Наркевич Б.Я., Костылев В.А. Физические основы ядерной медицины

Подождите немного. Документ загружается.

Moeкoвe.i'.lltH:ocyдJpC'I:В_N!tN~

вм.

мв.

Ломовоеова,

.-::;:

1DJI1Iесквй-"ку.IIЬ-тer

rъ

==-=~

"'-./

.....

........

..J

г

"'-./

.....

..--

.-J-

........

,--r-

..--J

..--

........

rJj

'--

..--

.-::;:

"'-./

.....

..--

.-J

rJJ

г

Московский

Государcrвенный

Университет

им.

М.В.

Ломоносова

Физический

факультет

Ассоциация

Медицинских

Физиков

России

Наркевич

Б-Я.,

Костылев

В.А.

ФИЗИЧЕСКИЕ

ОСНОВЫ

ЯДЕРНОЙ

МЕДИЦИНЫ

учебное

пособие

АМФ-Пресс

москва

2001

Б.я.Наркевич,

В.А.Костъшев

ФИЗИЧЕСКИЕ

ОСНОВЫ

ЯДЕРНОЙ

МЕДИЦИНЫ.

Учебное

пособие.

М.:

АМФ-Пресс,

2001.-:

с.

Учебное

пособие

является

частью

специального

курса

<<Введение

медицинскую

физику».

нем

проанализированы:

ocHoBныe

принципы,

методы

средства

для

использования

открытых

радионуклидных

ис

точников

целях

диагностики

терапии.

Рассмотрены

физические

ос

новы

радиофармацевтического,

аппаратурно-технологического.

про

граммно-алгоритмического

радиациоино-гигиенического

обеспече

ния

ядерной

медицины,

также

вопросы

ее

клинического

значения,

га

рантии

качества

перспеIcrИВ

дальнейшего

развитИJI.

Учебное

пособие

предназначено

для

студентов

физических

фа

культетов

университетов

ВузОв

lIНЖенерио-физического

профиля,

специализирующихся

области

медицинской

физики;

для

студентов

ординаторов

медицинских

вузов,

специализирующихся

по

медицин

ской

радиологии;

для

дипломироваинwi

спеЦИaJIИСтов

того

же

профиля

рамках

последипломного

образов8ния.

Предложения

замечaDИJI

по

учебному

пособию

просим

присы-

лать

по

е-шаН:

ampr @ com2com.ru.

Рецензенты:

Кафедра

общей

ядерной

фu3uкu

физического

факультета

МГУ,

профессор

Ишханов

Б.

с..

Главный

радиолог

мз

РФ.

рук.

отделения

радионуклидной

диагностики

РКНЦ

РАМН,

профессор

Сергиенко

В.Б.

Физический

факультет

Московского

Государственного

Университета

им.

М.В.

ЛOlfоросова,

кафедра

физики

ускорителей

высоких

энергий

2001

С0ДЕРЖАНИЕ

~ведение

........................................... :

..............

" .............. 4

I<раТICая

история

развития

ядерНОЙ

медицины

•...•••.....

.............. 5

::;ические

принципы

ядерной

медицины

...................•........... 8

офармпрепараты

.... ,...............................

'13

Радиодиагноетичес:кая

............•...

, ...

;п·

, , .

~ap

................•.••....•...... ;

••.

' ... ' .....

. .

рограммно-алгор~есICое

сопр,овождение

ядерной.

медицины

............................ , ...................

,с....

" .

ГарантИя

качества

яДе

ной

ме

.................

'радИационная

безопасл:Cn

в':::

;,;.~

..........................

.... 3 7

клинич

.',

дицине

.......................

3 '

еское

значение

JШq>НОЙ

Медицины

...........

" .................

.46

аюпочение

...............................................

....

, ........................

c::~~:

:oкp~e~

.....

:.: ............................. H

••••••••

••••••

;,~

.......

5з

.:.,~.

итер

'IY?

........

···

,~·

....

·,

···,

·····

.•.

, .................. 54

ерминологичес:Кий

~ло~~

.............................. "7" ................

ВвеДение

настоящее

время

клинической

медицине

существует

целый

ряд

методов

диагносТИI<И,

основанных

на

визуализации

патологи

ческих

нормальных

участков

тканей

тела

человека

помощью

различных

физических

агентов.

По

широте

применения

диагно

стической

значимости

на

первом

месте

стоят

рентгенологические

исследования

разных

типов,

методов

технологий.

Позднее

появи

дись

методы

ультразвуковой,

магнитно-резонансной,

термограф»

~еской

др.

визуализации.

Каждый

из

них

обладает

своими

досто

инствами

недостатками,

вследствие

чего

наилучший

диагности

ческий

эффект

достигается

при

их

совместном

использовании.

этом ряду

достойное

место

заняла

радионуклидная

диагностика

(РИД),

основанная

на

использовании

различных

соединений,

ме

ченных

радионуклидами

называемых

радиофармnреnаратами

(РФП).

Сначала

РИД

применялась

только

онкологии,

но

вскоре

методы

РИД

бьши

успешно

распространены

кардиологию,

пульмонологию

др.

