Radionuclizilor în diagnosticul și terapia
Fig. 1. Baden-Baden
La începutul primului mileniu, romanii a căutat și a găsit vindecarea în valea râului Oos. Ei au construit pe surse CIVITAS Anurelia Aquensis - cum a fost numele Baden-Baden, facilități pentru scăldat mari pentru soldații lor. În 214 în timpul domniei lui Caracalla au fost construite băi imperiale. După ce romanii au părăsit sursele au fost uitate pe scurt. În 1306, au fost închiriate conducătorii orașului, iar stațiunea Badon (mai târziu Baden) a devenit din nou popular, așa cum rămâne în ziua de azi.
In 1903, George. Thompson a făcut descoperirea. El a înregistrat radioactivitate a apei bine. Mai târziu sa dovedit că apele mai multe statiuni bine-cunoscute sunt, de asemenea, surse radioactive. vindecare proprietăți de apă a fost explicată prin radioactivitatea din cauza „emanație radiu“ (gaz radioactiv, pe care le numim acum radon).
Radon - alfa terapie secțiune. Terapia alfa aplică izotopii de scurtă durată sau excretate rapid (radon produse fiice toriu). Terapia alfa utilizat frecvent bai radon, în plus, o apă potabilă radon, aerul inhalat îmbogățit radon pe pielea pacientului aplicat cu aplicatoare tifon toriu produse fiice degradare. Radonul este prezentată în multe boli ale sistemului nervos și cardiovascular, sistemului musculo-scheletice, boli de piele, etc.
terapia Alpha
Radon, care este folosit pentru multe secole, în care radiațiile ionizante este utilizată prima metodă terapeutică.
Radon - alfa terapie secțiune. Terapia alfa aplică izotopii de scurtă durată sau excretate rapid (radon produse fiice toriu). Terapia alfa utilizat frecvent bai radon, în plus, o apă potabilă radon, aerul inhalat îmbogățit radon pe pielea pacientului aplicat cu aplicatoare tifon toriu produse fiice degradare. Radonul este prezentată în multe boli ale sistemului nervos și cardiovascular, sistemului musculo-scheletice, boli de piele, etc.
Una dintre direcțiile promițătoare în medicina nucleară este un radioimunoterapie cu a-emițători. Particulele alfa emise de radionuclizi care au energie ridicată (5.8 MeV), pierderi specifice mari (capacitate mare de ionizare) și a alerga corespunzător scurt într-un țesut biologic.
Radioimmunotherapy (RIT) - este o metodă combinată de tratament, care combină funcționalitatea radioterapie si imunoterapie. Când imunoterapie utilizată în mod specific de anticorpi monoclonali in vitro care au capacitatea de a recunoaste celulele canceroase si se leaga de suprafata lor. Anticorpii monoclonali imita activitatea anticorpilor proprii ale pacientului care atacă în mod normal obiecte străine, cum ar fi bacteriile și virusurile. Dacă RIE este utilizat anticorp monoclonal legat la un radioizotop. Cand introdus in fluxul sanguin al pacientului care conține un radioizotop anticorpi monoclonali caută celulele canceroase si se leaga pe acestea, care asigură eliberarea unei doze mari de radiatii direct la tumorii. Datorită sale serii mici de radiații α-particule acționează în principal asupra tumorii, doza de radiatii la care inconjoara tesuturile sanatoase este redus la minimum.
Izotopii promițători pentru radioimunoterapie considerate 212 Bi și 213 Bi.
In dezintegrarea 212 Bi și Tl sunt formate 208 212 Po, care la dezintegrarea izotopului stabil - 208 Pb. Mileage α-particule în țesutul biologic este mai mică de 100 microni. Acestea sunt doar cateva diametre ale celulei canceroase. Pierderi specifice (transmisie liniară) atinge energie
Brahiterapia - radioterapie in care sursa de radiație este situată cât mai aproape posibil focalizarea patologic (tumora) sau direct în tumoare. Acest lucru reduce riscul de deteriorare a tesutului inconjurator sanatos in timp ce livrarea unei doze mari de radiatii la celulele tumorale. Radionuclizii administrate sub formă gazoasă (radon); lichid, de exemplu sub formă de coloizi; în formă solidă, în mod tipic surse sigilate, care radioizotopilor învelită sau sunt într-o stare în care nu există nici o diseminare în mediu, sub formă de sârmă, microcapsule ( „boabe, semințe de“) bile, tije, etc. . În anumite cazuri, cerealele care conțin izotopi cu timp de înjumătățire scurt, poate rămâne în organism permanent. Extrem de material radioactiv este plasat în interiorul tuburilor mici sau se introduce cateter in tumora la un moment dat, și apoi îndepărtat.
