Рентгеновские лучи – электромагнитные колебания, пробег в тканях на

несколько десятков сантиметров.

 Работами Марии Склодовской и Пьера Кюри были  открыты радий и полоний, естественные радиоактивные вещества. Супругам Кюри дважды присуждалась Нобелевская премия.

  В 1934 году были получены искусственные радиоактивные изотопы (радионуклиды). Большой вклад внесли Ирен и Фредерик Жолио Кюри, также ставшие лауретами Нобелевской премии.  Таким образом, родилась отрасль диагностической медицины-  радионуклидная диагностика (РД). Иногда нуклиды используют для лечения.

        Радионуклидная диагностика- это способ исследования функционального и морфологического состояния органов и систем с помощью радиоактивных нуклидов и меченых ими индикаторов (РФП –радиофармацевтические препараты). РФП вводят в организм больного, а затем посредством различных приборов определяют скорость и характер перемещения, фиксации и выведения их из органов и тканей. Кроме того, для радиометрии могут быть использованы кусочки тканей, кровь и выделения пациента.

Например, для RN -диагностики патологии щитовидной железы используют изотопы йода или технеция. Можно выполнить: либо поглотительный тест, либо получить при сканировании данные о распределении фармпрепарата в различных участках железы. Эти данные сопоставляют с результатами УЗИ щитовидной железы и результатами пальпации, уровнем гормонов.

Для RN -диагностики патологии почек пациенту сначала вводят один из РФП, например, гиппуран, меченный йодом -131, в\венно, на физрастворе. Перед этим на области правой и левой почек, раздельно, наводят сцинтилляционные детекторы. Еще два детектора могут быть установлены над областью сердца и мочевого пузыря. Затем графически регистрируют гамма-излучение от каждого датчика: накопление и выделение РФП. Таким образом получают информацию о функции каждой почки и мочевыводящих путей.

Радионуклидная диагностическая система состоит из РФП (источник излучения), объекта исследования, приемника или детектора излучения (сцинтиляционный счетчик) и различных приборов регистрации (носители изображения).

 Характеристика РФП и радионуклидов:

Радиофармпрепарат (РФП) это химическое соединение органического или неорганического состава, предназначенное для введения человеку с диагностической или лечебной целью, в структуре которого имеется радиоактивный нуклид (изотоп).

Изотоп – радионуклид с нестабильным ядром, спонтанно распадающийся с выделением энергии.

Ø Радионуклиды подразделяются на: долгоживущие (период полураспада несколько недель), среднеживущие (период полураспада несколько дней), короткоживущие (несколько часов), ультракороткоживущие (несколько минут).

Чаще используются изотопы технеция, индия, галлия, йода, таллия.

Срок его работы-две недели

Всего за время работы одного генератора можно обследовать примерно 200 пациентов.

Кроме того, для ОКБ ХМАО-Югры приобретен и установлен циклотрон. На нём получают ультракороткоживущие изотопы, для проведения ПЭТ- исследований. В настоящее время уже завершены т многочисленные подготовительные и разрешительные мероприятия, а также подготовка специалистов. Проводят обследование пациентов, онкопрофиля, и кардиологических.

Активность примененного радионуклида в организме уменьшается вследствие двух факторов: распада его атомов, то есть физического процесса, и выведения его из организма, то есть биологического процесса.

Физический период полураспада – время, в течение которого активность радиоактивного нуклида уменьшается вдвое за счет его распада.

Эффективный период полувыведения – время, в течение которого активность РФП, введенного в организм, уменьшается вдвое за счёт его распада, так и за счет выведения его из организма.

Требования к радионуклидам и РФП:

*Для визуализации предпочитают изотопы, распад которых сопровождается гамма- или рентгеновским излучением, так как альфа и бета частицы плохо проходят через ткани организма.

*Энергия квантов в диапазоне 70-200 кэв;

*Небольшой физический период полураспада и небольшой период эффективного полувыведения;

* минимальная лучевая нагрузка при введении

*органотропность РПФ- то есть свойство препарата накапливаться в определенном органе.

* Физиологическая фармакодинамика без фармакологического воздействия;

*Атоксичность;

*Апирогенность.

Единицей активности радионуклида в системе единиц СИ является беккерель (Бк): 1 Бк равен 1 ядерному превращению за 1 с.