разделы

клинической

медицины.

Почти

одновременно

методами

лучевой

терапии,

основанны

ми

на

дистанционном

контактном

облучении

патологических

оча

гов

помощью

различных

закрытых

источников

ионизирующих

из

лучений,

бьш

разработаа

еще

один

метод

лучевой

терапии,

осно

ванный

на

облучении

подобных

очагов

путем

введения

организм

больного

терапевтической

активности

РФП,

Т.е.

открытых

источни

ков

излучения.

Теперь

этот

метод

называется

радионуклидной

тера

пией

(РИТ).

современной

научной

литературе

РИД

РИТ

объеди

няются

термином

ядерная

медицина

(nuclear medicine).

Краткая

история

развития

ядерной

медицины

Первые

этапы

[20).

Если

начинать

историю

РИД

РИТ

с ca~

Mых

их

фундаментальных

основ,

то

нужно

указать

на

отКрытие

яв

ления

радиоактивности,

сделанное

1896

г.

Г.Беккерелем,

также

на

открытие

(Х-

~-и

-излучения,

сделанное

1898

г.

М.Кюри

СклодовскоЙ.

«OrцOM»

метода

меченых

атомов,

лежащим

основе

рнд,

следует

считать

Дж.хэвеши,

КОТ~рЫЙ

1924

г.

214Bi

(радИй

С)

изучал

гемоциркушщию

животнЫх,

а в

1935

г.

он

же

исследо

вал

биораспределение

ji.излучающего

Р~Щiюнуклида

тканях

крыс

помощью

коллимировавноrо

счетчика

Гейгера

Мюллера.

Именно

был

первым

радионуклидом,

который

был

использован

для PFLЦ

на человеке

цельк>

определения

распространенности

опухолевого

процесса

roловном

мозге.

этой

целью

ходе

ней

рохирургической

операции

Миниатюрный

детекторный

зонд

со

счетчиком

Гейгера-Мюллера

ВВОдИлся

ткани

~ловного

мозга,

по

уровню

скорости

счета

импульсов

хирург

мог

уточнять

Границы

распространения

опухолевого

очага

этих

тканя:х.

1940

г.

впер-

1311

б·

. .

вые

по

у-излучению.

аыи.лътоном

ЬШИ'-проведены

ШУ1vо

ис-

следования

функции

ЩИТОJЩЦllой

железы.·

Эти

радионyклидbl

для

PFLЦ

сначала.

получали

на

циклотронах

(первый

циклотрон

разработал

Э.Лоуренс

Беркли

1928

г.),

ПО

их

полезный

выход

был

слишком

мал

для

широкого

клинического

ис

пользования.

Иовь~йэтапв

развитии

ради<Jфармацевтикинаступил

ПОЯWIевием

ядерных

реакторов,

первоначально

предназначенных

для

получения

плутония

военных

целях.

Иа

реакторе

Окридже

конца

40-ых

гг.

был

р:алажен

синтез

медицинских

радионукли

дов,

прежде

всего

1311.

Позднее

был

разработан

ряд

РФП

8SS

1911

ДРУГИМИ'радионуклидами,

чаетности,

и,

др.

Аппаратура.

Однако

оольiпие

·потсliциa.JiЬиые·

возможности

PFLЦ

не былu.рщшизовlUЦ>I,

~ци

бы

не

была

разработана

COQTBeтcт

вук>щая

~1УРадля

in yivo

регистрации распределеНия

РФП

организме

челрвека.

Такая

апnЩ)атура'

не

могла

функционировать

на

основе

газоразрядных

счетчиков

вследствие

их

низкой

чувстви

тельности

у-излучению,

только

появлением

сцинтилляционных

детекторов

эту

проблему

удалось

успешно

решить.

Впервые

такой

детектор

был

ИСПОЛЬЗQван

Б.Кассеном

(B.Kassen)

1949

г.

для

vivo

локализации

13II,

когдапри

внутривенном

введении

200

мкКи

1311

вся

процедура

заниМала

1,5

часа.

1950

г.

тот

же

Б.Кассен

смонтировал

сцmrrилляционный

детектор

кристаллом

NaI(Tl)

па

движущемся

механизме,

это

можно

считать

изобретением

устрой

ства

для

медицинского

радиоизотопного

сканирования.

Начиная

этого

времени,

сканеры.

непрерывно

совершенствовались,

том

числе

коллиматоры,

детекторы,

блоки

электронного

тракта

и,

осо

бенности,

системы

представления

визуализации

зарегистрирован

ной

·информации.

Но

подлинную

революцию

аппаратуре

для

РИД

произвела

разработка

1958

г.

Х.Энджером

(Н.

Anger)

так

называемой

гамма

камеры,

представляющей

собой

стационарный

ПОЗИЦИонно

чувствительный

детектор

у-излучения.

