Методы современной радионуклидной диагностики (гамма-сцинтиграфия, эмиссионная однофотонная и двухфотонная томография).

Сцинтиграфия — метод функциональной визуализации, заключающийся во введении в организм радиоактивных изотопов и получении двумерного изображения путём определения испускаемого ими излучения.

Пациенту вводят радиофармпрепарат (РФП) — препарат, состоящий из молекулы-вектора и радиоактивного маркера (изотопа). Молекула-вектор поглощается определённой структурой организма (орган, ткань, жидкость). Радиоактивная метка служит «передатчиком»: испускает гамма-лучи, которые регистрируются гамма-камерой.

Количество вводимого радиофармацевтического препарата таково, что испускаемое им излучение легко улавливается, но при этом он не оказывает токсического воздействия на организм.

Получаемые изображения:

Статические — в результате получается плоское (двумерное) изображение. Таким методом чаще всего исследуют кости, щитовидную железу.

Динамические — результат сложения нескольких статических, получения динамических кривых (при исследовании функции почек, печени, желчного пузыря)

ЭКГ-синхронизированное исследование — ЭКГ-синхронизация позволяет в томографическом режиме визуализировать сократительную функцию сердца.

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) — разновидность эмиссионной томографии; диагностический метод создания томографических изображений распределения радионуклидов. В ОФЭКТ применяются радиофармпрепараты, меченные радиоизотопами, ядра которых при каждом акте радиоактивного распада испускают только один гамма-квант фотон).

Возможности ОФЭКТ. Получение изображения плоскостных срезов изучаемых органов (с последующей реконструкцией их трехмерного изображения, определение функции органов, вычисление объема функционирующей ткани органа путем суммирования объемных элементов, формирующих изображения срезов органа. В медицинских ОФЭКТ-исследованиях для регистрации фотонов и получения данных применяются системы, состоящие из одной или нескольких вращающихся гамма-камер.

Применение ОФЭКТ: в кардиологии, неврологии, урологии, пульмонологии при диагностике новообразований головного мозга, при сцинтиграфических исследованиях заболеваний печени, при сцинтиграфии скелета.

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ, двухфотонная эмиссионная томография) — радионуклидный томографический метод исследования внутренних органов человека или животного. Метод основан на регистрации пары гамма-квантов, возникающих при аннигиляции позитронов с электронами. Позитроны возникают при позитронном бета-распаде радионуклида, входящего в состав радиофармпрепарата, к. вводится в организм перед исследованием.

В основе этого метода лежит возможность при помощи специального детектирующего оборудования (ПЭТ-сканера) отслеживать распределение в организме биологически активных соединений, меченных позитрон-излучающими радиоизотопами. Потенциал ПЭТ в значительной степени определяется арсеналом доступных меченых соединений — радиофармпрепаратов (РФП). Именно выбор подходящего РФП позволяет изучать с помощью ПЭТ такие разные процессы, как метаболизм, транспорт веществ, лиганд-рецепторные взаимодействия, экспрессию генов.

На сегодняшний день в ПЭТ в основном применяются позитрон-излучающие изотопы элементов второго периода периодической системы: углерод-11 (T½ = 20,4 мин.); азот-13 (T½ = 9,96мин.); кислород-15 (T½ = 2,03мин.); фтор-18 (T½ = 109,8мин.).

Требования, предъявляемые к радиофармпрепаратам. Физические характеристики радионуклидных «меток» (99mTc, 123I, 67Ga, 127Xe, 201Tl, 11C, 15O, 18F, 13N).

РФП — химическое соединение, содержащее в своей молекуле радиоактивный нуклид и предназначенное для введения человеку с диагностической целью.

· низкая радиотоксичность

· оптимальный для исследования период полураспада

· удобное для регистрации излучение

· соответствующие биологические свойства

· оптимальная для визуализации энергия излучения

Под радиотоксичность РФП понимают не только химическую безвредность, но и степень лучевой нагрузки на организм больного.

РФП делят на 3 группы: 1) органнотропные 2) тропные к патологическому очагу 3) без выраженной селективности.

Существует 3 основных способа получения РФП:

1. в ядерном реакторе(Р-32)

2. в циклотронах (F-18, C-11)

3. в генераторных системах (Tc-99)

Технеций 99m – является дочерним нуклидом радиоактивного молибдена-99, который поставляется медицинскими учреждениями в генераторах, предназначенных для многократного получения пертехнеата. Молибден распадается путем бета-распада с образованием технеция 99m, который распадается путем изомерного перехода электронов на основной уровень с образованием долгоживущего изотопа технеция-99. Период полураспада -6 часов.

Индий-113m – дочерний нуклид радиоактивного олова 113, период полураспада которого составляет 118 дней. В процессе распада индий испускает гамма кванты. Индий имеет преимущества перед технецием, т.к. у него более короткий период полураспада. Его введение сопровождается меньшей дозой облучения, чем при использовании технеция. Кроме того, генератор олова можно применять для получения индия в течении 6 месяцев, что не требует частой замены. Но высокая энергия гамма-квантов индия является недостатком, т.к. требуется применение тяжелых коллиматоров при регистрации детектором сцинтилляционной камеры.

Для регистрации радионуклида в теле человека нужно чтобы:

1. излучение радионуклида обладало достаточным уровнем квантов, чтобы проникал наружу и мог минимально рассеиваться в тканях

2. максимум энергии радионуклида расходовался на фотоэлектрический эффект в сцинтилляционном кристалле

3. гамма-кванты не проникали через защиту коллиматора

При применении радионуклидов с высоким уровнем энергии гамма излучения возникают технические неудобства, связанные с экранированием детекторов и защитой мед.персонала, осуществляющего приготовление и введению больному РФП. Ценным является отсутствие других типов излучения, например, бета излучения, которое не используется для регистрации, но оказывает дополнительную лучевую нагрузку.