Radionuklīdu pētījums

Radionuklīdu diagnostikas atklāšanas vēsture

Attālums starp fizikas laboratorijām, kur zinātnieki reģistrēja kodoldaļiņu pēdas, un ikdienas klīnisko praksi šķita nomācoši liels. Pati ideja par kodolfizikas parādību izmantošanu pacientu izmeklēšanā varētu šķist ja ne traka, tad pasakaina. Tomēr tieši šī ideja radās ungāru zinātnieka D. Hevesi, kurš vēlāk ieguva Nobela prēmiju, eksperimentos. Vienā 1912. gada rudens dienā E. Raterfords parādīja viņam svina hlorīda kaudzi, kas atradās laboratorijas pagrabā, un teica: "Lūk, parūpējieties par šo kaudzi. Mēģiniet izolēt rādija D no svina sāls."

Pēc daudziem eksperimentiem, ko D. Hevesi veica kopā ar Austrijas ķīmiķi A. Panetu, kļuva skaidrs, ka svinu un rādiju D nav iespējams ķīmiski atdalīt, jo tie nav atsevišķi elementi, bet gan viena elementa - svina - izotopi. Tie atšķiras tikai ar to, ka viens no tiem ir radioaktīvs. Sadaloties tas izstaro jonizējošo starojumu. Tas nozīmē, ka radioaktīvu izotopu - radionuklīdu - var izmantot kā marķieri, pētot tā neradioaktīvā dvīņa uzvedību.

Ārstiem pavērās aizraujošas perspektīvas: radionuklīdu ievadīšana pacienta organismā un to atrašanās vietas uzraudzība, izmantojot radiometriskās ierīces. Salīdzinoši īsā laikā radionuklīdu diagnostika kļuva par patstāvīgu medicīnas disciplīnu. Ārzemēs radionuklīdu diagnostiku kombinācijā ar radionuklīdu terapeitisku izmantošanu sauc par kodolmedicīnu.

Radionuklīdu metode ir orgānu un sistēmu funkcionālā un morfoloģiskā stāvokļa izpētes metode, izmantojot radionuklīdus un ar tiem marķētus indikatorus. Šie indikatori - tos sauc par radiofarmaceitiskiem preparātiem (RP) - tiek ievadīti pacienta organismā, un pēc tam, izmantojot dažādas ierīces, tiek noteikts to kustības, fiksācijas un izņemšanas no orgāniem un audiem ātrums un raksturs.

Turklāt radiometrijai var izmantot audu paraugus, asinis un pacienta sekrētus. Neskatoties uz niecīga indikatora daudzuma (mikrograma simtdaļas un tūkstošdaļas) ieviešanu, kas neietekmē normālu dzīvības procesu gaitu, metodei ir ārkārtīgi augsta jutība.

Radiofarmaceitisks preparāts ir ķīmisks savienojums, kas ir apstiprināts ievadīšanai cilvēkiem diagnostikas nolūkos un kura molekulā ir radionuklīds. Radionuklīdam ir jābūt noteiktas enerģijas starojuma spektram, tam ir jāizraisa minimāla starojuma iedarbība un jāatspoguļo pārbaudāmā orgāna stāvoklis.

Šajā sakarā radiofarmaceitisko preparātu izvēlas, ņemot vērā tā farmakodinamiskās (uzvedības organismā) un kodolfizikālās īpašības. Radiofarmaceitiskā preparāta farmakodinamiku nosaka ķīmiskais savienojums, uz kura pamata tas tiek sintezēts. RFP reģistrācijas iespējas ir atkarīgas no radionuklīda, ar kuru tas ir iezīmēts, sabrukšanas veida.