Параметры

гамма-камеры,

том

числе

коллиматора,

сцинтилляционного

КРИСТ8JШа,

фотоэлек

тронных

умножителей

(ФЭу),

светопровода

электронного

тракта,

были

специально

адаптированы

для

получения

достаточно

хоро

шим

пространственным

разрешением

планарного

(IШоскостного)

проективного

изображения

пространственного

распределения

РФП

организме

человека.

РадвоФармацевтика

[27].

Дальнейшее

развитие

РИД

бьmо

свя

зано

качественным

скачком

радиофармацевтике,

который

состо

ял

разработке

(конец

50-ыхгг.)

широком

распространении

(60-

ые

гг.)

генераторных

систем для

синтеза

непосредственно

подраз

делениях

РИД

радионуклида

~c.

Этот

радионуклид

уникален

точки

зрения

его

функциональных

возможностей

РИД,

благодаря

чему·

настоящее

время около

80%

90%

всех

радиодиагностиче

ских

исследований

во

всем

мире

проводят

РФП,

меченными

~c.

Одновременно

расmиpялся

ассортимент

РФП,

которых

на

стоящее

время

известно

около

500.

Однако

клинике

используется

не

более

нескольких

десятков

РФП,

из

которых

широко

рутинной

клинической

практике

применяют

не

более

20.

Новые

методы.

Практически

одновременно,

середине

70-

ьц

ГГ.,

зарубежных

клиниках

появились

первые

серийно

выпус

каемые

установки

для

однофотонноЙ

эмиссионной

компьютерной

томографии

(ОФЭКТ)

позитронной

эмиссионной

томографии

(ПЗТ).

Первые

из

них

позволяют

получить

серию

изображений

ряда

поперечных

сечений

тела

человека

при

введении

организм

РФП,

меченных

у-излучателями

типа

99mтc,

вторые

такую

же

серию

при

использовании

позитронно-излучающих

радионуклидов

13N

150

l&...·

также

некоторых

других.

Эra

сложная

техника

не-

прерывно

совершенствовалась,

что

позволилq

80-ые

гг.

регистри

ровать

визуализировать

уже

3-MepHЫ~

ра~Iфeделения

РФП

орга

низме

человека.

liачиная

~O-LIX

IJ'.'

блaroдаря

бурному

развитию

компьютер

ной

техники

появилась

возможность

совмещать

ОФЭКТ.,

ПЭТ

изОбражения

изобраЖениями

того

же

пациента,

поЛученного

ме

тодами

рентгеновской

компьютерной

томографии

(КТ),

магнитно

резонансной

томографии

(МРТ)

т.Д

Это

позволило

объединить

достоинетва

РИД-

не.ра.дионyклидНblx

методов

визуализации

тем

самым

получать

качественно

новую

ана~мо-физиологическую

информацию.

1955

г.

был

открыт

ПРИRЦИПИальноц~вый

раздел

РИД

- in vi-

tro

РНД-исследовзИИJl.За

его

разработку

Р.

Ялоу

(R. Yalow)

1977

г.

получила

Нобелевскую

npeмию

по

медицине

[17].

Сиомо

щъю

этого

метода

пробах

крОви,

отобранных

пациента,

обнару

живают

ничтожно

малQе

('taкназываемые.исчезающие)

концентра

ции

самых

различных

веществ

как

эндогешlOГО

происхождения,

том

числе

гормонов,

ферментов,

опухолевых

маркеров

т.п.,

так

экзогенного

характера

вирусов,

лекарственных

препаратов

т.Д.

Радвонуклидвая

tel!аПRJI

[21].

Лечебное

применениерадио

нуклидов.

для

РИТ

началОсь'

вскоре

после

открытия

радиоактивно

сти.

Уже

1900

г.ДэНлос

(Р.

Danlоs)впервые

применил

226Ra

для

лечения

кожных

заболеВаний.

течение

последующих

почти

лет

только

радий

радон

применялись

посредством

инraляции,

приема

через

рот,

инъекций

ЛОI(IЩЪНЫХ

aпIШИКaщIЙ

для

лечения,

основ

ном,

онкологических.боЛЬiшx.

появлением

искусственной

радио

активности

ассортИмент

терапевтических.

РФП

расширился:

1938

г.

для

лечениябольныxейl<озомM

б~

впервые

использован

1939

г.'-

1311

при

леченШiрш

щитОвидЦой

железы,

1962

г.

89Sr

при

паллиативной

обезболивающей

терапии

костных

метаста

зов.

Позднее

были

предложены

.ztPYrие'

терапевтические

РФП,

ме-

186r..

ISЗ

88R'

177L

ченные

Р-у-излучателямике,

...

т,

е,

др.,

также

а,-

211

213·

излучающими

радионуклидами

Вl.

Физические

принципы

.ядерноЙ

медицины

Систематика

РИЛ.

Сущность

in vivo

РИД-исследований

может

быть

выражена

достаточно

просто:

после

введения

организм

РФП

помощью

радиодиагностическои

аппаратуры

частично

или

полно-

стью

регистрируется

3-мерное

пространственно-временное

распре

деление

РФП

теле

пациенга,

по

характеру

параметрам

которого

решаются

те

или

иные

диагностические

задачи.