In unele cazuri, brahiterapia poate fi utilizat în combinație cu radioterapie externă.
Fig. Exemplul 2. „cereale“.
În tratamentul unei varietăți de metode utilizate prin intermediul radionuclizi:
- brahiterapie appliqué;
- brahiterapia intracavitară;
- brahiterapia interstițială;
- brahiterapie intravascular.
Fig. 3. Appliqué circuit pe globul ocular.
brahiterapie appliqué
Capace: brahiterapie se realizează prin suprapunerea unui aplicator din materiale organice având ductilitate suficientă pentru suprafața de lucru strâns în contact cu suprafața de nidus patologice. Aplicatorul sunt așa-numitele radioactive "semințe", care conțin beta-activ (32 F, 204 Tl etc.) Mai puțin izotopilor gamma-activi. Din aplicarea tratamentului de suprafață este utilizat în forme de cancer de piele, leziuni neoplazice ale corneei și sclera și altele. Fig. 3 prezintă aplicația pe globul ocular.
brahiterapia intracavitară
brahiterapia intracavitară utilizate în leziunile corpurilor tubulare (nazofaringe, uter, vezica urinara, rect, etc.). brahiterapia intracavitară se realizează prin introducerea în cavitatea corpului unei soluții coloidale de activ β-nuclid (90 Y, 32 P, 198 Au) cu un interval relativ scurt de înjumătățire plasmatică, ceea ce face dezintegrarea posibilă substanțial completă de radionuclid per ciclu de tratament.
În cazul izotopilor cu viață lungă la brahiterapie intracavitară pentru fixarea medicamentului în poziția dorită, se aplică de obicei aplicatoare speciale - endostaty. Precizia de plasare în endostatov cavitatea corporală verificată prin raze X, ultrasunete, tomografie computerizata sau tomografie prin rezonanta magnetica. După introducerea endostat, acesta este livrat la sursa radioactivă (60 Co, 137 Cs, 252 Cf, 192 Ir). Alimentare automată substanțe radioactive în endostat prin utilizarea unor dispozitive speciale. Astfel de dispozitive sunt compuse din preparate de stocare endostatov tumori kit în locații diferite, un sistem mecanic sau pneumatic pentru transportul produselor din magazin prin furtun în aplicatorul. Când se atinge doza de radiații, aplicatorul care conține izotop radioactiv este îndepărtat. Durata expunerii variază în funcție de doza terapeutică calculată necesară pentru a face față cu unul sau un alt tip de cancer.
brahiterapia interstițială
brahiterapie interstitiala se realizează prin introducerea în organism (oral sau prin injecție) preparatelor de scurtă p-activă (131 I, 32 P, 198 Au și colab.). Iodul se acumulează selectiv în țesuturile glandei tiroide, celulele de cancer tiroidian ia 131 chiar și eu în metastaze. Fosforul acumulat în principal în os. Sootvetstvaenno 131 Am folosit pentru boli ale glandei tiroide, și R 32, de exemplu, pentru tratamentul paliativ al metastazelor osoase multiple. Pentru aceste scopuri ca 89 Sr (T1 / 2 = 50.3 zile). După tratament, 32 P și 89 Sr timp de 6-8 luni, există o absență completă sau reducerea durerii în oase.
iradierea interstitiala se realizează prin introducerea acelorași ace în tumoare, tuburi de nailon cu radioizotopi (60 Co, 182 Ta, 192 Ir), și pelete 198 Au. Atunci cand cancerul de prostata este implantat „semințe“ de 125 I, care rămân în corpul pacientului după tratament.
