Радионуклиди в диагностиката и терапията
Фиг. 1. Baden-Baden
В началото на първото хилядолетие от новата ера, римляните търсят и намират изцеление в долината на река Oos. Те построена на източници Civitas Anurelia Aquensis - такова беше името на Баден-Баден, големи съоръжения за къпане за своите войници. В 214 по време на управлението на Каракала са били построени имперски бани. След римляните оставили източниците бяха забравени за кратко. През 1306, те са били отдадени под наем на управниците на града и курорта Badon (по-късно Баден) отново стана популярен, тъй като остава и до днес.
През 1903 г. Джордж. Томпсън направил откритието. Той записва радиоактивност на водата на кладенеца. По-късно се оказа, че водите на много известни курорти също са радиоактивни източници. лечебните свойства на водата бе обяснено от неговия радиоактивност, дължащи се на "радий еманация" (радиоактивен газ, който ние сега наричаме радон).
Радон - раздел алфа терапия. Терапията с алфа прилагат краткотрайни или бързо се отделя изотопи (радон дъщерни продукти на торий). алфа терапия често се използва радон бани, в допълнение, радон питейна вода, инхалира въздух обогатен радон върху кожата на пациента се прилага с марля апликатори торий гниене дъщерни продукти. Радон е показано на много заболявания на нервната и сърдечно-съдовата система, опорно-двигателния апарат, кожни заболявания и т.н.
терапия Alpha
Радон, който се използва за много векове, първият терапевтичен метод, при който йонизиращо лъчение се използва.
Радон - раздел алфа терапия. Терапията с алфа прилагат краткотрайни или бързо се отделя изотопи (радон дъщерни продукти на торий). алфа терапия често се използва радон бани, в допълнение, радон питейна вода, инхалира въздух обогатен радон върху кожата на пациента се прилага с марля апликатори торий гниене дъщерни продукти. Радон е показано на много заболявания на нервната и сърдечно-съдовата система, опорно-двигателния апарат, кожни заболявания и т.н.
Един от най-перспективните направления в нуклеарната медицина е оимунна с алфа-излъчватели. Частиците на алфа, излъчвани от радионуклиди, които имат висока енергия (5.8 MeV), високи специфични загуби (висока йонизация способност) и съответно краткосрочен план в биологична тъкан.
Радиоимунотерапия (RIT) - е комбиниран метод за лечение, който съчетава функционалността на лъчетерапия и имунотерапия. Когато имунотерапия използват специално от ин витро моноклонални антитела, които имат способността да разпознават ракови клетки и се свързва с тяхната повърхност. Моноклонални антитела имитират дейността на собствени антитела на пациента, които обикновено атакуват чужди тела като бактерии и вируси. Ако РИО се използва моноклонално антитяло, свързано с радиоизотоп. Когато въведени в кръвния поток на пациента, съдържащ радиоизотоп моноклонални антитела търсят раковите клетки и да се свързва към него, която осигурява освобождаване на висока доза радиация директно в тумора. Благодарение на малките си писти на радиация α частици действа главно върху тумора, радиационна доза за околните здрави тъкани е сведена до минимум.
Обещаващи изотопи за радиоимунотерапия считат 212 Bi и 213 Bi.
При разпадането на 212 Bi и Tl се образуват 208 212 Po, които гниене на стабилен изотоп - 208 Pb. Коли α-частици в биологична тъкан е по-малко от 100 микрона. Това са само няколко диаметър на раковата клетка. Специфични загуби (линейна за пренос на енергия) достига
Брахитерапия - лъчева терапия, в който източникът на лъчение е разположен възможно най-близо до патологична фокуса (тумор) или директно в тумора. Това намалява риска от увреждане на околните здрави тъкани, докато предоставянето на висока доза на облъчване на туморните клетки. Радионуклидите, прилагани в газообразно (радон) форма; течност, например под формата на колоиди; в твърда форма, обикновено запечатани източници, които радиоизотопи, обвити или са в състояние, където няма разпространение в околната среда, под формата на тел, микрокапсули ( "зърна, семена") топки, пръчки и т.н. , В някои случаи на зърното, съдържащи изотопи с кратък полуживот, може да остане в тялото за постоянно. Силно радиоактивен материал се поставя в малки епруветки или се вкарва катетър в тумора по време и след това се отстранява.
В някои случаи, брахитерапия може да се използва в комбинация с външно облъчване.
Фиг. Пример 2. "зърно".
При лечението на различни методи, използвани чрез радионуклиди:
- Апликация брахитерапия;
- интракухинално брахитерапия;
- интерстициален брахитерапия;
- Интраваскуларно брахитерапия.
Фиг. 3. Апликация на верига на очната ябълка.
Апликация брахитерапия
Покрива: брахитерапия се извършва чрез поставяне на апликатор от органични материали, които имат достатъчна еластичност своята работна повърхност плътно в контакт с повърхността на патологично огнище. Апликаторът са така наречените радиоактивни "семена", съдържащ бета-активност (32 F, 204 Tl и т.н.) по-малко гама активни изотопи. Няма прилагането на повърхностна обработка се използва в форми на рак на кожата, неопластични заболявания на роговицата и склерата и др. Фиг. 3 показва прилагането на очната ябълка.