На практике еще используют внесистемную единицу кюри (Ки): 1 Ки=3,7х10-10 ядерных превращений за 1 с, кратную единицу мегакюри (МКи) и дольные - милликюри; микрокюри (мкКи),нанокюри(nKu)

Подсчитано, что 1 Бк равен 0,027 нКи.

Объект исследования- человек или его среды, животное.

Методы РД условно можно разделить на две группы: in vitro и in vivo .

РД in vitro основана на способности химического вещества присоединять изотопы. Тем самым по уровню гамма-излучения можно измерить количество активного вещества в определенном обьеме. Например, уровень гормонов, ферментов, витаминов, лекарственных препаратов в периферической крови. Метод выполняется без введения РФП в организм. Чаще применяется радиоиммунологический анализ.

РД in vivo –основан на способности органов человека избирательно накапливать РФП. Радионуклид соединен с молекулой-носителем, определяющей их распределение в организме. Можно изучать метаболические процессы, то есть получать информацию о физиологических функциях органов. Эта способность –главное преимущество РД в сравнении с другими методами лучевой диагностики.

Приемник (детектор) излучения – при всех способах регистрации излучения всегда один и тот же во всех приборах (радиометр, радиограф, сканер, гамма-камера) – сцинтиляционный датчик. Меняются только размеры сцинтиляционного кристалла.

 На рисунке видны составляющие сцинтиляционного датчика:

-коллиматор, расположенный перед сцинтиляционным кристаллом. Представляет собой свинцовую пластину с мелкими параллельными отверстиями. Гамма- кванты, перпендикулярно направленные датчику, свободно проходят. Кванты, имеющие косое направление, поглощаются свинцом.

-сцинтиляционный кристалл ( чаще йодит натрия), способный испускать свет (сцинтиляцию) при поглощении гамма-квантов,

-фотоумножители, улавливающие свет, и генерирующие электрический сигнал. Анализом сигналов со всех фотоумножителей определяется интенсивность и расположение каждой сцинтиляции. Далее идет обработка данных.

-блок обработки информации.

Регистрация уровня излучения включает пять способов: радиометрия клиническая или лабораторная, радиография, сканирование, сцинтиграфия, а также  эмиссионная томография, одно- или двух фотонная. Три последних способа могут называть радиоактивной визуализацией.Потому что при этом видна картина пространственного распределения РФП в органах.

       Методы радионуклидной диагностики (краткий обзор):

Радиометрия клиническая - детектор расположен над интересующей областью. Измеряется уровень гамма-излучения в импульсах\ мин.  По уровню излучения определяют скорость захвата органом РФП, то есть о функциональной активности. В основном определяют медленно протекающие процессы. Например, йодпоглотительная функция щитовидной железы.

Радиометрия лабораторная: группа лабораторных исследований, при которых происходит взаимодействие РФП с биологическими средами в пробирке по механизму взаимодействия антиген-антитело.

Радиография - в отличие от радиометрии здесь измерение уровня излучения производится через определенные промежутки времени. Это позволяет построить график накопления, перераспределения и выведения РФП в органе или органах. Метод применяют для относительно быстро протекающих процессов: радиоренографии,  радиопульмонографии, радиогепатографии.

Пример проведения радиоренографии. Иногда бывает, кроме двух датчиков над почками, третий датчик - над сердцем.

Радионуклидная визуализация. Методика создания картины пространственного распределения в органах РФП, введенного в организм. Радионуклидная визуализация включает в себя следующие виды:

Сканирование – прибор регистрации- сканер. Детектор сканера движется над исследуемой зоной, измеряя активность «по строчкам». Например, сканирование печени. Одновременно по бумаге движется печатающая головка. На получающемся изображении густота штриховки и ее цвет отображают уровень зарегистрированной активности.

Сцинтиграфия – прибор регистрации- гамма-камера. Детектор гамма- камеры имеет большие размеры (0,5 метра) и регистрирует активность сразу над большой площадью. С компьютера изображение органона идет на экран монитора, или на бумагу или на пленку. Или сохраняется файл.

Сцинтиграмма это функционально-анатомическое изображение. В этом заключается уникальность метода, отличающая его от УЗИ, КТ, МРТ. Поэтому обязательное условие для назначения сцинтиграфии – исследуемый орган должен быть хоть в ограниченной степени функционально активным, в противном случае изображение не получится.