Основой

систематики

является

КЛJ.UD{Ко-диагностическая

целевая

функция.

Если

исследуется

структурно-топографическое

состояние

органов

тканей,

Т.е.

производится

их

РИД

визуализация,

то

диагностической

целью

является

выявление

оценка

распространенности

патологического

процесса.

Это

позво

ляет

не

только

обнаруживать

то

или

иное

поражение

его

рециди

вы,

но

осуществлять

дифференциальную

диагностику

заболева

ний,

правильно

выбирать

план

лечения,

своевременно

его

коррек

тировать

оценивать

его

эффективность.

Если

оценивается

функ

циональное

состояние

органов

физиологических

систем,

то

ос

новная

диагностическая

цель

объективная

количественная

оценка

клинически

скрытых

нарушений

исследуемой

функции,

также

оп

ределение

функциональных

сдвигов

ходе

наблюдения

за

больным

динамике.

свою

очередь,

это

позволяет

не

только

правидРНО

вы

бирать

план

лечения,

своевременно

его

корректировать

объектив

нооценивать

эффективность

лечения,

но

определять

его

побочное

воздействие,

также

прогнозировать

течение

исход

заболевания.

В.

зависимости

от

особенностей

физических

механизмов

гене

рации

регистрации

излучения

можно

выделить

типа

p~:

эмис

сионную

РИД

трансмиссионную

РИД.

каждом

из

них

может

происходить

или

не

происходить

npеобразование

первичного,

Т.е,

испускаемого

из

молекул

РФп,

излучения

во вторичное,

Т.е.

регист

рируемое

аппаратурой.

качестве

примера

отсутствия

такой

радиа

ционной

конверсии

можно

привести

метод

ОФЭКТ,

когда

испус

каемые

из

РФП

у-квангы

регистрируются

детекторными

головками

томографа.

Хороший

пример

наличия

радиационной

конверсии

метод

ПЭТ,

основанный

на

регистрации

аннигиляционных

фотонов,

которые

возникают

после

актов

аннигиляции

испускаемых

из

РФП

позитронов

со

свободными

электронами

тканях

организма.

Что

касается

трансмиссионной

РИД,

то

качестве

примера

ме

тода

отсутствием

преобразования

излучения

можно

привести

ме-

i~Д

двухфотонной

абсорбциометрии

источнИкому':'Излучения

Gd,

где

по

различию

поглощения

у-квантов

со

средней

энергией

100

кэВ

характеристического

излучения

энергией

кэВ

in vivo

определяют

радиационную

плотность

косТной

ткани

целью

диаг

н~стики

остеопороза.

Прим:ером

трансмиссионной

РИД

конверси

еи

излучения

является

неЙ:ТрОнно-активационныйанализ

in vivo

где

под

воздействием

пучка.

нейтронов

от

внешнего

и~ателя

(ре;кто

раили

радионуклидВОГО

источника

типа

252Сfили

Pu-Be)

тканях

органи:ма

возникаетliаведенная

радиоактивность,

по

у-излучению

которои

можно

судить

об

элеменгном

составе

этих

тканей.

Возмож

на

также

трансмиссионная

РИД

двойной.

конверсией,

когда

при

облучении

терапевтическими

nyчкaмитяжелых

заряженных

частиц

или

ионов

тканях

органи3Ма

возникает

наведенная

позитронная

радиоактивность,

аннигиляционное

излучение

от

которой

регистри

руется

методом

ПЭТ.·

шiане

получения

измерительной

информации

важна

система

тика

in vivo

РИД

:ависимости

ОТ

xap~Ктepa

регис.трируемых

ре

зультатов

измерении

пространственно-временного

распределения

РФП

теле

пациенга.

При

выполнении

наиболее

часто

встречающе

гося

первого

вида

РИД-исследований,

называемого

обычн()

гамма

топографией,

измеряется

только

пространственное

распределение

РФП

различных

вариангах:

};>

одномерные

гистограммы,

например,

виде

профильных

кривых;

};>

планарные

(плоскостные)

изображения,

которые

не

совсем

пра-

ВИЛьно

назьшают

сцингиграфическими;

};>

3-мерные

изображения

пространственного

распределения

РФП,

часто

назьшаемые

гамма-томографическими.

Если

гамма-топография

выполняется

на

гамма-камере,

то

ее на

зывают

,статической

сцинтиграфиеЙ.

гамма-ТQпографии

обычно

продолжительность

измерений

существенно

меньше

периода

полу

распада

радионуклида~метки

данного

РФП,

временное

распреде

ление

РФП

при

таких·

измерениях

остается

практически

неизмен

ным,

Т.е.

является

стационарным.

Во

втором

виде

РИД-исследований,

называемом

гамма

хронографией,

могут

использоваться

детекторы

без

позиционной

чувствительности,

позволяющие

регистрировать

только

временную

компоненту

пространственно';временного

распределения

РФП.

При

этом

пространетвенное

распределение

РФП

ходе

гамма-

хронографии

может

быть

как

нестационарным,

так

стационарным.

