Onderzoek naar radionucliden

Openingsgeschiedenis radionuclidediagnostiek

Depressief lang leek de afstand tussen fysieke laboratoria, waar wetenschappers sporen van kerndeeltjes registreerden, en de dagelijkse klinische praktijk. Alleen al het idee van de mogelijkheid om nucleair-fysische verschijnselen te gebruiken voor het onderzoeken van patiënten kan, zo niet gestoord, fantastisch lijken. Precies zo'n idee ontstond echter in de experimenten van de Hongaarse wetenschapper D.Heveshi, later de Nobelprijswinnaar. In een van de herfstdagen van 1912 liet E.Reserford hem een stapel loodchloride zien, liggend in de kelder van het laboratorium, en zei: "Hier, pak deze stapel. Probeer Radium te onderscheiden van het loodzout. "

Na vele proeven met de Oostenrijkse chemicus A.Panetom D.Heveshi uitgevoerd, bleek dat chemisch onmogelijk lood en radium D verdelen, aangezien deze geen afzonderlijke elementen en isotopen van één element - leiden. Ze verschillen alleen omdat een van hen radioactief is. Desintegrerend, het verspreidt ioniserende straling. Daarom kan een radioactieve isotoop, een radionuclide, als teken worden gebruikt bij het bestuderen van het gedrag van zijn niet-radioactieve tweeling.

Voordat de artsen een verleidelijk vooruitzicht openden, introduceerden ze radionucliden in het lichaam van de patiënt om hun locatie te volgen met behulp van radiometrische instrumenten. In een relatief korte periode is de diagnose van radionucliden een onafhankelijke medische discipline geworden. In het buitenland worden radionuclidediagnostiek in combinatie met het therapeutisch gebruik van radionucliden nucleaire geneeskunde genoemd.

De radionuclidenmethode is een methode voor het bestuderen van de functionele en morfologische toestand van organen en systemen met behulp van radionucliden en gelabelde indicatoren. Deze indicatoren - ze worden radiofarmaceutica (RFP's) genoemd - worden in het lichaam van de patiënt geïnjecteerd en vervolgens gebruiken de verschillende instrumenten de snelheid en aard van beweging, fixatie en verwijdering uit organen en weefsels.

Daarnaast kunnen stukjes weefsel, bloed en ontlading van de patiënt worden gebruikt voor radiometrie. Ondanks de introductie van verwaarloosbare kleine hoeveelheden van de indicator (honderdsten en duizendsten van een microgram) die geen invloed hebben op de normale levenscyclusprocessen, heeft de methode een uitzonderlijk hoge gevoeligheid.

Een radiofarmacon is de chemische verbinding die is toegestaan voor toediening aan een persoon met een diagnostisch doel, in het molecuul waarvan een radionuclide is vervat. Radionut moet een spectrum van straling van een bepaalde energie hebben, de minimale stralingsbelasting bepalen en de toestand van het onderzochte orgaan weerspiegelen.

In dit opzicht wordt het radiofarmacon gekozen met inachtneming van de farmacodynamische eigenschappen (gedrag in het lichaam) en nucleaire-fysische eigenschappen. De farmacodynamiek van een radiofarmacon wordt bepaald door de chemische verbinding op basis waarvan het wordt gesynthetiseerd. De mogelijkheid om RFP's te registreren hangt af van het type verval van de radionuclide waarmee het is gelabeld.

