Радионуклидная диагностика
Первые сведения об использовании радиоактивных индикаторов в клинической медицине относятся к 1927 г., когда Blumgart впервые использовал радий для изучения скорости кровотока. Позже Hamilton и Soley установили закономерность распределения йода в организме и особенности его распространения при различных патологических состояниях щитовидной железы. И только после этого в 40-х годах XX в. началось интенсивное развитие радионуклидной диагностики, что было связано также с получением искусственных радиоактивных изотопов.
Отличие радионуклидной диагностики от остальных методов лучевой диагностики состоит в том, что для визуализации используется не проходящее (трансмиссионное) через тело пациента рентгеновское излучение и не отраженное от тканей ультразвуковое эхо, а исходящее изнутри (эмиссионное) излучение. Изучение физиологических функций — главное преимущество радионуклидной визуализации. Относительный недостаток— низкое пространственное разрешение.Основу радионуклидной диагностики составляет способность радиофармпрепаратов накапливаться в разных тканях в неодинаковой степени. Все радиофармпрепараты имеют в своем составе радиоактивные нуклиды — нестабильные атомы, которые спонтанно распадаются с выделением энергии. Для регистрации излучения используют газоразрядные (счетчик Гейгера) или сцинтиляционные (сцинтиляционная пластина; гамма-камера) датчики с последующей компьютерной обработкой информации. В лабораторной практике используют меченые антитела для проведения радиоиммунологических тестов. Распространение радиофармпрепаратов в организме может определяться или метаболическими процессами (молекула радиофарм препарата может быть частью метаболической цепочки), или локальной перфузией органа. Идеальный радиофармпрепарат должен распространяться только в пределах заинтересованной анатомической области, т.е. иметь туморотропные или органотропные свойства. Период полураспада его радиоактивного компонента равен примерно 1/3 продолжительности исследования, период полувыведения — минимальный. Энергия испускаемого излучения должна быть достаточной для получения качественного изображения, но не слишком большой, чтобы фотоны не проходили через детектор без поглощения (для наиболее оптимальной детекции) и чтобы не подвергать пациента чрезмерной лучевой нагрузке. При радионуклидной визуализации предпочтительна энергия в диапазоне 50—300 кэВ, идеальная энергия — около 150 кэВ. Характер распределения изотопа может быть позитивный (горячий очаг) или негативный (холодный очаг).
Наиболее широкое применение в клинике нашли:
• технеций-99 (период полураспада (ППР) - 6 ч ) - для выявления патологии костей, печени, головного мозга и других органов;
• галий-67 (ППР — 72 ч) — для определения патологии лимфатической системы;
• йод-123 (ППР — 13 ч) — для определения изменений в почках;
• йод-131 (ППР — 8 суток) — для визуализации патологии щитовидной железы;
• ксенон-133 (ППР — 5 суток) — для диагностики тромбоэмболии легких;
• таллий-201 (ППР — 74 ч) — для выявления инфаркта, ишемии миокарда.
Радионуклидная диагностика включает такие методы, каклабораторная и клиническая радиометрия, гамма-хронометрия и гамма-топография. Лабораторная радиометрия — измерение концентрации радиофармпрепарата (РФП) в веществе по его излучению. Это может быть анализ какой-либо физиологической жидкости, полученной после введения РФП больному (in vivo), либо чисто лабораторное исследование (in vitro), без контакта между РФП и больным (например, радиоиммунные анализы). Для регистрации излучения возможно использование простейшего детектора (счетчика Гейгера).
Клиническая радиометрия — непосредственное статическое измерение интенсивности излучения над определенным участком тела, что позволяет судить лишь о степени накопления РФП в той или иной анатомической области, при низкой скорости изменения концентрации РФП.
Гамма-хронометрия — клиническая радиометрия в динамике, которая определяет концентрацию РФП в той или иной области в разные периоды времени, степень увеличения и уменьшения этой концентрации. Этот метод позволяет изучить сроки и интенсивность накопления и выведения радионуклипроцессы.
Статическая гамма-топография позволяет получить изображение органа и исследовать характер заполнения в нем РФП: холодные или горячие очаги, их гомогенность, характер границ, соответствие анатомическим долям органа.
Динамическая гамма-топография — последовательность статических сцинтиграмм. Метод обладает всеми преимуществами статической гамма-топографии, а также позволяет проследить динамику изменения концентрации РФП в очаге. Однофотонная эмиссионная компьютерная томография —получение томографического среза путем регистрации гамма-излучения РФП на один вращающийся детектор (гамма-камеру) с последующей компьютерной реконструкцией секционного изображения.
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) — двухфотонная эмиссионная компьютерная томография.Позитронно-эмиссионная томография является одним из самых информативных методов, применяемых в основном в онкологии и неврологии. В онкологической практике ПЭТ используется для изучения метаболических процессов на различных стадиях заболевания. Метод основан на усилении обменных процессов в опухолевой ткани. Меченная радиофармпрепаратом глюкоза захватывается опухолевыми клетками в большем количестве, чем клетками окружающих нормальных тканей. Затем ядро нестабильного радионуклида испускает положительный позитрон, который тут же реагирует с ближайшим электроном. В результате аннигиляции позитрона и электрона происходит возникновение двух гамма-фотонов с энергией 511кэВ, разлетающихся в противоположные стороны. Данные фотоны с легкостью выходят за пределы тела и регистрируются внешними детекторами. Энергия‘этих фотонов слишком велика для использования обычных вращающихся гамма-камер. Применяют два специальных вращающихся детектора, расположенных друг напротив друга. После математической обработки данных с детектора строится изображение анатомического распределения исследуемого биологического процесса. ПЭТ стала возможной благодаря уникальному классу радиоизотопов, участвующих в различных метаболических процессах: ПС, 13N, 150 , 18F. Эти изотопы являются единственными формами естественных элементов, которые излучают радиацию, способную проходить сквозь тело и быть зарегистрированной за его пределами. Вещества и препараты, помеченные этими радиоизотопами, не меняют свои химические или биологические свойства. Основными недостатками ПЭТ являются использование короткоживущих радиоизоптопов (периоды полураспада ИС —20 мин, 13Ν - 10 мин, 150 — 2 мин, ,8F — 110 мин) и необходимость применения для их производства очень дорогих циклотронов, которые должны находиться в непосредственной близости от места проведения исследования. В Европе существуют специальные службы скоростной доставки радиофармпрепаратов для позитронно-эмиссионной томографии от циклотронов и радиофармлабораторий. Весь арсенал этих рентгенологических методов в онкологии в большей степени необходим для уточнения распространенности опухолевого процесса, так как любая опухоль должна быть верифицирована морфологически.
