ФІЗИЧНІ І БІОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ радіонуклідної діагностики.
СТРУКТУРА МЕТОДІВ.

Радіонуклідні методи дослідження це методи візуалізації функціонального і, почасти, анатомічного стану органів і тканин, за допомогою випромінювання, отриманого від введеної всередину радіофармацевтичних препаратів. Таким чином, відмінність цієї групи методів від інших методів променевої діагностики полягає в тому, що для візуалізації використовується не проходить через тіло (трансмісійне) пацієнта (рентгенівські методи) і не відбите від тканин (ультразвукові методи), а що виходить зсередини (емісійне) випромінювання.

Радіофармацевтичних препарати - це хімічні речовини, що містять у складі своєї молекули радіоактивні ізотопи, т.зв. «Мічені» ізотопом речовини. У залежності від мети дослідження застосовують або метаболічні радіофармацевтичних препаратів (тобто молекула РФП є одним і ланок того чи іншого метаболічного процесу) - для вивчення метаболізму, або радіофармацевтичних препаратів перфузионного типу розподілу (молекула РФП не є частиною метаболічної ланцюжка, і має певні розмірні характеристики, тобто розподіл РФП залежить здебільшого від перфузії того чи іншого органу, як правило, застосовуються мічені макроагрегати альбуміну). Так-же, в лабораторній практиці ісспользуют мічені антитіла для проведення радіоімунного аналізів. Використовують, як правило, препарати для внутрішньовенного введення. Для дослідження функції легень застосовують газоподібний РФП для інгаляції (Xe133). Ідеальний радіофармацевтичних препарат повинен поширюватися тільки в межах зацікавленої анатомічної області, період напіврозпаду радіоактивного компонента РФП має дорівнювати приблизно 1/3 тривалості дослідження, період напіввиведення препарату повинен бути мінімальним, енергія випускається випромінювання має бути достатньою для отримання читабельною картини, але не занадто великий, що-б не накладати на хворого надмірну променеве навантаження, і для найбільш оптимальною детекції (випромінювання дуже високої енергії проходить через сцінтіляціонний кристал без поглинання). Найбільш оптимальна енергія випромінювання - 50 - 300 кеВ (150 кеВ). Використовуються ізотопи, що випускають при розпаді?-Кванти, тому що це випромінювання володіє найбільшою проникаючою здатністю. Для позитронної емісійної томографії використовуються ізотопи з? - І?-Розпадом, тому що реєструється анігіляційна?-випромінювання, тобто що виходять в результаті зіткнення? - і?-частинок.

Фізичні аспекти. В основі всіх радіонуклідних методів дослідження лежить явище радіоактивності. Радіоактивність - це здатність ядер атомів радіоактивних ізотопів розпадатися з випромінюванням що звільнилася при розпаді енергії у вигляді? -,? - Або? - Частинок. ?-випромінювання - це потік ядер Гелія, тобто частинок, що мають позитивний заряд. Характкрізуется найменшою проникаючою здатністю. ?-випромінювання - це потік електронів, негативно заряджених частинок. ?-випромінювання - це хвильове випромінювання, що не має ніякого заряду. Характеризується найбільшою енергією, проникаючої здатністю і отже, максимальним пошкоджуюче діють на живе. У радіонуклідної діагностики використовується здебільшого,?-Випромінювання. Для реєстрації випромінювання використовують газорозрядні (лічильник Гейгера) або сцінтіляціонние (сцінтіляціонная пластина; гамма-камера) датчики з наступною комп'ютерною обробкою інформації.

