Радионуклидная диагностика (радиоизотопная диагностика)

Радионуклидная диагностика (синоним: радиоизотопная диагностика) - лучевое исследование, основанное на использовании соединений, меченных радионуклидами. В качестве таких соединений применяют разрешенные для введения человеку с диагностической и лечебной целью радиофармацевтические препараты (РФП) - химические соединения, в молекуле которых содержится определенный радионуклид.

Визуализацию органов осуществляют путем сцинтиграфии. В основе сцинтиграфии лежит избирательное накопление и выведение РФП исследуемым органом. Она позволяет изучить топографию органа, выявить в нем морфологические, функциональные и метаболические нарушения. Радионуклидная диагностика заключается в анализе информации, полученной после введения в организм пациента определенного химического или биохимического соединения, меченного γ-излучающим радионуклидом. Изображения органов, избирательно концентрирующих препарат, получают методом сцинтиграфии. Пространственно – временная картина распределения радионуклида дает представление о топографии, форме и размерах органа, а также о наличии в нем патологических очагов. Радионуклидная диагностика даёт информацию о функциональной активности ткани. Распределение радиофармпрепаратов зависит от кровотока и метаболической активности, поэтому методы ядерной медицины в большей степени направлены на функциональное исследование органов и систем, и в меньшей - на анализ их анатомо-морфологических особенностей. Этим методы ядерной медицины принципиально отличаются от рентгенологических и ультразвуковых методов исследования, которые фиксируют лишь анатомо-морфологические особенности органов или тканей. Функциональные изменения, намного опережающие анатомические, делают методы ядерной медицины уникальными как в ранней диагностике заболеваний, так и при динамическом наблюдении, при этом разовая лучевая нагрузка на пациента приблизительно в 100 раз меньше, чем при обычном рентгенологическом обследовании.

Методы ядерной медицины являются альтернативой, так называемым методам функциональной диагностики (электрокардиография и электроэнцефалография), электрические феномены которых косвенно отражают кровоток и метаболизм. Прямое отображение кровотока, микроциркуляции и метаболизма (в том числе и объемное) миокарда и головного мозга методами ядерной медицины обеспечило стремительный прогресс кардиологии и неврологии. Радиофармпрепараты дают возможность получать изображения мест с аномальным метаболизмом, что позволяет визуализировать опухоли, воспаления или места тромбоза. Кроме того, радионуклидная диагностика предназначена для решения таких задач, как определение показаний к проведению хирургической операции резекции печени у больных первичным раком; своевременная корректировка курсов лучевой терапии больных с метастазами опухолей различных локализаций; оптимизация плана прицельного лечения на клеточном уровне в послеоперационном периоде; точная локализация границ оперативного вмешательства при саркомах нижних конечностей; установление возможности отказа от калечащей операции ампутации нижних конечностей при саркоме после химиотерапии; определение пригодности кожного лоскута для пересадки при пластической операции восстановления молочной железы у женщин после мастэктомии по поводу рака молочной железы; выработка оптимальной тактики послеоперационного лечения и реабилитации больных после операции по поводу саркомы, в частности, установления возможности и сроков протезирования нижней конечности. Для проведения радионуклидных исследований необходимы соответствующие, меченные радионуклидами, препараты и аппаратура для получения изображений распределения радионуклида в теле пациента. Современное развитие ядерной медицины характеризуется прежде всего разработкой уникальных новых радиофармпрепаратов, которые позволяют оценивать состояние различных органов и тканей организма на клеточном уровне. Наиболее перспективным является создание пептидных препаратов, меток рецепторов, которые позволяют проводить исследования патогенных заболеваний. Не все радионуклиды могут быть использованы при диагностике.