интракавитарна брахитерапия
Интракухинално брахитерапия използва в лезии на кухи тела (назофаринкса, матката, пикочния мехур, ректума, и т.н.). Интракухинално брахитерапия се извършва чрез въвеждане в телесна кухина на колоиден разтвор на активното β-нуклид (90 Y, 32Р, 198 Au) с относително кратък полуживот, което прави възможно да се по същество пълно разпадане на радионуклид за курс на лечение.
В случай на дългоживеещите изотопи в интракавитарна брахитерапия за фиксиране на лекарството в желаната позиция, обикновено се прилагат специални апликатори - endostaty. Точност на разположение в endostatov телесната кухина проверява чрез рентгенова, ултразвук, компютърна томография или магнитно-резонансна томография. След endostat въведена, тя се доставя на радиоактивен източник (60 Co, 137 Cs, 252 Cf, 192 Ir). Автоматично подаване на радиоактивни вещества в endostat с помощта на специални устройства. Такива устройства са съставени от препарати за съхранение endostatov комплект тумори в различни места, механичен или пневматична система за транспортиране на продукти от магазина през маркуча в апликатора. Когато се достигне доза радиация, на приложение, съдържащ радиоактивен изотоп се отстранява. Продължителността на излагане варира в зависимост от изчислената терапевтична доза е необходимо да се справят с един или друг вид рак.
интерстициална брахитерапия
Интерстициална брахитерапия се извършва чрез въвеждане в организма (орално или инжекция) на кратко-p-препарати (131, 32Р, 198 Au и др.). Йод селективно се натрупва в тъканите на щитовидната жлеза, рак на щитовидната жлеза клетки вземат 131 Дори в метастази. Фосфор натрупани главно в костите. Sootvetstvaenno 131 се използва при заболявания на щитовидната жлеза, и R 32, например, за палиативно лечение на множество костни метастази. За тези цели като 89 Sr (t1 / 2 = 50.3 дни). След лечение, 32 P и 89 Sr за 6-8 месеца, има пълна липса или намаляване на болка в костите.
Интерстициална облъчване се извършва чрез въвеждане на същите игли в тумора, найлон тръби с радиоизотопи (60 Co, 182 Ta, 192 IR), и пелети 198 Au. При рак на простатата се имплантира "семена" на 125 I, които остават в тялото на пациента след лечението.
Фиг. 4. Монтаж на радиоактивни "семена" (вляво), на простатата рентгенография определено "семена" (вдясно).
интраваскуларна брахитерапия
Фиг. 5. Схема интраваскуларна брахитерапия.
Вътресъдова брахитерапия позволява значително да намали появата на рестеноза (повторно стесняване на лумена) на коронарните съдове след стентиране. Веднага след балонна ангиопластика, като се използва същият катетъра, чрез което се поставя стент за коронарна артерия на атеросклеротична плака движи радиоактивни (32 Р, 90 Sr / 90 Y, 192 Ir) "зърно"
(Вж. Фиг. 5). Облъчването с продължителност 15-20 минути. Тази експозиция намалява риска от рестеноза и една трета от риска без облъчване.
терапия Оже
Оже терапия - нова тенденция в лъчетерапия. Тя използва радионуклиди, подложени на улавяне на електрони и / или вътрешна конверсия като 67 Ga, 99тТс, 103 Pd, 111, 123 I, 125 I, 201 Tl. В резултат на тези процеси с атомна орбитала излъчваната големи количества Auger електрони с ниска кинетична енергия (
Радионуклиди в диагнозата
Медицински диагностичен задача е да се проучи вътрешната структура на тялото (изображения). Основни методи за радиологично медицинска диагностика могат да бъдат разделени на 3 групи.
- Рентгенография, компютърна рентгенова томография.
- Магнитен резонанс (ядрено магнитен резонанс).
- Използването на радионуклиди за диагностика. Емисионна томография.
Радиоактивните частици са широко използвани за диагностични изследвания в различни области на медицината.
За нормалното функциониране на различни органи изискват различни елементи, така наречените органогенни. Освен основния (О, Н, С, N, К, Са, Mn, S). Също така е необходимо елементи като I, Si, F, Na, Fe, Mg, В, Cu и др. Следователно, въвеждането органогенно или подходяща химическа съединение (вектор молекула) белязани с подходящ радионуклид, позволява да се получи информация за състоянието на различни органи и техния метаболизъм.
Има два вида на радионуклид диагностика
- Сцинтиграфия и еднофотонна емисионна компютърна томография (SPECT - SPECT). За SPECT обикновено използват гама-емитери с енергийни гамалъчи в диапазона от 100-200 КЕВ и периодите на полуразпад от няколко минути до няколко дни.
- позитронна емисионна томография (PET - PET). За PET използва β + излъчватели с полуживот от няколко секунди до няколко часа.
Сцинтиграфия и еднофотонна емисионна компютърна томография
* Понякога като се използват етикети (означени със стабилни изотопи на атоми, които са фиксирани масови спектрометри.