Біологічні аспекти. Як вже було сказано, основу радіонуклідної діагностики в клініці становить здатність радіофармацевтичних препарату накопичуватися в різних тканинах в різному ступені. Більше того, ступінь накопичення РФП залежить ще й від функціонального стану тканини, перфузії тканини, антигенних властивостей. Так-таки, деякі радіофармацевтичних препарати здатні накопичуватися в фагоцитуючих клітинах (клітинах ретикулоендотеліальної системи, макрофагах і т.п.). Відповідно, картину того чи іншого стану, отриману за допомогою будь-якого методу радіонуклідної діагностики будуть визначати: тропність РФП до тканини (характер тканини, склад тканини), перфузія ділянки тканини, функціональний стан тканини. Наприклад, на сцінтіграмме печінки виявлено т.зв. «Холодне» пляма, що свідчить про недостатнє накопичення РФП в даній ділянці печінкової паренхіми. Це наштовхує на думку про відсутність Купферовскіх клітин в цьому вогнищі. Локальне відсутність клітин Фон-Купфера характерно для пухлинного процесу. Інший приклад: на перфузійному сцінтіграмме легенів виявлено «холодне» пляма в області верхньої частки правої легені. Клінічно у хворого - гостре легеневе серце. У даному випадку недостатнє накопичення РФП у верхній частці правої легені пов'язано з тромбоемболією верхнедолевой гілки легеневої артерії.

Класифікація методів.

1. Радіометрія
* Лабораторний
o In vivo
o In vitro
* Клінічна
2. Гамма-хронометр
3. Гамма-топографія
* Статична?-Топографія
* Динамічна?-Топографія
* Емісійна комп'ютерна томографія
o однофотонний емісійна комп'ютерна томографія
o Позитронна (двухфотонная) емісійна комп'ютерна томографія
o
Коротка характеристика методів.

Лабораторна радіометрія - вимірювання концентрації РФП в тому чи іншому речовині за його випромінювання. Це може бути аналіз будь-якої фізіологічної рідини, отриманої після введення РФП хворому (in vivo), або суто лабораторне дослідження (in vitro), без контакту між РФП і хворим (радіоімунного аналізи тощо). Для реєстрації випромінювання (підрахунку сцінтіляцій) може бути ісспользован найпростіший детектор (лічильник Гейгера).

Клінічна радіометрія - безпосереднє вимірювання інтенсивності випромінювання над тим чи іншою ділянкою тіла в статиці. Дозволяє судити лише про ступінь накопичення РФП в тій чи іншій анатомічної області, при низькій швидкості зміни концентрації РФП.

Гамма-хронометр - розгорнута за часом клінічна радіометр, тобто радіометрія в динаміці. Показує не тільки концентрацію РФП в тій чи іншій області в різні періоди часу, а й ступінь приросту і зменшення цієї концентрації. Цей метод дозволяє візуалізувати швидко - протікають процеси.

Статична гамма-топографія - дозволяє отримати зображення органу та дослідити однорідність заповнення РФП, якщо є «холодні» або «гарячі» плями - характер цих плям, їх гомогенність, характер кордонів, відповідність анатомічним часткам органу.

Динамічна гамма-топографія - послідовність статичних сцінтіграмм. Метод має всі переваги статичної гамма-топографії, плюс до цього, дозволяє простежити динамічність зміни концентрації РФП в тому або іншому вогнищі.

Емісійна комп'ютерна томографія - отримання томографічної зрізу шляхом комп'ютерної реконструкції зображення, отриманого при обертанні детектора (гамма-камери). Виділяють одно-і двухфотонную (позитрон) ЕКТ. При однофотонної ЕКТ реєструють гамма-випромінювання РФП. Реєстрація випромінювання виробляється на обертається одну гамма-камеру. Далі виробляється дигітальну реконструкція зображення.
При позитронної ЕКТ реєструють?-Випромінювання отримане в результаті анігіляції протона і електрона. При анігіляції частинок утворюються дві?-Фотона з енергією по 511 кеВ, «розлітаються» в протилежні сторони. Енергія цих фотонів занадто велика для використання звичайних обертаються гамма-камер. Використовують два спеціальних обертових детектора, розташованих один навпроти одного.
Таким чином, для цього дослідження необхідний РФП, до складу якого входив-б позитронно-емітує ізотоп (11C, 13N, 15O, 18F). Це являє собою найбільшу незручність, тому що ці ізотопи мають дуже короткі періоди напіврозпаду (15O - 2 хв., 18F - 110 хв.), для їх виробництва потрібні дуже дорогі циклотрони. Крім того, необхідно що-б циклотрон знаходився в безпосередній близькості від радіо-ізотопної лабораторії.