последнем

случае

имеет

место

частный

случай

гамма

хронографии,

обычно

называемый

радиометрией.

Если

же

гамма

хронография

выполняется

на

гамма-камере,

то

ее

часто

называют

динамической

сцинтиграфиеЙ.

Однако

последнее

время

топографические

хронографиче

ские

исследования

все

чаще

объединяют

единое

целое,

называя

топохронографиеЙ.

При

его

реализации

регистрируется

временная

компонента

пространственно-временного

распределения,

про

странственная

компонента

регистрируется

виде

серии

3-мерных

изображений:

систематизированных

последовательно

во

времени.

Такая

4-мерная

измерительная

информация

может

быть

визуализи

рована

режиме

кинопо:каза

псевдообъемных

изображений

неста

ционарного

во

времени

пространстве

распределения

РФП.

Подоб

ные

исследования

проводятся

на

современных

установках

для

ОФЭКТи

ПЭТ.

Основные

иривципы

рид.

Измерения

распределений

РФП

организме

основаны

на

физических

принципах:

Формирование

поля

у-излучения,

испускаемого

из

тела

пациен

та.

Если

используют

позиционно-чувствительные

детекторы,

то

поле

формируют

помощью

коллиматоров,

которые

устанавли

ваются

на

таких

детекторах.

При

радиометрии

гамма

хронографии

всего

тела

отдельных

органов

используются

как

коллиматоры

широкой

апертурой,

так

защитные

экраны.

Сю

да

же

следует

отнести

формирование

поля

за

счет

перемещения

детекторов

относительно

исследуемых

участков

тела

по

линей

ным

(например,

при

сцинтиграфии

всего

тела)

или

по

круговым

(при

ОФЭКТ)

траекториям.

Дискриминация

измеритеЛЬНQЙ

инфор~ации.

Наиболее

важная

из

них

проводится

по

энергии

регистрируемого

у-излучения

целью

подавления

вклада

рассеянных

фотонов

предотвращения

воз

никающего при

этом

ухудшения

пространственного

разрешения

изображений.

ДИскриминация

у-излучения

бывает

также:

по

месту

регистрации

фотонов

сцинтилляционном

кристалле

це

лью

улучшения

импульсной

загрузочной

характеристики

детек

тора;

по

времени

регистрации

излучения,

например,

виде

вре

менного

отбора

регистрируемых

импульсов

совпадений

от

анни

гиляционных

фотонов

при

ПЭТ;

по типу

регистрируемого

излу-

чения,

например,

при

бета-гама-топоrpафии

на

специализирован

ных

установках

комбинированными

сцщrrилляторами

типа

сэндвич.

Синхронизация

физиологическими

сигналами.

Вследствие

пе

риодических

пространственных

смещений

органов

rpудной

клет

ки

из-за

биений

сердца

дыхательных

экскурсов

получение

вы

сококачественных

РНД-изображений

этих

органов

производят'в

режиме

синхронИ3ацЮl

определенными

электрофизиологиче

скими

сигналами,

чаще

всего

электрокардиоrpафическими.

Бла

годаря

этому,

например,

гамма-топографическое

изображ~ние

миокарда

можно

получать

различных

фазах

сердечного

цикла

без

искажений

от

его

периодического

смещения

изменения

формы.

для

получения

информации

функциональных

резервах

иссле

дуемых

органов

физиологических

систем

часто

применяют

так

назьmаемые

нarpузочно-разrpузочные

пробы,

том

числедвига

тельные,

фармакологические,

визуальные,

пищевые

Т.П.

При

мер

проведениеОФЭКТ

перфузии

миокарда

201ТI_хлоридом

состояниях

покоя

при

физических

упражнениях

(велоэргометр).

Прпиии

vitro

РИд-исследованиi

[17].

Основнойпринцип

метода

vitтoРНД

состоит

конкурентном

связывании

того

ста

бильного

вещества

(эндогенного

лиганда)

пробе

крови,

концентрацию

которого

следует

определить,

известного

количества

того

же

вещества,

но

только

помеченного

радИОНУКЛИДОМ,(меченого

mmшда),

извеСТНЫ

ftl

.колич~ством

СвЯЗLIВaЮщего

агента

(так

называемого

биндера):

радио

иммунологическом

методе

качестве

связывающего

агента

используются

антитела,.В

методе

радиоконкурентlIого

связьmaния

связывающие

белки

плазмы

крови,

радиорецепторном

методе

природные

клеточные

рецепторы.

как

видно

из

рисунка

специфически

воспринимающие

рецепторы

биндера

вступают

во

взаимодействие

как

исследуемым

веществом,.

например,

гормоном,

так

его

меченНЬJМ

радиоактивностью

аналогом,

вве

денным

пробу

крови.

Между

обоими

веществами

возникает

конкуренция

за

рецепторы,

Т.е.

за

(<посадочные

места»,

на

молеку

лах

биндера.

