Загальні питання радіонуклідної діагностики






    Головна сторінка





Скачати 63.05 Kb.
Дата конвертації11.10.2018
Розмір63.05 Kb.
Типнавчальний посібник

Дніпропетровська державна медична академія

МЕТОДИЧНА РОЗРОБКА

ДО ПРАКТИЧНОГО ЗАНЯТТЯ № 8

"Загальні питання радіонуклідної діагностики"

вступ

Перше застосування радіоактивних індикаторів відносять до 1911 року і пов'язують з ім'ям Дьєрдя де Хевеши. Молодий учений, що жив в дешевому пансіоні, почав підозрювати, що залишки їжі, які він не доїв, подавали йому знову на наступний день. Він додав радіоізотопний індикатор до нез'їденої порції і за допомогою детектора випромінювання довів своїй господині, що справа йшла саме так. Господиня вигнала молодого вченого з пансіону. Він же продовжував розпочату роботу, результатом якої стала Нобелівська премія за використання радіонуклідів в якості індикаторів в біології.

Радіонуклідна (радіоізотопна) діагностика охоплює всі види застосування відкритих радіоактивних речовин в діагностичних і лікувальних цілях.

Залежно від конкретного виду дослідження в даний час розрізняють лабораторні та клінічні радіологічні методи, а також радіоізотопне сканування.

У першому випадку вивчається швидкість накопичення або виведення речовини певним органом, що відображає збереження функціонування даного органу в цілому.

Радіоізотопне сканування дозволяє чітко визначити межі органу, розміри, форму, розташування, а також оцінити розподіл речовини в тканини органу, виявити гіперфункціонального «теплі» і «холодні» вузли, визначити новоутворення та ін.

Методи діагностики, засновані на реєстрації випромінювання радіоактивних ізотопів і мічених сполук, введених в організм хворого прийнято називати - обгрунтування диференційованих in vivo.

Суть його полягає в тому, що після введення міченої речовини воно розподіляється по тілу людини в залежності від функціонування його органів і систем. Реєструючи розподіл, переміщення, перетворення і виведення з організму радіоактивних індикаторів, лікар отримує можливість судити про участь відповідних елементів в біохімічних і фізіологічних процесах. Сучасна апаратура дозволяє зареєструвати іонізуюче випромінювання вкрай малу кількість радіоактивних з'єднань, які практично нешкідливі для організму досліджуваного.

Можливість отримання штучних радіоактивних ізотопів дозволила розширити сферу застосування радіоактивних індикаторів в різних галузях науки, в тому числі і в медицині. Радіонуклідна візуалізація заснована на реєстрації випромінювання, що випускається знаходяться всередині пацієнта радіоактивною речовиною. Таким чином, загальне між рентген- і радіонуклідної діагностикою - використання іонізуючого випромінювання. Радіоактивні речовини, які називаються радіофармацевтичних препаратів (РФП), можуть використовуватися як в діагностичних, так і в терапевтичних цілях. Всі вони мають в своєму складі радіонукліди - нестабільні атоми, спонтанно розпадаються з виділенням енергії. Ідеальний радіофармпрепарат накопичується тільки в органах і структурах, призначених для візуалізації. Накопичення РФП може обумовлюватися, наприклад, метаболічними процесами (молекула-носій може бути частиною метаболічної ланцюжка) або локальної перфузії органу. Можливість вивчення фізіологічних функцій паралельно з визначенням топографо-анатомічних параметрів - головна перевага радіонуклідних методів діагностики. Для візуалізації використовують радіонукліди, що випускають гамма-кванти, так як альфа- і бета-частинки мають низьку проникаючу здатність в тканинах. Залежно від ступеня накопичення РФП розрізняють «гарячі» осередки (з підвищеним накопиченням) і «холодні» осередки (зі зниженим накопиченням або його відсутністю).

Радіонуклідної діагностики (син. Радиоизотопная діагностика) - розпізнавання патологічних змін органів і систем людини за допомогою радіофармацевтичних препаратів, в які входять сполуки, мічені радіонуклідами (радіоізотопами).

Реєстрація введених в організм радіоактивних речовин здійснюється за допомогою методів сцинтиграфії, сканування, радіометрії, радіографії.

Сцинтиграфія є найбільш поширеним способом радіонуклідної діагностики.

Сцинтиграфія дозволяє отримувати зображення органу і по ньому судити про його розміри і форму, виявляти осередок патології у вигляді ділянки підвищеного або зниженого накопичення радіонукліда, оцінювати функціональний стан органу за швидкістю накопичення і виведення радіофармпрепаратів.

Сцинтиграфия - найпоширеніший метод радіонуклідної візуалізації. Дослідження проводиться за допомогою гамма-камери. Основним її компонентом є дисковидний сцинтиляційний кристал йодиду натрію великого діаметра (близько 60 см). Цей кристал є детектором, уловлює гамма-випромінювання, що випускається РФП. Перед кристалом з боку пацієнта розташовується спеціальне свинцеве захисний пристрій - коліматор, що визначає проекцію випромінювання на кристал. Паралельно розташовані отвори на коліматорі сприяють проецированию на поверхню кристала двомірного відображення розподілу РФП в масштабі 1: 1. Гамма-фотони при попаданні на сцинтиляційний кристал викликають на ньому спалаху світла (сцинтиляції), які передаються на фотоумножувач, що генерує електричні сигнали. На підставі реєстрації цих сигналів реконструюється двомірне проекційне зображення розподілу РФП. Остаточне зображення може бути представлене в аналоговому форматі на фотоплівці. Однак більшість гамма-камер дозволяє створювати і цифрові зображення. Більшість сцинтиграфічних досліджень виконуються після внутрішньовенного введення РФП (виняток - вдихання радіоактивного ксенону при інгаляційної сцинтиграфії легенів). При перфузійному сцинтиграфії легенів використовуються мічені 99mТс макроагрегати альбуміну або мікросфери, які затримуються в найдрібніших легеневих артеріолах. Отримують зображення в прямих (передній і задній), бічних і косих проекціях. Сцинтиграфія скелета виконується за допомогою мічених Тс99m дифосфонатів, що накопичуються в метаболічно активної кісткової тканини. Для дослідження печінки застосовують гепатобілісцінтіграфію і гепатосцінтіграфіі. Перший метод вивчає жёлчеобразовательную.і жовчовидільну функцію печінки і стан жовчовивідних шляхів - їх прохідність, накопичувальну і скоротливу здатність жовчного міхура, і являє собою динамічне сцинтиграфічної дослідження. В його основі лежить здатність гепатоцитів поглинати з крові і транспортувати в складі жовчі деякі органічні речовини. Гепатосцінтіграфіі - статична сцинтиграфія - дозволяє оцінити бар'єрну функцію печінки і селезінки і заснована на тому, що зірчасті ретикулоцити печінки і селезінки, очищаючи плазму, фагоцитируют частинки колоїдного розчину РФП. З метою дослідження нирок використовуються статична і динамічна нефросцінтіграфія. Суть методу полягає в отриманні зображення нирок завдяки фіксації в них нефротропного РФП.

Метод дозволяє виявляти порушення функції нирок в початкових стадіях захворювання. На сцінтіграммах і сканограммах патологічний. процеси в паренхімі нирок виглядають як ділянки зниженого накопичення радіонуклідів. Введення радіофармпрепаратів в кровоносне русло і спостереження за просуванням їх за допомогою гамма-камери дає можливість досліджувати кровотік в різних відділах серцево-судинної системи.

Основний візуалізуючої апаратурою сучасної радіонуклідної діагностики є гамма-камера і гамма-томограф для емісійної комп'ютерної томографії (ОФЕКТ). Великі перспективи має розвиток методів ПЕТ-діагностики.

