Методи за радионуклидна диагностика
Следващата група методи, свързани с използването на йонизиращо лъчение, е радионуклидната диагностика (нуклеарна медицина): използването на вещества, маркирани с радиоактивни нуклиди, за диагностични цели за изследване на функционалното и морфологично състояние на тялото.
За радионуклидна диагностика се използват радиофармацевтични препарати (РП) и различни видове радиодиагностични устройства.
RFP е химическо съединение, съдържащо специфичен радиоактивен нуклид в своята молекула, което е разрешено да се прилага на човек за диагностични или терапевтични цели.
В повечето случаи като индикатори се използват физиологично активни или, както се казва, тропични за определени органи (физиологични системи) неорганични или органични съединения, протеинови тела (включително антигени, антитела, хормони), в някои случаи кръвни клетки. Обикновено белязаният маркер се инжектира в кръвния поток и от този момент започва процесът на действителното радионуклидно диагностично изследване.
Всички етапи на транспортирането на индикатора могат да бъдат представени по систематичен начин:
1. Въвеждане в кръвния поток на част от разтвора на индикатора.
2. Механичният му транспорт по венозното русло и към сърцето.
3. Постепенно смесване на лекарството в камерите на сърцето и в кръвния поток, а в някои случаи и свързване с плазмените протеини.
4. Проникване на физиологично активно съединение през хематотканните бариери.
5. Преминаване от междинното вещество към тропните за даден индикатор клетки.
6. Концентриране на лекарството, неговите реакции с неутрализиращи съединения или проводникови протеини и др., а в някои случаи дори включване в специализираниклетки или включване в съединения, синтезирани в организма (аминокиселини, протеини и др.).
7. Активно излизане на лекарството от клетките в каналите на отделителните системи или в интерстициалното вещество, след това отново в кръвния поток или в лимфните капиляри.
8. Извеждане на лекарството от тялото чрез отделителната система.
Очевидно първият, вторият, третият и осмият етап (първата група) трябва да бъдат отнесени към етапите на биомеханичния транспорт на лекарства. Четвъртият, петият, шестият и седмият етап (втора група) трябва да бъдат класифицирани като етапи с биохимичен или метаболитен характер. Разбира се, тази последователност е произволна.
В допълнение, при ентерално, инхалационно или интралумбално приложение се появява определен допълнителен брой транспортни стъпки. Напротив, броят на етапите на транспорта рязко намалява, ако като индикатор се използва физиологично инертно високомолекулно съединение или белязани кръвни елементи, които дълго време не напускат кръвния поток и циркулират в него.
Радионуклидната диагностика се основава на използването на такива белязани съединения, поведението на които в организма отразява характеристиките на състоянието на неговите органи и функционални системи. В същото време, поради най-високата чувствителност на радиодиагностичните устройства, радиофармацевтиците се въвеждат в индикаторни количества, без да засягат физиологичните и морфологичните параметри, а само отразяват тяхното състояние.
Изискванията за RFP са:
1. Ниска токсичност.
2. Излъчване на частици или фотони, които могат да бъдат регистрирани.
3. Диагностично значение.
За да се открие радиоактивен нуклид в човешкото тяло, е необходимо неговото излъчване да има достатъчно ниво на гама енергия.кванти и по-голямата част от него прониква с минимално разсейване в тъканите. В тази връзка са подходящи излъчватели с енергия на гама лъчи от 50 до 150 keV (най-често използваният е 99m Tc, който образува g-лъчение с енергия 140 keV).
Всеки радиофармацевтик е подложен на експериментални и клинични изпитвания, радиофармацевтиците са одобрени от Министерството на здравеопазването. Радиофармацевтиците се следят за тяхната химична, радиохимична и радионуклидна честота, както и за стерилност и апирогенност.
Всички радиодиагностични техники са разделени на групи, характеризиращи се с идентичен метод за получаване на информация, нейната първична обработка и използване на една и съща апаратура. Тези методи на изследване се разделят на методи in vivo (в целия организъм) и in vitro методи (в биологични проби). При in vitro проучвания радиофармацевтиците не се въвеждат в тялото. Провеждането на всяко лъчедиагностично изследване се извършва с помощта на специално предназначени за тази цел радиоелектронни устройства. Целият комплекс от радиодиагностични устройства трябва да се класифицира според тяхното медицинско и функционално предназначение.
Първата група включва устройства (радиометри), използвани за радиометрия - определяне на натрупването на g- и b-излъчващи лекарства в орган, инсталации за определяне на съдържанието на радиоактивно вещество в биологични проби и броячи на радиация на цялото тяло (WBC), които позволяват измерване на общата радиоактивност в човешкото тяло.
Втората група се състои от устройства, наречени хронографи или радиографи, използвани за изследване на времевите характеристики на натрупването на радиоактивно лекарство в човешките органи.
Третата група апарати е предназначена за изследване на пространствените характеристики на разпределението на радиофармацевтиците в организмана пациента и е представен от следните разновидности: устройства с подвижен детектор, които осигуряват гама-топографска картина на разпределението на радиоактивните маркери в изследвания орган чрез метода на механично движение на детектора (сканиране); инсталации с фиксиран детектор - гама камери (сцинтиграфия). Гама камерата е основното радиодиагностично устройство, което ви позволява да визуализирате разпределението на индикатора в човешките органи. Разпределете статична сцинтиграфия, когато разпределението и натрупването на радиофармацевтици в тестовия обект, и динамична сцинтиграфия, която изследва разпределението на радиофармацевтиците и времевите характеристики на натрупване и екскреция на радиофармацевтици в тестовия обект.
