Общие вопросы радионуклидной диагностики

В состав установки может входить четыре гамма-спектрометрических блоков детектирования: два, необходимых, на каждой почке и, по желанию заказчика, дополнительный - височный для измерения динамики накопления и выведения радиофармпрепарата из крови и мышечный для учета гамма-излучения мышц, расположенных между почками и почечными детекторами, и УЗИ-приставка для определения положения почек пациента специализированное программное обеспечение позволяет производить любые дополнительные расчеты по результатам измерений, создавать и обрабатывать базы данных по результатам исследований, что существенно облегчает работу врача при проведении диагностики спектрометрический метод измерений активности позволяет существенно снизить активность радиоизотопа Tc-99m или I-131, вводимого пациенту для проведения исследований

Показания к назначению анализа

Диагностика первичного гиперальдостеронизма, аденомы надпочечников и адреналовой гиперплазии,

Трудно поддающаяся контролю артериальная гипертония,

Ортостатическая гипотензия,

Подозрение на недостаточность надпочечников.

Гамма-детектирующее устройство для поиска сторожевых лимфатических узлов "РАДИКАЛ"

Гамма-детектирующее устройство "Радикал" для поиска сторожевых лимфатических узлов и решения других задач, связанных с исследованием распределения радиофармпрепаратов в тканях и органах пациентов. Детектор снабжен встроенным коллиматором, позволяющим с большой точностью локализовать источник фотонного излучения и получать достоверную информацию о распределении радиофармпрепарата в тканях и органах пациента. Герметичное исполнение детектора позволяет проводить его стерилизацию. Транскутанное и интраоперативное обнаружение локализованных источников фотонного излучения в тканях и органах пациентов при радиоизотопной диагностике

поиск источников фотонного излучения

Область применения:

поиск сторожевых лимфатических узлов

исследование функции щитовидной железы

радиоизотопное обследование операционного поля

поиск локализованных источников фотонного излучения (например, зерен радиоактивного препарата I-125, предназначенных для брахитерапии)

3) ЭМИССИОННАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ

Подобно рентгеновской КТ, у радионуклидной визуализации есть своя томографическая технология. Применяются два основных томографических метода:

1) однофотонная эмиссионная КТ (ОФЭКТ,SPECT),

2) позитронная эмиссионная томография (ПЭТ, PET).

Oднофотонная эмиссионная КТ

ОФЭКТ основана на вращении вокруг тела пациента обычной гамма-камеры. Фиксируя радиоактивность при различных углах, можно реконструировать секционное изображение. ОФЭКТ - это широко используемый метод, особенно в кардиологических и неврологических обследованиях. Позволяет проводить:

перфузионную и метаболическую однофотонную эмиссионную компьютерную томографию (ОФЭКТ) миокарда, перфузионнную ОФЭКТ головного мозга, радионуклидную равновесную вентрикулографию с фазово-амплитудным анализом (РНВГ с ФАА). Она позволяет получать объемное изображение распределения радионуклидов, относящихся к чистым гамма-излучателям. Этот метод используют для исследования кровообращения. В кардиологии по информативности он сравним с эхокардиографией, а для изучения церебральной ишемии часто оказывается предпочтительнее других методов и достойно конкурирует с ПЭТ.

Позитронная эмиссионная томография

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)- новейший уникальный метод радиоизотопной диагностики.

Главное преимущество позитронно-эмиссионной томографии - возможность не только получать изображения внутренних органов, но и оценивать их функцию и метаболизм, таким образом, при помощи позитронной томографии удается выявлять болезнь на самом раннем этапе, еще до проявления клинических симптомов.

Особую роль позитронно-эмиссионная томография играет в онкологии, кардиологии и неврологии, где ранняя диагностика заболеваний является особенно важной.

Эта томографическая технология основывается на использовании испускаемых радионуклидами позитронов. Позитроны и электроны имеют одинаковую массу, но противоположный заряд. Испускаемый позитрон сразу же реагирует с ближайшим электроном; данная реакция называется аннигиляцией и приводит к возникновению двух гамма-квантов по 511 кэВ, распространяющихся в диаметрально противоположных направлениях. Для обнаружения аннигиляционных квантов применяют специальные детекторы: энергия фотона (511 кэВ) слишком велика, чтобы использовать обычную гамма-камеру.

Разместив вокруг тела пациента набор детекторов, можно определить направление линии, вдоль которой произошла аннигиляция.