Един пациент се прилага препарат, състоящ се от молекула, вектор и радионуклида *. Молекула вектор абсорбира определен орган структура (орган, тъкан, течен). Радионуклидът отделя и неговото излъчване се открива чрез детектор (гама камерата) на.
Фиг. 6. Диаграма на гама камерата.
Съставът на съвременната гама камери включват (вж. Фиг. 6)
- многоканален колиматор освобождаване посока на гама лъчи;
- сцинтилатор голяма площ
(
За да се получи информация за посоката на тръгване на човешкото тяло у-лъчи е тяхната Колимачната в многоканален колиматор. Сцинтилатор детектор е видяна фотоумножители. По този начин посоката на пристигане се определя от γ-квант, което го прави възможно да се реконструира точката на емисия.
Фиг. 7. SPECT.
По-нататъшно развитие на радиоизотоп диагноза доведе до създаването на еднофотонна емисионна компютърна томография (SPECT). Тези принтери триизмерен образ се получава чрез компютърна обработка на поредица от планарни scintigrams.
По-голямата част на диагностични процедури (
80%), като се използва техника сцинтиграфия и SPECT се извършва в последните 30 години с лекарства 99тТс. Въпреки това, се използват други радиоизотопи. Таблица I показва някои изотопи използвани в диагностиката
Така че за сцинтиграфия сърцето ispolzyut 201 Tl, 99m Tc пирофосфат, 67 Ga. Галий, например, се натрупва в възпалителни огнища в сърцето, което се проявява в сцинтиграмата. Когато белодробна сцинтиграфия: използване албумин белязани с 131 I или 99тТс, на сцинтиграмата показват значителен спад в зоната натрупване на изотопа, който показва белодробната артерия. изображение на костен мозък могат да бъдат получени, използвайки серен колоид белязан с технеций 99тТс, който се натрупва в клетката на клетки от костен мозък. В остра левкемия, пациентите mieloskleirozom, с хламидия в изображенията на костен мозък са специално. Щитовидната сцинтиграфия се провежда при използване препарати 131 I или 99тТс, което позволява да се диагностицира в него възли.
позитронна емисионна томография
PET сега е една от най-модерните диагностични инструменти.
Рентгенов, ултразвук и магнитно образна структура резонансната Body проявяват патологични изменения на неговата сцена. PET също е в състояние да регистрира промени в метаболитните процеси, които го предшестват. PET помага за ранното откриване на патологични изменения дълги преди морфологични изменения.
Помислете принципа на домашен любимец.
Пациентът се прилага радиофармацевтик (RFP), съдържащ β + -active изотопи 15 О (полуживот 2.04 минути), 13 N (9.96 мин). 11 C (20,4 мин). 18 F (110 минути), и др. В позитрони, излъчвани от радионуклиди са много краткосрочен план (няколко mm) в биологичните тъкани. В резултат на позитрон унищожение произвежда две γ-кванти с енергиите на 511 КЕВ. По този начин, унищожаването се извършва почти на същото място, където молекулата е радиофармацевтик. γ-кванти се отделят в противоположни посоки и се записва по метода на съвпадение. Чифт сензори, разположени на една права линия от различни страни на пациента, както и два γ-кванти на чифт падането на сензорите си едновременно. В резултат на регистрацията на такова събитие е възможно да се изгради по права линия, минаваща през областта на радионуклиди концентрации. Сегментирани детектор е под формата на няколко пръстена около пациента вж. Фиг. 04. След като регистриран голям брой двойки гамалъчи, и чрез конструиране на пресечната точка на техните траектории, е възможно да се получи изображение на разпределение на радиофармацевтици и по този начин да се визуализира целевия орган.
Фиг. 8. Схематично представяне на PET.
Най-често срещаните радиофармацевтични (RFP) за PET е флуородеоксиглюкоза (FDG). В относително дълъг полуживот от 18 F ви позволява да поставите неговото производство поотделно, предаване на получената радиофармацевтик в РЕТ няколко близките центрове. Въпреки това, повечето висококачествени изображения са получени с използване на радионуклиди такива като 15 О, 13 N и 11 ° С
PET технология се използва за наблюдение на мозъка структура. Глюкозата се абсорбира от най-активните области на мозъка, които осъществяват специфична функция в момента. PET предостави снимки на района на усвояване на глюкозата с етикет радионуклид. Така определи онези области на мозъка, които са свързани с различни видове умствена дейност.
Изотопи за РЕТ обикновено се произвеждат на място по време на проучването. Това се дължи на факта, че повечето от РЕТ изотопи са ултра-къси, е на няколко минути и дори секунди с период на полуразпад. Ускорители са необходими за производство на PET често се намира в близост до скенера, или да представлява неразделна част от комплекса. Що се отнася poeitronnyh излъчватели имат достатъчно протони от 10-18 MeV деутерони с или 5-9 MeV енергия (за тази цел, подходящи компактни циклотрони). скенери често са снабдени с циклотрон. Също така се изисква автоматично радиоактивната лаборатория.
Алтернатива на такава организация PET в някои случаи - генератор на радионуклиди.