Класифікація видів томографії

Взаиморасположение джерела зондуючого випромінювання, об'єкта і детектора

З точки зору взаиморасположения джерела зондуючого випромінювання, об'єкта і детектора томографічні методи можуть бути розділені на наступні групи:

трансмісійні - реєструється зондуючого зовнішнє випромінювання, що пройшло через пасивний (неизлучающий) об'єкт, частково ослабляючись при цьому;

емісійні - реєструється випромінювання, що виходить з активного (випромінює) об'єкта з деяким просторовим розподілом джерел випромінювання;

комбіновані трансмісійно-емісійні (люмінесцентні, акустооптичні і оптоакустіческіе і ін.) - реєструється вторинне випромінювання від джерел, розподілених за обсягом об'єкта і збуджених зовнішнім випромінюванням;

ехозондірованіе - реєструється зондуючого зовнішнє випромінювання, відбите від внутрішніх структур пасивного об'єкта.

Розвиток методів радіонуклідної діагностики є захоплююче поєднання розвитку радиофармацевтики і фізичних методів реєстрації іонізуючих випромінювань. Штучні радіонукліди з'явилися лише після винаходу в 1931 р Лоуренсом циклотрона, а першим в 1938 р на циклотроні в Берклі був синтезований радіонуклід 99Тсm. Але ера ядерної медицини настала слідом за пуском першого ядерного реактора (1942 г.) з моменту початку поставок радіоактивних ізотопів споживачам в 1946 р

Методи отримання зображень за допомогою радіофармпрепаратів почали розвиватися (не рахуючи більш раннього періоду розвитку детекторів і методів реєстрації випромінювань) з 1948 р, коли Енселл і Ротблат здійснили поточечной реєстрацію зображення щитовидної залози. Потім був період інтенсивного розвитку цих методів, який можна умовно розбити на наступні етапи: автоматичне сканування, гамма-камера, однофотонная емісійна комп'ютерна томографія (ОФЕКТ), позитронна емісійна томографія (ПЕТ). Процес розвитку йшов безперервно і не завжди можливо назвати одного винахідника того чи іншого апарату, але можна назвати тих, хто вніс основний внесок.

Так, методи сканування почалися в 1950-1951 р.р. з робіт Кассена і Мейніорда. Ідея гамма-камери (1949) належить Коупленд і Бенжаміну, а основний внесок в розвиток цього методу і створення принципово нових приладів починаючи з 1952 р внесли Енгер і Меллард.

У наступні роки, використовуючи гамма-камеру Anger як прототип, провідні світові виробники медичного обладнання запропонували на ринок безліч найрізноманітніших моделей цього апарату. Гамма-камера дає можливість для одномоментної реєстрації випромінювання інкорпорованого РФП без переміщення детектора над пацієнтом. Цим гамма-камера вигідно відрізняється від ізобректенних раніше сканерів, які дозволяють отримати картини просторового розподілу РФП лише за рахунок механічного переміщення детектора з важкої захистом, що унеможливлює візуалізацію бистропротекающих фізіологічних процесів. Сучасні гамма-камери, оснащені спеціалізованим або універсальним комп'ютером, забезпечують хороше просторове дозвіл і високу швидкість реєстрації випромінювання.

Розвиток емісійної комп'ютерної томографії (ОФЕКТ) на першому етапі пов'язано з іменами: Кул і Едвардс (1963-1964 р.р.), Мюленер і Боулі з співавторами (1971-1977 р.р.). Сьогодні гамма-камери та ОФЕКТ мають дуже велике поширення в світі (десятки тисяч) і широкі діагностичні можливості.

Ядерна медицина - це галузь медичної практики, в якій для діагностики використовують відкриті радиофармацевтические препарати. Основна частина такої діагностики включає два різних підходи:

Дослідження «in vivo», при яких радіоактивні речовини вводять в організм пацієнта як для оцінки функції органу, так і для отримання його зображення;

Дослідження «in vitro», які проводяться за допомогою радиоиммунологического аналізу (або споріднених способів) без введення радіоактивних речовин в організм пацієнта.

Сенс радіонуклідних діагностичних досліджень полягає у вивченні як статичних, так і биокинетическая процесів в організмі.Останнім вони принципово відрізняються від рентгенівської діагностики та, завдяки саме цій якості в медицині існує потреба в даному виді діагностики, незважаючи на певні променеві навантаження на персонал і пацієнтів при проведенні радіонуклідних досліджень.
Спільне між рентгенологічними дослідженнями і радіонуклідної діагностикою - використання іонізуючого випромінювання. Всі рентгенологічні дослідження, включаючи КТ, базуються на фіксації пройшов через тіло пацієнта, тобто пропущеного, випромінювання. У той же час радіонуклідна візуалізація заснована на реєстрації випромінювання, що випускається знаходяться всередині пацієнта радіоактивною речовиною.

РФП можуть використовуватися як для діагностичних, так і для терапевтичних цілей. Всі вони мають в своєму складі радіонукліди - нестабільні атоми, спонтанно розпадаються з виділенням енергії. При синтезі РФП радіонуклід з'єднується з молекулою-носієм, що визначає його розподіл в організмі. Ідеальний РФП поширюється в організмі тільки в межах, призначених для візуалізації певних органів і структур. Запис характеристик радіоактивності може в подальшому надати важливу функціональну інформацію. Здатність вивчення фізіологічних функцій головна перевага радіонуклідної візуалізації в порівнянні з альтернативними радіологічними методиками. Відносний недолік - низька просторова роздільність.

В ідеальному випадку період напіврозпаду радіонукліда повинен бути приблизно дорівнює 1/3 тривалості дослідження, яка знаходиться в діапазоні від десяти хвилин до декількох годин. Це повинно обмежити наявність суттєвої радіоактивності рамками обстеження, без надмірного впливу випромінювання на пацієнта після його завершення. Процес радіоактивного розпаду може супроводжуватися випусканням альфа-, бета-, або гамма-променів. Для цілей візуалізації краще використовувати радіонукліди, що випускають гамма-кванти (високоенергетичне електромагнітне випромінювання). Альфа-частинки (ядра гелію) і бета-частинки (електрони) не використовуються для цілей візуалізації через погане проходження через тканини. Подібно рентгенівським променям, проникаюча здатність гамма-випромінювання зростає зі збільшенням енергії фотонів. З іншого боку, енергія не повинна бути надмірно велика, щоб фотони не проходили через детектор без поглинання. Для радіонуклідної візуалізації краща енергія в діапазоні 50-300 кеВ, ідеальна енергія 150 кеВ.

РНДІ засновані на використанні радіоізотопних індикаторів в медичних цілях, для чого застосовуються РФП - мічені радіоізотопом хімічні сполуки. Вони або вводяться безпосередньо в організм пацієнта (in vivo), або змішуються в пробірках з біологічними реагентами пацієнта (in vitro). В тому і іншому випадку кількість введеного препарату незначно, але сучасна апаратура (гамма-камера) дозволяє вимірювати навіть малі кількості радіоактивності і за допомогою комп'ютера розшифровує отримане зображення, точно вказуючи місцезнаходження патологічного вогнища. Це і різноманітні функціональні можливості дозволяють РНДІ здійснювати своєчасну діагностику на ранніх стадіях розвитку хвороб, залишаючись в ряді випадків єдиним засобом отримання необхідної діагностичної інформації

У клінічній практиці все більшого значення набувають мало травматичні засоби визначення стану різних органів і систем організму, такі як імуноферментний і радіо імунологічний (РІА) аналізи. Клініцистів привертає безпеку і висока інформативність РІА. Цей дуже точний і чутливий метод (що обумовлено принципом імунологічних реакцій), не пов'язаний з променевої навантаженням на пацієнта, який дає можливість проводити такі дослідження в динаміці всім категоріям пацієнтів.

Серед радіофармацевтичних препаратів, які використовуються в ядерній медицині, значна частина припадає на генераторні, зокрема, технецій-99м. Використання подібних короткоживучих радіонуклідів забезпечує помітне зниження дози опромінення пацієнтів, але при цьому зростають дози на обслуговуючий персонал. До МРП відносяться радіоактивні фармацевтичні препарати (РФП) (табл. 1), що використовуються при проведенні радіонуклідних діагностичних досліджень (РНДІ).

