Реферат: Методы радионуклидной диагностики

Министерствообщего и профессиональногообразованияРФ

УльяновскийГосударственныйУниверситет

ИнститутМедицины Экологиии Валеологии

Медицинскийфакультет

Кафедралучевой диагностикти лучевой терапии

РЕФЕРАТ

Натему:

«Физическиеи биологическиеаспекты радионуклидныхисследований.

Структураметодов»

Реферат подисциплине«Лучевая диагностика»на тему «Физическиеи биологическиеаспекты радиоизотопныхисследований»студента группыЛ-411, четвёртогокурса МедицинскогоФакультетаИнститутаМедицины Экологиии ВалеологииУльяновскогоГосударственногоУниверситета, Мальцева АндреяАлександровича.

Ульяновск, 2000

ФИЗИЧЕСКИЕИ БИОЛОГИЧЕСКИЕАСПЕКТЫ РАДИОНУКЛИДНОЙДИАГНОСТИКИ.

СТРУКТУРАМЕТОДОВ.

Радионуклидныеметоды исследованияэто методывизуализациифункциональногои, отчасти, анатомическогосостоянияорганов и тканей, при помощиизлучения, полученногоот введенноговнутрь радиофармацевтическогопрепарата.Таким образом, отличие этойгруппы методовот остальныхметодов лучевойдиагностикисостоит в том, что для визуализациииспользуетсяне проходящеечерез тело(трансмиссионное)пациента(рентгеновскиеметоды) и неотраженноеот тканей(ультразвуковыеметоды), а исходящееизнутри (эмиссионное)излучение.

Радиофармацевтическиепрепараты –это химическиевещества, содержащиев составе своеймолекулырадиоактивныеизотопы, т.н.«меченые»изотопом вещества.В зависимостиот цели исследованияприменяют либометаболическиерадиофармацевтическиепрепараты (т.е.молекула РФПявляется одними звеньев тогоили иногометаболическогопроцесса) – дляизучения метаболизма, либо радиофармацевтическиепрепаратыперфузионноготипа распределения(молекула РФПне являетсячастью метаболическойцепочки, и имеетопределённыеразмерныехарактеристики, т.е. распределениеРФП зависитбольшей частьюот перфузиитого или иногооргана; какправило, применяютсямеченныемакроагрегатыальбумина).Так-же, в лабораторнойпрактике исспользуютмеченные антителадля проведениярадиоиммунныханализов. Используют, как правило, препараты длявнутривенноговведения. Дляисследованияфункции лёгкихприменяютгазообразныйРФП для ингаляции(Xe133). Идеальныйрадиофармацевтическийпрепарат долженраспространятьсятолько в пределахзаинтересованнойанатомическойобласти, периодполураспадарадиоактивногокомпонентаРФП должен бытьравен примерно1/3 продолжительностиисследования, период полувыведенияпрепаратадолжен бытьминимальным, энергия испускаемогоизлучениядолжна бытьдостаточнадля получениячитабельнойкартины, но неслишком большой, что-бы не накладыватьна больногочрезмернуюлучевую нагрузку, и для наиболееоптимальнойдетекции (излучениеочень высокойэнергии проходитчерез сцинтиляционныйкристалл безпоглощения).Наиболее оптимальнаяэнергия излучения– 50 – 300 кэВ (150 кэВ).Используютсяизотопы, испускающиепри распадеγ-кванты, т.к. это излучениеобладает наибольшейпроникающейспособностью.Для позитроннойэмиссионнойтомографиииспользуютсяизотопы с α-и β-распадом, т.к. регистрируетсяаннигиляционноеγ-излучение, т.е. получающеесяв результатестолкновенияα- иβ-частиц.

Физическиеаспекты. В основевсех радионуклидныхметодов исследованиялежит явлениерадиоактивности.Радиоактивность– это способностьядер атомоврадиоактивныхизотопов распадатьсяс излучениемосвободившейсяпри распадеэнергии в видеα-, β- илиγ- частиц.α-излучение– это потокядер Гелия, т.е. частиц, имеющихположительныйзаряд. Характкризуетсянаименьшейпроникающейспособностью.β-излучение– это потокэлектронов, отрицательнозаряженныхчастиц. γ-излучение– это волновоеизлучение, неимеющее никакогозаряда. Характеризуетсянаибольшейэнергией, проникающейспособностьюи следовательно, максимальнымповреждающимдействием наживое. В радионуклиднойдиагностикеиспользуетсябольшей частью,γ-излучение.Для регистрацииизлученияиспользуютгазоразрядные(счётчик Гейгера)или сцинтиляционные(сцинтиляционнаяпластина; гамма-камера)датчики с последующейкомпьютернойобработкойинформации.

