Studiu cu radionuclizi

Istoricul descoperirii diagnosticului radionuclidic

Distanța dintre laboratoarele de fizică, unde oamenii de știință înregistrau urmele particulelor nucleare, și practica clinică de zi cu zi părea deprimant de lungă. Însăși ideea de a utiliza fenomenele fizicii nucleare pentru a examina pacienții putea părea, dacă nu nebunească, atunci fabuloasă. Totuși, aceasta a fost ideea care s-a născut în experimentele omului de știință maghiar D. Hevesi, care a câștigat ulterior Premiul Nobel. Într-o zi de toamnă din 1912, E. Rutherford i-a arătat o grămadă de clorură de plumb aflată în subsolul laboratorului și i-a spus: „Uite, ai grijă de această grămadă. Încearcă să izolezi radiul D din sarea de plumb.”

După numeroase experimente efectuate de D. Hevesi împreună cu chimistul austriac A. Paneth, a devenit clar că era imposibil să se separe chimic plumbul și radiul D, deoarece nu erau elemente separate, ci izotopi ai unui singur element - plumbul. Acestea diferă doar prin faptul că unul dintre ele este radioactiv. Când se dezintegrează, emite radiații ionizante. Aceasta înseamnă că un izotop radioactiv - un radionuclid - poate fi utilizat ca marker atunci când se studiază comportamentul gemenului său neradioactiv.

Perspective fascinante s-au deschis pentru medici: introducerea radionuclizilor în corpul pacientului și monitorizarea locației acestora folosind dispozitive radiometrice. Într-un timp relativ scurt, diagnosticul radionuclizic a devenit o disciplină medicală independentă. În străinătate, diagnosticul radionuclizic în combinație cu utilizarea terapeutică a radionuclizilor se numește medicină nucleară.

Metoda radionuclidă este o metodă de studiere a stării funcționale și morfologice a organelor și sistemelor utilizând radionuclizi și indicatori marcați cu aceștia. Acești indicatori - numiți radiofarmaceutici (PR) - sunt introduși în corpul pacientului, iar apoi, folosind diverse dispozitive, se determină viteza și natura mișcării, fixării și îndepărtării lor din organe și țesuturi.

În plus, probele de țesut, sângele și secrețiile pacientului pot fi utilizate pentru radiometrie. În ciuda introducerii unor cantități neglijabile ale indicatorului (sutimi și miimi de microgram) care nu afectează cursul normal al proceselor vitale, metoda are o sensibilitate excepțional de mare.

Un medicament radiofarmaceutic este un compus chimic aprobat pentru administrare la om în scopuri diagnostice și care conține un radionuclid în molecula sa. Radionuclidul trebuie să aibă un spectru de radiații cu o anumită energie, să provoace o expunere minimă la radiații și să reflecte starea organului examinat.

În acest sens, un produs radiofarmaceutic este selectat ținând cont de proprietățile sale farmacodinamice (comportamentul în organism) și nuclearo-fizice. Farmacodinamica unui produs radiofarmaceutic este determinată de compusul chimic pe baza căruia este sintetizat. Posibilitățile de înregistrare a unei cereri de probă (RFP) depind de tipul de dezintegrare a radionuclidului cu care este marcat.

Atunci când alege un radiofarmaceutic pentru examinare, medicul trebuie să ia în considerare în primul rând orientarea sa fiziologică și farmacodinamica. Să luăm în considerare acest lucru folosind exemplul introducerii unui RFP în sânge. După injectarea într-o venă, radiofarmaceutic este inițial distribuit uniform în sânge și transportat către toate organele și țesuturile. Dacă medicul este interesat de hemodinamică și de umplerea cu sânge a organelor, va alege un indicator care circulă în fluxul sanguin pentru o perioadă lungă de timp, fără a trece de pereții vaselor de sânge în țesuturile înconjurătoare (de exemplu, albumina serică umană). Atunci când examinează ficatul, medicul va prefera un compus chimic care este captat selectiv de acest organ. Unele substanțe sunt captate din sânge de către rinichi și excretate în urină, așa că sunt utilizate pentru examinarea rinichilor și a tractului urinar. Unele radiofarmaceutice sunt sensibile la țesutul osos, ceea ce le face indispensabile în examinarea sistemului musculo-scheletic. Studiind timpii de transport și natura distribuției și eliminării radiofarmaceuticului din organism, medicul evaluează starea funcțională și caracteristicile structurale și topografice ale acestor organe.

