Radionuklidforskning

Åbning af historie radionukliddiagnostik

Depressivt lang syntes afstanden mellem fysiske laboratorier, hvor forskere registrerede spor af nukleare partikler og daglig klinisk praksis. Meget ideen om muligheden for at bruge nukleare fysiske fænomener til undersøgelse af patienter kan virke, hvis ikke sindssyg, så fantastisk. Men netop sådan en ide blev født i eksperimenterne fra den ungarske videnskabsmand D.Heveshi, senere Nobelprisvinneren. I en af efterårsdagen af 1912 viste E.Reserford ham en bunke af blychlorid, som ligger i laboratoriumets kælder og sagde: "Her skal du tage denne bunke. Prøv at skelne Radium fra blyens salt. "

Efter mange forsøg udført af D.Heveshi sammen med den østrigske kemiker A.Panet blev det klart, at det er umuligt at adskille bly og radium D kemisk, da disse ikke er individuelle elementer, men isotoperne af et element - bly. De adskiller sig kun ved at en af dem er radioaktiv. Disintegrerer, det udsender ioniserende stråling. Derfor kan en radioaktiv isotop, et radionuklid, bruges som et mærke ved undersøgelsen af dets ikke-radioaktive tvillinges adfærd.

Før lægerne åbnede en fristende udsigt: indførelse af patientens radionuklid, for at overvåge deres placering ved hjælp af radiometriske instrumenter. Inden for en relativt kort periode er radionukliddiagnostik blevet en uafhængig medicinsk disciplin. I udlandet kaldes radionukliddiagnostik i kombination med terapeutisk brug af radionuklider nuklearmedicin.

Radionuklidmetoden er en metode til at studere den funktionelle og morfologiske tilstand af organer og systemer ved hjælp af radionuklider og mærkede indikatorer. Disse indikatorer - de kaldes radioaktive lægemidler (RFP'er) - injiceres i patientens krop, og derefter ved hjælp af de forskellige instrumenter bestemmer hastigheden og arten af bevægelse, fiksering og fjernelse fra organer og væv.

Desuden kan stykker af væv, blod og udledning af patienten anvendes til radiometri. På trods af indførelsen af ubetydelig små mængder af indikatoren (hundredtedele og tusinder af et mikrogram), som ikke påvirker det normale forløb af livsprocesser, har metoden en usædvanlig stor følsomhed.

Et radiofarmaceutisk middel er den kemiske forbindelse tilladt til administration til en person med et diagnostisk formål, i hvilket molekyle et radionuklid er indeholdt. Radionut skal have et spektrum af stråling af en bestemt energi, bestemme den mindste strålingsbelastning og afspejle tilstanden af det organ, der undersøges.

I dette henseende vælges radioaktive lægemidler under hensyntagen til dets farmakodynamiske (adfærd i kroppen) og nukleare fysiske egenskaber. Farmakodynamikken af et radioaktivt lægemiddel bestemmes af den kemiske forbindelse på basis af hvilken den syntetiseres. Muligheden for at registrere RFP'er afhænger af typen af henfald af radionuklidet, som det er mærket med.

Når man vælger et radiofarmaceutisk stof til forskning, bør en læge først og fremmest tage hensyn til hans fysiologiske fokus og farmakodynamik. Overvej dette for eksempel indførelsen af RFP i blodet. Efter injektionen i venen fordeles radiopharmaceuticalet i første omgang jævnt i blodet og transporteres til alle organer og væv. Hvis en læge er interesseret i hæmodynamik og blodforsyning af organer, vil han vælge en indikator for, at en lang tid cirkulerer i blodbanen, uden at gå uden for murene af blodkar i det omgivende væv (fx humant serumalbumin). Når man undersøger leveren, vil lægen foretrække en kemisk forbindelse, der selektivt indfanges af dette organ. Nogle stoffer er taget fra blodet af nyrerne og udskilles i urinen, så de tjener til at studere nyrerne og urinvejen. Individuelle radioaktive lægemidler er tropiske til knoglevæv, og derfor er de uundværlige i undersøgelsen af det osteoartikulære apparat. Ved at studere transportbetingelserne og arten af fordelingen og fjernelsen af radioaktive lægemidler fra kroppen vurderer lægen de funktionelle tilstand og strukturelle topografiske egenskaber hos disse organer.