Izvēloties radiofarmaceitisko preparātu izmeklēšanai, ārstam vispirms jāņem vērā tā fizioloģiskā orientācija un farmakodinamika. Apskatīsim to, izmantojot RFP ievadīšanas asinīs piemēru. Pēc injekcijas vēnā radiofarmaceitisks preparāts sākotnēji vienmērīgi sadalās asinīs un tiek transportēts uz visiem orgāniem un audiem. Ja ārstu interesē orgānu hemodinamika un asins piepildījums, viņš izvēlēsies indikatoru, kas ilgstoši cirkulē asinsritē, neizejot ārpus asinsvadu sieniņām apkārtējos audos (piemēram, cilvēka seruma albumīns). Izmeklējot aknas, ārsts dos priekšroku ķīmiskam savienojumam, ko šis orgāns selektīvi uztver. Dažas vielas no asinīm uztver nieres un izdalās ar urīnu, tāpēc tās izmanto nieru un urīnceļu izmeklēšanai. Daži radiofarmaceitiskie preparāti ir tropiski kaulu audiem, kas padara tos neaizstājamus muskuļu un skeleta sistēmas izmeklēšanā. Pētot transportēšanas laikus un radiofarmaceitiskā preparāta izplatīšanās un izvadīšanas no organisma raksturu, ārsts spriež par šo orgānu funkcionālo stāvokli, kā arī strukturālajām un topogrāfiskajām iezīmēm.

Tomēr nepietiek ņemt vērā tikai radiofarmaceitiskā līdzekļa farmakodinamiku. Jāņem vērā arī tā sastāvā esošā radionuklīda kodolfizikālās īpašības. Pirmkārt, tam ir jābūt noteiktam starojuma spektram. Lai iegūtu orgānu attēlu, tiek izmantoti tikai radionuklīdi, kas emitē γ starus vai raksturīgo rentgenstaru starojumu, jo šos starojumus var reģistrēt ar ārēju detekciju. Jo vairāk γ kvantu vai rentgenstaru kvantu veidojas radioaktīvās sabrukšanas laikā, jo efektīvāks šis radiofarmaceitisks līdzeklis ir diagnostikas ziņā. Tajā pašā laikā radionuklīdam jāizstaro pēc iespējas mazāk korpuskulāra starojuma - elektroni, kas tiek absorbēti pacienta organismā un nepiedalās orgānu attēla iegūšanā. No šī viedokļa priekšroka dodama radionuklīdiem ar izomēru pārejas tipa kodola transformāciju.

Radionuklīdi ar pussabrukšanas periodu vairākus desmitus dienu tiek uzskatīti par ilgmūžīgiem, vairākas dienas - par vidēji ilgmūžīgiem, vairākas stundas - par īsmūžīgiem, vairākas minūtes - par īpaši īsmūžīgiem. Saprotamu iemeslu dēļ tajos mēdz izmantot īslaicīgas radionuklīdus. Vidēja un īpaši ilga dzīves cikla radionuklīdu lietošana ir saistīta ar paaugstinātu starojuma iedarbību, īpaši īslaicīgas radionuklīdu lietošana ir apgrūtināta tehnisku iemeslu dēļ.

Radionuklīdus var iegūt vairākos veidos. Daži no tiem veidojas reaktoros, daži — paātrinātājos. Tomēr visizplatītākais radionuklīdu iegūšanas veids ir ģeneratora metode, t. i., radionuklīdu ražošana tieši radionuklīdu diagnostikas laboratorijā, izmantojot ģeneratorus.

Ļoti svarīgs radionuklīda parametrs ir elektromagnētiskā starojuma kvantu enerģija. Ļoti zemas enerģijas kvanti tiek aizturēti audos un tāpēc nesasniedz radiometriskās ierīces detektoru. Ļoti augstas enerģijas kvanti daļēji iziet cauri detektoram, tāpēc arī to reģistrācijas efektivitāte ir zema. Optimālais kvantu enerģijas diapazons radionuklīdu diagnostikā tiek uzskatīts par 70–200 keV.

Svarīga prasība radiofarmaceitiskajam preparātam ir minimāla starojuma iedarbība tā ievadīšanas laikā. Ir zināms, ka pielietotā radionuklīda aktivitāte samazinās divu faktoru dēļ: tā atomu sabrukšanas, t. i., fizikāla procesa, un tā izvadīšanas no organisma – bioloģiska procesa dēļ. Puses radionuklīda atomu sabrukšanas laiku sauc par fizikālo pussabrukšanas periodu T 1/2. Laiku, kurā organismā ievadītā medikamenta aktivitāte samazinās uz pusi tā izvadīšanas dēļ, sauc par bioloģisko pussabrukšanas periodu. Laiku, kurā organismā ievadītā radiofarmaceitiskā preparāta aktivitāte samazinās uz pusi fizikālās sabrukšanas un izvadīšanas dēļ, sauc par efektīvo pussabrukšanas periodu (Ef).