Fig. 4. Instalarea „semințe“ radioactive (stânga), Radiografia prostata definit „semințe“ (dreapta).
brahiterapie intravasculară
Fig. 5. Schema brahiterapie intravasculară.
brahiterapia intravasculară permite reduce semnificativ apariția restenosis (re-îngustarea lumenului) a vaselor coronare după stentarea. Imediat după angioplastie cu balon, folosind același cateter, prin care a fost plasat un stent pentru a arterei coronare a plăcii aterosclerotice în mișcare radioactivă (32 P, 90 Sr / 90 Y, 192 Ir) „cereale“
(A se vedea. Fig. 5). Iradierea durează 15-20 de minute. Această expunere reduce riscul restenozării și o treime din riscul fără iradiere.
terapia Auger
Terapia Auger - o nouă tendință în radioterapie. Acesta utilizează radionuclizi supuși prin captură de electroni și / sau conversia internă, cum ar fi 67 Ga, 99mTc, 103 Pd, 111 In, 123l, 125l, 201 Tl. Ca rezultat al acestor procese cu orbitali atomici emise cantități mari de electroni Auger cu energie cinetică scăzută (
Radionuclizilor în diagnosticul
Sarcina de diagnostic medical este de a examina structura internă a corpului (imagistica). Metode de baza de diagnostic medical radiologic pot fi împărțite în 3 grupe.
- Radiografie, tomografie computerizata cu raze X.
- Imagistica prin rezonanta magnetica (imagistica prin rezonanta magnetica nucleara).
- Utilizarea de radionuclizi pentru diagnostic. Tomografia cu emisie.
Radionuclizii sunt utilizate pe scară largă pentru studii de diagnostic în diverse domenii ale medicinei.
Pentru funcționarea normală a diferitelor organe necesită elemente diferite, așa-numitele organogenă. În afară de bază (O, H, C, N, K, Ca, Mn, S). Este de asemenea necesar elemente, cum ar fi I, Si, F, Na, Fe, Mg, B, Cu și altele. De aceea, compusul chimic organogenă sau potrivite introducere (molecula vector) marcat cu radionuclid adecvat, permite obținerea de informații despre starea diferitelor organe și metabolismul lor.
Există două tipuri de diagnosticare radionuclid
- Scintigrafia si tomografie computerizata cu emisie de fotoni (SPECT - SPECT). Pentru SPECT folosesc de obicei y-emițători cu radiatii gamma de energie în intervalul de 100-200 keV și timpii de înjumătățire de la câteva minute până la câteva zile.
- tomografie cu emisie de pozitroni (PET - PET). Pentru PET utilizat β + emițători cu timpi de înjumătățire de la câteva secunde până la câteva ore.
tomografia Scintigrafia și de fotoni unică de emisie calculat
* Uneori, așa cum se utilizează etichete (marcate cu izotopi stabili de atomi, care sunt spectrometre de masă fixe.
Un pacient administrat un preparat constând dintr-o moleculă vector și radionuclidul *. vector Molecule absorbit anumite structura corpului (organ, țesut, un lichid). Radionuclidul emite, iar radiația este detectată de către detector (camera gamma).
Fig. 6. Diagrama camerei gamma.
Compoziția camerelor gamma moderne includ (vezi. Fig. 6)
- mai multe canale colimatorul eliberarea direcția de raze gamma;
- scintillator zonă mare
(
Pentru a obține informații cu privire la direcția de plecare a corpului uman radiatii gamma este colimarea într-un colimator mai multe canale. detector scintilator matrice este vizualizat fotomultiplicatori. Astfel, direcția de sosire este determinată de γ-cuantic, ceea ce face posibilă reconstruirea punctului de emisie.
Fig. 7. SPECT.
Dezvoltarea în continuare a diagnosticului radioizotop a dus la crearea de un singur emisie de fotoni tomografie computerizata (SPECT). Aceste imagini termoviziune tridimensionale este obținut prin prelucrarea computerizată a unei serii de scintigrams plane.