Существуют критерии выбора радионуклида:

• оптимальным радионуклидом для радиофармпрепарата является тот, который позволяет получить максимум диагностической информации при минимальной лучевой нагрузке на больного;
  радионуклид должен быть чистым гамма-эмиттером;
• 100 < гамма-энергия радионуклида < 250 кэВ;
• эффективный период полураспада должен составлять величину не менее 1,5 продолжительности проведения теста;
• желательно выбирать такой РФП, который быстро поступает в исследуемый орган и быстро выводится из организма, тем самым снижая лучевую нагрузку;
• по физическим характеристикам радионуклид должен обладать коротким периодом полураспада;
• быстрый распад нуклида также обеспечивает безопасность исследования;
• к числу основных требований следует отнести наличие у нуклида γ-излучения, удобного для наружной регистрации;
• пригодность РФП обуславливается еще и биологической характеристикой отражения функций организма или отдельного органа (например, избирательное поглощение 131I щитовидной железой). Однако этот критерий не является первостепенным, т. к. в настоящее время стало возможным включать радионуклиды в состав различных химических соединений, биологические свойства которых резко отличаются от используемого нуклида (например, распределение в организме 99mТс в соединении с технефитом, пентатехом, броммезидой и др. совершенно иное, чем собственно 99mТс);
• РФП, вводимые внутрь организма, не должны содержать токсических примесей или радиоактивных веществ, которые в процессе распада образуют долгоживущие дочерние нуклиды. На рисунке показаны примеры использования некоторых радионуклидов при диагностике. Около 80% всех invivo диагностических процедур в ядерной медицине связано с использованием технеция-99м или содержащих его препаратов.

Использование этих радиофармпрепаратов требует оснащение соответствующей техникой в первую очередь эмиссионными и, особенно, позитронными томографами. Для получения изображений при радионуклидной диагностике используются в настоящее время, в основном, две технологии – ОФЭКТ и ПЭТ.

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) совмещенная с рентгеновской компьютерной томографией (КТ) или ОФЭКТ/КТ.

Гамма-камеры используются для фиксации изображений, полученных с помощью излучения, испускаемого специальными введенными внутрь радионуклидами. Этот метод позволяет исследовать анатомию и функционирование различных органов, а также выявлять костные патологии. Широкое разнообразие радиофармацевтических препаратов и используемых методик позволяет производить диагностику практически любого органа.

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ, SPECT) наиболее часто используется для получения изображений костей (все тело), исследований перфузии (прохождение крови через сосудистое русло) мозга, кардиоисследований, на которые приходится примерно треть всех ОФЭКТ-процедур в мировой практике. С помощью последовательного получения изображений гамма-камера может отобразить протекание крови через различные органы, включая мозг, легкие, печень, почки.

Также гамма-камера помогает врачам в диагностике патологических изменений, таких как кисты, опухоли, гематомы, надломы костной ткани, области остеогенеза (хрупкости костей), патологии коры и белого вещества. В дополнение к этому гамма-камера может работать в паре с компьютером и оценивать кардиологические функции и перфузии, например, ОФЭКТ может выполнить визуализацию перфузии сердечной мышцы с помощью таллия-201 и технеция-99m. Кроме того, ОФЭКТ используется для выявления бессосудистого некроза (омертвления) головки бедра, остеоартрита (дегенерация суставного хряща) колена, метастатической болезни печени, патологии височно-нижнечелюстного сустава, глубоко расположенных гемангиом (врожденная аномалия, при которой пролиферация клеток эндотелия приводит к образованию скоплений, напоминающих опухоль) малого размера, метаболизма в костной ткани при гиперпаратиреоидизме (повышенная секреция паращитовидными железами) и тиреотоксикозе (состояние, вызванное избыточным количеством эндогенного или экзогенного тиреоидного гормона). Эти методики уменьшают необходимость инвазивной радиологии. Мозговые ОФЭКТ-исследования используются для прогнозирования инсультов, СПИДа, комплекса слабоумия, психиатрических заболеваний и болезни Паркинсона. Точное совпадение (одинаковость) при формировании изображений успешно используется для достоверной диагностики в нейрологии, онкологии и кардиологии.