Radionuklīdu diagnostikas pētījumiem viņi cenšas izvēlēties radiofarmaceitisko medikamentu ar īsāko T 1/2. Tas ir saprotams, jo no šī parametra ir atkarīga pacienta radiācijas slodze. Tomēr ļoti īss fiziskais pussabrukšanas periods ir arī neērts: ir nepieciešams laiks, lai nogādātu radiofarmaceitisko preparātu laboratorijā un veiktu pētījumu. Vispārējais noteikums ir šāds: zāļu Tdar jābūt tuvu diagnostiskās procedūras ilgumam.

Kā jau minēts, pašlaik laboratorijas visbiežāk izmanto ģeneratora metodi radionuklīdu iegūšanai, un 90–95% gadījumu tas ir radionuklīds ^99mTc, ko izmanto lielākās daļas radiofarmaceitisko preparātu marķēšanai. Papildus radioaktīvajam tehnēcijam tiek izmantots arī ^133Xe, ^67Ga un ļoti reti citi radionuklīdi.

Radiofarmaceitiskie preparāti, ko visbiežāk izmanto klīniskajā praksē.

Piedāvājums	Piemērošanas joma
99m Tc-albumīns	Asins plūsmas pētījums
99m 'Tc iezīmēti eritrocīti	Asins plūsmas pētījums
99m Tc-koloīds (tehniskais)	Aknu izmeklēšana
99m Tc-butil-IDA (bromīds)	Žultsceļu pārbaude
99m Tc-pirofosfāts (tehnifors)	Skeleta pārbaude
99 m Ts-MAA	Plaušu izmeklēšana
133 Viņš	Plaušu izmeklēšana
67 Ga-citrāts	Tumorotropiskas zāles, sirds izmeklēšana
99 m Ts-sestamibi	Tumortropiskas zāles
99m Tc-monoklonālās antivielas	Tumortropiskas zāles
201 T1-hlorīds	Sirds, smadzeņu pētījumi, audzēju tropiskas zāles
99m Tc-DMSA (tehnoloģiskās vielas)	Nieru izmeklēšana
131 T-hipurāns	Nieru izmeklēšana
99 Tc-DTPA (pentatehs)	Nieru un asinsvadu izmeklēšana
99m Tc-MAG-3 (tehniskā magnēta)	Nieru izmeklēšana
99mTc -pertehnetāts	Vairogdziedzera un siekalu dziedzeru izmeklēšana
18 F-DG	Smadzeņu un sirds pētījumi
123 I-MIBG	Virsnieru dziedzeru izmeklēšana

Radionuklīdu pētījumu veikšanai ir izstrādātas dažādas diagnostikas ierīces. Neatkarīgi no to konkrētā mērķa, visas šīs ierīces ir konstruētas pēc viena principa: tām ir detektors, kas pārveido jonizējošo starojumu elektriskos impulsos, elektroniska apstrādes iekārta un datu attēlošanas iekārta. Daudzas radiodiagnostikas ierīces ir aprīkotas ar datoriem un mikroprocesoriem.

Kā detektorus parasti izmanto scintilatorus vai, retāk, gāzu skaitītājus. Scintilators ir viela, kurā ātri lādētu daļiņu vai fotonu iedarbībā rodas gaismas uzplaiksnījumi jeb scintilācijas. Šīs scintilācijas uztver fotoelektronu pavairotāja lampas (PMT), kas gaismas uzplaiksnījumus pārvērš elektriskos signālos. Scintilācijas kristāls un PMT ir ievietoti aizsargājošā metāla apvalkā — kolimatorā, kas ierobežo kristāla "redzes lauku" līdz pētāmā orgāna vai ķermeņa daļas izmēram.