До МРІ відносяться вироби, в конструкціях яких застосовуються радіоактивні джерела іонізуючого випромінювання, що використовуються для проведення терапевтичних процедур (табл. 2).

Групи РФП. Вимоги до РФП. Принципи використання в діагностиці

Хімічні властивості різних ізотопів одного елемента однотипні. Таким чином, як звичайний хімічний елемент, так і його ізотопи приймають однакове участь в біохімічних реакціях організму.

Для медичних цілей використовуються не тільки "чисті" ізотопи, а й їх хімічні сполуки з різними речовинами. З цього правильно називати ці сполуки радіофармацевтичних препаратів (РФП), в молекулі яких міститься радіонуклід і хімічне веществокоторое дозволено для введення людині з діагностичною або лікувальною метою. Радіонуклід повинен випромінювати певний спектр енергії, обумовлювати мінімальну опромінення і відображати стан досліджуваного організму.

А) Методи синтезу РФП.

I. Перший метод - коли радіонукліди як хімічні елементи отримують з продуктів розпаду урану в атомних реакторах.

Відомо понад 60 первинних продуктів розпаду 235 U під впливом нейтронів, більшість яких є радіоактивними. наприклад:

235 U (n, f) ® 99 Мо b - ® 99m Тс.

а) шляхом опромінення гамма-променями, зарядженими частинками (протонами) або нейтронами стабільних хімічних елементів, які в результаті опромінення стають радіоактивними;

б) опромінення нейтронами (найбільш поширений метод):

99 Мо + 1 n = 99m Mo β-

Освічені в результаті реакції нукліди є ізотопами мішені:

15 31 Р + o 1 n = 32 15 P + гамма-квант;

в) Освічені радіонукліди не є ізотопами мішені:

14 7 N + o 1 n = 14 8 C + 1 1 p.

Для виділення і очистки радіонуклідів використовуються фізичні або хімічні методи.

Після опромінення в реакторі ізотопи отримують в твердому стані, а в прискорювачах - в газоподібному або в рідкому стані. Потім радіонукліди в стані простих з'єднань, наприклад Na 131 I - йодиду натрію або H 3 32 РO 4 - фосфорнокислого натрію, вводяться шляхом хімічного, біохімічного або біологічного синтезу в великі молекули як радіоактивності (тому ці препарати ще називаються міченими). Помітити з'єднання можна також шляхом заміщення стабільного елемента в молекулі на радіоактивний або шляхом біологічного синтезу. Наприклад, водень можна замістити без хімічної реакції якщо додати до стабільного препарату радіоактивний тритій.

Отримання тритію:

6 3 Li + про 1 n = 3 1 Н +2 4 Н е.

При біологічному синтезі до середовища в якій культивуються мікроорганізми додають, наприклад, радіоактивну сірку. Мікроорганізми її засвоюють і вводять в процесі обміну речовин до складу метіоніну.

II. Другий метод отримання радіонуклідів - циклотронний.

а) реакція (d, п) - при опроміненні дейтронами з ядер мішені реалізуються нейтрони і виходять гамма випромінюють радіонукліди трьох найбільш важливих елементів вуглеводу, азоту, кисню. Всі вони мають малий період напіврозпаду (від 2-х до 30-ти хвилин):

N 14 (d, n) ® O 15;

б) реакція (а, рп) - опромінення α-частинками. При їх взаємодії утворюються дві частки (нейтрон і протон):

Про 16 (а, pn) ® F 18;


в) реакція (а, 2п) - опромінення α-частками. При їх взаємодії з ядрами мішені виходять два нейтрона:

Sb 121 (a, 2n) ® І 123.

III. Третій метод - коли РФП отримують в генераторних системах.

Основні вимоги до будь-якої подібної системи полягають у тому, що радіонуклід, який нас цікавить, повинен мати короткий період напіврозпаду щодо материнського радіонукліда (у якого великий період напіврозпаду). Він може бути виділений з материнського фізичним або хімічним методом. Наприклад, Тс-99м отримують з Мо-99. Період напіврозпаду молібдену - 67, а техніці - 6 годин. Молібден одержують з продуктів розпаду урану в ядерному реакторі. Радіонуклід техніці вимивають з генератора фізіологічним розчином. Приготування РФП просте і в більшості випадків має на увазі додавання елюата у флакон з реагентом (фармпрепаратів) в асептичних умовах.

б) Вимоги до РФП.

Все РФП проходять атестацію, таку ж, як інші ліки і фармацевтичні препарати. Вони повинні мати відповідну хімічну, радіохімічну, радіонуклідної чистоту, бути стерильними і апірогенної.

Хімічна чистота РФП визначається наявністю внем інші не радіоактивні речовини, особливо домішок важких металів.

Радіохімічна чистота РФП визначається частиною радіонукліда, яка знаходиться в РФП в необхідної хімічної формі. Радіохімічні домішки можуть значно впливати на достовірність одержуваної інформації. Радіонуклідна чистота РФП полягає у відсутності домішок радіонуклідів які можуть створювати небажано високі дози опромінення пацієнта, знижувати точність і змінювати результати дослідження. Цей вид чистоти контролюється радіо- і спектрометрією.

Стерильність - досягається стерилізацією одним з 4-х способів:

паром, сухим теплом, фільтрацією, опроміненням (радіаційна стерилізація).

Апірогенна - забезпечується використанням апірогенної реагентів, розчинів, посуду і дотримання відповідних вимог в процесі виробництва і приготування препаратів.

Найбільш важливо, щоб препарат дав корисну діагностичну інформацію, був не дорогим і не шкідливим для пацієнтів.

в) Шляхи введення в організм РФП.

1. Ентеральний (per os). При такому шляху введення РФП всмоктується в кров зі шлунково-кишкового тракту і накопичується в досліджуваному органі. (Всмоктування радіоактивного йоду при дослідженні неорганічного етапу обміну йоду в організмі).

2. Внутрішньовенне введення РФП (використовується для дослідження функції та топографії печінки, нирок, серцево-судинної системи, головного мозку та інших органів).

3. ВНУТРІШНЬОАРТЕРІАЛЬНА.

4. Підшкірний (для проведення непрямої лімфографії з метою оцінки стану лімфатичних вузлів при діагностиці регіонарних метастазів).

5. Внутрішньошкірний (для оцінки тканинної резорбції при захворюваннях судин).

6. Інгаляційний (для оцінки вентиляційної здатності легень і мозкового кровообігу).

7. У лімфатичні судини (для проведення прямої лімфографії).

8. Безпосередньо в тканини (для оцінки м'язового кровообігу).

9. У спино-мозкової канал (для визначення його прохідності).

г) Метаболізм РФП.

До складу радіофармпрепаратів можуть входити хімічні елементи, які є бета- або гамма-випромінювачами. Реєструючи випромінювання, визначають наявність, кількість або метаболізм мічених препаратів. Вибирають такі препарати, мітки яких мають невеликий період напіврозпаду (для зменшення дози опромінення) і які швидко виводяться. Якщо методика вимагає тривалого часу для її виконання, то активність РФП повинна бути достатньою для реєстрації випромінювання до закінчення дослідження.

РФП класифікуються:

1) по виду випромінювання:

- b-випромінювачі (32 Р, тритій);

- γ-випромінювачі (99m Тс, 123 I, 113m In);

- змішані (131 І, 198 Аі).

2) з накопичення в органах і тканинах:

- Органотропність (198 Аі-колоїд, 197 Hg-промеран, 99m Тс-пертехнетатом);

- туморотропние (67 Gа-цитрат);

- без селективного накопичення в організмі (тритієва вода).

Органотропність може бути спрямованою, коли препарат вибірково концентрується в органі і непрямий, коли РФП накопичується тимчасово на шляху його виведення з організму. Наприклад, спрямовану органотропность до щитовидній залозі має 131 I, 125 I; до печінки - колоїдний розчин 198 Аі; до підшлунковій залозі - 75 Se-метіонін.