Ясно,

что

чем

больше

исходное

содержание

эндоген

ного

немеченного

лиганда

пробе

крови,

тем

меньше

молекул

его

радиоактивного

аналога

будет

захвачено

биндером.

После

инкубации

смеси

от

несколькихминyr

до

не

скольких

суток

зависимо

сти

от

специфичности

иссле

дуемого

антигена

наступает

состояние

динамического

равновесия

npоцессов

заня

тия

удаления

немеченого

Me~eHOГO лигандов

рецеп

000

0000

торов

биндера.

npоиз-

водится

разделение

свобод.

- ,.:=...

(JqJt:p

••

!pOM_Nl'.

ной

связанной

радиоактив-

ностей

помощью

различ-

ных

сорбентов,

центри

фугирования,хроматографии

т.п.

Последний

этап

техно

логии

in vitro

анализа

ра-

•

••

)

000

.~'}i

0'0

~'f"-"

000

щ""'""l

.а

•

диометрия

связанной

радио-

______

-====::::::....

____

--'

активности

сопостав-ление

ее

результатов

эталонной

кривой,

полученной

в ре

Рис.!.

Принципиальи3JI

схема

радиоимунолоrяческоro

анализа

(in

vitro)

зультате

анализа

со

стандартным

содержанием

исследуемого

веще

ства.

Принципы

РИТ

[22].

Физические

принципы

РИТ

не

имеют

какой-либо

особой

специфики

основаны

не

на

ДИ~НOC'I'IfgeCко~

на

терапевтическом

применении

РФП.

рутиннои

клиническои

практике

предварительное

дозиметрическое

планирование

РИТ

производится

точно

так

же,

как

РИД,

Т.е.

выбирается

опти

мальный

РФП,

вводимая

активность

которого

рассчитывается

на

основе

ориентировочных

данных

по

егобиораспределению

B~гa

низме.

При

уточненном

же

дозиметрическом

планировании

вводи

мая

активность

определяется

по

реЗУльтатам

РИД-визуализации

распределения

выбранного

РФП

патологических

образованиях

окружающих

тканях

конкретного

больного.

РадИОфармпрепараты

Выбор

РФП

для

РЩ

[12,

27].

Иа

выбор

того

или

иного

РФП

для

решения

конкретной

клинико-диагностической

задачи

оказы

вает

влияние

целый

ряд

факторов:

клиническая

целевая

фушщия

исследования;

отсутствие

химической

радиационной

токсично

стц;

характер

транспорта

РФП

организме;

устойчивость

радиоак

тивной

метки;

Прост<;rrа

приготовлен:ия..РФП

его

цспользования;

стоцмость

достушщстьв.

условиях

конкретной.

КЛИНlfКи

Т.д

Обобщая

все

эти

факторы~

нужно

констатировать,

что оптималь

ным

для

данных

дцагностических

исследований

является

тот

РФП,

который

позволяет

получить

максимум

диarnостическойинформа

ции при

непревышении·

установленных

пределов

доз

внутреннего

облучения

больных

при

доступной

стоимости..

Все

применяеМliJе

в;.,щ

.viyo

РНД-исследо.ваIlИЯХ

РФД,можно

классифицировать

по

неско~ким

различным

основаниям.

С:roчки

зрения

физических

основ

РНД

важны

следующие

КЩlсс~фикации:

РФП

транзита,

проходящие

через

исследуемый

орган

транзи

том

ходе

измерений,

РФП

удержания,

которые

накапли

ваются

и(или)

удержищiются

ЭТО~

органе

за

JOT

же

интервал

времени;

РФП,

остающиеся

сосудистом

русле

xo~e

и;змерений

после

их

введения

организм

РФП,

проходящие

через гематотка

невой

барьер

за

тот

же

интервац

времени;.

РФП,

накапливающиеся

патологических

очагах

(позитив

ная

визуализация

<(Горячих»

очагов),

РФП,

накапливающие

ся

только

нормальных

ткаНях

(негативная

визуализация

«хо

лодных»

очагов).

Последнюю

характеристику

РФП

называют

иногда

тропностью или

аффинитетом

(например,

туморотроп-

ность;

нефротропность

:и

т.п:).

, . .

Используются

РФП

широким

диапазоном

9tJiЗИК~-

химических

свойств

том

числе

вИде:

ионов,

например

Тс04

133

lлт

150

123

др..

отдельных

атомов,

например

Хе,

I'I,

др.,

от-

дельных

~олекул,

например

67Ga-щrФiпа,

99mTc-дИфосфоната

др.;

...

99m

99mтс

отдельных

микрочастиц,

например

с-коллоида,

микросфер

альбумина,

~C-MaкpoaгpeгaTa

I~R.;

отдельных

кле

ток,

например

меченных

99m>yc

эритроцитов,

I-моноклональных

антител

др.

Выбор

радИОВУКЛВдОВ

lIJUI

vivo

рвл

[6,12,25].

Рассмотрим

основные

требования,

которые

предъявляются

при

выборе

опти

мального

радиону:клида

для

РФП

in vivo

рид.