Различают сцинтиграфию:

Статическая сцинтиграфия – получение небольшого количества изображений органа с преимущественной задачей изучения морфологии органа и выявления в нем участков повышенного или пониженного накопления РФП.

 Динамическая сцинтиграфия – информация записывается непрерывно или через короткие промежутки времени с отражением на серии кадров.

В целом сцинтиграфия метод морфо-функциональный.

Широко для ПЭТ –диагностики применяется упомянутая диоксидглюкоза, меченная F -18 (сокращенно ФДГ).

 Многие ФДГ называют молекулой века, настолько важную информацию можно получить с её использованием.

Исторически ПЭТ началось с 1970 г. и состояло из исследования функций сердца и мозга. Однако через 10 лет ПЭТ стали использовать для обнаружения онкологических заболеваний.

В ПЭТ – диагностике рака наиболее распространенным фармпрепаратом является вышеназванная ФДГ. Биохимически её состав очень похож на природную глюкозу. Диагностика основана на том, что многие раки используют глюкозу с повышенной частотой по сравнению с нормальными клетками. ФДГ, попадая в клеточную жидкость, превращается в ФДГ-6-фосфат.

Увеличенное содержание ФДГ чаще будет свидетельствовать о наличии опухоли и её активности.

ПЭТ с ФДГ считается эффективным средством для диагностики различных онкологических заболеваний.

Однако следует оговориться, что к увеличению внутриклеточного использования ФДГ приводят нормальные и нераковые состояния: инфекция, воспаление, ателектаз, заживающие ткани, мускульная активность. То есть нормальные ткани или доброкачественные процессы могут маскироваться под злокачественную патологию.

Рентгеновские лучи – электромагнитные колебания, пробег в тканях на

несколько десятков сантиметров.

 Работами Марии Склодовской и Пьера Кюри были  открыты радий и полоний, естественные радиоактивные вещества. Супругам Кюри дважды присуждалась Нобелевская премия.

  В 1934 году были получены искусственные радиоактивные изотопы (радионуклиды). Большой вклад внесли Ирен и Фредерик Жолио Кюри, также ставшие лауретами Нобелевской премии.  Таким образом, родилась отрасль диагностической медицины-  радионуклидная диагностика (РД). Иногда нуклиды используют для лечения.

        Радионуклидная диагностика- это способ исследования функционального и морфологического состояния органов и систем с помощью радиоактивных нуклидов и меченых ими индикаторов (РФП –радиофармацевтические препараты). РФП вводят в организм больного, а затем посредством различных приборов определяют скорость и характер перемещения, фиксации и выведения их из органов и тканей. Кроме того, для радиометрии могут быть использованы кусочки тканей, кровь и выделения пациента.

Например, для RN -диагностики патологии щитовидной железы используют изотопы йода или технеция. Можно выполнить: либо поглотительный тест, либо получить при сканировании данные о распределении фармпрепарата в различных участках железы. Эти данные сопоставляют с результатами УЗИ щитовидной железы и результатами пальпации, уровнем гормонов.

Для RN -диагностики патологии почек пациенту сначала вводят один из РФП, например, гиппуран, меченный йодом -131, в\венно, на физрастворе. Перед этим на области правой и левой почек, раздельно, наводят сцинтилляционные детекторы. Еще два детектора могут быть установлены над областью сердца и мочевого пузыря. Затем графически регистрируют гамма-излучение от каждого датчика: накопление и выделение РФП. Таким образом получают информацию о функции каждой почки и мочевыводящих путей.

Радионуклидная диагностическая система состоит из РФП (источник излучения), объекта исследования, приемника или детектора излучения (сцинтиляционный счетчик) и различных приборов регистрации (носители изображения).

 Характеристика РФП и радионуклидов:

Радиофармпрепарат (РФП) это химическое соединение органического или неорганического состава, предназначенное для введения человеку с диагностической или лечебной целью, в структуре которого имеется радиоактивный нуклид (изотоп).

Изотоп – радионуклид с нестабильным ядром, спонтанно распадающийся с выделением энергии.

Ø Радионуклиды подразделяются на: долгоживущие (период полураспада несколько недель), среднеживущие (период полураспада несколько дней), короткоживущие (несколько часов), ультракороткоживущие (несколько минут).

Чаще используются изотопы технеция, индия, галлия, йода, таллия.