Radionuklidforschung

Eröffnungsgeschichte Radionukliddiagnostik

Bedrückend lang schien die Entfernung zwischen physikalischen Laboratorien, in denen Wissenschaftler Spuren nuklearer Teilchen registrierten, und der täglichen klinischen Praxis. Die Vorstellung von der Möglichkeit, kernphysikalische Phänomene für die Untersuchung von Patienten zu verwenden, könnte, wenn nicht wahnsinnig, phantastisch erscheinen. Eine solche Idee wurde jedoch in den Experimenten des ungarischen Wissenschaftlers D. Heveshi, dem späteren Nobelpreisträger, geboren. An einem der Herbsttage 1912 zeigte E. Reserford ihm einen Haufen Bleichlorid, der im Keller des Labors lag, und sagte: "Hier, nimm diesen Haufen. Versuchen Sie, Radium vom Bleisalz zu unterscheiden. "

Nach vielen Experimenten A.Panetom D.Heveshi gemeinsam mit dem österreichischen Chemiker durchgeführt, es wurde klar, dass chemisch unmöglich, die Blei und Radium D zu teilen, da diese nicht getrennte Elemente und Isotope eines Elements - führen. Sie unterscheiden sich nur darin, dass einer von ihnen radioaktiv ist. Zerfallend emittiert es ionisierende Strahlung. Daher kann ein radioaktives Isotop, ein Radionuklid, als Markierung verwendet werden, wenn das Verhalten seines nicht-radioaktiven Zwillings untersucht wird.

Bevor die Ärzte eine verlockende Aussicht eröffneten: die Einführung von Radionukliden in den Körper des Patienten, um deren Position mit Hilfe radiometrischer Instrumente zu überwachen. In relativ kurzer Zeit ist die Radionuklid-Diagnostik zu einer eigenständigen medizinischen Disziplin geworden. Im Ausland wird die Radionukliddiagnostik in Kombination mit der therapeutischen Verwendung von Radionukliden als Nuklearmedizin bezeichnet.

Die Radionuklid-Methode ist eine Methode zur Untersuchung des funktionellen und morphologischen Zustands von Organen und Systemen mit Hilfe von Radionukliden und markierten Indikatoren. Diese Indikatoren - sie werden Radiopharmazeutika (RFPs) genannt - werden in den Körper des Patienten injiziert und bestimmen dann mit Hilfe der verschiedenen Instrumente die Geschwindigkeit und Art der Bewegung, Fixierung und Entfernung aus Organen und Geweben.

Zusätzlich können Gewebestücke, Blut und Ausfluss des Patienten für die Radiometrie verwendet werden. Trotz der Einführung von vernachlässigbar kleinen Mengen des Indikators (Hundertstel und Tausendstel Mikrogramm), die den normalen Verlauf der Lebensprozesse nicht beeinflussen, hat die Methode eine außergewöhnlich hohe Empfindlichkeit.

Ein Radiopharmazeutikum ist die chemische Verbindung, die zur Verabreichung an eine Person mit einem diagnostischen Zweck erlaubt ist, in deren Molekül ein Radionuklid enthalten ist. Radionut sollte ein Strahlungsspektrum einer bestimmten Energie haben, die minimale Strahlungsbelastung bestimmen und den Zustand des untersuchten Organs widerspiegeln.

In dieser Hinsicht wird das Radiopharmazeutikum unter Berücksichtigung seines pharmakodynamischen (Verhalten im Körper) und seiner kernphysikalischen Eigenschaften ausgewählt. Die Pharmakodynamik eines Radiopharmakons wird durch die chemische Verbindung bestimmt, auf deren Basis es synthetisiert wird. Die Möglichkeit, RFPs zu registrieren, hängt von der Art des Zerfalls des Radionuklids ab, mit dem es markiert ist.

