er lige så ubetydelig som hormoners: bogstaveligt talt enkeltmolekyler i 1 ml blod.

Alle disse undersøgelser, der er unikke i deres nøjagtighed, kan udføres ved hjælp af radioimmunologisk analyse, udviklet i 1960 af de amerikanske forskere S. Berson og R. Yalow, som efterfølgende blev tildelt Nobelprisen for dette arbejde. Dens brede implementering i klinisk praksis markerede et revolutionerende spring inden for mikroanalyse og radionukliddiagnostik. For første gang fik læger muligheden, og en meget reel en, til at tyde mekanismerne for udvikling af mange sygdomme og diagnosticere dem på de tidligste stadier. Endokrinologer, terapeuter, fødselslæger og børnelæger forstod vigtigheden af den nye metode tydeligst.

Princippet bag den radioimmunologiske metode består af kompetitiv binding af de ønskede stabile og lignende mærkede stoffer med et specifikt receptorsystem.

For at udføre en sådan analyse produceres standardsæt af reagenser, som hver især er designet til at bestemme koncentrationen af et bestemt stof.

Som det kan ses på figuren, interagerer bindingssystemet (normalt specifikke antistoffer eller antiserum) samtidigt med to antigener, hvoraf det ene er det ønskede, og det andet er dets mærkede analog. Der anvendes opløsninger, hvor det mærkede antigen altid indeholder mere end antistoffer. I dette tilfælde udspiller der sig en reel kamp mellem de mærkede og umærkede antigener om forbindelsen til antistoffer. Sidstnævnte tilhører immunoglobuliner af klasse G.

De skal være meget specifikke, dvs. kun reagere med det antigen, der undersøges. Antistoffer accepterer kun specifikke antigener på deres åbne bindingssteder og i mængder, der er proportionale med antallet af antigener. Denne mekanisme beskrives billedligt som "lås og nøgle"-fænomenet: jo større det oprindelige indhold af det ønskede antigen er i de reagerende opløsninger, desto mindre radioaktiv analog af antigenet vil blive fanget af bindingssystemet, og desto større vil dens andel forblive ubundet.

Samtidig med bestemmelsen af koncentrationen af det ønskede stof i patientens blod, under de samme betingelser og med de samme reagenser, udføres en undersøgelse af standardsera med en præcist bestemt koncentration af det ønskede antigen. Baseret på forholdet mellem radioaktiviteten af de reagerede komponenter konstrueres en kalibreringskurve, der afspejler afhængigheden af prøvens radioaktivitet af koncentrationen af det stof, der undersøges. Ved derefter at sammenligne radioaktiviteten af de materialeprøver, der er opnået fra patienten, med kalibreringskurven bestemmes koncentrationen af det ønskede stof i prøven.

Radionuklid in vitro-analyse begyndte at blive kaldt radioimmunologisk, da den er baseret på brugen af immunologiske antigen-antistof-reaktioner. Senere blev der dog oprettet andre typer in vitro-undersøgelser, der lignede i formål og metode, men adskilte sig i detaljer. Hvis et antistof anvendes som et mærket stof og ikke et antigen, kaldes analysen således immunradiometrisk; hvis vævsreceptorer anvendes som et bindingssystem, taler man om radioreceptoranalyse.

In vitro-radionuklidundersøgelsen består af 4 faser.

• Det første trin er at blande den analyserede biologiske prøve med reagenser fra kittet, der indeholder antiserum (antistoffer) og et bindingssystem. Alle manipulationer med opløsninger udføres ved hjælp af specielle halvautomatiske mikropipetter, i nogle laboratorier udføres de ved hjælp af maskiner.
• Det andet trin er inkubation af blandingen. Den fortsætter, indtil dynamisk ligevægt er nået: afhængigt af antigenets specificitet varierer dens varighed fra flere minutter til flere timer og endda dage.
• Det tredje trin er separationen af frie og bundne radioaktive stoffer. Til dette formål anvendes de sorbenter, der er tilgængelige i kittet (ionbytterharpikser, kulstof osv.), som udfælder tungere antigen-antistof-komplekser.
• Det fjerde trin er radiometri af prøver, konstruktion af kalibreringskurver, bestemmelse af koncentrationen af det ønskede stof. Alt dette arbejde udføres automatisk ved hjælp af et radiometer udstyret med en mikroprocessor og en printer.

Som det fremgår af ovenstående, er radioimmunologisk analyse baseret på brugen af et radioaktivt antigenmærke. I princippet kan andre stoffer dog anvendes som antigen- eller antistofmærke, især enzymer, luminoforer eller højfluorescerende molekyler. Dette er grundlaget for nye mikroanalysemetoder: immunoenzym, immunoluminescerende, immunofluorescerende. Nogle af dem er meget lovende og konkurrerer med radioimmunologisk forskning.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]