Parasti radiodiagnostikas ierīcei ir vairāki nomaināmi kolimatori, kurus ārsts izvēlas atkarībā no pētījuma mērķiem. Kolimatoram ir viens liels vai vairāki mazi caurumi, caur kuriem radioaktīvais starojums iekļūst detektorā. Principā, jo lielāks ir kolimatora caurums, jo augstāka ir detektora jutība, t. i., tā spēja reģistrēt jonizējošo starojumu, bet vienlaikus tā izšķirtspēja ir zemāka, t. i., spēja atsevišķi atšķirt mazus starojuma avotus. Mūsdienu kolimatoriem ir vairāki desmiti mazu caurumu, kuru pozīcija tiek izvēlēta, ņemot vērā pētāmā objekta optimālo "redzi"! Ierīcēs, kas paredzētas bioloģisko paraugu radioaktivitātes noteikšanai, scintilācijas detektori tiek izmantoti tā saukto aku skaitītāju veidā. Kristāla iekšpusē ir cilindrisks kanāls, kurā ievieto mēģeni ar pētāmo materiālu. Šāda detektora konstrukcija ievērojami palielina tā spēju uztvert vāju starojumu no bioloģiskajiem paraugiem. Šķidruma scintilatori tiek izmantoti, lai mērītu radionuklīdus saturošu bioloģisko šķidrumu radioaktivitāti ar mīkstu β-starojumu.

Visi radionuklīdu diagnostikas pētījumi tiek iedalīti divās lielās grupās: pētījumi, kuros radiofarmaceitisko preparātu ievada pacienta organismā – in vivo pētījumi, un pacienta asiņu, audu gabalu un sekrētu pētījumi – in vitro pētījumi.

Jebkuram in vivo pētījumam nepieciešama pacienta psiholoģiska sagatavošanās. Viņam jāizskaidro procedūras mērķis, tās nozīme diagnostikā un pati procedūra. Īpaši svarīgi ir uzsvērt pētījuma drošību. Parasti nav nepieciešama īpaša sagatavošanās. Pacients tikai jābrīdina par savu uzvedību pētījuma laikā. In vivo pētījumos tiek izmantotas dažādas radiofarmaceitiskā līdzekļa ievadīšanas metodes atkarībā no procedūras mērķiem. Lielākā daļa metožu ietver radiofarmaceitiskā līdzekļa injicēšanu galvenokārt vēnā, daudz retāk artērijā, orgānu parenhīmā vai citos audos. Radiofarmaceitisko līdzekli lieto arī iekšķīgi un ieelpojot (inhalējot).

Radionuklīdu izmeklēšanas indikācijas nosaka ārstējošais ārsts pēc konsultēšanās ar radiologu. Parasti to veic pēc citām klīniskām, laboratoriskām un neinvazīvām starojuma procedūrām, kad kļūst skaidra nepieciešamība pēc radionuklīdu datiem par konkrēta orgāna funkciju un morfoloģiju.

Radionuklīdu diagnostikai nav kontrindikāciju, ir tikai ierobežojumi, ko paredz Veselības ministrijas norādījumi.

Starp radionuklīdu metodēm izšķir šādas: radionuklīdu vizualizācijas metodes, radiogrāfija, klīniskā un laboratoriskā radiometrija.

Termins "vizualizācija" ir atvasināts no angļu valodas vārda "vision". Tas apzīmē attēla iegūšanu, šajā gadījumā izmantojot radioaktīvos nuklīdus. Radionuklīdu vizualizācija ir radiofarmaceitiskā preparāta telpiskā sadalījuma attēla izveidošana orgānos un audos, kad tas tiek ievadīts pacienta organismā. Galvenā radionuklīdu vizualizācijas metode ir gamma scintigrāfija (jeb vienkārši scintigrāfija), ko veic ar ierīci, ko sauc par gamma kameru. Scintigrāfijas variants, ko veic ar speciālu gamma kameru (ar kustīgu detektoru), ir slāni pa slānim radionuklīdu vizualizācija - viena fotona emisijas tomogrāfija. Reti, galvenokārt īpaši īslaicīgu pozitronus emitējošu radionuklīdu iegūšanas tehniskās sarežģītības dēļ, divu fotonu emisijas tomogrāfija tiek veikta arī ar speciālu gamma kameru. Dažreiz tiek izmantota novecojusi radionuklīdu vizualizācijas metode - skenēšana; to veic ar ierīci, ko sauc par skeneri.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]