Bei der Auswahl eines Radiopharmakons für die Forschung sollte ein Arzt zunächst seine physiologische Ausrichtung und Pharmakodynamik berücksichtigen. Betrachten Sie dies zum Beispiel die Einführung von RFP im Blut. Nach der Injektion in die Vene wird das Radiopharmakon zunächst gleichmäßig im Blut verteilt und in alle Organe und Gewebe transportiert. Wenn der Arzt an der Hämodynamik und der Blutfüllung der Organe interessiert ist, wählt er einen Indikator, der lange im Blutkreislauf zirkuliert, ohne die Wände der Gefäße in den umgebenden Geweben zu verlassen (zum Beispiel menschliches Serumalbumin). Bei der Untersuchung der Leber wird der Arzt eine chemische Verbindung bevorzugen, die selektiv von diesem Organ aufgenommen wird. Einige Substanzen werden über die Nieren aus dem Blut gewonnen und im Urin ausgeschieden, so dass sie zur Untersuchung der Nieren und der Harnwege dienen. Einzelne Radiopharmazeutika sind für das Knochengewebe tropisch und daher für die Untersuchung des osteoartikulären Apparates unentbehrlich. Unter Berücksichtigung der Transportbedingungen und der Art der Verteilung und Entfernung des Radiopharmazeutikums aus dem Körper beurteilt der Arzt den Funktionszustand und die strukturellen und topographischen Eigenschaften dieser Organe.

Es ist jedoch nicht ausreichend, nur die Pharmakodynamik des Radiopharmazeutikums zu berücksichtigen. Die kernphysikalischen Eigenschaften des Radionuklids, das in seine Zusammensetzung eingeht, müssen berücksichtigt werden. Vor allem muss es ein bestimmtes Strahlungsspektrum haben. Um Bilder von Organen zu erhalten, werden nur γ-Strahlen oder charakteristische Röntgenstrahlung emittierende Radionuklide verwendet, da diese Strahlung mit externer Detektion registriert werden kann. Je mehr γ-Quanten oder Röntgenquanten im radioaktiven Zerfall gebildet werden, desto wirksamer ist dieses Radiopharmakon im diagnostischen Sinn. Gleichzeitig sollte das Radionuklid möglichst wenig Korpuskularstrahlung emittieren - Elektronen, die im Körper des Patienten absorbiert werden und nicht an der Bildgebung von Organen beteiligt sind. Aus diesen Positionen sind Radionuklide mit einer Kernumwandlung vom isomeren Übergangstyp bevorzugt.

Radionuklide, deren Halbwertszeit mehrere Dutzend Tage beträgt, gelten als langlebig, einige Tage sind von mittlerer Lebensdauer, einige Stunden sind kurzlebig und einige Minuten sind kurzlebig. Aus verständlichen Gründen neigen sie dazu, kurzlebige Radionuklide zu verwenden. Die Verwendung von langlebigen und vor allem langlebigen Radionukliden ist mit einer erhöhten Strahlenbelastung verbunden, der Einsatz von ultrakurzen Radionukliden wird aus technischen Gründen erschwert.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Radionuklide zu erhalten. Einige von ihnen werden in Reaktoren gebildet, einige in Beschleunigern. Die üblichste Art, Radionuklide zu erhalten, ist jedoch ein Generator, d.h. Herstellung von Radionukliden direkt im Labor der Radionukliddiagnostik mit Hilfe von Generatoren.

Ein sehr wichtiger Parameter des Radionuklids ist die Energie von Quanten elektromagnetischer Strahlung. Quanten mit sehr niedrigen Energien werden in den Geweben zurückgehalten und erreichen daher nicht den Detektor der radiometrischen Vorrichtung. Quanten mit sehr hohen Energien fliegen teilweise durch den Detektor, so dass die Effektivität ihrer Registrierung ebenfalls gering ist. Der optimale Bereich der Quantenenergie in der Radionukliddiagnostik liegt bei 70-200 keV.

Eine wichtige Voraussetzung für ein Radiopharmakon ist die minimale Strahlungsbelastung, wenn es verabreicht wird. Es ist bekannt, dass die Aktivität des angewendeten Radionuklids aufgrund der Wirkung zweier Faktoren abnimmt: des Zerfalls seiner Atome, d.h. Physikalischer Prozess, und entfernen Sie es aus dem Körper - der biologische Prozess. Die Abklingzeit der Hälfte der Radionuklidatome wird als physikalische Halbwertszeit von T 1/2 bezeichnet. Die Zeit, in der die Aktivität des in den Körper eingebrachten Medikaments durch seine Ausscheidung um die Hälfte reduziert wird, wird als Periode der biologischen Halbelimination bezeichnet. Die Zeit, während der die Aktivität des RFP, die in den Körper eingeführt wird, um die Hälfte reduziert wird, aufgrund des physischen Zerfalls und der Elimination wird als effektive Halbwertszeit (TEF) bezeichnet