Наиболее

важным

из

них

является

тип

излучения:

радионуклид

должен

обладать

дос

таточно

высоким

радиационным

выходом

фотонного

излучения

отсугствием

непроникающего

корпускулярного

излучения,

которое

не

выходит

из

тела

пациета

наружу и

полностью

поглощается

его

тканях,

не

давая

нИкакого

вклада

ьдиагностическуюинформа

цию.

Наилучшим

образом

это

обеспечивается

ДЛЯ

радионуклидов,

распадающихся

путем

иэомерного

перехода

при

отсугствии эмис

сии

~-излучения,

например

~c,

хотя:

при

этом

испускается

неже

лательное

корпускулярное

излучение

виде

короткопробежных

электронов

Оже

внугренней'-

конверсии.

Аналогичным

образом,

невысокий

выход

подобноГо

корпускуЛЯрного

излучения

имеет

ме

сто

также

для

радионyюmдов,

претерпевающих

~-распад

путем

за

хвата

орбитального

электрона

одной

из

электронных

оболочек

радиоактивного

атома.

Второе

основное

требование

оmимальная

величина

энерГии

реmc'rpируемого

или

характеристического

излучения.

Она

долж

на

быть

такой,

чтобы

фотоны

Чрезмерно

не

поглощались

не

рассеивались

тканях

организма.

другой

стороны,

энергия

фо

тонного

излучения

радионyюmда

должна

обеспечить

оптимальное

сочетание

чувствительности

пространственного

разрешения

при

визуализации

распределения

РФП

организме.

Весьма

желательно,

чтобы радионуклид

иМел

'бы

только'

едЙнственную

линию

pemcт

рируемых

1-кванТ<:)в;

противном

случае

конкурирующие

линии

должны

иметь

низкий

'выход

меньшую

энергию,

чем у

фотонов

основной

линии.

Б~о

установлено~

,ЧТО'

~речивым

требованиям

оптимально

соответствует

энергетический

'диапазон

от

100

до

200

кэВ.

. - .

Не

менее

важна

такая

радиацио~~изическая:

характеристи

ка,

как

период

полураспада

радионуклида~

одной

стороны,

он

не

должен

быть

слишком

большим,

чтобы,

лучевая

нагрузка

на

паци

ента

не

превышала

предельно-Допустимую.

другой

стороны,

он

не

должен

быть

короче

продоJDicителыюсти

измерений

во

избежа

ние

необходимости

введения

поправки

на

радиоактивный

распад

при

обработке

результатов

измерений

значительных

непроизво-

дительных

потерь

активности

за

интервал

времени

от

момента

из

готовления

РФПдо

момента

ьведеmiя:

его в

оргаНИзм

пациента.

Последнее

отсутствие

как

нежелательных радиоактивных

при

месей

другихтребо~е

радионуклидная

радиохимическая

чистота,

т.е.

радионуклifдов

других

радиоактивных

изотопов

ос

новного

радионуклида,

так

основного

радионуклида

нежела

тельных

химических

формах

соответственно.

Наличие

радионук

лидных

радиохим:ических

примесей

приводит

не

только

ухуд_

шению

качества

визуализации

и,

следовательно,

точности

диагно

СТИКИ,

но

неоправданному

повышению

лучевой

нагрузки

на

па

циета.

При

гамма-топографи.и

мечеными

моноклон~ными

антите

лами·

(так

называемой

радиоиммуносцинтиграфии)

возникает

спе

цифическое

требование,

которое

состоит

отсутствии

радиотокси

ческого

воздействия

короткоnpобежного

корпускулярного

излуч~

ния

радио~а-метки

на

биологические

~арактерис~,

глав

ным

образом,

на

иммунореактивность

собстВенно

самих

монокло

нальных

антител.

таблице.1

приведена

полезная;

информация, необходимая

при

npактическом

ИСПОЛЬ3QJJaНИИ

различlЩX.

Р8ДJfонуклидов

для

vivo

РИД

теми

РФll,

которые

поступают

подразделения

РИД

виде,

уже

готовом

сразу

ДЛЯ

введения

организм

пациента.

табл.

npиведена

подобная

информация

для

генераторных

радио

нyклидных

систем,

позволя:ющихготовить

РФiIнепОсредственно

подразделениях

РИД.

Таблица

Радиациоино-физические

характеристики

радиовуклидов

для

vivo

радиовуклидной

диагностики

централизованно

изготовляемыми

радиофармпрепаратами

ФотоlПlое

излу-

Корпускулярное

излучение

Радио-

Период

полу-

чеlПlе

Области

при-

нуклид

распада

(кэВ)

n(%)

Тип

рас-

Е....,.

п(%)

менения

пада

(кэБ)

\le

20,4

МIПI

511

13+

970

100

ПЭТ

13N

10,1

мин

511

200

1210

100

ПЭТ

150

2,02

мин

511

200

13+

1700

100

ПЭТ

18F

109,8

мин

511

194

13+

635

ПЭТ

э.3.

~ler

27,8сут.

320

9,8

э.3.

100

пе,ОФЭКТ

58ео

70,8

сут.