3) по періоду напіврозпаду:

- ультракороткоіснуючих - період напіврозпаду становить хвилини, години;

- короткоживучі - період напіврозпаду від декількох годин до двох тижнів;

- довгоживучі - період напіврозпаду більше двох тижнів.

Радіонуклідні методи дослідження

Радіонуклідна діагностика заснована на можливості якісної і кількісної реєстрації випромінювань від радіофармацевтичних препаратів (РФП), а також радіометрії біологічних проб. Радіонукліди та їх сполуки підбираються таким чином, щоб їх поведінка в організмі людини не відрізнялася від поведінки природних речовин, а значить, відмінність буде лише в можливості давати випромінювання, тобто «Видавати» своє місцезнаходження, кількість і динаміку змісту. Кожен РФП затверджується для використання Міністерством охорони здоров'я тільки після ретельних випробувань. Серед великого числа радіонуклідів «зелене світло» для діагностики отримали лише деякі: Tc-99m, In-113m, I-131, I-125, Se-75, In-111, Xe-133, Au-198, Hg-197. З них найбільш часто використовуються лише перші два: Технецій-99m і Індій-133m. Вони - чисті гамма-випромінювачі (що і необхідно для ефективного дослідження при мінімальній дозі опромінення) і їх отримують безпосередньо перед дослідженням в спеціальних генераторах. Променеву безпеку при цьому забезпечує розрахунок оптимальної активності вводиться радіонукліда. Активність підбирається таким чином, щоб її якраз вистачило на проведення дослідження. Дози опромінення пацієнта при цьому чітко регламентовані.

Можливість отримання штучних радіоактивних ізотопів дозволила розширити сферу застосування радіоактивних індикаторів в різних галузях науки, в тому числі і в медицині. Радіонуклідна візуалізація заснована на реєстрації випромінювання, що випускається знаходяться всередині пацієнта радіоактивною речовиною. Таким чином, загальне між рентген- і радіонуклідної діагностикою - використання іонізуючого випромінювання.

Радіоактивні речовини, які називаються радіофармацевтичних препаратів (РФП), можуть використовуватися як в діагностичних, так і в терапевтичних цілях. Всі вони мають в своєму складі радіонукліди - нестабільні атоми, спонтанно розпадаються з виділенням енергії. Ідеальний радіофармпрепарат накопичується тільки в органах і структурах, призначених для візуалізації. Накопичення РФП може обумовлюватися, наприклад, метаболічними процесами (молекула-носій може бути частиною метаболічної ланцюжка) або локальної перфузії органу. Можливість вивчення фізіологічних функцій паралельно з визначенням топографо-анатомічних параметрів - головна перевага радіонуклідних методів діагностики.

Для візуалізації використовують радіонукліди, що випускають гамма-кванти, так як альфа- і бета-частинки мають низьку проникаючу здатність в тканинах.

Залежно від ступеня накопичення РФП розрізняють «гарячі» осередки (з підвищеним накопиченням) і «холодні» осередки (зі зниженим накопиченням або його відсутністю).

Існує кілька різних методів радіонуклідного дослідження.

Метою (загальною) вивчення даного розділу є вміння інтерпретувати принципи отримання радіонуклідного зображення і призначення різних радіонуклідних методів дослідження.

Для цього необхідно вміти:

1) інтерпретувати принципи одержання й обробки зображень сцинтиграфії, емісійної комп'ютерної томографії (однофотонной і позитронної);

2) інтерпретувати принципи отримання радіографічних кривих;

3) трактувати призначення сцинтиграфії, емісійної комп'ютерної томографії, радіографії.

Сцинтиграфия - найпоширеніший метод радіонуклідної візуалізації.

Дослідження проводиться за допомогою гамма-камери. Основним її компонентом є дисковидний сцинтиляційний кристал йодиду натрію великого діаметра (близько 60 см). Цей кристал є детектором, уловлює гамма-випромінювання, що випускається РФП. Перед кристалом з боку пацієнта розташовується спеціальне свинцеве захисний пристрій - коліматор, що визначає проекцію випромінювання на кристал. Паралельно розташовані отвори на коліматорі сприяють проецированию на поверхню кристала двомірного відображення розподілу РФП в масштабі 1: 1.

Гамма-фотони при попаданні на сцинтиляційний кристал викликають на ньому спалаху світла (сцинтиляції), які передаються на фотоумножувач, що генерує електричні сигнали. На підставі реєстрації цих сигналів реконструюється двомірне проекційне зображення розподілу РФП. Остаточне зображення може бути представлене в аналоговому форматі на фотоплівці. Однак більшість гамма-камер дозволяє створювати і цифрові зображення.

Гамма-камери - опис, конструкція, різновиди.

Унікальна архітектура SKYLight дозволяє змонтувати гамма камеру по периметру кімнати, створюючи таким чином "відкриту" конструкцію без гентрі. Позбувшись від обмежень традиційних підлогових систем, SKYLight може здійснювати візуалізацію широкого кола пацієнтів на різних типах столів і в різних положеннях. Втілюючи наступне покоління платформ ядерної візуалізації, SKYLight також дозволяє медичному персоналу виконувати візуалізацію двох пацієнтів одночасно (відокремлюваних один від одного спеціальної ширмою, яка виключає підвищену променеве навантаження хворих один на одного і на персонал радіонуклідної лабораторії), забезпечуючи для перевантажених відділень радіонуклідної діагностики унікальну пропускну ефективність. Детектори, що переміщуються вільними роботизованими стельовими підвісами, мають можливість повороту навколо власної осі. Ця особливість конструкції, поряд з можливістю переміщати або повністю від'єднувати стіл пацієнта дозволяє практично без обмежень проводити дослідження пацієнтів на каталці, функціонального ліжка і кріслі-каталці, що особливо важливо в онкологічній практиці.

Роботизована система зміни коллиматоров, здійснювана за 3 хвилини, і система вибору протоколу сканування гамма-камери Philips SKYLight дозволяє істотно підвищити пропускну здатність апарату і істотно полегшує працю лаборанта радіоізотопної лабораторії.

У гамма-камері Philips SKYLight застосовуються спеціалізовані длінноканальние коліматори високої роздільної здатності та програмно-апаратне забезпечення для автоматичного позиціонування серця в середину поля огляду детектора під час збору даних. У сукупності з повністю автоматизованої цифровою системою корекції енергії, лінійності і однорідності в режимі реального часу для корекції артефактів руху, це дозволяє отримувати високоякісні зображення без ефекту «мертвого простору» при проведенні SPECT серця. При цьому дослідженні детектори розташовуються під кутом 900, що є галузевим стандартом. У гамма-камері Philips SKYLight працює система автоматичного центрування поля огляду при SPECT-дослідженнях серця.

Гамма-камера Philips SKYLight має систему автоматичного управління позиціонуванням детекторів і зміною коллиматоров при виборі протоколів дослідження. Застосування цифрової корекції енергії, лінійності і однорідності в масштабі реального часу в сукупності з високою обчислювальною потужністю дають можливість значного поліпшення якості зображення і підвищення пропускної спосіб. Функція одночасного запису в різних енергетичних вікнах (до 16 вікон по енергії), на різній матриці і т.д., дозволяє записувати конкурентні зображення і відкриває широкі перспективи при використанні системи для отримання молекулярних зображень.

Внутрішнє (власне) дозвіл детекторів гамма-камери Philips SKYLight перевершує таке у гамма-камери e.cam на 0.4 мм (10%). Детектори Philips SKYLight дозволяють диференціювати два випромінюючих об'єкта на такій відстані один від одного, на якому інші гамма-камери реєструють їх як один об'єкт.

