Ricerca sui radionuclidi

Apertura della diagnostica dei radionuclidi

Lungamente a lungo sembrava la distanza tra i laboratori fisici, dove gli scienziati registravano tracce di particelle nucleari e la pratica clinica quotidiana. L'idea stessa della possibilità di utilizzare i fenomeni fisico-nucleari per l'esame dei pazienti potrebbe sembrare, se non folle, quindi fantastica. Tuttavia, esattamente una tale idea è nata negli esperimenti dello scienziato ungherese D.Heveshi, in seguito vincitore del premio Nobel. In uno dei giorni autunnali del 1912, E.Reserford gli mostrò una pila di cloruro di piombo, che giaceva nel seminterrato del laboratorio, e disse: "Ecco, prendi questo mucchio. Cerca di distinguere il radio dal sale di piombo. "

Dopo numerosi esperimenti condotti da D.Heveshi insieme al chimico austriaco A.Panet, è diventato chiaro che è impossibile separare chimicamente il piombo e il radio D, poiché questi non sono singoli elementi, ma gli isotopi di un elemento: il piombo. Differiscono solo per il fatto che uno di essi è radioattivo. Disintegrando, emette radiazioni ionizzanti. Quindi, un isotopo radioattivo, un radionuclide, può essere usato come segno quando si studia il comportamento del suo gemello non radioattivo.

Prima che i medici aprissero una prospettiva allettante: introducendo nel corpo dei radionuclidi del paziente, per monitorare la loro posizione con l'aiuto di strumenti radiometrici. In un periodo relativamente breve, la diagnostica dei radionuclidi è diventata una disciplina medica indipendente. All'estero, la diagnostica dei radionuclidi in combinazione con l'uso terapeutico dei radionuclidi è chiamata medicina nucleare.

Il metodo del radionuclide è un metodo per studiare lo stato funzionale e morfologico di organi e sistemi con l'aiuto di radionuclidi ed indicatori marcati. Questi indicatori, denominati radiofarmaci (RFP), vengono iniettati nel corpo del paziente e quindi utilizzando i vari strumenti determinano la velocità e la natura del movimento, la fissazione e la rimozione da organi e tessuti.

Inoltre, per radiometria possono essere utilizzati frammenti di tessuto, sangue e scarico del paziente. Nonostante l'introduzione di quantità trascurabili della spia (centesimi e millesimi di microgrammo) che non influenzano il normale corso dei processi vitali, il metodo ha una sensibilità eccezionalmente elevata.

Un radiofarmaco è il composto chimico consentito per la somministrazione a una persona con uno scopo diagnostico, nella molecola di cui è contenuto un radionuclide. Il radionut dovrebbe avere uno spettro di radiazioni di una determinata energia, determinare il carico di radiazioni minimo e riflettere le condizioni dell'organo in esame.

A questo proposito, il radiofarmaco viene scelto tenendo conto del suo comportamento farmacodinamico (comportamento nel corpo) e nucleare-fisico. La farmacodinamica di un radiofarmaco è determinata dal composto chimico sulla base del quale è sintetizzata. La possibilità di registrare le RFP dipende dal tipo di decadimento del radionuclide con cui è etichettato.

Scegliendo un radiofarmaco per la ricerca, un medico dovrebbe prima di tutto tener conto della sua focalizzazione fisiologica e della sua farmacodinamica. Considera questo per esempio l'introduzione della RFP nel sangue. Dopo l'iniezione nella vena, il radiofarmaco è inizialmente distribuito uniformemente nel sangue e trasportato a tutti gli organi e tessuti. Se il medico è interessato all'emodinamica e al riempimento di sangue degli organi, sceglierà un indicatore che circola a lungo nel sangue senza lasciare le pareti dei vasi nei tessuti circostanti (ad esempio, albumina di siero umano). Quando si esamina il fegato, il medico preferirà un composto chimico che viene catturato in modo selettivo da questo organo. Alcune sostanze vengono catturate dal sangue dai reni ed escrete nelle urine, quindi servono a studiare i reni e il tratto urinario. I singoli radiofarmaci sono tessuti da tropici a ossei e quindi sono indispensabili nello studio dell'apparato osteoarticolare. Studiando i termini di trasporto e la natura della distribuzione e rimozione del radiofarmaco dal corpo, il medico giudica lo stato funzionale e le caratteristiche strutturali e topografiche di questi organi.

