Реферат
Тема:Радіонуклідні дослідження
План
Радіонуклідний метод діагностики
Емісійна комп’ютерна томографія
Однофотона емісійна КТ
Позитронна емісійна томографія (ПЕТ)
Радіоімунні (invitro) методи діагностики.
Метод магнітно-резонасной томографії
Протипоказання і потенційні небезпеки МРТ
Загальні вимоги та рекомендації при виборі методу візуалізації
Небезпека візуалізації
Обов’язки лікаря, що проводить лікування, при направленні хворих на КТ та МРТ
Література
Радіонуклідний метод діагностики
Спільним між рентгенологічним і радіонуклідним дослідженнями є використання іонізуючого випромінювання. Всі рентгенологічні дослідження, включаючи КТ, базуються на фіксації випромінювання, що пройшло через тіло пацієнта. В той же час радіонуклідна візуалізація заснована на реєстрації випромінювання, що випускається радіоактивними речовинами, які знаходяться в організмі пацієнта.
Радіонуклідна діагностика –група методів, що основані на візуалізації органів та тканин путем внешньої детекції (регістрації) іонізуючого випромінювання від введенного в организм радіоактивного індикатора- радіофармацевтичного препарату (РФП). РФП – хімічна сполука, що містіть в своїй молекулі радіоактивний нуклід та призначена для введення людині з діагностичною метою. РФП можуть використовуватися як для діагностичних, так і для терапевтичних цілей. Всі вони мають в своєму складі радіонукліди – нестабільні атоми, що спонтанно розпадаються з виділенням енергії. При синтезі РФП радіонуклід з’єднується з молекулою-носієм, яка визначає його розподіл в організмі. Ідеальний РФП розповсюджується в організмі тільки в межах, призначених для візуалізації певних органів і структур. Запис характеристик радіоактивності може в подальшому надати важливу функціональну інформацію.
Критерії вибіру РФП:
- органотропність;
- низька радіотоксичність при відносно високих допустимих дозах;
- короткий період напіврозпаду метки;
- оптимальна для візуалвзації енергія випромінюваня;
Слід пам’ятати, що наявність в молекулі РФП радіоактивого атому лише забезпечує можливість внешньої регістрації виромінювання, а тропність до того чи іншоо органу чи тканини обумовлена хімічною структрою молекули-носія.
Спроможність вивчення фізіологічних функцій - головна перевага радіонуклидної діагностики у порівнянні з альтернативними радіологічними методиками. З метою візуалізації органів та тканин потрібно віддавати перевагу радіонуклідам, які випускають гама-кванти (високоенергетичне електромагнітне випромінювання). Альфа-частки (ядра гелію) і бета-частинки (електрони) не використовуються для візуалізації через погане проходження їх через тканини. Подібно рентгенівським променям, проникаюча спроможність гама-випромінювання зростає зі збільшенням енергії фотонів. З іншого боку, енергія гама-квантів не повинна бути надмірно великою, щоб фотони не проходили через детектор без поглинання. Для радіонуклідної візуалізації більш сприятлива енергія - в діапазоні 50-З00 КеВ, ідеальна енергія -150 КеВ. В таблиці 1 наведені радіонукліди, найбільш часто застосовані в ядерній медицині.
Таблиця 1. Радіонукліди, найбільш часто застосовані в ядерній медицині.
| Радіонуклід | Період напіврозпаду |
| 99mTc | 6 год. |
| 113In | 99 хв. |
| 123I | 13 год. |
| 131I | 8 діб |
| 201Tl | 3 доби |
| 67Ga | 2,5 діб |
| 133Xe | 5 діб |
Отримання зображень в радіонуклідній діагностиці основано на внешній регістрації радіоактивного випромінювання (гама-випромінювання), що іспускається радіоактивною речовиною, введенною в організм пацієнта та розподіленим в органах та тканинах в залежності від хімічної структури меченої сполуки та інтенсивності соответствуючих фізіологічних процесів. Основний тип приборів, що застосовуються в радіонуклідній діагностиці – гама-камери (одно-, двох- та трьохдетекторні). Статична сцинтиграфія –зображення в виді проєкції розподілення РФП в организмі на плоскість. Динамічна сцинтиграфія – отримання серії плоскосних зображень протягом определенного часу. Динамічна сцинтиграфія застосовується коли необхідно оцінити динамику (накописення та виведення) індикатора в (органі) тканині.
Емісійна комп’ютерна томографія
Подібно рентгенівській комп’ютерній томографії, у радіонуклідній візуалізації є своя томографічна технологія. На сьогодні застосовуються дві основні томографічні методики:
1) однофотонна емісійна КТ (ОФЕКТ, SPECT),
2) позитронна емісійна томографія (ПЕТ, РЕТ).