Камера Philips SKYLight дозволяє, розгорнувши обидва детектора в одній площині і розташувавши їх на одній осі, обстежити одночасно кілька областей тіла, наприклад, грудну клітку, черевну порожнину і органи тазу відразу (наприклад, при пошуку метастазів пухлини), що радикально скорочує час дослідження, скорочуючи променеве навантаження і збільшуючи пропускну здатність відділення радіонуклідної діагностики.

BrightView SPECT (ОФЕКТ)

Це не модифікована гамма-камера, не просто більш розвинена модель з розширеною функціональністю. BrightView SPECT - це абсолютно новий продукт, не менше революційний, ніж камера SKYLight.

В силу того, що існує пряма залежність між дистанцією "детектор-джерело" і якістю зображення, BrightView має нової комплексної технологією CloseUp, орієнтованої на скорочення такого відстані. Повністю автоматизована, що дозволяє детекторам комфортно і безпечно "парити" над поверхнею досліджуваної області, уникаючи зіткнення з тілом пацієнта, CloseUp пропонує клініці дивовижне, раніше недосяжне для гамма-камер якість візуалізації. Велику роль в отриманні таких зображень грають принципово нові, більш ефективні алгоритми обрахунку даних.

Крім того, в камері BrightView використовується нова, радіальна итерационная послідовність збору інформації. У той час як інші розробники дотримуються підходу, виробленого в 80-х роках минулого століття, тобто фільтрованої зворотної проекції. Колишня технологія дозволяє обмежити великий потік даних, що надходять з детекторів, і була прийнята на озброєння в силу невеликих обчислювальних потужностей, які могли розраховувати виробники в ті часи. Новий принцип, реалізований в BrightView, різко збільшує вхідний потік інформації, не піддаючи її сумнівною корекції і, таким чином, не спотворюючи.

Володіючи рідкісно компактними розмірами, BrightView може бути встановлена ​​в дуже невеликих приміщеннях.

Розкриваючись під тими кутами, які необхідні для обстеження, в режимі MegaBody детектори можуть обстежити безпрецедентно велику площу тіла пацієнта.

Forte

Патентування система прямого кріплення детекторів до гентрі з двома незалежними кільцями забезпечує найвищу механічну стабільність і прецезіонного позиціонування з вибором максимально можливої ​​кількості проекцій сканування.

Робот X-Act ™ для автоматичної установки гентрі, детектора, коллиматоров і столу для укладання пацієнта, що дозволяє досягти максимальної пропускної спроможності та ефективності використання системи.

Унікальний дизайн столу VersaTable ™ пацієнта поєднує міцність і високий комфорт для пацієнта. При цьому стіл може бути легко перенесуть або від'єднаний для обстеження пацієнтів на каталці, кріслі, функціонального ліжка, у вертикальному положенні і т.п.

Автоматичний пристрій зміни коллиматоров ColliMate ™, розраховане на 4 пари коллиматоров (За спеціальним замовленням - 2 додаткові пари) дозволяє замінити коліматори протягом 3-х хвилин, не піддаючи їх ризику пошкодження і не навантажуючи персонал.

Передова технологія цифрових детекторів з окремим аналого-цифровим перетворювачем для кожного фото-електронного помножувача забезпечує отримання видатних характеристик по просторовому і енергетичного дозволу, високу швидкість рахунки.

Автоматичне контурування - максимальне наближення детекторів до тіла пацієнта для отримання зображень максимальної якості.

Технологія JetStream ™ - автоматичне керування позиціонуванням детекторів і зміною коллиматоров при виборі протоколів дослідження.

Цифрова корекція енергії, лінійності і однорідності в масштабі реального часу.

Шістнадцять енергетичних вікон; кожне - з незалежною матрицею, зміною масштабу зображення і зупинки - отримання конкурентних зображень - можливість отримання молекулярних зображень.

Робоча станція Pegasys ™ Sunblade включає в себе більше 250 пакетів найсучаснішого клінічного програмного забезпечення.

Спеціалізовані длінноканальние коліматори високого дозволу для SPECT серця Rembrandt ™ дозволяють отримувати високоякісні зображення без ефекту «мертвого простору».

Повні пакети спеціалізованого програмного забезпечення для досліджень в кардіології, створені в кооперації з провідними світовими науковими центрами: AutoQUANT ™ Plus, CardiaQ ™, Emory Tool Box ™ і ін., Що включають реферативні бази для напівкількісного аналізу та засоби інтерпретації та відображення даних досліджень серця в режимах SPECT і Gated SPECT. Оцінка як перфузійних, так і функціональних даних. Використовується в тому числі алгоритм 3DMSPECT, розроблений в Медичному Центрі Університету Мічигану.

Унікальна функція Cardiotrac ™ roving zoom автоматично позиціонує серце в середину поля огляду детектора під час збору даних, дозволяючи тим самим уникнути ефекту усічення при кардіоісследованіях.

Повністю автоматизована корекція на рух InStill ™ - для корекції артефактів руху

Радіометрія призначена для визначення концентрації радиофармпрепарата в органах і тканинах людини, що дозволяє оцінювати функціональний стан досліджуваного органу.

розрізняють

Лабораторну радіометр (для реєстрації активності різних біопроб і зразків)

Медичну радіометр (для вимірювання активності від усього тіла або окремого органу)

Радіографію (для реєстрації графіків змін змісту РФП в органах і системах)

Сканування (для реєстрації накопичення РФП в органах і тканинах у вигляді зображення)

Профільне сканування (для реєстрації графіків накопичення РФП в органах і тканинах)

Сцинтиграфію (для реєстрації динаміки накопичення і розподілу РФП в органах і тканинах)

Лабораторна радіометрія заснована на вимірюванні вмісту того чи іншого міченого радіонуклідом з'єднання в окремих порціях крові, сечі, калу та інших біологічних середовищах.

Цим методом можна визначати обсяг плазми крові і масу еритроцитів, видільну функцію нирок, засвоюваність жирів в кишечнику.

Сьогодні одне з основних клінічних застосувань лабораторної радіометрії - визначення рівня гормонів і інших біологічно активних речовин і метаболітів в біологічних середовищах.

Застосовують різноманітні апарати, принципи пристрою і можливості у яких в загальному мало відрізняються.

Як приклад наведемо опис декількох апаратів для різних цілей досліджень.

1. Апарату - багатоканального радіометра РИГ-12 "Прогрес-РІА" для радіоімунного та імунно-радіометричного аналізу

РИГ-12 "Прогрес-РІА" призначений для проведення аналізів вмісту біологічно активних речовин одночасно в 12 біопробах радиоиммунологическим методом з використанням радіоактивної мітки на основі радіонукліду I-125. Радіометр складається з 12-канального радіометричного детектирующего пристрою і персонального комп'ютера з сучасної оригінальною програмою обробки і зберігання інформації "Прогрес-РІА".

Детектуючих частина установки складається з 12-ти незалежних блоків детектування (БД), об'єднаних в одному корпусі. Кожен БД включає в себе незалежне джерело високовольтного живлення, спектрометрический підсилювач, амплітудно-цифровий перетворювач (АЦП) і систему світлодіодним стабілізації перетворення. БД підключені до єдиної шині харчування. Вимірювальна інформація в цифровому вигляді з усіх 12-ти БД надходить в персональний комп'ютер через один USB-порт. Така блокова конструкція детектуючої частини радіометра дає можливість при необхідності легко робити заміну або ремонт одного з БД, в той час як інші блоки залишаються в роботі.

Програмне забезпечення «Прогрес-РІА" дає можливість працювати з будь-якими RIA або IRMA наборами. Для апроксимації стандартної кривої можуть бути використані поліноми різного ступеня або сплайн в звичайних, логарифмічних, Logit або 1 / X координатах.

Вперше при розрахунку похибки визначається систематична складова, яку вносить моделлю апроксимації стандартної кривої. При обробці результатів можуть одночасно використовуватися кілька стандартних кривих.

Можливість збереження довідкової інформації (кількості і концентрацій стандартів, кількості реплікантів і т.п.) у вигляді шаблонів спрощує роботу оператора при проведенні однотипних досліджень.

