Kajian radionuklida

Sejarah penemuan diagnostik radionuklid

Jarak antara makmal fizik, di mana saintis merekodkan jejak zarah nuklear, dan amalan klinikal setiap hari kelihatan sangat panjang. Idea menggunakan fenomena fizik nuklear untuk memeriksa pesakit mungkin kelihatan, jika tidak gila, maka hebat. Walau bagaimanapun, ini adalah idea yang dilahirkan dalam eksperimen saintis Hungary D. Hevesi, yang kemudiannya memenangi Hadiah Nobel. Pada suatu hari musim luruh pada tahun 1912, E. Rutherford menunjukkan kepadanya timbunan klorida plumbum yang terletak di ruang bawah tanah makmal dan berkata: "Sini, jaga longgokan ini. Cuba asingkan radium D daripada garam plumbum."

Selepas banyak eksperimen yang dijalankan oleh D. Hevesi bersama-sama dengan ahli kimia Austria A. Paneth, menjadi jelas bahawa adalah mustahil untuk memisahkan plumbum dan radium D secara kimia, kerana ia bukan unsur yang berasingan, tetapi isotop satu unsur - plumbum. Mereka berbeza hanya kerana salah satu daripadanya adalah radioaktif. Apabila mereput, ia mengeluarkan sinaran mengion. Ini bermakna isotop radioaktif - radionuklid - boleh digunakan sebagai penanda apabila mengkaji tingkah laku kembar bukan radioaktifnya.

Prospek yang menarik dibuka untuk doktor: memperkenalkan radionuklid ke dalam badan pesakit dan memantau lokasi mereka menggunakan peranti radiometrik. Dalam masa yang agak singkat, diagnostik radionuklid menjadi satu disiplin perubatan bebas. Di luar negara, diagnostik radionuklid dalam kombinasi dengan penggunaan terapeutik radionuklid dipanggil perubatan nuklear.

Kaedah radionuklid ialah kaedah mengkaji keadaan fungsi dan morfologi organ dan sistem menggunakan radionuklid dan penunjuk yang dilabelkan dengannya. Penunjuk ini - ia dipanggil radiopharmaceuticals (RP) - diperkenalkan ke dalam badan pesakit, dan kemudian, menggunakan pelbagai peranti, kelajuan dan sifat pergerakan mereka, penetapan dan penyingkiran dari organ dan tisu ditentukan.

Di samping itu, sampel tisu, darah dan rembesan pesakit boleh digunakan untuk radiometri. Walaupun pengenalan jumlah penunjuk yang boleh diabaikan (perseratus dan perseribu mikrogram) yang tidak menjejaskan perjalanan normal proses kehidupan, kaedah ini mempunyai sensitiviti yang sangat tinggi.

Radiofarmaseutikal ialah sebatian kimia yang diluluskan untuk pentadbiran kepada manusia untuk tujuan diagnostik dan mengandungi radionuklid dalam molekulnya. Radionuklid mesti mempunyai spektrum sinaran tenaga tertentu, menyebabkan pendedahan sinaran minimum, dan mencerminkan keadaan organ yang diperiksa.

Dalam hal ini, radiofarmaseutikal dipilih dengan mengambil kira farmakodinamik (tingkah laku dalam badan) dan sifat nuklear-fizikalnya. Farmakodinamik radiofarmaseutikal ditentukan oleh sebatian kimia berdasarkan mana ia disintesis. Kemungkinan untuk mendaftarkan RFP bergantung pada jenis pereputan radionuklid yang dilabelkan.