511

/3+

474

ПЭТ,пе,

810

э.3.

ОФЭКТ

59ре

45,1

сут.

1110

/3-

277

100

пе

1290

67Оа

78,3

100

пе,

ОФЭКТ

185

Э.3.

137

75Se

118,5

сут.

264

э.3.

100

пе,ОФЭКТ

280

8>Sr

64,7

сут_

514

э_з_

100

пе

115"'Кr

4,5

151

и.П.

100

пе,ОФЭКТ

llIIn

2,8

сут.

171

100

пе,ОФЭКТ

245

э.3.

IZJI

13,3

159

э_з.

100

пе

ОФЭКТ

13'1

8,04

сут.

364

13-

606

90,4

пе,

ОФЭКТ

133:хе

5,2

СУТ_

13-

346

100

пе,ОФЭКТ

'69уь

30,7

сут.

177

э_з_

100

пе,

ОФЭКТ

198

7,4ч

108

100

пе,ОФЭКТ

208

э.3.

201Тl

73,5

э.3.

100

пе,

ОФЭКТ

Примечание:

э_з_

захват

орбитального

электрона;

Em.x

максимальная

энергия

спектра

l3-излучения;

п%

количество

испускаемых

l3-частиц

фотонов

на

акт

распада;

пе

планарная

сцинтиграфия.

ЛИНИИ

у-квантов,

характеристического

излучения

В-распадов

выходом

n <

10%

таблице

не

указаны.

Таблица

Радиационно-физические

характеристики

'радиовуклидов

для

in vivo

радионуклидной

диагностики

использованием

генераторных

систем

РерИОД

полу-

Фотонное

КОРПУСJCYЛJIIЖое

Материнский

ПерИОД

по-

До'lCpllИl!

иэ.пучelПle

области

npи-

радионуклвд

лураспада

радионytcJIIIД

распада

(кэВ)

п(%)

в..

менeниs

Тип

(кэВ)

0(%)

"Са

4,5

сут

41Sc'

3,3

сут

]60

440

ПС,ОФЭКТ

"'Fe

8,3ч

sъ.мп·

21,1

МIIII

511 193

Р·

549

ioo

1434

100

ПЭТ

211

сут

6Ic3a

. 68,1

МRи

511 176

Р·

1910

пэт

USr

26сут

МIIII

511

.192

э.з.

пэт

"'Мо

66,7ч

-Тс

6,05ч

. 140

И.п.

100

ПС,ОФЭКТ

lIЭSп

Шс:ут

Ш"'ш

1,66ч

393 65

И_П_

100

ПС,ОФ~КТ

lИmнg

41,6сут

I"",лu

'30,6с

262

КоП.

100

ОФЭКТ

Прнмечавие:

э.3.

Jl8CdlWf8дИОRyЮIида

путем

зaxвau

орбитального

электрона;

и.п.

испускание

кванта

~oгo

перехода;

13-

распад

радионуклида

испусканием

электронов;

распад

P!WI~

испусканием

позитронов;

Em.x

ыаксимальная

энер

гия

спсктра

l3-излучения~

ta8lecТВo

испускаемых

l3-частиц

фотонов

на

акт

распада;

пе

планарная

сциНтнrp8фИJI.

.Лрни

у-квантов,

хараю-еристического

нзлучения

13-

распадов

выходом

n <

1~1I:тaБJuщeне.уазаны.

Техвечий-99gl-

.,..'радиоиухлид

РIЩ

[5,15].

Как

уже

отмечалоеь,.в

in-,:НS<:овершенно

уникальное

'положение

зани

мает

радионукяид.

-,с.

ОЦиаходится

вне

конкуренции

другими

радио

нуклидами

б~удачному

сочетанию

целого

ряда

досто

инств:

самых

рaзJlИЧНЬpt

4ro.·Jl()'МОЩЪЮ

можно

метить

ех

temper

(т.е.

срочно)

подавляющ

'.'

шинство

фармпрепа~ов

от

самых

простых

(элюат

.'.

!';раст80Р

пертехнетата

ТсО4)

до

самых

сложных'

(MOHOIцiO~

антитела);

уже

известно

свыше

таких

200

такщ.РФП;

отсУТС1'ВуеТ~-~е~:rro

позволяет

резко

снизить

лучевую

на

rpузку

на

Паци

lfl'8l:'С

._"~"

период

п9лУРасriад~-r'(ti~~tRаса)

обеспечивает,

ОДIfОЙ

стороны,

стабильносТЬ

скорости

сЧета

импульсов

при

измеренияХ

обычной

продолжительности

- 30

мииyr)

и,

другой

стороны.

праlCТИЧе

ски

полный

радиоактивный

распад

введенного

оргаIfИЗМ

99mTc

за

1 - 2

суток·

после

инъекции

РФП;

Это

также

«работает»

на

сниже

ние

лучевой

нагрузки;

энергия

единственной

у-линии

9~c

(140

кэВ)

соответствует

опти

мальному

компромиссу

между

поглощением

кваlПОВ

теле

паци-