Pagsasaliksik ng Radionuclide

Pagbubukas ng kasaysayan ng radionuclide diagnostics

Nagagalit ang pagtitiis ng distansiya sa pagitan ng mga pisikal na laboratoryo, kung saan nakarehistro ang mga siyentipiko ng mga nukleyar na particle, at araw-araw na klinikal na kasanayan. Ang napaka ideya ng posibilidad ng paggamit ng nuclear-physical phenomena para sa pagsusuri ng mga pasyente ay maaaring mukhang, kung hindi mabaliw, pagkatapos ay hindi kapani-paniwala. Gayunpaman, eksaktong tulad ng isang ideya ay ipinanganak sa mga eksperimento ng Hungarian scientist na si D.Heveshi, mamaya ang nagwagi ng Nobel Prize. Sa isa sa mga araw ng taglagas ng 1912 E.Reserford ay nagpakita sa kanya ng isang pile ng lead chloride, nakahiga sa basement ng laboratoryo, at nagsabi: "Dito, kunin ang pile na ito. Subukan na makilala ang Radium mula sa asin ng tingga. "

Pagkatapos ng maraming mga eksperimento na isinasagawa D.Heveshi kasama ang Austrian botika A.Panetom, ito ay naging malinaw na chemically imposibleng hatiin ang mga lead at radyum D, dahil ito ay hindi hiwalay na mga elemento at mga isotopes ng isang elemento - lead. Sila ay naiiba lamang sa isa sa mga ito ay radioactive. Ang disintegrating, ito ay nagpapalabas ng ionizing radiation. Samakatuwid, ang isang radioactive isotope, isang radionuclide, ay maaaring magamit bilang isang marka kapag nag-aaral ng pag-uugali ng kanyang di-radioactive twin.

Bago binuksan ng mga doktor ang isang mapang-akit na inaasam-asam: nagpapakilala sa radionuclides ng pasyente, upang masubaybayan ang kanilang lokasyon sa tulong ng mga instrumento ng radiometric. Sa loob ng medyo maikling panahon, ang mga diagnostic ng radionuclide ay naging isang malayang disiplinang medikal. Sa ibang bansa, ang diagnostics ng radionuclide na kumbinasyon sa paggamit ng radionuclides ay tinatawag na nuclear medicine.

Ang paraan ng radionuclide ay isang paraan para pag-aralan ang pagganap at morphological na estado ng mga organo at mga sistema sa tulong ng mga radionuclide at may label na mga tagapagpahiwatig. Ang mga tagapagpahiwatig na ito - ang mga ito ay tinatawag na radiopharmaceuticals (RFPs) - ay iniksyon sa katawan ng pasyente, at pagkatapos ay ginagamit ang iba't ibang mga instrumento na matukoy ang bilis at kalikasan ng paggalaw, pag-aayos at pagtanggal mula sa mga organo at tisyu.

Bilang karagdagan, ang mga piraso ng tisyu, dugo at paglabas ng pasyente ay maaaring gamitin para sa radiometry. Sa kabila ng pagpapakilala ng negligibly maliit na halaga ng tagapagpahiwatig (hundredths at thousandths ng isang microgram) na hindi nakakaapekto sa normal na kurso ng mga proseso ng buhay, ang paraan ay may isang napaka mataas na sensitivity.

Ang isang radiopharmaceutical ay ang kemikal na compound na pinahihintulutan para sa pangangasiwa sa isang tao na may isang diagnostic na layunin, sa molekula kung saan isang radionuclide ay nakapaloob. Ang radionut ay dapat magkaroon ng isang spectrum ng radiation ng isang tiyak na enerhiya, matukoy ang minimum na pagkarga ng radyasyon at sumasalamin sa kalagayan ng organ sa ilalim ng pagsisiyasat.

Sa pagsasaalang-alang na ito, ang radiopharmaceutical ay pinili na isinasaalang-alang ang kanyang pharmacodynamic (pag-uugali sa katawan) at mga katangian ng nuklear na pisikal. Ang mga pharmacodynamics ng isang radiopharmaceutical ay tinutukoy ng kemikal na compound batay sa kung saan ito ay synthesized. Ang posibilidad ng pagrerehistro ng mga RFP ay depende sa uri ng pagkabulok ng radionuclide kung saan ito ay may label.