Apabila memilih radiofarmaseutikal untuk pemeriksaan, doktor mesti terlebih dahulu mengambil kira orientasi fisiologi dan farmakodinamiknya. Mari kita pertimbangkan ini menggunakan contoh pengenalan RFP ke dalam darah. Selepas suntikan ke dalam vena, radiofarmaseutikal pada mulanya diagihkan sama rata dalam darah dan diangkut ke semua organ dan tisu. Sekiranya doktor berminat dengan hemodinamik dan pengisian darah organ, dia akan memilih penunjuk yang beredar dalam aliran darah untuk masa yang lama, tanpa melampaui dinding saluran darah ke dalam tisu sekeliling (contohnya, albumin serum manusia). Apabila memeriksa hati, doktor akan memilih sebatian kimia yang secara selektif ditangkap oleh organ ini. Sesetengah bahan ditangkap daripada darah oleh buah pinggang dan dikumuhkan dalam air kencing, jadi ia digunakan untuk memeriksa buah pinggang dan saluran kencing. Sesetengah radiofarmaseutikal adalah tropika kepada tisu tulang, yang menjadikannya amat diperlukan dalam memeriksa sistem muskuloskeletal. Dengan mengkaji masa pengangkutan dan sifat pengedaran dan penyingkiran radiofarmaseutikal dari badan, doktor menilai keadaan fungsi dan ciri struktur dan topografi organ-organ ini.

Walau bagaimanapun, tidak cukup untuk mempertimbangkan farmakodinamik radiofarmaseutikal sahaja. Ia adalah perlu untuk mengambil kira sifat nuklear-fizikal radionuklid yang termasuk dalam komposisinya. Pertama sekali, ia mesti mempunyai spektrum sinaran tertentu. Untuk mendapatkan imej organ, hanya radionuklid yang memancarkan sinar-γ atau sinaran sinar-X yang khas digunakan, kerana sinaran ini boleh didaftarkan dengan pengesanan luaran. Lebih banyak γ-quanta atau kuanta X-ray terbentuk semasa pereputan radioaktif, lebih berkesan radiofarmaseutikal ini dari segi diagnostik. Pada masa yang sama, radionuklid harus memancarkan sinaran korpuskular sesedikit mungkin - elektron yang diserap dalam badan pesakit dan tidak mengambil bahagian dalam mendapatkan imej organ. Dari sudut pandangan ini, radionuklid dengan transformasi nuklear jenis peralihan isomerik adalah lebih baik.

Radionuklid dengan separuh hayat beberapa puluh hari dianggap jangka hayat, beberapa hari - sederhana, beberapa jam - pendek, beberapa minit - ultra pendek. Atas sebab yang jelas, mereka cenderung menggunakan radionuklid jangka pendek. Penggunaan radionuklid jangka sederhana dan terutamanya jangka panjang dikaitkan dengan peningkatan pendedahan sinaran, penggunaan radionuklid ultra pendek adalah sukar atas sebab teknikal.

Terdapat beberapa cara untuk mendapatkan radionuklid. Sebahagian daripada mereka terbentuk dalam reaktor, beberapa dalam pemecut. Walau bagaimanapun, cara yang paling biasa untuk mendapatkan radionuklid ialah kaedah penjana, iaitu penghasilan radionuklid secara terus di makmal diagnostik radionuklid menggunakan penjana.

Parameter radionuklid yang sangat penting ialah tenaga kuanta sinaran elektromagnet. Kuanta tenaga yang sangat rendah dikekalkan dalam tisu dan, oleh itu, tidak mencapai pengesan peranti radiometrik. Kuanta tenaga yang sangat tinggi sebahagiannya melalui pengesan, jadi kecekapan pendaftarannya juga rendah. Julat optimum tenaga kuantum dalam diagnostik radionuklid dianggap sebagai 70-200 keV.

Keperluan penting untuk radiofarmaseutikal ialah pendedahan sinaran minimum semasa pentadbirannya. Adalah diketahui bahawa aktiviti radionuklid yang digunakan berkurangan disebabkan oleh dua faktor: pereputan atomnya, iaitu proses fizikal, dan penyingkirannya daripada badan - proses biologi. Masa pereputan separuh daripada atom radionuklid dipanggil separuh hayat fizikal T 1/2. Masa di mana aktiviti ubat yang dimasukkan ke dalam badan berkurangan sebanyak separuh kerana penyingkirannya dipanggil separuh hayat biologi. Masa di mana aktiviti radiofarmaseutikal dimasukkan ke dalam badan berkurangan sebanyak separuh disebabkan oleh pereputan dan penyingkiran fizikal dipanggil separuh hayat berkesan (Ef).