Det er imidlertid ikke tilstrækkeligt kun at tage hensyn til farmakodynamikken af radioaktive lægemidler. Det er nødvendigt at tage hensyn til de nukleare fysiske egenskaber af radionuklidet, der kommer ind i dets sammensætning. Først og fremmest skal det have et bestemt strålingsspektrum. For at få billeder af organer anvendes kun radionuklider, der udsender y-stråler eller karakteristiske røntgenstråler, da disse stråling kan registreres ved ekstern detektion. Jo mere y-quanta eller røntgenkvanta dannet i radioaktivt henfald, desto mere effektivt er dette radioaktive lægemiddel i diagnostisk forstand. Samtidig skal radionuklidet udstråle så lille som muligt corpuskulær stråling - elektroner, som absorberes i patientens krop og ikke deltager i billeddannelsen af organer. Radionuklider med en nukleær transformation af den isomere overgangstype foretrækkes fra disse positioner.

Radionuklider, hvis halveringstid er flere dusin dage, anses for at være langlivede, flere dage er middellevende, flere timer er kortvarige, og et par minutter er ultralydsbidte. Af forståelige grunde har de en tendens til at bruge kortvarige radionuklider. Anvendelsen af mellemlivede og især langlivede radionuklider er forbundet med øget strålingsbelastning, og brugen af ultrashortlivede radionuklider hæmmes af tekniske årsager.

Der er flere måder at opnå radionuklider på. Nogle af dem er dannet i reaktorer, nogle i acceleratorer. Den mest almindelige måde at opnå radionuklider på er imidlertid en generator, dvs. Produktion af radionuklider direkte i laboratoriet med radionukliddiagnostik ved hjælp af generatorer.

En meget vigtig parameter af radionuklidet er energien af kvanta af elektromagnetisk stråling. Quanta af meget lave energier bevares i vævene og nå derfor ikke detektoren af den radiometriske enhed. Quanta af meget høje energier flyver delvis gennem detektoren, så effektiviteten af deres registrering er også lav. Det optimale interval af kvantenergi i radionukliddiagnostik er 70-200 keV.

Et vigtigt krav til et radioaktivt lægemiddel er den mindste strålingsbelastning, når den administreres. Det er kendt, at aktiviteten af det påførte radionuklid falder på grund af virkningen af to faktorer: nedbrydning af dets atomer, dvs. Fysisk proces, og fjerne det fra kroppen - den biologiske proces. Forfaldstidspunktet for halvdelen af radionuklidatomer kaldes den fysiske halveringstid på T 1/2. Den tid, hvor aktiviteten af lægemidlet, der indføres i kroppen, reduceres med halvdelen på grund af dets udskillelse, kaldes perioden med biologisk halv eliminering. Den tid, hvor aktiviteten af RFP indført i kroppen reduceres med halvdelen på grund af fysisk forfald og eliminering kaldes den effektive halveringstid (TEF)

For radionukliddiagnostiske undersøgelser søger de at vælge et radiofarmaceutisk middel med den mindst forlængede T 1/2. Dette er forståeligt, fordi den radiale belastning på patienten afhænger af denne parameter. Men en meget kort fysisk halveringstid er også ubelejligt: det er nødvendigt at have tid til at levere RFP til laboratoriet og gennemføre en undersøgelse. Den generelle regel er dette: Lægemidlet skal nærme sig varigheden af den diagnostiske procedure.

Som allerede nævnt, det er i øjeblikket i laboratorier anvender i stigende grad regenerativ metode til fremstilling af radionuklider, og i 90-95% af tilfældene - er det radionuklid ^99m Tc, som er mærket med det store flertal af radioaktive lægemidler. Foruden radioaktivt technetium, ¹³³ Xe, ⁶⁷ Ga , undertiden anvendes meget sjældent andre radionuklider.

RFP, den mest almindeligt anvendte i klinisk praksis.

RFP	Anvendelsesområde
99m Tc Albumin	Blood flow undersøgelse
99m 'Tc-mærket erythrocytter	Blood flow undersøgelse
99m T- kolloider (teknisk)	Leverundersøgelse
99m Tc-butyl-IDA (bromesid)	Undersøgelse af galleudskydningssystemet
99m Ts-pyrophosphat (technifor)	Studie af skeletet
99m Ts-MAA	Lungeundersøgelse
133 Хе	Lungeundersøgelse
67 Ga-citrat	Tumorotropisk lægemiddel, hjerteundersøgelse
99m Ts-sestamibi	Tumorotrope lægemidler
99m Tc-monoklonale antistoffer	Tumorotrope lægemidler
201 T1-chlorid	Studie af hjertet, hjernen, tumorotrope lægemidler
99m Tc-DMSA (tehnemek)	Nyreundersøgelse
131 T-Hippuran	Nyreundersøgelse
99 Tc-DTPA (pententech)	Undersøgelse af nyrer og blodkar
99m Tc-MAG-3 (teche)	Nyreundersøgelse
99m Ts-Pertehnetat	Skoldbruskkirtlen og spytkirtelundersøgelsen
18 F-GD	Studie af hjernen og hjertet
123 Jeg sendte	Studie af binyrerne

For at udføre radionuklidundersøgelser er forskellige diagnostiske instrumenter blevet udviklet. Uanset deres specifikke formål er alle disse anordninger arrangeret efter et enkelt princip: de har en detektor, der konverterer ioniserende stråling til elektriske impulser, en elektronisk behandlingsenhed og en data-repræsentationsenhed. Mange radiodiagnostiske enheder er udstyret med computere og mikroprocessorer.

