Радионуклидные методы исследования (стр. 3 из 4)

К сожалению, у сканирования есть определенные ограничения. Главное из них - большая продолжительность исследования. Она достигает порой нескольких десятков минут. Это обременительно для пациента, который должен лежать неподвижно. Кроме того, за такой срок меняется распределение РФП в ряде органов и нет возможности получать изображения органов с быстрым прохождением по ним РФП. Эти ограничения были сняты путем создания другого прибора для радионуклидной визуализации — гамма-камеры. Исследования на гамма-камере получили название сцинтиграфии.

Сцинтиграфия — получение изображения органов и тканей посредством регистрации на гамма-камере излучения инкорпорированных в теле человека радионуклидов. Сцинтиграфия — основной способ радионуклидной визуализации в современной клинике. Он позволяет изучать быстро протекающие процессы распределения вводимых в организм радиоактивных соединений.

В отличие от сканера гамма-камера имеет сцинтилляционный кристалл больших размеров — до 53 см в диаметре. Это обеспечивает регистрацию излучения одномоментно из всей исследуемой части тела. Исходящие из органа гамма-фотоны вызывают световые вспышки в кристалле. Эти вспышки регистрируются несколькими десятками фотоэлектронных умножителей, равномерно расположенных над поверхностью кристалла. Электрические импульсы из ФЭУ через усилитель и дискриминатор передаются в блок анализатора, который формирует сигнал на экране электронно-лучевой трубки. При этом координаты светящейся на экране точки точно соответствуют координатам световой вспышки в сцинтилляторе и, следовательно, расположению распавшегося ядра атома радионуклида в органе. Так создается радионуклидное изображение — сцинтиграмма.

Принято различать статическую и динамическую сцинтиграфию. Под статической визуализацией имеют в виду изготовление небольшого числа изображений органа с преимущественной задачей изучить его морфологию и выявить в нем участки с повышенным или пониженным накоплением радионуклида («горячие» и «холодные» очаги, зоны).

При динамической сцинтиграфии информацию записывают непрерывно или через короткие промежутки времени и отражают на целой серии кадров. Интервалы между кадрами выбирают с учетом скорости изучаемых процессов. РФП для динамического исследования обычно вводят в кровь в малом концентрированном объеме («болюсе»).

В принципе каждая сцинтиграмма в той или иной степени характеризует функцию органа - ведь РФП накапливается и выделяется преимущественно нормальными и активно функционирующими клетками. Поэтому сцинтиграмма — это функционально-анатомическое изображение. Этим оно отличается от рентгеновского и ультразвукового изображения. Но, тем не менее, когда врача интересуют главным образом морфологические и топографические параметры органа, он прибегает к статической сцинтиграфии. Когда же необходимо исследовать быстро протекающие процессы, используют динамическую регистрацию изображений.

Некоторые гамма-камеры снабжены движущимся столом. Находясь на нем во время исследования, пациент «просматривается» детектором камеры с головы до ног. Накапливающаяся в результате такой процедуры информация отражает распределение РФП во всем организме. Данный метод особенно эффективен при поиске скрытых метастазов в скелете или случайно инкорпорированных радиоактивных веществ.

Качественный скачок в радионуклидной визуализации был сделан в результате введения в структуру гамма-камеры специализированного компьютера. Стало возможным проводить компьютерную обработку изображений, переносить их на магнитные носители. При анализе сцинтиграмм начали широко применять математические методы, системный анализ, камерное моделирование физиологических и патологических процессов.

Все нарастающее значение приобретает сцинтиграфия в диагностике злокачественных опухолей. Первоначально эта диагностика основывалась на том, что опухолевая ткань утрачивает способность захватывать из крови РФП,

который поглощают здоровые окружающие клетки. Например, раковый узел в печени не концентрирует ^99mТс - коллоид, хотя окружающая его ткань по-прежнему улавливает РФП из крови. В подобных случаях опухоль может быть выявлена как очаг пониженной радиоактивности («холодный» узел). Но этот симптом неспецифичен, так как любой процесс, ведущий к замещению функционирующей паренхимы органа, тоже обусловливает участок пониженной радиоактивности. Скажем, в печени к этому ведет развитие абсцесса, кисты, очагового склероза.