Ang pagpili ng isang radiopharmaceutical para sa pananaliksik, isang manggagamot ay dapat na una sa lahat ay isinasaalang-alang ang kanyang physiological focus at pharmacodynamics. Isaalang-alang ito halimbawa ang pagpapakilala ng RFP sa dugo. Matapos ang iniksyon sa ugat, ang radiopharmaceutical ay unang pantay na ibinahagi sa dugo at transported sa lahat ng mga organo at tisyu. Kung ang isang doktor na interesado sa hemodynamics at dugo supply ng bahagi ng katawan, siya pumili ng isang tagapagpahiwatig na ang isang mahabang panahon circulates sa dugo, nang walang pagpunta sa labas ng mga pader ng mga vessels ng dugo sa nakapaligid na tissue (eg, tao suwero puti ng itlog). Kapag sinusuri ang atay, mas gusto ng manggagamot ang isang kemikal na tambalan na pinipili ng organ na ito. Ang ilang mga sangkap ay nakuha mula sa dugo ng mga bato at inilabas sa ihi, kaya pinaglilingkuran nila ang pag-aaral sa mga kidney at urinary tract. Ang mga indibidwal na radiopharmaceuticals ay tropiko sa tisyu ng buto, at samakatuwid sila ay lubhang kailangan sa pag-aaral ng aparatong osteoarticular. Pag-aaral ang mga oras transport at ang kalikasan ng ang pamamahagi at pawis ng mga radiopharmaceutical mula sa katawan, ang mga manggagamot hahatol sa mga functional na katayuan at ang structural at topographic mga tampok ng mga katawan.

Gayunpaman, hindi sapat na isinasaalang-alang lamang ang mga pharmacodynamics ng radiopharmaceutical. Kinakailangan na isaalang-alang ang mga pisikal na pisikal na katangian ng radionuclide na pumapasok sa komposisyon nito. Una sa lahat, dapat itong magkaroon ng isang tiyak na spectrum ng radiation. Upang makakuha ng mga larawan ng mga organo, tanging ang radionuclides na nagpapalabas ng γ-ray o katangian ng X-ray radiation ay ginagamit, dahil ang mga radiation na ito ay maaaring nakarehistro sa panlabas na pagtuklas. Ang mas γ-quanta o X-ray quanta nabuo sa radioactive pagkabulok, ang mas epektibong ito radiopharmaceutical ay nasa diagnostic kahulugan. Sa parehong oras, ang radionuclide ay dapat na humalimuyak bilang maliit hangga't maaari corpuscular radiation - electron na nasisipsip sa katawan ng pasyente at hindi lumahok sa imaging ng mga organo. Ang radionuclides na may isang nuclear na pagbabagong-anyo ng isomeric na uri ng paglipat ay lalong kanais-nais mula sa mga posisyon na ito.

Ang Radionuclides, na ang kalahating-buhay ay ilang dosenang araw, ay itinuturing na matagal nang nabubuhay, ilang araw ay katamtaman, maraming oras ay maikli ang buhay, at ilang minuto ay nabubuhay sa ultrashort. Para sa mga naiintindihan na kadahilanan malamang na gumamit sila ng mga maikling buhay na radionuclides. Ang paggamit ng mga medium-lived at, lalo na, mahaba-buhay radionuclides ay nauugnay sa mas mataas na pag-load ng radiation, ang paggamit ng ultrashort-nanirahan radionuclides ay hampered para sa mga teknikal na kadahilanan.

Mayroong maraming mga paraan upang makakuha ng radionuclides. Ang ilan sa kanila ay nabuo sa mga reactor, ang ilan sa mga accelerators. Gayunpaman, ang pinaka-karaniwang paraan ng pagkuha ng radionuclides ay generator, i.e. Ang produksyon ng mga radionuclides direkta sa laboratoryo ng radionuclide diagnostics sa tulong ng mga generators.

Ang isang napakahalagang parameter ng radionuclide ay ang enerhiya ng quanta ng electromagnetic radiation. Quanta ng napakababang energies ay mananatili sa mga tisyu at, samakatuwid, ay hindi maabot ang detektor ng radiometric aparato. Quanta ng napakataas na energies bahagyang lumipad sa pamamagitan ng detektor, kaya ang pagiging epektibo ng kanilang pagpaparehistro ay mababa din. Ang pinakamainam na hanay ng enerhiya ng kabuuan sa radionuclide diagnostics ay 70-200 keV.