Untuk kajian diagnostik radionuklid, mereka cuba memilih ubat radiofarmaseutikal dengan T 1/2 terpendek. Ini boleh difahami, kerana beban radiasi pada pesakit bergantung pada parameter ini. Walau bagaimanapun, separuh hayat fizikal yang sangat singkat juga menyusahkan: anda perlu mempunyai masa untuk menghantar radiofarmaseutikal ke makmal dan menjalankan kajian. Peraturan umum ialah: Tdar ubat harus hampir dengan tempoh prosedur diagnostik.

Seperti yang telah dinyatakan, pada masa ini makmal paling kerap menggunakan kaedah penjana untuk mendapatkan radionuklid, dan dalam 90-95% kes ini adalah radionuklid ^99m Tc, yang digunakan untuk melabelkan sebahagian besar radiofarmaseutikal. Sebagai tambahan kepada teknetium radioaktif, ¹³³ Xe, ⁶⁷ Ga, dan sangat jarang radionuklid lain digunakan.

Radiofarmaseutikal paling kerap digunakan dalam amalan klinikal.

RFP	Skop permohonan
99m Tc-albumin	Kajian aliran darah
99m 'Eritrosit berlabel Tc	Kajian aliran darah
99m Tc-koloid (technifit)	Pemeriksaan hati
99m Tc-butil-IDA (bromeside)	Pemeriksaan sistem hempedu
99m Tc-pirofosfat (technifor)	Pemeriksaan rangka
99m Ts-MAA	Pemeriksaan paru-paru
133 Dia	Pemeriksaan paru-paru
67 Ga-sitrat	Ubat tumorotropik, pemeriksaan jantung
99m Ts-sestamibi	Ubat tumorotropik
Antibodi Tc-monoklonal 99m	Ubat tumorotropik
201 T1-klorida	Jantung, penyelidikan otak, ubat tumorotropik
99m Tc-DMSA (technemek)	Pemeriksaan buah pinggang
131 T-hippuran	Pemeriksaan buah pinggang
99 Tc-DTPA (pentatech)	Pemeriksaan buah pinggang dan saluran darah
99m Tc-MAG-3 (technemag)	Pemeriksaan buah pinggang
99m Tc-pertechnetate	Pemeriksaan kelenjar tiroid dan kelenjar air liur
18 F-DG	Penyelidikan Otak dan Jantung
123 I-MIBG	Pemeriksaan kelenjar adrenal

Pelbagai peranti diagnostik telah dibangunkan untuk menjalankan kajian radionuklid. Tanpa mengira tujuan khusus mereka, semua peranti ini direka bentuk mengikut satu prinsip: ia mempunyai pengesan yang menukar sinaran pengion kepada impuls elektrik, unit pemprosesan elektronik dan unit pembentangan data. Banyak peranti radiodiagnostik dilengkapi dengan komputer dan mikropemproses.

Scintillators atau, kurang biasa, kaunter gas biasanya digunakan sebagai pengesan. Scintillator ialah bahan di mana pancaran cahaya, atau kilauan, berlaku di bawah tindakan zarah atau foton bercas pantas. Kilauan ini ditangkap oleh tiub photomultiplier (PMT), yang menukar pancaran cahaya kepada isyarat elektrik. Kristal kilauan dan PMT diletakkan di dalam sarung logam pelindung, kolimator, yang mengehadkan "medan penglihatan" kristal kepada saiz organ atau bahagian badan yang sedang dikaji.