Інтерфейси програми дозволяють використовувати для друку і редагування звітів редактор текстів MSWord. Результати вимірювань зберігаються в форматі бази даних Acsess, що дозволяє переносити їх в інші програми.

ПО "Прогрес-РІА" працює під управлінням операційних систем Windows-9X, ME, NT, 2000, XP в інтеграції з пакетом програм MS-OFFICE.

Відмінні риси:

блокова конструкція детектирующего пристрої, істотно спрощує технічне обслуговування приладу сучасне програмне обеспеченіеодновременное вимір 12 пробірок можливість проведення радіоімунного та імунно-радіометричного аналізу запам'ятовування «образів» шаблонів різних типів наборів висока стабільність роботи, що забезпечується системою світлодіодного стабілізації наявність контрольних радіонуклідних джерел для перевірки працездатності приладу

Основні технічні характеристики:

діапазон енергій фотонного випромінювання: 1080 кеВ ефективність реєстрації в кожному каналі, не менше: 0.85 с-1 Бк-1 габарити детектирующего пристрою: 30х30х60 см

Показання до призначення аналізу

Діагностика первинного гіперальдостеронізму, аденоми наднирників і адреналової гіперплазії, що важко піддається контролю артеріальна гіпертонія.

ортостатичнагіпотензія

Підозра на недостатність надниркових залоз.

Підготовка до дослідження:

Нормальна сольова дієта без обмеження солі протягом 2 тижнів до дослідження. Під час гострих захворювань рівень альдостерону може падати, тому тестування не повинно проводитися в цей період. Перед проведенням дослідження слід виключити стрес і інтенсивні фізичні вправи, які можуть призводити до тимчасового надлишку альдостерону. Лікуючий лікар повинен вирішити питання про скасування перед дослідженням лікарських препаратів, які можуть вплинути на результати дослідження (див. Вище). При зборі проби в вертикальному положенні пацієнт повинен перебувати в цьому положенні (стоячи або сидячи) не менше 2 годин

Матеріал для дослідження: плазма (ЕДТА).

Метод визначення: радіоімунний аналіз.

Терміни виконання: від 3 до 6 робочих днів.

Одиниці виміру та коефіцієнти перерахунку:

Одиниці виміру в ИНВИТРО - пг / мл

результат

Референсні значення:

Відразу після пробудження (лежачи): 15 - 150 пг / мл

У будь-якому іншому положенні: 35 - 350 пг / мл

2. «Дозкалібратор» Радіометр.

Вимірювання активності гамма-випромінюючих радіонуклідів в шприцах, флаконах та інших стандартних ємностях ренографію Гамма-спектрометр.
Спектрометрія випромінювання людини, з урахуванням усіх специфічних особливостей ренографіческіх досліджень для отримання характеристик ниркової уродинаміки

Прилад призначений для вимірювання активності гамма-випромінюючих радіонуклідів в стандартній геометрії вимірювань (шприц, флакон і ін.).

3. Багатоканальний радіометр РИГ-12 "Прогрес-РІА" для радіоімунного та імунно-радіометричного аналізу

Існує цілий розділ досліджень, при яких аналізу піддається не сам пацієнт, а, наприклад, його кров.

Такі методики називаються радиоиммунологическим аналізом пробірці (РІА in vitro). Чи багато можна досягти схожими методами? Так, перелік досить великий. Чи не перераховуючи всі варіанти, можна сказати, що це можливо тоді, коли досить визначити зміст будь-якого речовини в крові або будь-який інший біологічної рідини, а також в мікрокусочках органу або тканини, взятих під час діагностичного проколу органу. Отже, таким чином можна визначати не тільки гормони, а й цілий спектр інших біологічних речовин, а також визначати специфічну патологію в біоптатах (наприклад, пухлини і їх метастази).

Радіоімунного аналіз - надчутливий метод вимірювання вкрай малих кількостей гормонів, що містяться, наприклад, в крові, шлунковому соку, а також біологічно активних негормональних речовин, таких, як білки сироватки крові, ферменти і пухлинні антигени. Завдяки своїй високій чутливості (ізотопна мітка) метод широко застосовується в практичній і дослідницькій медицині, фармакології та ветеринарії.

РИГ-12 "Прогрес-РІА" призначений для проведення аналізів вмісту біологічно активних речовин одночасно в 12 біопробах радиоиммунологическим методом з використанням радіоактивної мітки на основі радіонукліду I-125. Радіометр складається з 12-канального радіометричного детектирующего пристрою і персонального комп'ютера з сучасної оригінальною програмою обробки і зберігання інформації "Прогрес-РІА".

Детектуючих частина установки складається з 12-ти незалежних блоків детектування (БД), об'єднаних в одному корпусі. Кожен БД включає в себе незалежне джерело високовольтного живлення, спектрометрический підсилювач, амплітудно-цифровий перетворювач (АЦП) і систему світлодіодним стабілізації перетворення. БД підключені до єдиної шині харчування. Вимірювальна інформація в цифровому вигляді з усіх 12-ти БД надходить в персональний комп'ютер через один USB-порт. Така блокова конструкція детектуючої частини радіометра дає можливість при необхідності легко робити заміну або ремонт одного з БД, в той час як інші блоки залишаються в роботі.

Програмне забезпечення «Прогрес-РІА" дає можливість працювати з будь-якими RIA або IRMA наборами. Для апроксимації стандартної кривої можуть бути використані поліноми різного ступеня або сплайн в звичайних, логарифмічних, Logit або 1 / X координатах.

Вперше при розрахунку похибки визначається систематична складова, яку вносить моделлю апроксимації стандартної кривої. При обробці результатів можуть одночасно використовуватися кілька стандартних кривих.

Можливість збереження довідкової інформації (кількості і концентрацій стандартів, кількості реплікантів і т.п.) у вигляді шаблонів спрощує роботу оператора при проведенні однотипних досліджень.

Інтерфейси програми дозволяють використовувати для друку і редагування звітів редактор текстів MSWord. Результати вимірювань зберігаються в форматі бази даних Acsess, що дозволяє переносити їх в інші програми. ПО "Прогрес-РІА" працює під управлінням операційних систем Windows-9X, ME, NT, 2000, XP в інтеграції з пакетом програм MS-OFFICE.

Відмінні особливості:

· Блокова конструкція детектирующего пристрої, істотно спрощує технічне обслуговування приладу

· Сучасне програмне обеспеченіеодновременное вимір 12 пробірок

· Можливість проведення радіоімунного та імунно-радіометричного аналізу

· Запам'ятовування «образів» шаблонів різних типів наборів

· Висока стабільність роботи, що забезпечується системою світлодіодного стабілізації

· Наявність контрольних радіонуклідних джерел для перевірки працездатності приладу

ГАММА - СПЕКТРОМЕТР ФІРМИ "ORTEC"

Гамма - спектрометр на основі германієвого детектора високої роздільної здатності призначений для якісного та кількісного визначення гамма-випромінюючих радіонуклідів природного та техногенного походження в навколишньому середовищі і промислових об'єктах.Гамма - спектрометр дозволяє аналізувати найрізноманітніші зразки, включаючи проби води, грунтів, харчових продуктів і ін. Набір і аналіз гамма-спектрів здійснюється за допомогою програмного забезпечення GammaVision -32. Комп'ютерне управління дозволяє контролювати всі ключові функції і спрощує рутинні операції.

Здатність ряду радіоактивних з'єднань накопичуватися переважно в тканині пухлини використовується для виявлення злоякісних пухлин головного мозку, кісток, легенів, лімфатичних вузлів.

Ступінь накопичення цих препаратів відображає функціональний стан щитовидної залози і застосовується як діагностичний тест для виявлення різних форм зоба, кіст, пухлин залози. Мічені радіонуклідом колоїди вибірково накопичуються в печінці. За допомогою цього методу виявляють вогнищеві (метастази, кісти) і дифузні (цироз, атрофія) ураження печінки. У діагностиці захворювань нирок істотну роль грає ренография радіонуклідна, заснована на здатності нирок поглинати з крові нек-риє введені в організм речовини, концентрувати їх і виділяти з сечею.