Für radiodukliddiagnostische Untersuchungen wird ein Radiopharmakon mit dem am wenigsten verlängerten T1 / 2 gesucht. Dies ist verständlich, da die radiale Belastung des Patienten von diesem Parameter abhängt. Eine sehr kurze physikalische Halbwertszeit ist jedoch ebenfalls unbequem: Es ist notwendig, Zeit zu haben, RFP an das Labor zu liefern und eine Studie durchzuführen. Die allgemeine Regel lautet: Das Medikament muss sich der Dauer des diagnostischen Verfahrens nähern.

Wie bereits erwähnt, ist es derzeit im Labor vermehrt regenerative Verfahren zur Herstellung von Radionukliden verwenden, und in 90-95% der Fälle - ist das Radionuklid ^99m Tc, die mit der überwiegenden Mehrheit der Radiopharmaka markiert ist. Neben radioaktivem Technetium werden ¹³³ Xe, ⁶⁷ Ga , manchmal sehr selten andere Radionuklide verwendet.

RFP, die in der klinischen Praxis am häufigsten verwendet wird.

Ausschreibung	Anwendungsgebiet
99m Tc Albumin	Blutflussuntersuchung
99m Tc-markierte Erythrozyten	Blutflussuntersuchung
99m T- Kolloide (technisch)	Leberuntersuchung
99m Tc-Butyl-IDA (Bromesid)	Untersuchung des Gallenausscheidungssystems
99m Ts-Pyrophosphat (Technifor)	Studium des Skeletts
99m Ts-MAA	Lungenuntersuchung
133 ее	Lungenuntersuchung
67 Ga-Citrat	Tumotroper Medikament, Herzuntersuchung
99m Ts-Sestamibi	Tumotropes Arzneimittel
99m Tc-monoklonale Antikörper	Tumotropes Arzneimittel
201 T1-Chlorid	Studie des Herzens, des Gehirns, der tumorotropen Droge
99m Tc-DMSA (technnemek)	Nierenuntersuchung
131 T-Hippuran	Nierenuntersuchung
99 Tc-DTPA (Pententech)	Studium der Nieren und Blutgefäße
99m Tc-MAG-3 (teche)	Nierenuntersuchung
99m Ts-Pertehnetat	Schilddrüsen- und Speicheldrüsenforschung
18 F-DG	Studium des Gehirns und des Herzens
123 Ich habe	Studie der Nebennieren

Um Radionukliduntersuchungen durchzuführen, wurden verschiedene diagnostische Instrumente entwickelt. Unabhängig von ihrem spezifischen Zweck sind alle diese Vorrichtungen nach einem einzigen Prinzip angeordnet: Sie haben einen Detektor, der ionisierende Strahlung in elektrische Impulse umwandelt, eine elektronische Verarbeitungseinheit und eine Datendarstellungseinheit. Viele radiodiagnostische Vorrichtungen sind mit Computern und Mikroprozessoren ausgestattet.

Als Detektor werden üblicherweise Szintillatoren oder seltener Gaszähler verwendet. Der Szintillator ist eine Substanz, in der Lichtblitze - Szintillationen - durch die Einwirkung von schnell geladenen Teilchen oder Photonen erzeugt werden. Diese Szintillationen werden von photoelektrischen Multiplikatoren (PMTs) erfasst, die Lichtblitze in elektrische Signale umwandeln. Der Szintillationskristall und der Photovervielfacher sind in einer schützenden Metallhülle angeordnet, einem Kollimator, der das "Sichtfeld" des Kristalls auf die Größe des Organs oder des untersuchten Körperteils des Patienten begrenzt.