Теоретичні основи реконструкції тривимірних зображень за сукупністю двовимірнихпроекцій розробив ще в 1917р. австрийський математик J.Radon. Але він запропонував неефективний алгоритм реконструкції зображень, що визначає зображення за його лінійними інтегралами. Важливим стимулом для розвитку ПЕТ стало успішне впровадження в медичну практику в 1972р. рентгенівської комп’ютерної томографії. Ідея створення емісійних томографів виникла майже водночас із ідеєю створення рентгенівських комп’ютерних томографів, однак темпи реалізації останньої виявились повільнішими. Справа в тому, що при проведенні позитронної емісійної томографії використовують короткоживучі та ультракороткоживучі радіонукліди, які неможливо транспортувати на великі відстані. Безпосередньо в медичному закладі необхідно встановлювати міні-циклотрон та обладнувати радіохемічну лінію для отримання й виділення необхідних для досліджень позитроновипромінюючих радіонуклідів та синтезу на їх основі необхідних для дослідження РФП. Лише після того, як було організовано виробництво циклотронів і генераторів для одержання коротко- та ультракороткоживучих позитроновипромінюючих радіонуклідів,було створено базу для широкого клінічного застосування позитроних емісійних томографів.
Однофотона емісійна КТ
ОФЕКТ базується на обертанні навколо тіла пацієнта детектора гама-камери, який фіксує радіоактивність при різних кутах сканування і за допомогою комп’ютера реконструюється секційне зображення.
ОФЕКТ використовується з тою ж метою, що і статична сцинтиграфія, тобто для отримання анатомо-функціонального зображення органу, але відрізняєтья від останньої тим, що виявляє навіть незначні зміни і відповідно дозволяє діагностувати патологічні зміни на ранніх стадіях захворювання і з більшою вірогідностю. Методика широко використовується для обстеження кардіологічних, неврологічних і онкологічних пацієнтів.
Позитронна емісійна томографія (ПЕТ)
Позитронна емісійна комп’ютерна томографія за клініко-діагностичнии завданнями принципово відрізняється від рентгенівської комп’ютерної томографії. При рентгенівської КТ за допомогою зовнішнього опромінювання досліджують структурно-морфологічні, анатомічні зміни органа; при ПЕТ за допомогою введених в організм РФП визначають не тільки структурно-морфологічні зміни, а насамперед функціональний стан органів та систем, виявляють фізіологічні порушення та ранні патологічні зміни в організмі. Позитронна емісійна томографія виявляє функціональні порушення, що,як правило, попередують морфологічним змінам. Завдяки цьому поліпшується рання діагностика захворювань, а відтак і результати лікування.
ПЕТ є методом пошарового радіонуклідного дослідження. В якості РФП використовують радіонукліди, що випромінюють ультракороткі позитрони, період піврозпаду складає декілька хвилин, наприклад, 11С-(20,4хв.), 15О-(2,03хв.), 13Н- (10хв.), 18F-(110хв.). Ці елементи беруть участь у біохімічних процесах, що дає можливість вивчати метаболічні процеси та здійснювати кількісну оцінку концентрації радіонуклідів на різних стадіях захворювання. Методика має колосальні потенційні можливості для діагностики різноманітних захворювань.
Суть позитронної емісійної томографії полягає в високоефективному способі спостереження за надзвичайно малими концентраціями ультракороткоживучих радіонуклідів, якими помічені ті фізіологічно значущі сполуки, метаболізм яких досліджується.
Метод ПЕТ базується на використанні властивості нестійкості ядер ультракороткоживучих радіонуклідів, в яких кількість протонів перевищує кількість нейтронів. При переході ядра в стійкий стан воно випромінює позитрон, вільний пробіг якого закінчується зіткненням з електроном та анігіляцією. Ця томографічна технологія базується на використанні позитронів, що випускаються радіонуклідами. Позитронии та електрони мають однакову масу, але протилежні заряди. Випущений позитрон відразу ж реагує з найближчим електроном; ця реакція називається анігіляцією та призводить до виникнення двох гама-квантів по 511кеВ, що поширюються в діаметрально протилежних напрямках. Для виявлення анігіляційних квантів використовують спеціальні детектори: енергія фотона (511кеВ) дуже велика, щоб використовувати звичайну гамма-камеру. Гамма-кванти можна зареєструвати за допомогою системи детекторвв.Якщо два діаметрально протилежні детектори одночасно зареєструють сигнал, то можна стверджувати, що точка анігіляції знаходиться на лінії, яка з’єднує детектори.Підключивши детектори до електронної схеми збігів, яка спрацьовує тільки при появі сигналів від обох детекторів, можна зафіксувати положення цієї лінії. Для визначення координат позитроновипромінюючого джерела коліматори не потрібні. Ця властивість ПЕТ одержала назву «електронної колімації». Завдякі їй чутливість ПЕТ на 1-2 порядки вища, ніж ОФЕКТ. Такий виграш у чутливості дозволяє домогтися більшої статистичної вірогідності при реконструкції зображень.
Головним доводом на користь використання ультракороткоживучих радіонуклідів, а відповідно і ПЕТ, стала та обставина, що багато хімічних елементів, які мають ультракороткоживучі радіонукліди, що випромінюють позитронии, такі як 11С, 13N, 15O и 18F, приймають активну участь в більшості біологічних процесів людського організму. Радіофармпрепарат, помічений радіонуклідом, що випромінює позитрони, який вибранний із ряду «фізіологічних» ультракороткоживучих радіонуклідів, може бути метаболічним субстратом чи однією із життєво важливих у біологічному відношенні молекул. Крім цього, їх використання дозволяє мінімізувати час дослідження та радіаційне навантаження на хворого, оскільки, хоч активність радіонуклидів відносно велика, вони практично повністю розпадаються вже за час дослідження. Таким чином, ККД введенної активності максимальний, а сумарна доза мінімізована.