De keuze van een radiofarmaceuticum voor onderzoek, moet een arts in de eerste plaats rekening houden met zijn fysiologische focus en farmacodynamiek. Overweeg dit bijvoorbeeld de introductie van RFP in het bloed. Na de injectie in de ader wordt het radiofarmacon aanvankelijk gelijkmatig in het bloed verdeeld en naar alle organen en weefsels getransporteerd. Als een arts geïnteresseerd in de hemodynamica en de bloedtoevoer van organen, zal hij een indicator te kiezen die een lange tijd circuleert in de bloedbaan, zonder in te gaan buiten de wanden van de bloedvaten in het omliggende weefsel (bijvoorbeeld humaan serumalbumine). Bij het onderzoeken van de lever, zal de arts de voorkeur geven aan een chemische verbinding die selectief door dit orgaan wordt gevangen. Sommige stoffen worden door de nieren uit het bloed gehaald en uitgescheiden in de urine, zodat ze dienen om de nieren en de urinewegen te bestuderen. Individuele radiofarmaca zijn verdraaid voor botweefsel en daarom zijn ze onmisbaar bij de studie van het osteoarticulaire apparaat. Door de transportvoorwaarden en de aard van de distributie en verwijdering van het radiofarmacon uit het lichaam te bestuderen, beoordeelt de arts de functionele staat en structurele topografische kenmerken van deze organen.

Het is echter niet voldoende om alleen rekening te houden met de farmacodynamiek van het radiofarmacon. Er moet rekening worden gehouden met de nucleaire-fysische eigenschappen van de radionuclide die zijn samenstelling binnengaat. Allereerst moet het een bepaald stralingsspectrum hebben. Om beelden van organen te verkrijgen, worden alleen radionucliden gebruikt die y-stralen of karakteristieke röntgenstralen uitzenden, omdat deze straling kan worden geregistreerd met externe detectie. Hoe meer γ-quanta of röntgenkwanta gevormd worden bij radioactief verval, des te effectiever dit radiofarmaceuticum in de diagnostische zin is. Tegelijkertijd moet de radionuclide zo min mogelijk corpusculaire straling uitzenden - elektronen die worden geabsorbeerd in het lichaam van de patiënt en niet deelnemen aan de beeldvorming van organen. Radionucliden met een nucleaire transformatie van het isomere overgangstype hebben de voorkeur uit deze posities.

Radionucliden, waarvan de halfwaardetijd enkele tientallen dagen is, worden als langlevend beschouwd, meerdere dagen zijn van gemiddelde duur, meerdere uren zijn van korte duur en enkele minuten zijn ultrakort van aard. Om begrijpelijke redenen hebben ze de neiging kortstondige radionucliden te gebruiken. Het gebruik van mediumleverende en vooral langlevende radionucliden gaat gepaard met een verhoogde stralingsbelasting, het gebruik van ultrakorte levensduur van radionucliden wordt om technische redenen belemmerd.

Er zijn verschillende manieren om radionucliden te verkrijgen. Sommigen van hen worden gevormd in reactoren, sommige in versnellers. De meest gebruikelijke manier om radionucliden te verkrijgen is de generator, d.w.z. Productie van radionucliden direct in het laboratorium van radionuclidediagnostiek met behulp van generatoren.

Een zeer belangrijke parameter van de radionuclide is de energie van quanta van elektromagnetische straling. Quanta met zeer lage energieën wordt vastgehouden in de weefsels en daarom de detector van het radiometrische apparaat niet bereikt. Quanta met zeer hoge energieën vliegt gedeeltelijk door de detector, dus de effectiviteit van hun registratie is ook laag. Het optimale bereik van kwantumenergie in radionuclidediagnostiek is 70-200 keV.

Een belangrijke vereiste voor een radiofarmacon is de minimale stralingsbelasting wanneer deze wordt toegediend. Het is bekend dat de activiteit van de toegepaste radionuclide afneemt als gevolg van de werking van twee factoren: het verval van zijn atomen, d.w.z. Fysiek proces, en het verwijderen van het lichaam - het biologische proces. De vervaltijd van de helft van de atomen van de radionucliden wordt de fysische halfwaardetijd van T 1/2 genoemd. De tijd dat de activiteit van het medicijn, geïntroduceerd in het lichaam, met de helft wordt verminderd als gevolg van de uitscheiding ervan, wordt de periode van biologische halfeliminatie genoemd. De tijd gedurende welke de activiteit van de RFP in het lichaam wordt geïntroduceerd, wordt gehalveerd door fysiek verval en eliminatie wordt de effectieve halfwaardetijd (TEF) genoemd.