Гораздо привлекательнее выглядит другая идея: вводить в организм туморотропный препарат, т. е. РФП, который включается главным образом в клетки с высокой степенью митотической и метаболической активности. Благодаря повышенной концентрации РФП опухоль будет вырисовываться на сцинтиграммах как очаг высокой радиоактивности («горячий» очаг). Такую методику выявления опухолей назвали позитивной сцинтиграфией. Подсчитано, что для уверенной диагностики необходимо, чтобы в опухоли накопилось не менее 30% введенной в организм активности. При этом соотношение радиоактивности опухоли и окружающей ткани должно быть не менее 3:1.

Позитивную сцинтиграфию производят для выявления первичных злокачественных опухолей, обнаружения метастазов и установления рецидивов после хирургическог или лучевого лечения.

Весьма заманчивой кажется новая идея позитивной сцинтиграфии - введение в организм больного химических соединений, меченных моноклональными антителами. Эта методика получила наименование радиоиммуносцинтиграфии. Первые публикации, касающиеся ее применения при колоректальном раке и опухолях молочных желез, обнадеживают. Развитию позитивной сцинтиграфии опухолей способствуют также новые способы визуализации органов - одно- и двухфотонная эмиссионная томография.

7. Радионуклидная эмиссионная томография

Радионуклидная эмиссионная томография принадлежит к относительно новым способам радионуклидного исследования. Как и при обычной сцинтиграфии, при эмиссионной томографии производят регистрацию гамма-излучения введенных в организм РФП, но сбор информации осуществляют с помощью многих детекторов, расположенных вокруг больного, или одного - двух вращающихся вокруг него детекторов. Как и при рентгеновской компьютерной томографии, исследуемый объект рассматривают как совокупность тонких параллельных слоев. По характеру излучения используемого радионуклида все эмиссионные томографы разделяют на однофотонные и позитронные (двухфотонные).

Выбор РФП осуществляют при однофотонной томографии таким же образом, как и при обычной сцинтиграфии. В ротационной томокамере детекторы укреплены на вращающейся вокруг пациента раме. Компьютерная обработка данных позволяет получать изображение распределения радионуклида в различных слоях тела и количественно проанализировать изменения этого распределения во времени. При наличии достаточного числа поперечных «срезов» можно с помощью алгоритмов реорганизации данных отобразить распределение радионуклида в виде набора продольных и косых томограмм. Эмиссионная томография предоставляет врачу более точную информацию о распределении РФП, чем обычная сцинтиграфия, и позволяет изучать нарушения физиологических, биохимических и транспортных процессов, что важно для ранней диагностики патологических состояний.

Для позитронной эмиссионной томографии (ПЭТ) в организм пациента вводят позитронизлучающий радионуклид. К позитронно-активным радионуклидам относятся короткоживущие изотопы углерода (период полураспада 20,4 мин), азота (10 мин), кислорода (2,03 мин), фтора (110 мин). Испускаемые этими нуклидами позитроны аннигилируют вблизи атомов с электронами. При аннигиляции пара позитрон — электрон исчезает, образуя два гамма-кванта, разлетающиеся в строго противоположном направлении. Каждый из этих квантов имеет энергию 511 кэВ. Эти два кванта регистрируются двумя противоположно расположенными детекторами. Одновременное появление в обоих детекторах сигналов приводит к срабатыванию схемы совпадений. Компьютерная обработка сигналов с большого числа детекторов, расположенных вокруг больного кольцом диаметром 45—65 см, или же с детекторов, совершающих движение вокруг больного, приводит к восстановлению изображения объекта. Чтобы представить себе сложность и красоту метода, достаточно указать, что для объекта диаметром 20 см необходимо получить 4000 проекций для компьютерной обработки. Но в этом случае возможно воссоздание объемного и цветного изображения объекта на дисплее.

Пространственное разрешение ПЭТ хуже, чем на компьютерных рентгеновских и магнитно-резонансных томографах, но чувствительность фантастическая. При ПЭТ удается констатировать изменение расхода глюкозы, меченной изотопом углерода, в «глазном центре» головного мозга при открывании глаз. Поэтому ПЭТ используют при исследовании тончайших метаболических процессов в мозге, вплоть до мыслительных. Но все позитронно-активные радионуклиды очень быстро распадаются. К тому же все они циклотронного происхождения. Следовательно, ПЭТ возможна только в радиологическом центре, связанном с циклотроном. В этом центре должны быть циклотрон, радиохимическая лаборатория, радиофармацевтическая лаборатория, позитронный томограф и компьютер для обработки информации.