Marea majoritate a procedurilor de diagnosticare (
80%), folosind o tehnica scintigrafia și SPECT este efectuată în ultimii 30 de ani cu medicamente 99mTc. Cu toate acestea, utilizați alte radioizotopi. Tabelul I prezintă niște izotopi utilizate în diagnosticul
Deci, pentru inima scintigrafie ispolzyut 201 Tl, 99mTc pirofosfat, 67 Ga. Galiu, de exemplu, se acumulează în focarele inflamatorii în inimă, care se manifestă în scintigrama. Când pulmonar Scintigrafia: folosind albumină marcată cu 131 I sau 99mTc, pe un exponat scintigrama o scădere semnificativă în zona de acumulare a izotopului, ceea ce indică artera pulmonară. imagine de măduvă osoasă pot fi obținute folosind sulf coloid marcat cu technețiu 99mTc, care se acumulează în celula de celule de măduvă osoasă. În leucemia acută, pacienții mieloskleirozom, cu Chlamydia in imaginile de maduva osoasa sunt particulare. Scintigrafia tiroidiană este realizat folosind preparate de 131 I sau 99mTc, care permite de a diagnostica noduli în aceasta.
tomografie cu emisie de pozitroni
PET este acum unul dintre instrumentele cele mai avansate de diagnostic.
Cu raze X, ultrasunete si imagistica magnetica structura rezonant caroseriei prezintă modificări patologice de pe scena sa. PET, de asemenea, este în măsură să înregistreze schimbări în procesele metabolice care preced. PET ajuta la depistarea precoce a modificărilor patologice lungi înainte de modificări morfologice.
Luați în considerare principiul PET.
Pacientul este administrat radiofarmaceutic (RFP) conținând β + -active izotopilor 15 O (timp de înjumătățire de 2,04 minute), 13 N (9,96 min). 11 C (20,4 min). 18 F (110 minute), și altele. Pozitronii emise de radionuclizi sunt conduse foarte scurt (câțiva mm) în țesuturile biologice. Ca urmare a anihilării pozitroni produce două γ-cuante cu energiile 511 keV. Astfel, anihilarea are loc aproape în același loc în care molecula a fost radiofarmaceutic. γ-cuante sunt emise în direcții opuse și înregistrate prin metoda coincidență. O pereche de senzori amplasați pe o linie dreaptă din diferite părți ale pacientului, iar doi γ-cuantele a căderii perechi pe senzorii simultan. Ca urmare a înregistrării unui astfel de eveniment este posibil să se construiască o linie dreaptă care trece prin zona concentrațiilor radionuclizilor. detector segmentată este sub forma mai multor inele din jurul pacientului vezi. Fig. 04. După ce a înregistrat un număr mare de perechi de radiatii gamma, și prin construirea intersecția traiectoriile lor, este posibil să se obțină o imagine a distribuției produselor radiofarmaceutice și, astfel, de a vizualiza organul țintă.
Fig. 8. Reprezentarea schematică a PET.
Cele mai frecvente Produsele radiofarmaceutice (RFP) pentru PET este fluorodeoxyglucose (FDG). Relativ lungă de înjumătățire de 18 F vă permite să plasați producția sa separat, transmițând radiofarmaceutic care rezultă în PET mai multe centre din apropiere. Cu toate acestea, cele mai multe imagini de înaltă calitate sunt obținute utilizând radionuclizi, cum ar fi 15 O, 13 N și 11 ° C
Tehnologia PET este folosit pentru detectarea structurii creierului. Glucoza este absorbită de cele mai active zone ale creierului care îndeplinesc o funcție specifică în acest moment. PET furnizează imagini ale regiunii de absorbție a glucozei radionuclid marcat. Astfel, a identificat acele zone ale creierului care sunt asociate cu diferite tipuri de activitate mentală.
Izotopi pentru PET este de obicei produsă pe site-ul în timpul studiului. Acest lucru se datorează faptului că cei mai mulți izotopi PET sunt ultra-scurt, este de câteva minute și chiar secunde cu timpi de înjumătățire. Acceleratoare sunt necesare pentru producerea PET este adesea situat în apropiere de scaner, sau formează o parte integrantă a complexului. În ceea ce privește poeitronnyh emițătorii au protoni suficiente de la 10-18 deutronilor MeV cu sau 5-9 energie MeV (în acest scop, cyclotrons compacte adecvate). Scanerele sunt adesea livrate cu un ciclotron. De asemenea, este necesar de laborator radiochimice automat.
O alternativă la o astfel de organizație PET, în unele cazuri - un generator de radionuclizi.