Особенности радионуклидной диагностики

В традиционной медицине для исследования функциональных процессов в организме пациенту вводят значительные дозы диагностических веществ. При этом возможно нарушение этими веществами многих происходящих в организме процессов, включающих, например, взаимодействие с гормонами или витаминами. Радиоактивное же обследование редко требует введения более 1 мкг вещества, путь которого в организме необходимо проследить, что почти не нарушает естественных равновесий. Это ценное качество радиоизотопного метода и используют при проведении медицинских исследований.

Радионуклидная диагностика — лучевое исследование, основанное на использовании соединений, меченных радионуклидами. В качестве таких соединений применяют разрешенные для введения человеку с диагностической и лечебной целью радиофармацевтические препараты — химические соединения, в молекуле которых содержится определенный радионуклид.

Радионуклидная диагностика — метод диагностики, основанный на введении пациенту РФП, обладающего тропностью (сродством) к исследуемому органу или ткани и наличием радиоактивной метки, позволяющей определить динамику и количество накопившегося РФП с помощью внешнего датчика ионизирующего излучения. РФП вводится в организм при помощи инъекции, ингаляции или перорорально. Фотонное излучение, выходящее из тела пациента, даёт информацию о состоянии различных органов и возможных их патологиях. Получение подобной информации друтими способами требует дорогостоящих исследований или хирургического вмешательства, либо вовсе невозможно. Поскольку' излучение поступает из диагностируемого органа, а не транслируется извне, то появляется возможность его детального исследования: полученная картина отображает не только анатомические аномалии, но и биологические процессы.

В клинической практике применяют такие виды радионуклидных исследований, как визуализация органов, измерение накопления РФП в организме и его выведение, измерение радиоактивности биологических проб жидкостей и тканей человеческого организма, тесты in vitro.

Преимущество радионуклидной диагностики — её универсальность. Она используется для определения анатомических, функциональных и биохимических изменений в организме человека, возникающих при заболеваниях, и для выявления многих проявлений болезни. К преимуществам радионуклидной диагностики относят также физиологичность исследований; высокую информативность, позволяющую получать диагностическую картину на ранних этапах развития заболевания; атравматичность; отсутствие осложнений; непродолжительность исследований; хорошую переносимость и безопасность; низкие лучевые нагрузки; отсутствие необходимости предварительной подготовки пациента к исследованиям. Возрастных противопоказаний нет.

Методы радионуклидной диагностики в большей степени направлены на функциональное исследование органов и систем, и в меньшей — на анализ их анатомо-морфологических особенностей. Функциональные изменения, намного опережающие анатомические, делают методы ядерной медицины уникальными как в ранней диагностике заболеваний, так и при динамическом наблюдении. При этом разовая лучевая нагрузка на пациента меньше, чем при обычном рентгенологическом обследовании. Прямое отображение кровотока и метаболизма миокарда и головного мозга методами радионуклидной медицины дало новое направление в развитии кардиологии и неврологии. РФП позволяют получать изображения мест с аномальным метаболизмом, визуализируя опухоли, воспаления или места тромбоза.

Радионуклидная диагностика обеспечивает возможность исследования любой системы органов человека и находит применение в неврологии, кардиологии, онкологии, эндокринологии, пульмонологии и т. п. С помощью этих методов изучают кровоснабжение органов, метаболизм желчи, функцию почек, мочевого пузыря, щитовидной железы. Метод обеспечивает не только получение статических изображений, но и допускает наложение изображений, зафиксированных в разные моменты времени, предоставляя возможность изучения динамики процесса. Получаемая информация незаменима при исследовании работы сердца и кровообращения в головном мозге, адекватности работы почек, лёгких и желудка, при контроле усвояемости витаминов и определении плотности костной ткани. Радионуклидная диагностика позволяет обнаружить мельчайшие костные переломы до того, как они станут заметны при помощи рентгена.

Методы радионуклидного исследования подразделяют на статические и динамические. К статическим методам прибегают тогда, когда необходимо определить величину и степень поражения органа или ткани, определить местоположение органов и выявить наличие объёмных образований (опухолей, кист, нагноений). Статические изображения изучаемого органа свидетельствуют о наличии и размере патологической области с аномальным распределением РФП. Динамическая визуализация позволяет оценить наличие функциональных особенностей ткани в исследуемом органе. Динамические методы используют для изучения перераспределения РФП во времени и пространстве, с целью оценки работы различных органов. Ими проводят диагностику заболеваний сердца, почек, печени, жёлчного пузыря, лёгких, определяя функциональные нарушения в этих органах и выявляя степень сохранности органа и его функций.

В радионуклидной диагностике обычно используется у-излучение. Его регистрируют газоразрядными или сцинтилляционными детекторами с последующей компьютерной обработкой информации.

Различают следующие методы радионуклидной диагностики.

Лабораторная радиометрия — измерение концентрации РФП в веществе по его излучению. Это может быть анализ физиологической жидкости, полученной после введения РФП больному (in vivo), либо чисто лабораторное исследование (in vitro), без контакта между РФП и больным (радиоиммунные анализы и т. п.).