Voor diagnostische onderzoeken naar radionucliden wordt een radiofarmacon met de minst verlengde T 1/2 gezocht. Dit is begrijpelijk omdat de radiale belasting van de patiënt afhangt van deze parameter. Een zeer korte fysieke halfwaardetijd is echter ook onhandig: het is noodzakelijk om tijd te hebben om RFP aan het laboratorium af te geven en een onderzoek uit te voeren. De algemene regel is dit: het medicijn moet de duur van de diagnostische procedure naderen.

Zoals reeds opgemerkt, is het momenteel in laboratoria steeds gebruik regeneratieve werkwijze voor het produceren radionucliden, en 90-95% van de gevallen - is het radionuclide ^99m Tc, die wordt aangeduid met de meeste radiofarmaca. Naast radioactief technetium, ¹³³ Xe, ⁶⁷ Ga , worden soms zeer zelden andere radionucliden gebruikt.

RFP, de meest gebruikte in de klinische praktijk.

RFP	Toepassingsgebied
99m Tc albumine	Bloedstroomonderzoek
99m 'Tc-gelabelde erythrocyten	Bloedstroomonderzoek
99m T- colloïden (technisch)	Leveronderzoek
99m Tc-butyl-IDA (bromeside)	Onderzoek van het galuitscheidingssysteem
99m Ts-pyrofosfaat (technifor)	Studie van het skelet
99m Ts-MAA	Longonderzoek
133 ее	Longonderzoek
67 Ga-citraat	Tumorotroop geneesmiddel, hartonderzoek
99m Ts-sestamibi	Tumorotroop geneesmiddel
99m Tc-monoklonale antilichamen	Tumorotroop geneesmiddel
201 T1-chloride	Studie van het hart, hersenen, tumorotroop geneesmiddel
99m Tc-DMSA (technemek)	Nier onderzoek
131 T-Hippuran	Nier onderzoek
99 Tc-DTPA (pententech)	Studie van de nieren en bloedvaten
99m Tc-MAG-3 (teche)	Nier onderzoek
99m Ts-Pertehnetat	Onderzoek schildklier- en speekselklier
18 F-DG	Studie van de hersenen en het hart
123 Ik stuurde	Studie van de bijnieren

Voor het uitvoeren van radionuclidenstudies zijn verschillende diagnostische instrumenten ontwikkeld. Ongeacht hun specifieke doel zijn al deze apparaten gerangschikt volgens één enkel principe: ze hebben een detector die ioniserende straling omzet in elektrische pulsen, een elektronische verwerkingseenheid en een gegevensrepresentatie-eenheid. Veel radiodiagnostische apparaten zijn uitgerust met computers en microprocessors.

Scintillatoren of, in zeldzame gevallen, gastellers worden meestal gebruikt als een detector. De scintillator is een stof waarin licht flitst - scintillaties - die worden geproduceerd door de werking van snel geladen deeltjes of fotonen. Deze scintillaties worden vastgelegd met foto-elektrische vermenigvuldigers (PMT's), die lichtflitsen omzetten in elektrische signalen. Het scintillatiekristal en de fotomultiplicator worden geplaatst in een beschermende metalen behuizing, een collimator die het "gezichtsveld" van het kristal beperkt tot de grootte van het orgaan of het bestudeerde deel van het lichaam van de patiënt.