Totuși, nu este suficient să se ia în considerare doar farmacodinamica unui radiofarmaceutic. Este necesar să se ia în considerare proprietățile nuclearo-fizice ale radionuclidului inclus în compoziția sa. În primul rând, acesta trebuie să aibă un anumit spectru de radiații. Pentru a obține o imagine a organelor, se utilizează doar radionuclizi care emit raze gamma sau radiații X caracteristice, deoarece aceste radiații pot fi înregistrate cu detecție externă. Cu cât se formează mai multe cuante gamma sau cuante de raze X în timpul dezintegrării radioactive, cu atât acest radiofarmaceutic este mai eficient din punct de vedere diagnostic. În același timp, radionuclidul ar trebui să emită cât mai puține radiații corpusculare - electroni care sunt absorbiți în corpul pacientului și nu participă la obținerea unei imagini a organelor. Din acest punct de vedere, sunt preferabile radionuclizi cu o transformare nucleară de tip tranziție izomerică.

Radionuclizii cu un timp de înjumătățire de câteva zeci de zile sunt considerați de viață lungă, de câteva zile - de viață medie, de câteva ore - de viață scurtă, de câteva minute - de viață ultra-scurtă. Din motive evidente, se tinde să se utilizeze radionuclizi cu viață scurtă. Utilizarea radionuclizilor cu viață medie și în special cu viață lungă este asociată cu o expunere crescută la radiații, utilizarea radionuclizilor cu viață ultra-scurtă fiind dificilă din motive tehnice.

Există mai multe modalități de a obține radionuclizi. Unele dintre ele se formează în reactoare, altele în acceleratoare. Cu toate acestea, cea mai comună metodă de obținere a radionuclizilor este metoda generatorului, adică producerea de radionuclizi direct în laboratorul de diagnosticare a radionuclizilor folosind generatoare.

Un parametru foarte important al unui radionuclid este energia cuantelor de radiație electromagnetică. Cuantele de energie foarte mică sunt reținute în țesuturi și, prin urmare, nu ajung la detectorul unui dispozitiv radiometric. Cuantele de energie foarte mare trec parțial prin detector, astfel încât eficiența lor de înregistrare este, de asemenea, scăzută. Intervalul optim de energie cuantică în diagnosticarea radionuclizilor este considerat a fi 70-200 keV.

O cerință importantă pentru un radiofarmaceutic este expunerea minimă la radiații în timpul administrării sale. Se știe că activitatea radionuclidului aplicat scade datorită a doi factori: dezintegrarea atomilor săi, adică un proces fizic, și eliminarea sa din organism - un proces biologic. Timpul de dezintegrare a jumătate din atomii radionuclidului se numește timp de înjumătățire fizic T 1/2. Timpul în care activitatea medicamentului introdus în organism scade la jumătate datorită eliminării sale se numește timp de înjumătățire biologic. Timpul în care activitatea radiofarmaceuticului introdus în organism scade la jumătate datorită dezintegrării și eliminării fizice se numește timp de înjumătățire efectiv (Ef).

Pentru studiile de diagnostic cu radionuclizi, se încearcă alegerea unui medicament radiofarmaceutic cu cel mai scurt T1/2. Acest lucru este de înțeles, deoarece sarcina de radiații asupra pacientului depinde de acest parametru. Cu toate acestea, un timp de înjumătățire fizic foarte scurt este, de asemenea, incomod: trebuie să aveți timp pentru a livra radiofarmaceuticului la laborator și a efectua studiul. Regula generală este: Tdar-ul medicamentului trebuie să fie apropiat de durata procedurii de diagnostic.

După cum s-a menționat deja, în prezent laboratoarele utilizează cel mai adesea metoda generatorului pentru obținerea radionuclizilor, iar în 90-95% din cazuri acesta este radionuclidul ^99m Tc, care este utilizat pentru marcarea marii majorități a radiofarmaceuticelor. Pe lângă technețiul radioactiv, se utilizează ¹³³ Xe, ⁶⁷ Ga și foarte rar alți radionuclizi.

Radiofarmaceuticele cele mai frecvent utilizate în practica clinică.

Cerere de ofertă (RFP)	Domeniul de aplicare
99m Tc-albumină	Studiul fluxului sanguin
Eritrocite marcate cu 99m 'Tc	Studiul fluxului sanguin
99m Tc-coloid (technifit)	Examinarea ficatului
99m Tc-butil-IDA (bromidă)	Examinarea sistemului biliar
99m Tc-pirofosfat (technifor)	Examinarea scheletică
99m Ts-MAA	Examinarea plămânilor
133 El	Examinarea plămânilor
67 Ga-citrat	Medicament tumorotrop, examen cardiac
99m Ts-sestamibi	Medicament tumorotrop
Anticorpi monoclonali 99m Tc	Medicament tumorotrop
201 T1-clorură	Cercetare în inimă și creier, medicament tumorotrop
99m Tc-DMSA (technemek)	Examinarea rinichilor
131 T-hippuran	Examinarea rinichilor
99 Tc-DTPA (pentatech)	Examinarea rinichilor și a vaselor de sânge
99m Tc-MAG-3 (technemag)	Examinarea rinichilor
99m Tc-pertechnetat	Examinarea glandei tiroide și a glandelor salivare
18 F-DG	Cercetarea creierului și a inimii
123 I-MIBG	Examinarea glandelor suprarenale

Diverse dispozitive de diagnostic au fost dezvoltate pentru a efectua studii cu radionuclizi. Indiferent de scopul lor specific, toate aceste dispozitive sunt proiectate conform unui singur principiu: au un detector care transformă radiațiile ionizante în impulsuri electrice, o unitate electronică de procesare și o unitate de prezentare a datelor. Multe dispozitive de radiodiagnostic sunt echipate cu computere și microprocesoare.