Ang isang mahalagang pangangailangan para sa isang radiopharmaceutical ay ang minimum na pagkarga ng radiation kapag ito ay ibinibigay. Ito ay kilala na ang aktibidad ng inilapat radionuclide bumababa dahil sa ang pagkilos ng dalawang mga kadahilanan: ang pagkabulok ng mga atoms nito, ibig sabihin. Pisikal na proseso, at pag-aalis nito mula sa katawan - ang biological na proseso. Ang pagkabulok ng oras ng kalahati ng radionuclide atoms ay tinatawag na pisikal na kalahating buhay ng T 1/2. Ang oras kung saan ang aktibidad ng bawal na gamot, na ipinakilala sa katawan, ay nabawasan ng kalahati dahil sa pagpapalabas nito, ay tinatawag na panahon ng biological half-eliminasyon. Ang oras kung kailan ang aktibidad ng RFP na ipinakilala sa katawan ay nabawasan ng kalahati dahil sa pisikal na pagkabulok at pag-aalis ay tinatawag na epektibong kalahating buhay (TEF)

Para sa mga diagnostic na pag-aaral ng radionuclide, hinahangad nilang pumili ng isang radiopharmaceutical na may hindi bababa sa prolonged T 1/2. Ito ay nauunawaan dahil ang radial load sa pasyente ay depende sa parameter na ito. Gayunpaman, ang isang napaka-maikling pisikal na kalahating buhay ay hindi rin maginhawa: kinakailangan na magkaroon ng panahon upang maghatid ng RFP sa laboratoryo at magsagawa ng pag-aaral. Ang pangkalahatang tuntunin ay ito: Ang droga ay dapat lumapit sa tagal ng diagnostic procedure.

Gaya ng nabanggit na, ito ay kasalukuyang nasa laboratoryo unting gamitin regenerative paraan ng paggawa ng radionuclides, at sa 90-95% ng mga kaso - ay ang radionuclide ^99m TC, na kung saan ay may label na may ang karamihan sa mga radiopharmaceuticals. Bilang karagdagan sa radioactive technetium, ¹³³ Xe, ⁶⁷ Ga , kung minsan ay napaka-bihirang iba pang radionuclides ang ginagamit.

Ang RFP, ang pinaka karaniwang ginagamit sa klinikal na pagsasanay.

RFP	Saklaw ng aplikasyon
99m Tc Albumin	Pagsusuri ng daloy ng dugo
99m 'Tc na may label na erythrocytes	Pagsusuri ng daloy ng dugo
99m T- colloids (technically)	Pagsusuri sa atay
99m Tc-butyl-IDA (bromeside)	Examination ng sistema ng excretory ng apdo
99m Ts-pyrophosphate (technifor)	Pag-aaral ng balangkas
99m Ts-MAA	Pagsusuri sa baga
133 ее	Pagsusuri sa baga
67 Ga-sitrato	Tumorotropic drug, pagsusuri ng puso
99m Ts-sestamibi	Tumorotropic na gamot
99m Tc-monoclonal antibodies	Tumorotropic na gamot
201 T1-klorido	Pag-aaral ng puso, utak, gamot na tumorotropic
99m Tc-DMSA (technemek)	Pagsusuri ng bato
131 T-Hippuran	Pagsusuri ng bato
99 Tc-DTPA (pententech)	Pag-aralan ang mga bato at mga daluyan ng dugo
99mTc-MAG-3 (teknolohiya)	Pagsusuri ng bato
99m Ts-Pertehnetat	Pananaliksik sa thyroid at salivary glandula
18 F-DG	Pag-aaral ng utak at puso
123 Ipinadala ko	Pag-aaral ng adrenal glands

Upang magsagawa ng mga pag-aaral ng radionuclide, ang iba't ibang mga instrumento ng diagnostic ay binuo. Anuman ang kanilang partikular na layunin, ang lahat ng mga aparatong ito ay inayos alinsunod sa isang prinsipyo: mayroon silang detektor na nag-convert ng ionizing radiation sa elektrikal na mga pulse, isang electronic processing unit at isang yunit ng representasyon ng data. Maraming aparatong radiodiagnostic ang may mga computer at microprocessor.

Ang mga scintillator o, mas bihirang, ang mga gas counter ay karaniwang ginagamit bilang isang detektor. Ang scintillator ay isang sangkap na kung saan ang mga ilaw na flash-scintillations-ay ginawa ng pagkilos ng mabilis na sisingilin particle o photon. Ang mga scintillations na ito ay nakuha ng photoelectric multipliers (PMTs), na nagko-convert ang mga flash na flash sa mga electrical signal. Ang scintillation crystal at ang photomultiplier ay inilalagay sa isang protective metal casing, isang collimator na naglilimita sa "field of vision" ng kristal sa laki ng organ o sa pinag-aralan na bahagi ng katawan ng pasyente.