Четвъртата група устройства: гама томографи. За разлика от конвенционалните гама камери, детекторът се върти около тялото на пациента, което позволява да се изследва натрупването на индикатора в напречната, сагиталната, фронталната равнина и да се получи триизмерна картина на съдържанието на индикатора в обекта на изследване (емисионна компютърна томография с един фотон).
Петата група устройства е свързана с позитронно-емисионна компютърна томография (PET): в тези устройства гама-квантите се записват с помощта на колинзарни детектори на гама-камера. Характеристика на PET е използването на метаболитно активни вещества (най-често глюкоза), които са маркирани с позитронни радионуклиди (обикновено 18 F), което води до радиофармацевтични продукти - флуородезоксиглюкоза (18-FDG). Поради хиперметаболизма, характерен за злокачествените тумори, 18-FDG се включва много активно в туморните клетки. Регистрацията на разпределението на 18-FDG се извършва чрез фотонно лъчение в резултат на анихилация на позитрони. Резултатът е по-точни данни за разпространението.туморен процес, отколкото при използване на други методи за радиационна диагностика. PET има огромен потенциал за изследване на метаболитните процеси при различни заболявания.
От гледна точка на клиничното значение, радионуклидните изследвания могат да бъдат разделени на 4 групи:
1. Пълно осигуряване на диагнозата на заболяването.
2. Установяване на нарушения във функцията на изследвания орган или система, въз основа на които се разработва план за по-нататъшно изследване.
3. Установяване на особености на анатомо-топографското положение на вътрешните органи.
4. Осигуряване на възможност за получаване на допълнителна прогностична информация в комплекса от клинични и инструментални изследвания с цел по-пълно диагностично заключение.
Първата група включва комплекс от радионуклидни изследвания на метаболизма на йода, което в повечето случаи позволява да се установи диагноза на заболявания на щитовидната жлеза; сцинтиграфско изследване на скелета с пирофосфат за разпознаване на MTS на злокачествени тумори; костни фрактури, причинени от сумиране на микротравми.
Втората група включва изследвания на функциите на бъбреците и хепатобилиарната система, резултатите от които определят необходимостта и показанията за други изследвания. По този начин радионуклидните изследвания на отделителната и хепатобилиарната система са първоначални при пациенти със заболявания на тези органи.
Третата група включва сцинтиграфия на редица органи (бъбреци, черен дроб, щитовидна жлеза, далак и др.), тъй като е надежден начин за определяне на тяхното анатомично и топографско състояние.
Четвъртата група включва изследвания на белите дробове, сърдечно-съдовата система, лимфната система, мозъка. В тези случаи е възможно не само да се потвърдиналичието на патологичен процес, но и да се установи неговата биологична активност, както и степента и разпространението на лезията.
Фундаменталната основа на методите за изследване на радионуклиди in vitro е конкурентното свързване на желаните (небелязани и идентични изкуствено маркирани) вещества или съединения със специфични системи за свързване. В същото време радиофармацевтиците не се въвеждат в човешкото тяло, използват се биосубстрати (кръв, урина).
В същото време количеството на желаното вещество в различните проби варира, докато количеството на белязания аналог и специфичната свързваща система е постоянно. В допълнение, обикновено има повече белязан лиганд, отколкото свързващо вещество.
Чрез отделяне на белязания лиганд+свързващ комплекс от несвързания лиганд, количеството на свързаната активност може да бъде измерено, което е обратно пропорционално на съдържанието на целевото съединение. Едновременно, при същите условия, се извършват серия от анализи на известни концентрации на целевото вещество (така наречените стандартни разреждания), които позволяват да се изгради калибровъчна крива, която отразява промените в свързаната активност в зависимост от концентрацията на небелязания лиганд (целевото вещество).
Понастоящем техниките за RIA са разработени за повече от 400 съединения с различна химическа природа и се използват в следните области на медицината:
1. В ендокринологията за диагностициране на захарен диабет, патология на хипофизо-надбъбречната и тиреоидната системи, идентифициране на механизмите на други ендокринно-обменни нарушения.
2. В онкологията за ранна диагностика на злокачествени тумори и проследяване на ефективността на лечението чрез определяне концентрацията на алфа-фетопротеин, раково-ембрионален антиген, както и по-специфични туморни маркери.
3. В кардиологията за диагностика на миокарден инфаркт чрез определянеконцентрация на миоглобин, контрол на лечението с лекарства дигоксин, дигитоксин.
4. В педиатрията, за определяне на причините за нарушения в развитието при деца и юноши (определяне на соматотропен хормон, хипофизен тироид-стимулиращ хормон).
5. В акушерството и гинекологията за контрол на развитието на плода чрез определяне на концентрацията на естрол, прогестерон, при диагностика на гинекологични заболявания и идентифициране на причините за безплодие при жените (определяне на лутеинизиращи и фоликулостимулиращи хормони).
6. В алергологията, за определяне на концентрацията на имуноглобулини Е и специфични антигени.
7. В токсикологията, за измерване на концентрацията на лекарства и токсини в кръвта.
Широкото използване на радионуклидни диагностични методи в различни области на клиничната медицина, високото им информационно съдържание направиха радиоизотопните изследвания необходима връзка.