Scintillatorer eller i sjældnere tilfælde anvendes gastællere som en detektor. Scintillatoren er et stof, hvor lyset blinker-scintillations-produceres ved virkningen af hurtigt ladede partikler eller fotoner. Disse scintillations er fanget af fotoelektriske multiplikatorer (PMT'er), som konverterer lys blinker til elektriske signaler. Scintillationskrystallen og fotomultiplikatoren er anbragt i et beskyttende metalhus, en kollimator, der begrænser krystallets synsfelt til orgelens størrelse eller den studerede del af patientens krop.

Normalt har den radiodiagnostiske enhed flere udskiftelige kollimatorer, som lægen vælger, afhængigt af forskningsopgaverne. I kollimatoren er der et stort eller flere små huller, gennem hvilke den radioaktive stråling trænger ind i detektoren. I princippet jo større hullet i kollimatoren er, desto højere er detektorens følsomhed, dvs. E. Dets evne til at detektere ioniserende stråling, men samtidig er dens opløsningskraft lavere, dvs. Skelne mellem små strålekilder. I moderne kollimatorer er der flere titus små huller, hvis position er valgt under hensyntagen til den optimale "vision" for objektet til undersøgelse! I anordninger, der er designet til at bestemme radioaktiviteten af biologiske prøver, anvendes scintillationsdetektorer i form af såkaldte brøndtællere. Inde i krystal er der en cylindrisk kanal, hvori et rør med materialet, der skal undersøges, er anbragt. En sådan detektoranordning øger signifikant dets evne til at opfange svag stråling fra biologiske prøver. Til måling af radioaktiviteten af biologiske væsker indeholdende radionuklider med blød β-stråling anvendes flydende scintillatorer.

Alle radionukliddiagnostiske undersøgelser er opdelt i to store grupper: studier, hvor RFP'er introduceres i patientens krop, in vivo-undersøgelser og undersøgelser af blod, vævsfragmenter og patientladning-in vitro-undersøgelser.

Ved udførelse af et in vivo-studie er patientens psykologiske forberedelse påkrævet. Han har brug for at præcisere formålet med proceduren, dens betydning for diagnose, proceduren. Det er især vigtigt at understrege sikkerheden ved undersøgelsen. I speciel træning er der som regel ikke behov for det. Det er kun nødvendigt at advare patienten om sin adfærd under undersøgelsen. In vivo undersøgelser anvendes forskellige metoder til administration af RFP afhængigt af procedurens mål. I de fleste metoder injiceres RFP primært i venen, meget mindre ofte i arterien, orgelparenchyma og andre væv. RFP bruges også oralt og ved indånding (indånding).

Indikationer for radionuklidforskning bestemmes af den behandlende læge efter samråd med radiologen. Som regel udføres det efter andre kliniske, laboratorie- og ikke-invasive strålingsprocedurer, når det bliver klart, at der er behov for radionukliddata på funktionen eller morfologien for det eller andre organ.

Kontraindikationer til radionukliddiagnostik er ikke til stede, der er kun begrænsninger, der gives af sundhedsministeriets vejledning.

Radionuklidmetoder skelner mellem radionuklid billeddannelsesmetoder, radiografi, klinisk og laboratorie-radiometri.

Udtrykket "visualisering" er afledt af det engelske ord "vision". De betegner erhvervelsen af et billede, i dette tilfælde af radioaktive nuklider. Radionuklid billeddannelse er skabelsen af et billede af den rumlige fordeling af RFP i organer og væv, når den indføres i patientens krop. Den vigtigste metode til radionuklid billeddannelse er gamma scintigrafi (eller simpelthen scintigrafi), som udføres på et apparat kaldet et gammakamera. En variant af scintigrafi udført på et specielt gammakamera (med en bevægelig detektor) er lagdelt radionuklid billeddannelse - single-foton emission tomografi. Sjældent, hovedsagelig på grund af den tekniske kompleksitet ved at opnå ultrashort-levende positroniserende radionuklider, udføres to-foton-emissionstomografi også på et specielt gammakamera. Nogle gange anvendes en allerede forældet metode til radionuklid billeddannelse - scanning; Det udføres på et apparat kaldet en scanner.

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