Клиническая радиометрия — непосредственное измерение интенсивности излучения над тем или иным участком тела в статических условиях. Позволяет судить лишь о степени накопления РФП в конкретной анатомической области, при низкой скорости изменения концентрации РФП.

Гамма-хронометрия — развёрнутая по времени клиническая радиометрия, т. е. радиометрия в динамике. Показывает не только концентрацию РФП в диагностируемой области в разные периоды времени, но и величину и скорость изменения этой концентрации. Этот метод позволяет визуализировать быстропротекающие процессы.

Статическая гамма-топография даёт изображение органа, исследует однородность распределения РФП, а если есть «холодные» или «горячие» пятна, то характер этих пятен, их гомогенность, характер границ, соответствие анатомическим особенностям органа.

Динамическая гамма-топография — последовательность статических сцинтиграмм. Метод обладает всеми преимуществами статической гамма-топографии, но позволяет также отслеживать динамик)' изменения концентрации РФП в том или ином очаге.

Эмиссионная компьютерная томография — получение томографического среза путём компьютерной реконструкции изображения, полученного при вращении детектора (гамма-камеры). Выделяют однои двухфотонную (позитронную) ЭКТ. При однофотонной эмиссионной компьютерной томографии регистрируют гамма-излучение РФП. Регистрация излучения производится на одну вращающуюся гамма-камеру с последующей цифровой реконструкцией изображения. При позитронной (двухфотонной) томографии регистрируют у-излучение, полученное в результате аннигиляции протона и электрона.

Измерение накопления РФП в организме и его выведения, направленное на получение информации о функциональном состоянии органа, осуществляют с помощью радиометрии и радиофафии. Радиометрия заключается в определении величины накопления данного РФП в зоне интереса. Результаты исследования выражают в относительных величинах, чаще всего в процентах по отношению к количеству РФП, введённого в организм пациента, либо по отношению к окружающим тканям. Типичным примером является изучение функции щитовидной железы методом радиометрии накопленного в ней радиоактивного йода. Радиофафия позволяет изучить динамику накопления РФП в органе, либо прохождения РФП по органу с током жидкости (крови, мочи и др.). Результаты выражаются в виде кривой зависимости радиоактивности от времени.

Измерение радиоактивности биологических проб (крови, мочи, фекалий и др.) производят для определения функционального состояния систем пищеварения, кроветворения, мочевыделения и др. С этой целью больному вводят РФП, который благодаря метаболическим превращениям или путём механического переноса может оказаться в той или иной биологической среде. Затем с помощью радиометра определяют активность стандартного количества биологического материала. Таким методом, например, исследуют всасываемость в кишечнике меченых радиоактивных.

жиров.

Рис. 1 Разные варианты радионуклидной диагностики.

Тесты in vitro (радиоиммунный анализ) предназначены для определения в биологических жидкостях биологически активных веществ (гормонов, ферментов, лекарственных препаратов и др.). Для выполнения теста in vitro у больного производят анализ исследуемой жидкости (крови или мочи). Тесты in vitro проводят с помощью стандартных наборов реагентов.

Медицинские исследования, связанные с использованием радионуклидов, проводят в специальных лабораториях, оснащённых средствами защиты персонала от излучения и предотвращения загрязнения среды обитания радиоактивными веществами. Проведение радиодиагностических процедур регламентируется нормами радиационной безопасности для пациентов. Выделяют три группы обследуемых лиц — АД, БД и ВД. К категории АД относятся лица, которым радионуклидная диагностическая процедура назначается в связи с онкологическим заболеванием, к категории БД — лица, которым эта процедура проводится в связи с заболеваниями неонкологического характера, к категории ВД — лица, подлежащие обследованию с профилактической целью. По специальным таблицам лучевых нагрузок врач определяет допустимость с точки зрения радиационной безопасности выполнения того и иного радионуклидного диагностического исследования.

На начальном этапе развития радионуклидной диагностики визуализациию органов на сканере вели с помощью таких изотопов, как *3*J (щитовидная железа),^Аи (печень), ^{, 6}9Yb (почки), ²⁰¹Т1 (сердце), 'ззХе (легкие), ?5Se (поджелудочная железа) и т. д. Применяемые тогда РФП имели повышенную радиотоксичность, в основном из-за большего периода полураспада (максимум у ?5Se — 121 день). Оптимальные же изотопы должны иметь периоды полураспада в несколько часов или минут. Но РФП с короткоживущими нуклидами трудно использовать на практике, т.к. для того, чтобы доставить необходимую для введения дозу от производителя до пользователя, они должны иметь недопустимо высокие активности. Эта проблема была решена путём использования генераторов радиоактивных изотопов. Принцип работы генератора основывается на том, что распад некоторых нестабильных элементов заканчивается не образованием стабильного изотопа, а созданием дочернего, нового нестабильного элемента.

Радионуклидная диагностика обычно не приводит к существенным радиационным нагрузкам на пациента, тем не менее, её проведение ограничено для женщин репродукционного возраста на ранних сроках беременности и для детей моложе 16 лет при исследовании с профилактической целью. Оптимальным для медицины в плане радиационной безопасности является использование короткоживущих изотопов: 99""Тс, ^ш1п, ¹¹3^гп1п, 199*11, ²⁰¹Т1, ¹²3J.