радіонуклідні методи дослідження
Введення
В кінці 19 століття сама думка про можливість використання ядерно-фізичних феноменів для дослідження хворих могла здатися якщо не навіженої, то казковою. Але саме така ідея народилася в дослідах угорського вченого Д. Хевеши, згодом лауреата Нобелівської премії. В один з осінніх днів 1912 Е. Резерфорд показав йому купу хлористого свинцю, що валялася в підвалі лабораторії, і сказав: В«Ось, займіться цією купою. Постарайтеся із солі свинцю виділити радій D В».
Після довгих досліджень, проведених Д. Хевеши спільно з австрійським хіміком А. Панетом, стало ясно, що хімічним способом розділити свинець і радій D неможливо, так як це не окремі елементи, а ізотопи одного і того ж елемента - свинцю! Вони відрізняються тільки тим, що один з них радіоактивний. Розпадаючись, він випускає іонізуюче випромінювання. Значить, радіоактивний ізотоп - радіонуклід - можна застосовувати як мітку при вивченні поведінки його нерадіоактивного близнюка.
Перед лікарями відкрилися привабливі перспективи: вводячи в організм хворого радіонукліди, спостерігати за їх місцезнаходженням за допомогою радіометричних приладів. За порівняно короткий термін радіонуклідна діагностика перетворилася в самостійну медичну дисципліну. Її основним методом є радіометрія, або метод радіоактивної індикації.
Радіонуклідний метод - це спосіб дослідження функціонального та морфологічного стану органів і систем з допомогою радіоактивних нуклідів і мічених ними індикаторів. Ці індикатори - їх називають радіофармацевтичних препаратів (РФП) - вводять в організм хворого, а потім за допомогою різних приладів визначають швидкість і характер переміщення, фіксації і виведення їх з органів і тканин. Крім того, для радіометрії можуть бути використані шматочки тканин, кров і виділення хворого. Незважаючи на введення лише мізерно малих кількостей індикатора (соті і тисячні частки мікрограма), що не роблять впливу на нормальний перебіг життєвих процесів, метод має виняткову чутливість.
Типова радіонуклідна діагностична система складається з джерела випромінювання (РФП), об'єкта дослідження, приймача випромінювання і лікаря (радіолога-діагноста). Приймач випромінювання включає в себе детектор, електронний блок для перетворення електричних сигналів від детектора і блок індикації, тобто систему представлення даних дослідження.
1. Радіофармацевтичні препарати
радіофармацевтичних препаратом називається хімічна сполука, що містить у своїй молекулі радіонуклід, яке дозволено для введення людині з діагностичною метою. Радіонуклід повинен володіти спектром випромінювання певної енергії, обумовлювати мінімальну променеве навантаження і відображати стан досліджуваного органа. Тому вибір РФП здійснюють з урахуванням його фармакодинамічних (поведінка в організмі) і ядерно-фізичних властивостей. Фармакодинаміку визначає те хімічне з'єднання, на основі якого синтезований РФП. Можливості ж реєстрації РФП залежать від типу розпаду радіонукліда, яким позначений РФП. Вибираючи РФП для дослідження, лікар, насамперед, повинен врахувати його фізіологічну спрямованість, його фармакодинаміку. Розглянемо це на прикладі введення РФП в кров. Після ін'єкції у вену РФП спочатку рівномірно розподіляється в крові і транспортується по всім органам і тканинам. Якщо лікаря цікавить гемодинаміка і кровонаповнення органів, то він вибере індикатор (наприклад, альбумін людської сироватки), який тривалий час циркулює в кровоносній руслі, не виходячи за межі стінок судин в навколишні тканини. Якщо ж лікар намітив дослідження печінки, то він віддасть перевагу хімічна сполука, яка вибірково вловлюється цим органом. Деякі речовини захоплюються з крові нирками і виділяються з сечею - вони служать для вивчення нирок і сечових шляхів. Треті РФП тропний до кісткової тканини - вони незамінні при дослідженні кістково-суглобового апарату.