Biasanya, peranti radiodiagnostik mempunyai beberapa kolimator yang boleh diganti, yang dipilih oleh doktor bergantung kepada objektif kajian. Kolimator mempunyai satu lubang besar atau beberapa lubang kecil yang melaluinya sinaran radioaktif menembusi pengesan. Pada dasarnya, lebih besar lubang dalam kolimator, lebih tinggi kepekaan pengesan, iaitu keupayaannya untuk mendaftarkan sinaran mengion, tetapi pada masa yang sama resolusinya lebih rendah, iaitu keupayaan untuk membezakan secara berasingan sumber sinaran kecil. Kolimator moden mempunyai beberapa dozen lubang kecil, kedudukannya dipilih dengan mengambil kira "penglihatan" optimum objek kajian! Dalam peranti yang direka untuk menentukan keradioaktifan sampel biologi, pengesan kilauan digunakan dalam bentuk yang dipanggil pembilang telaga. Di dalam kristal terdapat saluran silinder di mana tabung uji dengan bahan yang dikaji diletakkan. Reka bentuk pengesan sedemikian dengan ketara meningkatkan keupayaannya untuk menangkap sinaran lemah daripada sampel biologi. Scintillator cecair digunakan untuk mengukur keradioaktifan cecair biologi yang mengandungi radionuklid dengan sinaran β lembut.

Semua kajian diagnostik radionuklid dibahagikan kepada dua kumpulan besar: kajian di mana radiofarmaseutikal dimasukkan ke dalam badan pesakit – kajian in vivo, dan kajian darah pesakit, kepingan tisu dan rembesan – kajian in vitro.

Mana-mana kajian in vivo memerlukan persediaan psikologi pesakit. Tujuan prosedur, kepentingannya untuk diagnostik, dan prosedur harus dijelaskan kepadanya. Ia amat penting untuk menekankan keselamatan kajian. Sebagai peraturan, tidak ada keperluan untuk penyediaan khas. Pesakit hanya perlu diberi amaran tentang tingkah lakunya semasa kajian. Kajian in vivo menggunakan pelbagai kaedah untuk mentadbir radiofarmaseutikal bergantung kepada objektif prosedur. Kebanyakan kaedah melibatkan suntikan radiofarmaseutikal terutamanya ke dalam vena, lebih jarang ke dalam arteri, parenkim organ atau tisu lain. Radiofarmaseutikal juga digunakan secara lisan dan melalui penyedutan (penyedutan).

Petunjuk untuk pemeriksaan radionuklid ditentukan oleh doktor yang hadir selepas berunding dengan ahli radiologi. Sebagai peraturan, ia dijalankan selepas prosedur sinaran klinikal, makmal dan bukan invasif lain, apabila keperluan untuk data radionuklid mengenai fungsi dan morfologi organ tertentu menjadi jelas.

Tiada kontraindikasi untuk diagnostik radionuklid, hanya terdapat sekatan yang disediakan oleh arahan Kementerian Kesihatan.

Antara kaedah radionuklid, berikut dibezakan: kaedah visualisasi radionuklid, radiografi, radiometri klinikal dan makmal.

Istilah "visualization" berasal daripada perkataan Inggeris "vision". Ia menandakan mendapatkan imej, dalam kes ini menggunakan nuklida radioaktif. Visualisasi radionuklida ialah penciptaan gambar taburan spatial radiofarmaseutikal dalam organ dan tisu apabila ia dimasukkan ke dalam badan pesakit. Kaedah utama visualisasi radionuklid ialah scintigraphy gamma (atau ringkasnya scintigraphy), yang dilakukan pada peranti yang dipanggil kamera gamma. Satu varian scintigraphy yang dilakukan pada kamera gamma khas (dengan pengesan boleh alih) ialah visualisasi radionuklid lapisan demi lapisan - tomografi pelepasan foton tunggal. Jarang, terutamanya disebabkan oleh kerumitan teknikal untuk mendapatkan radionuklid pemancar positron ultra pendek, tomografi pelepasan dua foton juga dilakukan pada kamera gamma khas. Kadangkala kaedah visualisasi radionuklid yang lapuk digunakan - pengimbasan; ia dilakukan pada peranti yang dipanggil pengimbas.

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