Медична радіологія - Лазар А.П. 2008

Методи променевої діагностики
Радіонуклідне дослідження

Метод радіонуклідного дослідження (РНД) людини оснований на вимірюванні гамма-випромінювання радіофармацевтичного препарату, який вводять в Організм з діагностичною метою. Радіофармацевтичний препарат (РФП) вибірково затримується різними органами та тканинами і містить у своєму складі радіонуклід, що розпадається з випроміненням у-квантів (мал. 18). Наприклад, радіофармацевтичний препарат Тс-99т-ДТПО складається з молекул діетилентріамін-пентаоцетової кислоти з радіоактивним атомом ізотопу технецію-99. Після внутрішньовенного Введення цей препарат швидко екскретується нирками і Сечовивідні шляхи стають радіоактивними.

Під час сцинтиграфії гамма-випромінювання сприймає гамма-камера, що складається з коліматора, детектора та фотопідсилювача. Розташований на вході камери коліматор виключає побічні радіоактивні випромінювання. У якості детектора застосовують сцинтиляційний кристал (зазвичай кристал йодиду натрію розміром до 50 см), в якому гамма-кванти викликають світлові спалахи, що реєструється фотоелектронним підсилювачем (ФЕП). Сумація тисяч сцинтиляцій формує зображення, яке фіксується на фотоплівці чи папері. Ділянки підвищеного накопичення РФП («гарячі» вогнища) виявляються в осередках запалення, гіперплазії, деяких пухлинах та метастазах. Зниження накопичення РФП спостерігається в ділянках склерозу, у кістах, окремих видах пухлин та метастазів.

Принцип радіонуклідного сканування той самий, що і сцинтиграфії, тільки в якості детектора використовується невеликий (декілька сантиметрів) сцинтиляційний кристал, що послідовно, рядок за рядком, рухається над досліджуваним органом і отримує зображення. Якість такого зображення нижча і час його отримання довший, ніж при використанні гамма-камери.

Мал. 19. Гамма-камера з відкритою рамою-гентрі і можливістю здійснення позитронно-емісійної томографії.

Під час радіометрії детектор, що розміщується над досліджуваним органом, вимірює інтенсивність гамма-випромінювання від органу після введення в організм пацієнта радіофармацевтичного препарату. Зміну цієї інтенсивності з часом (кількість імпульсів за секунду чи хвилину) можна записати у вигляді графіку (радіографія). За допомогою радіометрії і радіографії досліджують функціональний стан органу.

Однофотонна емісійна комп’ютерна томографія (ОФЕКТ) застосовує радіонукліди, що випромінюють один гамма-квант на один радіоактивний розпад, та рухомі детектори, що рухаються навколо досліджуваного об’єкта і формують пошарове зображення ділянок накопичення РФП. За допомогою ОФЕКТ можна сфокусувати увагу на змінах у певній ділянці тіла, отримати на екрані монітору комп’ютера об’ємне зображення досліджуваного органа, знизити заважаючий вплив фонового випромінювання від навколишніх структур. ОФЕКТ виявляє дуже незначні зміни і відповідно дозволяє діагностувати патологічні зміни на ранніх доструктурних стадіях захворювання і з більшою вирогідностю. Методика широко використовується для обстеження кардіологічних, неврологічних і онкологічних пацієнтів.

Позитронна (двофотонна) емісійна томографія (ПЕТ) використовує в якості РФП радіонукліди, що входять до складу біомолекул. Такі радіонукліди отримують у циклотронах, їх період напіврозпаду не перевищує десятків хвилин: ¹⁵О - 2, 03 хв, ¹³N - 10 хв, ¹¹С - 20,4хв, ¹⁸F - 110 хв. Їх розпад супроводжується випроміненням позитронів, при анігіляції яких народжуються пари гамма-квантів, що розлітаються під кутом 180⁰ і сприймаються детекторами, розташованими один навпроти одного (мал. 19). За допомогою ПЕТ можна прослідкувати метаболічні процеси за участю молекул, у складі яких є радіонуклід, що дозволяє відрізнити доброякісну пухлину від злоякісної, метаболічно активної рецидивуючої пухлини від метаболічно неактивної пухлини після променевої терапії, діагностувати інфаркт міокарду тощо. Накопичення РФП у метаболічно активних ділянках тіла створює симптом «гарячого» вогнища (мал. 20). Для точної анатомо-топографічної локалізації патологічного процесу часто об’єднують два апарати - КТ і ПЕТ (мал. 21). За допомогою ПЕТ можна проводити не тільки якісну, але й кількісну оцінку концентрації радіонуклідів.

Мал. 20. Позитронна емісійна томографія хворого на центральний рак легень з метастазом у четвертий поперековий хребець. Виявляються патологічні «гарячі» вогнища (стрілки) у корені правої Легені і четвертому поперековому хребці.

Основні недоліки позитронно-емісійної томографії - це необхідність використання для виробництва радіонуклідів складних медичних циклотронів і радіохімічних лабораторій, що являється причиною повільного впровадження ПЕТ у практичну медицину України. Дослідження ПЕТ проводяться у науково-дослідних центрах і мають високу вартість.

З 1982 року у клініках почали використовувати Методики радіонуклідної (in vitro) діагностики. Під час радіонуклідного дослідження «in vitro» до радіоактивного препарату, який знаходиться в пробірці, додають певні компоненти тіла людини: сироватку крові, шматочки тканин, інші екскрети. Принцип радіоімунного аналізу базується на взаємодії (конкурентному сполученні) шуканих стабільних і аналогічних їм мічених речовин із специфічною сприймаючою системою (взаємодія антигену з антитілом). Якщо в якості міченої субстанції використовують антитіло, аналіз називають імуннорадіометричним, якщо в якості зв’язуючої системи беруть тканьові рецептори, то говорять про радіорецепторний аналіз.

Для виконання in vitro- досліджень випускають стандартні набори реагентів, кожний з яких призначений для виявлення концентрації певної шуканої речовини. В якості мітки частіше використовують у- випромінювач I-125, або ß - випромінювач Н-3. При виконанні in vitro- методики необхідно використовувати розчин, в якому міченого антигену є завжди більше, ніж антитіл. У такому випадку відбувається конкурентна боротьба міченого і неміченого антигенів за володіння зв’язком з антитілом. Антитіла повинні бути максимально специфічними, тобто реагувати тільки з досліджуваним антигеном. Одночасно з визначенням концентрації шуканої речовини у пацієнта, виконують в тих самих умовах і з тими ж самими наборами дослідження стандартної сироватки із завчасно встановленою концентрацією шуканого антигену. За співвідношенням радіоактивності і концентрації щуканого антигену відтворюється колібровочна крива. Співставленням радіоактивності проби від пацієнта з калібровочною кривою дозволяє визначити концентрацію шуканої речовини у пробі.

Мал. 21. Комбінований апарат для проведення комп’ютерної та позитронно-емісійної томографії ПЕТ- КТ.

Радіонуклідне дослідження «in vitro» застосовується в ендокринології (інсулін, Т₃,Т₄, ТТГ), онкології ( раково-ембріональний антиген - PEA, альфа-фетопротеїн, хоріонічний гонадотропін - ХГТ), кардіології (міоглобін), педіатрії (соматотропний гормон - СТГ, тиреототропний гормон - ТТГ), акушерстві та гінекології (лютеїнізуючий гормон - ЛГ, фолікулостимулюючий гормон - ФСГ), алергології (Ig Е), токсикології (лікарські препарати).