радіографія

Радіографія - метод оцінки функції органу за допомогою зовнішньої графічної реєстрації змін радіоактивності над ним. В даний час цей метод застосовується в основному для вивчення стану нирок - радіоренографія. Два сцинтиграфічних детектора реєструють випромінювання над правою і лівою нирками, третій - над серцем. Проводять якісний і кількісний аналіз отриманих ренограмм.

Ренографію. Радіоізотопне дослідження ниркової уродинаміки.

Ренографіческая установка нового покоління може являти собою двоканальний гамма-спектрометр для проведення спектрометрії випромінювання людини, виконаний в конструктиві, що забезпечує облік усіх специфічних особливостей ренографіческіх досліджень, включаючи автоматичну комп'ютерну обробку ренографіческой кривої з метою отримання необхідних параметрів, що характеризують ниркову уродинаміку.

До складу установки може входити чотири гамма-спектрометричних блоків детектування: два, необхідних, на кожній нирці і, за бажанням замовника, додатковий - скроневий для вимірювання динаміки накопичення і виведення радіофармпрепаратів з крові і м'язовий для обліку гамма-випромінювання м'язів, розташованих між нирками і нирковими детекторами, і УЗД-приставка для визначення положення нирок пацієнта спеціалізоване програмне забезпечення дозволяє проводити будь-які додаткові розрахунки за результатами вимірювань, створювати і обро ативать бази даних за результатами досліджень, що істотно полегшує роботу лікаря при проведенні діагностики спектрометрический метод вимірювання активності дозволяє істотно знизити активність радіонукліда Tc-99m або I-131, що вводиться пацієнтові для проведення досліджень

Показання до призначення аналізу

Діагностика первинного гіперальдостеронізму, аденоми наднирників і адреналової гіперплазії,

Важко піддається контролю артеріальна гіпертонія,

Ортостатичнагіпотензія,

Підозра на недостатність надниркових залоз.

Гамма-детектуючий пристрій для пошуку сторожових лімфатичних вузлів "РАДИКАЛ"

Гамма-детектуючий пристрій "Радикал" для пошуку сторожових лімфатичних вузлів і вирішення інших завдань, пов'язаних з дослідженням розподілу радіофармпрепаратів в тканинах і органах пацієнтів. Детектор оснащений вбудованим коллиматором, що дозволяє з великою точністю локалізувати джерело фотонного випромінювання і отримувати достовірну інформацію про розподіл радиофармпрепарата в тканинах і органах пацієнта. Герметичне виконання детектора дозволяє проводити його стерилізацію. Транскутанное і інтраоператівное виявлення локалізованих джерел фотонного випромінювання в тканинах і органах пацієнтів при радіоізотопної діагностики

пошук джерел фотонного випромінювання

Область застосування:

пошук сторожових лімфатичних вузлів

дослідження функції щитовидної залози

радіоізотопне обстеження операційного поля

пошук локалізованих джерел фотонного випромінювання (наприклад, зерен радіоактивного препарату I-125, призначених для брахітерапії)

3) ЕМІСІЙНА КОМП'ЮТЕРНА ТОМОГРАФІЯ

Подібно рентгенівської КТ, у радіонуклідної візуалізації є своя томографическая технологія. Застосовуються два основних томографічних методу:

1) однофотонная емісійна КТ (ОФЕКТ, SPECT),

2) позитронна емісійна томографія (ПЕТ, PET).

Oднофотонная емісійна КТ

ОФЕКТ заснована на обертанні навколо тіла пацієнта звичайної гамма-камери. Фіксуючи радіоактивність при різних кутах, можна реконструювати секційне зображення. ОФЕКТ - це широко використовуваний метод, особливо в кардіологічних і неврологічних обстеженнях. Дозволяє проводити:

перфузионную і метаболічну однофотонну емісійну комп'ютерну томографію (ОФЕКТ) міокарда, перфузіоннную ОФЕКТ головного мозку, радіонуклідної рівноважну вентрикулографію з фазово-амплітудним аналізом (РНВГ з ФАА). Вона дозволяє отримувати об'ємне зображення розподілу радіонуклідів, що відносяться до чистих гамма-випромінювачів. Цей метод використовують для дослідження кровообігу. У кардіології по інформативності він порівнянний з ехокардіографії, а для вивчення церебральної ішемії часто виявляється найкращим за всі інші методів і гідно конкурує з ПЕТ.

Позитронна емісійна томографія

Позитронно-емісійна томографія (ПЕТ) - новітній унікальний метод радіоізотопної діагностики.

Головна перевага позитронно-емісійної томографії - можливість не тільки отримувати зображення внутрішніх органів, а й оцінювати їх функцію і метаболізм, таким чином, за допомогою позитронної томографії вдається виявляти хворобу на самому ранньому етапі, ще до прояву клінічних симптомів.

Особливу роль позитронно-емісійна томографія грає в онкології, кардіології та неврології, де рання діагностика захворювань є особливо важливою.

Ця томографическая технологія грунтується на використанні випускаються радіонуклідами позитронів. Позитрони і електрони мають однакову масу, але протилежний заряд. Випускається позитрон відразу ж реагує з найближчим електроном; дана реакція називається анігіляцією і призводить до виникнення двох гамма-квантів по 511 кеВ, що поширюються в діаметрально протилежних напрямках. Для виявлення анігіляційних квантів застосовують спеціальні детектори: енергія фотона (511 кеВ) занадто велика, щоб використовувати звичайну гамма-камеру.

Розмістивши навколо тіла пацієнта набір детекторів, можна визначити напрямок лінії, уздовж якої відбулася анігіляція.

Висока енергія випромінювання дозволяє на практиці не враховувати поглинання в тканинах, але при великій дозі введеного речовини з метою безпеки хворого потрібне використання тільки короткоживучих і ультракороткоіснуючих ізотопів повинні ізготавліватьсяна циклотроні безпосередньо в клініці, що в значній мірі (поряд з високою вартістю спеціального обладнання) обмежує застосування цього методу.

Чутливість ПЕТ настільки висока, що вдається констатувати зміну витрати глюкози, міченої 11 С, в очному центрі головного мозку при відкриванні очей. Тому ПЕТ використовують при дослідженні найтонших метаболічних процесів у мозку, аж до розумових. За допомогою ПЕТ вивчають метаболізм глюкози, жирів, білків, кінетику переносу речовин через клітинні мембрани, динаміку концентрації водневих іонів в клітинах, фармакокінетику і фармакодинаміку лікарських препаратів. ПЕТ дозволяє здійснити здійснювати кількісну оцінку концентрації радіонуклідів і містить в собі колосальні потенційні можливості по вивченню метаболічних процесів на різних стадіях захворювання, в тому числі психічних. Є кілька елементів, які беруть участь у важливих біохімічних процесах і мають позитронно-емітують ізотопи, це, наприклад, 11С, 15О.

Показання до позитронно-емісійної томографії

Найчастіше ПЕТ застосовують для виявлення злоякісних пухлин і для оцінки ефективності протиракової терапії. Можна сканувати все тіло відразу (див. Малюнок).

ПЕТ також застосовується для вимірювання кровотоку по коронарних артеріях і виявлення ішемічної хвороби серця. За допомогою позитронної томографії в постінфарктному періоді можна відрізнити погано скоращающіеся, але живі ділянки міокарда (які ще можуть відновитися) від незворотних змін у вигляді рубців. Комбінація позитронно-емісійної томографії та перфузійного дослідження може послужити для оцінки показань до операції шунтування судин серця.

За допомогою ПЕТ головного мозку обстежують хворих з порушеннями пам'яті неясної етіології, при підозрі на пухлину головного мозку, при не піддаються звичайному лікуванню судомному синдромі.