Высокая энергия излучения позволяет на практике не учитывать поглощение в тканях, но при большой дозе введенного вещества в целях безопасности больного требуется использование только короткоживущих и ультракороткоживущих изотопов должны изготавливатьсяна циклотроне непосредственно в клинике, что в значительной степени (наряду с высокой стоимостью специального оборудования) ограничивает применение этого метода.

Чувствительность ПЭТ настолько высока, что удается констатировать изменение расхода глюкозы, меченной ¹¹С, в глазном центре головного мозга при открывании глаз. Поэтому ПЭТ используют при исследовании тончайших метаболических процессов в мозге, вплоть до мыслительных. С помощью ПЭТ изучают метаболизм глюкозы, жиров, белков, кинетику переноса веществ через клеточные мембраны, динамику концентрации водородных ионов в клетках, фармакокинетику и фармакодинамику лекарственных препаратов. ПЭТ позволяет осуществить осуществлять количественную оценку концентрации радионуклидов и заключает в себе колоссальные потенциальные возможности по изучению метаболических процессов на различных стадиях заболевания, в том числе психических. Есть несколько элементов, участвующих в важных биохимических процессах и имеющих позитроно-эмитирующие изотопы, это, например, 11С ,15О.

Показания к позитронно-эмиссионной томографии

Чаще всего ПЭТ применяют для обнаружения злокачественных опухолей и для оценки эффективности противораковой терапии. Можно сканировать все тело сразу (см. рисунок).

ПЭТ также применяется для измерения кровотока по коронарным артериям и выявления ишемической болезни сердца. С помощью позитронной томографии в постинфарктном периоде можно отличить плохо скоращающиеся, но живые участки миокарда (которые еще могут восстановиться) от необратимых изменений в виде рубцов. Комбинация позитронно-эмиссионной томографии и перфузионного исследования может послужить для оценки показаний к операции шунтирования сосудов сердца.

С помощью ПЭТ головного мозга обследуют больных с нарушениями памяти неясной этиологии, при подозрении на опухоль головного мозга, при неподдающемуся обычному лечению судорожном синдроме.

Основные недостатки радионуклидов для ПЭТ - это необходимость использования для их производства дорогих циклотронов и короткие периоды полураспада (периоды полураспада ¹⁵О и ¹⁸F составляют 2мин и 11мин соответственно). Быстрый распад требует очень близкого расположения циклотрона к лаборатории, этим отчасти объясняется медленное распространение ПЭТ.

Аппараты для ПЭТ

ПЭТ/КТ сканер GEMINI TF использует все преимущества время-пролётной (time-of-flight, TOF) визуализации и устанавливает новые рубежи качества изображений, диагностики патологии и пропускной способности отделения.
Компьютерный томограф, идущий в сочетании с системой, может быть предложен в 16-ти или 64-срезовой конфигурации.
Наибольшие преимущества от внедрения в ПЭТ-визуализацию технологии время-пролётной (TOF) визуализации получают пациенты с избыточной массой тела. Радикально повысилась вероятность обнаружения патологических образований малого размера. И, разумеется, благодаря данной технологии можно использовать источники интенсивности меньшей, чем прежде.

Принципиальное устройство индикаторов излучений.

Рассмотрим типовую блок-схему индикаторов излучений на основе релаксационных генераторов импульсов, включающую источник питания, RC-цепь, активный элемент и сопротивление нагрузки.
В качестве датчика может выступать активный элемент, обычно выполненный на приборе с S-образной вольтамперной характеристикой. Таким элементом могут быть газоразрядные источники излучения (например, неоновые лампы), электрические разрядники, лавинные транзисторы, динисторы и т. д. При включении генератора конденсатор, подключенный параллельно активному элементу, заряжается от источника питания через резистор. Когда напряжение на конденсаторе достигнет напряжения пробоя активного элемента, происходит разряд конденсатора на сопротивление нагрузки, после чего процесс повторяется с частотой, определяемой постоянной RC-цепи и напряжением источника питания.
Чувствительность датчика, например, неоновой лампы, к излучениям, магнитным, электростатическим полям и другим факторам обычно максимальна в области подхода к точке возникновения газового разряда. В этом случае малейшее изменение распределения электрического поля между электродами, вызванное действием постоянного или переменного электрического или магнитного полей, ультразвуковых колебаний, прохождением ионизирующих частиц через газовый объем, облучением датчика в области от СВЧ до рентгеновского диапазонов и выше приведет в итоге к изменению напряжения возникновения газового разряда и, следовательно, частоты работы релаксационного генератора. Разрешающая способность индикатора во времени определяется RC-постоянной (частотой генерации). В качестве чувствительного элемента могут быть использованы RC-элементы времязадающей цепи: рентгено-, фото-, термо-, тензо-, магниточувствительные резисторы, конденсаторы, полупроводниковые элементы; например, конденсаторы, работающие в предпробойном (обратимом) режиме.