In der Regel hat das radiodiagnostische Gerät mehrere austauschbare Kollimatoren, die der Arzt je nach Untersuchungsaufgabe auswählt. Im Kollimator befinden sich ein großes oder mehrere kleine Löcher, durch die die radioaktive Strahlung in den Detektor eindringt. Je größer das Loch im Kollimator ist, desto höher ist im Prinzip die Empfindlichkeit des Detektors, d.h. Seine Fähigkeit, ionisierende Strahlung zu detektieren, aber gleichzeitig ist ihr Auflösungsvermögen niedriger, d.h. Unterscheiden Sie zwischen kleinen Strahlungsquellen. In modernen Kollimatoren gibt es mehrere Dutzend kleine Löcher, deren Position unter Berücksichtigung der optimalen "Sicht" des Untersuchungsobjekts gewählt wird! In Geräten zur Bestimmung der Radioaktivität von biologischen Proben werden Szintillationsdetektoren in Form von sogenannten Well-Countern eingesetzt. Im Inneren des Kristalls befindet sich ein zylindrischer Kanal, in den eine Röhre mit dem zu untersuchenden Material eingebracht wird. Eine solche Detektorvorrichtung erhöht signifikant ihre Fähigkeit, schwache Strahlung von biologischen Proben zu erfassen. Zur Messung der Radioaktivität biologischer Flüssigkeiten, die Radionuklide mit weicher β-Strahlung enthalten, werden flüssige Szintillatoren verwendet.

Alle diagnostischen Radionuklidstudien sind in zwei große Gruppen unterteilt: Studien, in denen RFPs in den Körper des Patienten eingeführt werden, In-vivo-Studien und Untersuchungen von Blut, Gewebefragmenten und Patienten-Entlassungs-In-vitro-Studien.

Bei der Durchführung einer In-vivo-Studie ist die psychologische Vorbereitung des Patienten erforderlich. Er muss den Zweck des Verfahrens, seine Bedeutung für die Diagnose, das Verfahren klären. Es ist besonders wichtig, die Sicherheit der Studie zu betonen. Im speziellen Training besteht in der Regel keine Notwendigkeit. Es ist nur notwendig, den Patienten über sein Verhalten während des Studiums zu warnen. In vivo-Studien werden verschiedene Verfahren zur Verabreichungvon RFP in Abhängigkeit von den Zielen des Verfahrens verwendet.In den meisten Verfahren wird RFP primär in die Vene injiziert, viel weniger oftin die Arterie, das Organparenchym und andere Gewebe. RFP wird auch oral und durch Inhalation (Inhalation) angewendet.

Indikationen für die Radionuklidforschung werden vom behandelnden Arzt nach Rücksprache mit dem Radiologen festgelegt. In der Regel wird es nach anderen klinischen, Labor-und nicht-invasiven Strahlungsverfahren durchgeführt, wenn die Notwendigkeit für Radionukliddaten über die Funktion und Morphologie dieses oder anderer Organe klar wird.

Kontraindikationen für die Radionukliddiagnostik liegen nicht vor, es gibt nur Einschränkungen durch Anweisungen des Gesundheitsministeriums.

Radionuklid-Methoden unterscheiden zwischen Radionuklid-Bildgebungsverfahren, Radiographie, klinischer und Laborradiometrie.

Der Begriff "Visualisierung" leitet sich vom englischen Wort "Vision" ab. Sie bezeichnen den Erwerb eines Bildes, in diesem Fall durch radioaktive Nuklide. Radionuklid-Bildgebung ist die Erstellung eines Bildes der räumlichen Verteilung von RFP in Organen und Geweben, wenn es in den Körper des Patienten eingeführt wird. Die Hauptmethode der Radionuklid-Bildgebung ist die Gamma-Szintigraphie (oder einfach Szintigraphie), die auf einer als Gammakamera bezeichneten Vorrichtung durchgeführt wird. Eine Variante der Szintigraphie, die mit einer speziellen Gammakamera (mit einem beweglichen Detektor) durchgeführt wird, ist die geschichtete Radionuklid-Bildgebung - Einzelphotonen-Emissions-Tomographie. In seltenen Fällen, hauptsächlich wegen der technischen Komplexität, um ultrakurzlebende positronisierende Radionuklide zu erhalten, wird die Zwei-Photonen-Emissions-Tomographie auch auf einer speziellen Gammakamera durchgeführt. Manchmal wird eine bereits veraltete Methode der Radionuklid-Bildgebung verwendet - Scannen; es wird auf einem Gerät durchgeführt, das Scanner genannt wird.

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