Основні недоліки радіонуклідів для ПЕТ - це необхідність використання для їх виробництва дорогих циклотронів і короткі періоди напіврозпаду (періоди напіврозпаду 15 О і 18 F складають 2хв і 11мін відповідно). Швидкий розпад вимагає дуже близького розташування циклотрона до лабораторії, цим частково пояснюється повільне поширення ПЕТ.

Апарати для ПЕТ

ПЕТ / КТ сканер GEMINI TF використовує всі переваги час-пролітної (time-of-flight, TOF) візуалізації і встановлює нові рубежі якості зображень, діагностики патології та пропускної здатності відділення.
Комп'ютерний томограф, що йде в поєднанні з системою, може бути запропонований в 16-ти або 64-срезовой конфігурації.
Найбільші переваги від впровадження в ПЕТ-візуалізацію технології час-пролітної (TOF) візуалізації отримують пацієнти з надмірною масою тіла. Радикально підвищилася ймовірність виявлення патологічних утворень малого розміру. І, зрозуміло, завдяки даній технології можна використовувати джерела інтенсивності меншою, ніж раніше.

Принципове пристрій індикаторів випромінювань.

Розглянемо типову блок-схему індикаторів випромінювань на основі релаксаційних генераторів імпульсів, що включає джерело живлення, RC-ланцюг, активний елемент і опір навантаження.
Як датчик може виступати активний елемент, зазвичай виконаний на приладі з S-образною вольтамперной характеристикою. Таким елементом можуть бути газорозрядні джерела випромінювання (наприклад, неонові лампи), електричні розрядники, лавинні транзистори, діністори і т. Д. При включенні генератора конденсатор, підключений паралельно активному елементу, заряджається від джерела живлення через резистор. Коли напруга на конденсаторі досягне напруги пробою активного елементу, відбувається розряд конденсатора на опір навантаження, після чого процес повторюється з частотою, яка визначається постійною RC-ланцюга і напругою джерела живлення.
Чутливість датчика, наприклад, неонової лампи, до випромінювань, магнітним, електростатичних полів та інших факторів зазвичай максимальна в області підходу до точки виникнення газового розряду. В цьому випадку найменша зміна розподілу електричного поля між електродами, викликане дією постійного або змінного електричного або магнітного полів, ультразвукових коливань, проходженням іонізуючих частинок через газовий обсяг, опроміненням датчика в області від СВЧ до рентгенівського діапазонів і вище призведе в результаті до зміни напруги виникнення газового розряду і, отже, частоти роботи релаксационного генератора. Роздільна здатність індикатора в часі визначається RC-постійної (частотою генерації). Як чутливий елемент можуть бути використані RC-елементи времязадающей ланцюга: рентгено-, фото-, термо-, тензо-, чутливі до магнітного поля резистори, конденсатори, напівпровідникові елементи; наприклад, конденсатори, що працюють в предпробойном (оборотному) режимі.

У ряді випадків в якості датчика може виступати і джерело живлення, зокрема, гальванічний чи інший елемент, внутрішній опір (або ЕРС) якого залежить від параметрів навколишнього середовища, наприклад, фото-, термобатарея.Напруга джерела живлення може бути від одиниць вольт до декількох кіловольт в залежності від типу використовуваного активного елемента.

Оскільки розглянутий вище індикатор не є виборчим до виду випромінювання, використовувати його можна лише за умови, що якийсь з діючих факторів значно перевищує інші, незначні, наприклад, рівень радіації. Можливе використання екранів, вибірково виділяють реєстроване випромінювання. Для R (C) -Датчик вибірковість до виду випромінювання підвищується. В якості опору навантаження можуть бути використані головні телефони, світлодіоди, стрілочні і інші індикатори. Порівняння рівня випромінювань в двох різних точках (прийнятої за норму і контрольної) здійснюється підрахунком кількості імпульсів в одиницю часу. Для автоматизації цього процесу можна використовувати лічильники імпульсів (вимірювачі періоду), в тому числі в складі ЕОМ.

У нижньому положенні движка потенціометра схема працює як звичайний двохдіапазонний гамма-радіометр, чутливість якого загрубляти підключенням додаткового конденсатора перемикачем SA1. Імпульси струму через лічильник імпульсів (СБМ-20) заряджають конденсатор С2 (або С2 + С3) до напруги пробою активного елементу (неонової лампи, ланцюжки послідовно з'єднаних лавинних транзисторів). В результаті розряду конденсатора спалахує неонова лампа (і світлодіод) і лунає клацання в високоомних головних телефонах навантаження.

При переміщенні движка потенціометра вгору початкова напруга на активному елементі зростає, у зв'язку з чим для заряду конденсатора С2 (С2 + С3) потрібна менша кількість імпульсів від лічильника, отже, чутливість схеми реєстрації зростає. Подальше підвищення напруги плавно переводить схему в режим роботи "універсального" індикатора випромінювань з використанням в якості чутливого елемента переважно неонової лампи (або лавинних транзисторів).

Підрахунок кількості імпульсів (за хвилину) в тому і в іншому випадку можна виробляти по спалахах неонової лампи, за клацання в головних телефонах, або вимірюванням числа (періоду) імпульсів зовнішнім вимірювальним приладом. Для живлення схеми можна використовувати перетворювач напруги від фотоспалаху, додавши число витків вторинної обмотки таким чином, щоб вихідна напруга перетворювача збільшилася з 300 до 390 В. Для реєстрації бета-випромінювання (електронів) можуть бути використані лічильники СТС-5, СТС-6, СБМ -10, СІ-9БГ і ін., що працюють при напрузі 330-480 В (номінальне напруга 390 і 400 В). Для гамма-випромінювання слід застосовувати лічильники СІ11Г, 13 Г, 19 ... 25Г, що працюють при номінальному робочій напрузі 390 В і напрузі початку рахунку 280-335 В. Радиометр, типу наведеного на рис.2, або інший, який працює в режимі безпосереднього рахунки окремих гамма-квантів, можна використовувати в цілях ранньої діагностики радіогенної кальцинації біологічної тканин [1] (атеросклерозу, кальцинації кровоносних судин, при захворюваннях суглобів, серця, легенів і т. д.).

Встановлено, що поблизу біологічних тканин з підвищеною вірогідністю кальцинації (область суглобів, місць переломів і вивихів, область серця і т. Д.) Реєструється підвищена гамма-активність, обумовлена ​​природним ізотопом - калієм-40. Радіоактивна трансформація калію-40 протікає по схемі: калій-40 -> електрон + гамма-квант + кальцій-40.

Зростання кальцієвої сітки відбувається на центрах зародкоутворення - високоактивні кальції-40. Цікаво, що гамма-активність вже закальцінірованних тканин не відрізняється від норми. Таким чином, по реєстрації випромінювання калію-40 можливо передбачити і, отже, попередити розвиток патологічних змін в організмі, уповільнити його старіння.

В цілому організм людини за рахунок розпаду калію-40 щосекунди випромінює в середньому 29,2 електрона і 3,8 гамма-кванта; нестача в організмі калію-40 також може свідчити про неблагополуччя [2]. Так, у хворих на злоякісні пухлини і лейкоз інтенсивність випромінювання крові на 15-50 і більше відсотків нижче, ніж у здорових [2].

За допомогою радіометра можна реєструвати також радіаційну складову біологічного поля екстрасенсів-цілителів [3]. Так, для осіб, наділених екстрасенсорними здібностями, імовірнісна функція розподілу кількості реєстрованих в одиницю часу гамма-квантів за даними роботи [3] істотно відрізняється від відповідної функції для звичайних людей. Слід сказати, що пристрої, типу описаного вище, можуть бути використані лише для первинної, грубої оцінки вимірюваної величини. Для проведення серйозних досліджень необхідна апаратура більш високого класу, селекція реєстрованих часток по енергіях (ізотопів), дослідження топографії випромінювання, статистична обробка результатів.



Скачати 63.05 Kb.