Karaniwan ang aparatong radiodiagnostic ay may ilang mga naaalis na collimators, na pinipili ng doktor, depende sa mga gawain sa pananaliksik. Sa collimator mayroong isang malaking o ilang maliit na butas kung saan ang radioactive radiation ay pumasok sa detektor. Sa prinsipyo, mas malaki ang butas sa collimator, mas mataas ang sensitivity ng detector, i E. Ang kakayahang makita ang radiation ng ionizing, ngunit sa parehong oras ang paglutas ng kapangyarihan nito ay mas mababa, i.e. Makilala sa pagitan ng maliliit na pinagkukunan ng radiation. Sa mga modernong collimators mayroong maraming mga sampu-sampung maliit na butas, ang posisyon ng kung saan ay pinili isinasaalang-alang ang pinakamainam na "pangitain" ng bagay ng imbestigasyon! Sa mga aparato na idinisenyo upang matukoy ang radyaktibidad ng mga biological sample, ang mga scintillation detectors ay ginagamit sa anyo ng tinatawag na mahusay na mga counter. Sa loob ng kristal ay may isang cylindrical channel kung saan ang isang tube na may materyal na susuriin ay nakalagay. Ang naturang aparato ng detektor ay makabuluhang nagpapataas ng kakayahang makuha ang mahinang radiation mula sa biological samples. Upang sukatin ang radyaktibidad ng biological fluid na naglalaman ng radionuclides na may malambot na β-radiation, ang mga likidong scintillator ay ginagamit.

Lahat ng diagnostic radionuclide pag-aaral ay nahahati sa dalawang malalaking grupo: isang pag-aaral kung saan ang radiopharmaceutical ay pinamamahalaan sa isang pasyente, - pag-aaral sa Vivo, at pagsusuri ng dugo, mga piraso ng tissue at pasyente secretions - pananaliksik sa vitro.

Kapag nagsasagawa ng anumang nasa vivo na pag-aaral, kinakailangan ang sikolohiyang paghahanda ng pasyente. Kailangan niyang linawin ang layunin ng pamamaraan, ang kahalagahan nito para sa diyagnosis, ang pamamaraan. Higit na mahalaga na bigyang diin ang kaligtasan ng pag-aaral. Sa espesyal na pagsasanay, bilang panuntunan, walang pangangailangan. Ito ay kinakailangan lamang upang balaan ang pasyente tungkol sa kanyang pag-uugali sa panahon ng pag-aaral. Sa sa Vivo pag-aaral gamit ang iba't ibang mga pamamaraan ng pangangasiwa sa radiopharmaceutical ayon sa mga problema procedure sa karamihan ng mga pamamaraan ay nagbibigay ng para sa iniksyon ng radiopharmaceutical advantageously intravenously, higit na mas mababa sa artery, organ parenkayma, iba pang mga tisiyu. Ang RFP ay ginagamit din sa pasalita at sa pamamagitan ng paglanghap (paglanghap).

Ang mga pahiwatig para sa radionuclide na pananaliksik ay tinutukoy ng dumadating na manggagamot pagkatapos sumangguni sa radiologist. Bilang isang tuntunin, ito ay ginanap pagkatapos ng iba pang mga klinikal, laboratoryo at di-invasive na mga pamamaraan ng radiation, kapag ito ay nagiging malinaw na ang pangangailangan para sa radionuclide data sa function at morpolohiya ng iyon o iba pang organ.

Ang mga contraindications sa radionuclide diagnostics ay hindi naroroon, mayroon lamang mga paghihigpit na ibinigay ng mga tagubilin ng Ministry of Health.

Ang mga paraan ng Radionuclide ay nakikilala sa pagitan ng mga radionuclide na paraan ng pagmamanipula, radiography, klinikal at laboratoryo radiometry.

Ang terminong "visualization" ay nagmula sa salitang "paningin" ng salitang Ingles. Itinalaga nila ang pagkuha ng isang imahe, sa kasong ito sa pamamagitan ng radioactive nuclides. Ang Radionuclide imaging ay ang paglikha ng isang larawan ng spatial na pamamahagi ng RFP sa mga organo at tisyu kapag ipinakilala ito sa katawan ng pasyente. Ang pangunahing paraan ng radionuclide imaging ay gamma scintigraphy (o simpleng scintigraphy), na isinagawa sa isang aparatong tinatawag na gamma camera. Ang isang variant ng scintigraphy na isinagawa sa isang espesyal na gamma camera (na may movable detector) ay layered radionuclide imaging - single-photon emission tomography. Bihirang, higit sa lahat dahil sa teknikal na kumplikado ng pagkuha ng ultrashort-living positronizing radionuclides, dalawang-poton emission tomography ay ginanap din sa isang espesyal na camera ng gamma. Minsan ang isang lipas na sa panahon na paraan ng radionuclide imaging ay ginagamit - pag-scan; ito ay isinagawa sa isang aparatong tinatawag na scanner.

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