Tuttavia, non è sufficiente prendere in considerazione solo la farmacodinamica del radiofarmaco. È necessario prendere in considerazione le proprietà fisico-nucleari del radionuclide che entra nella sua composizione. Prima di tutto, deve avere un certo spettro di radiazioni. Per ottenere immagini di organi, vengono utilizzati solo radionuclidi che emettono raggi γ o radiazioni a raggi X caratteristici, poiché queste radiazioni possono essere registrate con il rilevamento esterno. Quanto più quanti γ-quanta o quanti raggi X si formano nel decadimento radioattivo, tanto più efficace questo radiofarmaco è nel senso diagnostico. Allo stesso tempo, il radionuclide dovrebbe emettere il minor numero possibile di radiazioni corpuscolari - gli elettroni che vengono assorbiti nel corpo del paziente e non partecipano all'imaging degli organi. I radionuclidi con una trasformazione nucleare del tipo di transizione isomerica sono preferibili da queste posizioni.

I radionuclidi, la cui emivita è di alcune dozzine di giorni, sono considerati di lunga durata, diversi giorni sono di media durata, alcune ore sono di breve durata e pochi minuti sono vissuti in maniera ultracorta. Per ragioni comprensibili tendono a utilizzare radionuclidi a vita breve. L'uso di radionuclidi a vita media e, soprattutto, a vita lunga è associato ad un aumento del carico di radiazioni, l'uso di radionuclidi ultracorti è ostacolato per ragioni tecniche.

Esistono diversi modi per ottenere i radionuclidi. Alcuni di loro sono formati in reattori, alcuni in acceleratori. Tuttavia, il modo più comune per ottenere i radionuclidi è il generatore, ad es. Produzione di radionuclidi direttamente nel laboratorio di diagnostica dei radionuclidi con l'aiuto di generatori.

Un parametro molto importante del radionuclide è l'energia dei quanti della radiazione elettromagnetica. Quanta di energie molto basse sono trattenute nei tessuti e, quindi, non raggiungono il rivelatore del dispositivo radiometrico. Quanta di energie molto alte in parte attraversano il rilevatore, quindi anche l'efficacia della registrazione è bassa. La gamma ottimale di energia quantica nella diagnostica dei radionuclidi è 70-200 keV.

Un requisito importante per un radiofarmaco è il carico di radiazioni minimo quando viene somministrato. È noto che l'attività del radionuclide applicato diminuisce a causa dell'azione di due fattori: il decadimento dei suoi atomi, cioè processo fisico, e rimuoverlo dal corpo - il processo biologico. Il tempo di decadimento di metà degli atomi di radionuclidi è chiamato tempo di dimezzamento fisico di T 1/2. Il tempo per il quale l'attività del farmaco, introdotta nel corpo, è ridotta della metà a causa della sua escrezione, è chiamata il periodo di semieliminazione biologica. Il tempo durante il quale l'attività della RFP introdotta nel corpo è ridotta della metà a causa del decadimento fisico e l'eliminazione è chiamata l'emivita effettiva (TEF)

Per gli studi diagnostici con radionuclidi, cercano di selezionare un radiofarmaco con il T 1/2 meno prolungato. Questo è comprensibile perché il carico radiale sul paziente dipende da questo parametro. Tuttavia, una brevissima emivita fisica è anche scomoda: è necessario avere il tempo di consegnare la richiesta di offerta al laboratorio e condurre uno studio. La regola generale è questa: il farmaco deve avvicinarsi alla durata della procedura diagnostica.

Come già notato, ora nei laboratori viene usato il metodo generatore per ottenere radionuclidi più spesso, e nel 90-95% dei casi è il radionuclide ^99m Tc, che è etichettato con la stragrande maggioranza dei preparati radiofarmaceutici. Oltre al tecnezio radioattivo, ¹³³ Xe, ⁶⁷ Ga , a volte molto raramente vengono utilizzati altri radionuclidi.

RFP, il più comunemente usato nella pratica clinica.

RFP	Ambito di applicazione
99m di albumina di Tc	Esame del flusso sanguigno
99m 'eritrociti marcati con Tc	Esame del flusso sanguigno
-colloidi T 99m (tecnicamente)	Esame del fegato
99m Tc-butil-IDA (bromuro)	Esame del sistema escretorio bile
99m Ts-pirofosfato (technifor)	Studio dello scheletro
99m Ts-MAA	Esame polmonare
133 ее	Esame polmonare
67 Ga-citrato	Droga tumorotropica, esame del cuore
99m Ts-sestamibi	Farmaco tumorotropico
99m Tc-anticorpi monoclonali	Farmaco tumorotropico
201 T1-cloruro	Studio del cuore, cervello, farmaco tumorotropico
99m Tc-DMSA (tecnemek)	Esame renale
131 T-Hippuran	Esame renale
99 Tc-DTPA (pententech)	Studio dei reni e dei vasi sanguigni
99m Tc-MAG-3 (teche)	Esame renale
99m Ts-Pertehnetat	Ricerca sulle ghiandole tiroidee e salivari
18 F-DG	Studio del cervello e del cuore
123 ho inviato	Studio delle ghiandole surrenali

Per eseguire studi sul radionuclide sono stati sviluppati vari strumenti diagnostici. Indipendentemente dal loro scopo specifico, tutti questi dispositivi sono disposti secondo un unico principio: hanno un rivelatore che converte le radiazioni ionizzanti in impulsi elettrici, un'unità di elaborazione elettronica e un'unità di rappresentazione dei dati. Molti dispositivi radiodiagnostici sono dotati di computer e microprocessori.