Биологическиеаспекты. Какуже было сказано, основу радионуклиднойдиагностикив клинике составляетспособностьрадиофармацевтическогопрепаратанакапливатьсяв разных тканяхв разной степени.Более того, степень накопленияРФП зависитеще и от функциональногосостоянияткани, перфузииткани, антигенныхсвойств. Так-же, некоторыерадиофармацевтическиепрепараты способнынакапливатьсяв фагоцитирующихклетках (клеткахретикулоэндотелиальнойсистемы, макрофагахи т.п.). Соответственно, картину тогоили иного состояния, полученнуюс помощью какого-либометода радионуклиднойдиагностикибудут определять: тропность РФПк ткани (характерткани, составткани), перфузияучастка ткани, функциональноесостояниеткани. Например, на сцинтиграммепечени обнаруженот.н. «холодное»пятно, свидетельствующеео недостаточномнакопленииРФП в данномучастке печёночнойпаренхимы. Этонаталкиваетна мысль оботсутствииКупферовскихклеток в этомочаге. Локальноеотсутствиеклеток Фон-Купферахарактернодля опухолевогопроцесса. Другойпример: наперфузионнойсцинтиграммелёгких обнаружено«холодное»пятно в областиверхней долиправого лёгкого.Клиническиу больного –острое лёгочноесердце. В данномслучае недостаточноенакоплениеРФП в верхнейдоле правоголёгкого связанос тромбоэмболиейверхнедолевойветви лёгочнойартерии.

Классификацияметодов.

Радиометрия

Лабораторная

In vivo

In vitro

Клиническая

Гамма-хронометрия

Гамма-топография

Статическая γ-топография

Динамическая γ-топография

Эмиссионная компьютерная томография

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография

Позитронная (двухфотонная) эмиссионная компьютерная томография

Краткаяхарактеристикаметодов.

Лабораторнаярадиометрия– измерениеконцентрацииРФП в том илиином веществепо его излучению.Это может бытьанализ какой-либофизиологическойжидкости, полученнойпосле введенияРФП больному(in vivo), либочисто лабораторноеисследование(in vitro), безконтакта междуРФП и больным(радиоиммунныеанализы и т.п.).Для регистрацииизлучения(подсчётасцинтиляций)может бытьисспользованпростейшийдетектор (счётчикГейгера).

Клиническаярадиометрия– непосредственноеизмерениеинтенсивностиизлучения надтем или инымучастком телав статике. Позволяетсудить лишьо степени накопленияРФП в той илииной анатомическойобласти, принизкой скоростиизмененияконцентрацииРФП.

Гамма-хронометрия– развёрнутаяпо времениклиническаярадиометрия, т.е. радиометрияв динамике.Показываетне толькоконцентрациюРФП в той илииной областив разные периодывремени, но истепень приростаи уменьшенияэтой концентрации.Этот методпозволяетвизуализироватьбыстро – протекающиепроцессы.

Статическаягамма-топография– позволяетполучить изображениеоргана и исследоватьоднородностьзаполненияРФП, если есть«холодные»или «горячие»пятна – характерэтих пятен, ихгомогенность, характер границ, соответствиеанатомическимдолям органа.

Динамическаягамма-топография– последовательностьстатическихсцинтиграмм.Метод обладаетвсеми преимуществамистатическойгамма-топографии, плюс к этому, позволяетпроследитьдинамичностьизмененияконцентрацииРФП в том илиином очаге.

Эмиссионнаякомпьютернаятомография– получениетомографическогосреза путёмкомпьютернойреконструкцииизображения, полученногопри вращениидетектора(гамма-камеры).Выделяют одно-и двухфотонную(позитронную)ЭКТ. При однофотоннойЭКТ регистрируютгамма-излучениеРФП. Регистрацияизлученияпроизводитсяна вращающуюсяодну гамма-камеру.Далее производитсядигитальнаяреконструкцияизображения.

При позитроннойЭКТ регистрируютγ-излучениеполученноев результатеаннигиляциипротона и электрона. При аннигиляциичастиц образуютсядва γ-фотонас энергией по511 кэВ, «разлетающихся»в противоположныестороны. Энергияэтих фотоновслишком великадля использованияобычных вращающихсягамма-камер.Используютдва специальныхвращающихсядетектора, расположенныхдруг напротивдруга.

Таким образом, для этогоисследованиянеобходим РФП, в состав котороговходил-быпозитронно-эмитирующийизотоп (11C,13N, 15O,18F). Этопредставляетсобой наибольшеенеудобство, т.к. эти изотопыимеют оченькороткие периодыполураспада(15O – 2 мин.,18F – 110 мин.), для их производстванужны оченьдорогие циклотроны.Кроме того, необходимочто-бы циклотроннаходился внепосредственнойблизости отрадио-изотопнойлаборатории.