Вивчаючи терміни транспортування і характер розподілу і виведення РФП з організму, лікарі судять про функціональний стан і структурно-топографічних особливостях цих органів.
Але недостатньо враховувати тільки фармакодинаміку РФП, треба обов'язково взяти до увагу ядерно-фізичні властивості вхідного в нього радіонукліда. Перш все, він повинен мати певний спектр випромінювання. Для отримання зображення органів застосовують тільки радіонукліди, що випускають гамма-випромінювання або характеристичне рентгенівське випромінювання, так як ці випромінювання можна реєструвати при зовнішній детекції. Чим більше утворюється гамма-квантів або рентгенівських квантів при радіоактивному розпаді, тим ефективніше даний РФП в діагностичному відношенні. У той же час у радіонукліда повинно бути, по можливості, менше корпускулярного випромінювання - електронів, які поглинаються в тілі пацієнта і не беруть участь в зображенні органів. З цих позицій переважні радіонукліди з ядерним перетворенням.
Прийнято вважати радіонукліди з фізичним періодом напіврозпаду в кілька десятків днів довгоживучими, в кілька днів - среднеживущими, в кілька годин - короткоживучими, в кілька хвилин - ультракороткожівущімі. Зі зрозумілих причин прагнуть використовувати короткоживучі нукліди.
Застосування среднеживущими і тим більше довгоживучих нуклідів пов'язано з підвищеною променевої навантаженням, використання ультракороткожівущіх нуклідів ускладнено по технічних причин.
Існує кілька способів отримання радіонуклідів. Частина з них утворюється в реакторах (Йод 131 і 125, фосфор 32, кесенон 133), частина - в прискорювачах (галій 67, індій 111, йод 123, фтор 18, кисень 15, вуглець 11, азот 13). Однак найбільш Найпоширенішим способом отримання радіонуклідів є тепер генераторний, тобто виготовлення радіонуклідів безпосередньо в лабораторії радіонуклідної діагностики за допомогою генераторів. Таким чином отримують технецій 99 m, індій 113 m.
Дуже важливий фізичний фактор радіонукліда - енергія квантів електромагнітного випромінювання. Кванти дуже низьких енергій затримуються в тканинах і, отже, не потрапляють на детектор радіометричного приладу. Кванти ж дуже високих енергій частково пролітають детектор наскрізь; ефективність їх реєстрації невисока. Тому для радіонуклідної діагностики вибирають нукліди з енергією квантів у діапазоні 70-200 кеВ.
Важливим вимогою до РФП є мінімальна променеве навантаження при його введенні. Відомо, що активність застосованого радіонукліда зменшується внаслідок двох факторів: розпаду його атомів, тобто фізичного процесу, і виведення його з організму - біологічного процесу. Час розпаду половини атомів нукліда називається фізичним періодом напіврозпаду (Т фіз ). Час, за який активність препарату, введеного в організм, знижується наполовину за рахунок виведення, називається періодом біологічного напіввиведення (Тбіол). Час, в протягом якого активність введеного в організм РФП зменшується наполовину за рахунок фізичного розпаду і за рахунок виведення, називається ефективним періодом напіввиведення (Т еф).
Для радіонуклідних діагностичних досліджень прагнуть вибрати РФП з найменш тривалим Т ефф . Це зрозуміло: адже від даного параметра залежить променеве навантаження на хворого. Але дуже короткий фізичний період напіврозпаду також незручний: потрібно встигнути доставити РФП в лабораторію, провести дослідження. Загальне ж правило таке: Т ефф препарату повинен наближатися до тривалості діагностичної процедури.
Як уже вказувалося, в лабораторіях переважає нині генераторний спосіб отримання радіонуклідів. Але частина РФП доставляють у лабораторію в плановому порядку спеціальним транспортом і в спеціальній упаковці - у контейнерах різних типів. У доданому паспорті повинні бути зазначені: назва радіонукліда (з'єднання), загальний обсяг, загальна активність, питома а...