Scintillatori o, più raramente, i contatori di gas vengono solitamente utilizzati come rivelatori. Lo scintillatore è una sostanza in cui i lampi di luce (scintillazioni) sono prodotti dall'azione di particelle o fotoni caricati rapidamente. Queste scintillazioni vengono catturate dai moltiplicatori fotoelettrici (PMT), che convertono i flash luminosi in segnali elettrici. Il cristallo di scintillazione e il fotomoltiplicatore sono posti in un involucro protettivo di metallo, un collimatore che limita il "campo visivo" del cristallo alle dimensioni dell'organo o della parte studiata del corpo del paziente.

Di solito il dispositivo radiodiagnostico ha diversi collimatori sostituibili, che il medico sceglie, a seconda delle attività di ricerca. Nel collimatore vi è uno o più piccoli fori attraverso i quali la radiazione radioattiva penetra nel rivelatore. In linea di principio, maggiore è il foro nel collimatore, maggiore è la sensibilità del rivelatore, cioè E. La sua capacità di rilevare radiazioni ionizzanti, ma allo stesso tempo il suo potere risolutivo è più basso, vale a dire distinguere tra piccole fonti di radiazioni. Nei moderni collimatori ci sono diverse decine di piccoli fori, la cui posizione viene scelta tenendo conto della "visione" ottimale dell'oggetto di indagine! Nei dispositivi progettati per determinare la radioattività di campioni biologici, i rivelatori di scintillazione vengono utilizzati sotto forma di cosiddetti contatori di pozzetti. All'interno del cristallo c'è un canale cilindrico nel quale è posto un tubo con il materiale da esaminare. Un tale dispositivo rivelatore aumenta significativamente la sua capacità di catturare deboli radiazioni da campioni biologici. Per misurare la radioattività di fluidi biologici contenenti radionuclidi con radiazioni beta β, vengono utilizzati scintillatori liquidi.

Tutti gli studi diagnostici sul radionuclide sono suddivisi in due grandi gruppi: studi in cui vengono introdotte le RFP nel corpo del paziente, studi in vivo e studi su sangue, frammenti di tessuto e studi di pazienti in vitro a scarica.

Quando si esegue uno studio in vivo, è richiesta la preparazione psicologica del paziente. Ha bisogno di chiarire lo scopo della procedura, la sua importanza per la diagnosi e la procedura. È particolarmente importante sottolineare la sicurezza dello studio. In allenamento speciale, di regola, non ce n'è bisogno. È solo necessario avvertire il paziente del suo comportamento durante lo studio. In studi in vivo, vengono utilizzati vari metodi di somministrazione della RFP in base agli obiettivi della procedura.Nella maggior parte dei metodi, l'iniezione di RFP è intesa principalmente per la vena, molto meno spesso nell'arteria, nel parenchima di organi e in altri tessuti. L'RFP è anche usato per via orale e per inalazione (inalazione).

Le indicazioni per la ricerca di radionuclidi sono determinate dal medico curante dopo aver consultato il radiologo. Di norma, viene eseguito dopo altre procedure di radiazioni cliniche, di laboratorio e non invasive, quando diventa evidente la necessità di dati sul radionuclide sulla funzione e sulla morfologia di quello o di altri organi.

Controindicazioni alla diagnostica dei radionuclidi non sono presenti, ci sono solo restrizioni fornite dalle istruzioni del Ministero della Salute.

I metodi dei radionuclidi distinguono tra metodi di imaging di radionuclidi, radiografia, radiometria clinica e di laboratorio.

Il termine "visualizzazione" deriva dalla parola inglese "visione". Designano l'acquisizione di un'immagine, in questo caso da nuclidi radioattivi. L'imaging dei radionuclidi è la creazione di un'immagine della distribuzione spaziale della RFP negli organi e nei tessuti quando viene introdotta nel corpo del paziente. Il metodo principale dell'imaging con radionuclidi è la scintigrafia gamma (o semplicemente la scintigrafia), che viene eseguita su un apparato chiamato gamma camera. Una variante della scintigrafia eseguita su una gamma camera speciale (con un rilevatore mobile) è l'imaging a radionuclidi stratificato - la tomografia ad emissione di un singolo fotone. Raramente, principalmente a causa della complessità tecnica dell'ottenimento di radionuclidi positronizzanti ultracorti, la tomografia a emissione di due fotoni viene eseguita anche su una gamma camera speciale. A volte viene utilizzato un metodo già obsoleto di imaging con radionuclidi: scansione; viene eseguito su un apparato chiamato scanner.

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