Gewoonlijk heeft het radiodiagnostische apparaat verschillende vervangbare collimatoren, die de arts kiest, afhankelijk van de onderzoekstaken. In de collimator is er één grote of meerdere kleine gaten waardoor de radioactieve straling de detector binnendringt. In principe geldt hoe groter het gat in de collimator, hoe hoger de gevoeligheid van de detector, i.E. Het vermogen ervan om ioniserende straling te detecteren, maar tegelijkertijd is het oplossend vermogen ervan lager, d.w.z. Onderscheid maken tussen kleine stralingsbronnen. In moderne collimators zijn er enkele tientallen kleine gaatjes, waarvan de positie wordt gekozen rekening houdend met de optimale "visie" van het onderzoeksobject! In apparaten die zijn ontworpen om de radioactiviteit van biologische monsters te bepalen, worden scintillatiedetectoren gebruikt in de vorm van zogenaamde well-counters. Binnen in het kristal bevindt zich een cilindrisch kanaal waarin een buis met het te onderzoeken materiaal wordt geplaatst. Een dergelijke detectorinrichting verhoogt aanzienlijk zijn vermogen om zwakke straling van biologische monsters te vangen. Voor het meten van de radioactiviteit van biologische vloeistoffen die radionucliden bevatten met zachte β-straling, worden vloeibare scintillatoren gebruikt.

Alle diagnostische onderzoeken naar radionuclide zijn onderverdeeld in twee grote groepen: studies waarin RFP's in het lichaam van de patiënt worden geïntroduceerd, in vivo onderzoeken en studies van bloed, weefselfragmenten en in vitro-onderzoeken bij patiënten.

Bij het uitvoeren van een in vivo onderzoek is de psychologische voorbereiding van de patiënt vereist. Hij moet het doel van de procedure, het belang ervan voor de diagnose en de procedure verduidelijken. Het is vooral belangrijk om de veiligheid van het onderzoek te benadrukken. In speciale trainingen is er in de regel geen behoefte aan. Het is alleen nodig om de patiënt te waarschuwen voor zijn gedrag tijdens het onderzoek. In vivo studies worden verschillende methoden gebruikt voor het toedienen van RFP afhankelijk van de doelstellingen van de procedure.In de meeste methoden is RFP-injectie voornamelijk bedoeld voor de ader, veel minder vaak in de slagader, het orgaanbarenchym en andere weefsels. RFP wordt ook oraal en door inademing (inhalatie) gebruikt.

Indicaties voor radionuclide-onderzoek worden bepaald door de behandelend arts na overleg met de radioloog. In de regel wordt het uitgevoerd na andere klinische, laboratorium- en niet-invasieve bestralingsprocedures, wanneer het duidelijk wordt dat er radionuclidegegevens nodig zijn over de functie en morfologie van dat of een ander orgaan.

Contra-indicaties voor radionuclidediagnostiek zijn niet aanwezig, er zijn alleen beperkingen die worden geboden door instructies van het ministerie van Volksgezondheid.

Radionuclidemethoden maken onderscheid tussen radionuclide-beeldvormingsmethoden, radiografie, klinische en laboratoriumradiometrie.

De term 'visualisatie' is afgeleid van het Engelse woord 'visie'. Ze wijzen de verwerving van een afbeelding aan, in dit geval door radioactieve nucliden. Beeldvorming met radionucliden is het creëren van een beeld van de ruimtelijke verdeling van RFP in organen en weefsels wanneer het in het lichaam van de patiënt wordt ingebracht. De belangrijkste methode voor beeldvorming van radionucliden is gamma-scintigrafie (of eenvoudigweg scintigrafie), die wordt uitgevoerd op een apparaat dat een gammacamera wordt genoemd. Een variant van scintigrafie die wordt uitgevoerd op een speciale gammacamera (met een beweegbare detector) is gelaagde beeldvorming van radionucliden - single-foton emissietomografie. Zelden, voornamelijk vanwege de technische complexiteit van het verkrijgen van ultrakorte levende positroniserende radionucliden, wordt twee-fotonemissietomografie ook uitgevoerd op een speciale gammacamera. Soms wordt een reeds verouderde methode van beeldvorming van radionucliden gebruikt - scannen; het wordt uitgevoerd op een apparaat dat een scanner wordt genoemd.

[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7],