Scintilatoarele sau, mai rar, contoarele de gaze sunt de obicei utilizate ca detectoare. Un scintilator este o substanță în care apar flash-uri de lumină, sau scintilații, sub acțiunea particulelor sau fotonilor încărcați rapid. Aceste scintilații sunt captate de tuburi fotomultiplicatoare (PMT), care transformă flash-urile de lumină în semnale electrice. Cristalul de scintilație și PMT sunt plasate într-o carcasă metalică protectoare, un colimator, care limitează „câmpul vizual” al cristalului la dimensiunea organului sau a părții corpului studiate.

De obicei, un dispozitiv de radiodiagnostic are mai mulți colimatori înlocuibili, care sunt selectați de medic în funcție de obiectivele studiului. Colimatorul are unul sau mai multe orificii mici prin care radiația radioactivă pătrunde în detector. În principiu, cu cât orificiul din colimator este mai mare, cu atât sensibilitatea detectorului este mai mare, adică capacitatea sa de a înregistra radiațiile ionizante, dar în același timp rezoluția sa este mai mică, adică capacitatea de a distinge separat sursele mici de radiații. Colimatoarele moderne au câteva zeci de orificii mici, a căror poziție este selectată ținând cont de „viziunea” optimă asupra obiectului de studiu! În dispozitivele concepute pentru a determina radioactivitatea probelor biologice, se utilizează detectori de scintilație sub forma așa-numiților contori cu sonde. În interiorul cristalului există un canal cilindric în care se plasează o eprubetă cu materialul studiat. Un astfel de design al detectorului crește semnificativ capacitatea sa de a capta radiații slabe din probele biologice. Scintilatoarele lichide sunt utilizate pentru a măsura radioactivitatea fluidelor biologice care conțin radionuclizi cu radiații β ușoare.

Toate studiile de diagnostic cu radionuclizi sunt împărțite în două mari grupe: studii în care substanța radiofarmaceutică este introdusă în corpul pacientului – studii in vivo și studii ale sângelui, fragmentelor de țesut și secrețiilor pacientului – studii in vitro.

Orice studiu in vivo necesită pregătirea psihologică a pacientului. Scopul procedurii, importanța acesteia pentru diagnostic și procedura în sine trebuie explicate acestuia. Este deosebit de important să se sublinieze siguranța studiului. De regulă, nu este nevoie de o pregătire specială. Pacientul trebuie doar avertizat cu privire la comportamentul său în timpul studiului. Studiile in vivo utilizează diverse metode de administrare a radiofarmaceuticului, în funcție de obiectivele procedurii. Majoritatea metodelor implică injectarea radiofarmaceuticului în principal într-o venă, mult mai rar într-o arteră, parenchim de organ sau alte țesuturi. Radiofarmaceuticul este utilizat și pe cale orală și prin inhalare (inhalare).

Indicațiile pentru examinarea radionuclizică sunt stabilite de medicul curant după consultarea cu un radiolog. De regulă, aceasta se efectuează după alte proceduri clinice, de laborator și neinvazive de radioterapie, atunci când devine clară necesitatea datelor radionuclidice privind funcția și morfologia unui anumit organ.

Nu există contraindicații pentru diagnosticul cu radionuclizi, există doar restricții prevăzute de instrucțiunile Ministerului Sănătății.

Printre metodele radionuclidice se disting următoarele: metode de vizualizare radionuclidice, radiografie, radiometrie clinică și de laborator.

Termenul „vizualizare” derivă din cuvântul englezesc „vision”. Desemnează obținerea unei imagini, în acest caz folosind nuclizi radioactivi. Vizualizarea radionuclizilor este crearea unei imagini a distribuției spațiale a radiofarmaceuticului în organe și țesuturi atunci când este introdus în corpul pacientului. Principala metodă de vizualizare a radionuclizilor este scintigrafia gamma (sau pur și simplu scintigrafia), care se efectuează pe un dispozitiv numit cameră gamma. O variantă a scintigrafiei efectuată pe o cameră gamma specială (cu detector mobil) este vizualizarea radionuclizilor strat cu strat - tomografia cu emisie monofotonică. Rareori, în principal din cauza complexității tehnice a obținerii radionuclizilor emițători de pozitroni cu durată de viață ultra-scurtă, tomografia cu emisie bifotonică se efectuează și pe o cameră gamma specială. Uneori se utilizează o metodă învechită de vizualizare a radionuclizilor - scanarea; aceasta se efectuează pe un dispozitiv numit scaner.

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