В ряде случаев в качестве датчика может выступать и источник питания, в частности, гальванический или иной элемент, внутреннее сопротивление (или ЭДС) которого зависит от параметров окружающей среды, например, фото-, термобатарея. Напряжение источника питания может быть от единиц вольт до нескольких киловольт в зависимости от типа используемого активного элемента.

Поскольку рассмотренный выше индикатор не является избирательным к виду излучения, использовать его можно лишь при условии, что какой-то из действующих факторов намного превышает другие, малозначимые, например, уровень радиации. Возможно использование экранов, избирательно выделяющих регистрируемое излучение. Для R(C)-датчиков избирательность к виду излучения повышается. В качестве сопротивления нагрузки могут быть использованы головные телефоны, светодиоды, стрелочные и другие индикаторы. Сравнение уровня излучений в двух различных точках (принятой за норму и контрольной) осуществляется подсчетом количества импульсов в единицу времени. Для автоматизации этого процесса можно использовать счетчики импульсов (измерители периода), в том числе в составе ЭВМ.

В нижнем положении движка потенциометра схема работает как обычный двухдиапазонный гамма-радиометр, чувствительность которого загрубляется подключением дополнительного конденсатора переключателем SA1. Импульсы тока через счетчик импульсов (СБМ-20) заряжают конденсатор С2 (или С2+С3) до напряжения пробоя активного элемента (неоновой лампы, цепочки последовательно соединенных лавинных транзисторов). В результате разряда конденсатора вспыхивает неоновая лампа (и светодиод) и раздается щелчок в высокоомных головных телефонах нагрузки.

При перемещении движка потенциометра вверх начальное напряжение на активном элементе возрастает, в связи с чем для заряда конденсатора С2 (С2+С3) требуется меньшее количество импульсов от счетчика, следовательно, чувствительность схемы регистрации возрастает. Дальнейшее повышение напряжения плавно переводит схему в режим работы "универсального" индикатора излучений с использованием в качестве чувствительного элемента преимущественно неоновой лампы (или лавинных транзисторов).

Подсчет количества импульсов (в минуту) в том и другом случае можно производить по вспышкам неоновой лампы, по щелчкам в головных телефонах, либо измерением числа (периода) импульсов внешним измерительным прибором. Для питания схемы можно использовать преобразователь напряжения от фотовспышки, добавив число витков вторичной обмотки таким образом, чтобы выходное напряжение преобразователя увеличилось с 300 до 390 В. Для регистрации бета-излучения (электронов) могут быть использованы счетчики СТС-5, СТС-6, СБМ-10, СИ-9БГ и др., работающие при напряжении 330-480 В (номинальное напряжение 390 и 400 В). Для гамма-излучения следует применять счетчики СИ11Г, 13 Г, 19...25Г, работающие при номинальном рабочем напряжении 390 В и напряжении начала счета 280-335 В. Радиометр, типа приведенного на рис.2, или иной, работающий в режиме непосредственного счета отдельных гамма-квантов, можно использовать в целях ранней диагностики радиогенной кальцинации биологической тканей [1] (атеросклероза, кальцинации кровеносных сосудов, при заболеваниях суставов, сердца, легких и т. д.).

Установлено, что вблизи биологических тканей с повышенной вероятностью кальцинации (область суставов, мест переломов и вывихов, область сердца и т. д.) регистрируется повышенная гамма-активность, обусловленная естественным изотопом - калием-40. Радиоактивная трансформация калия-40 протекает по схеме: калий-40 ->электрон + гамма-квант + кальций-40.

Рост кальциевой сетки происходит на центрах зародышеобразования - высокоактивном кальции-40. Интересно, что гамма-активность уже закальцинированных тканей не отличается от нормы. Таким образом, по регистрации излучения калия-40 возможно предвидеть и, следовательно, предупредить развитие патологических изменений в организме, замедлить его старение.

В целом организм человека за счет распада калия-40 каждую секунду излучает в среднем 29,2 электрона и 3,8 гамма-кванта; нехватка в организме калия-40 также может свидетельствовать о неблагополучии [2]. Так, у больных злокачественными опухолями и лейкозами интенсивность излучения крови на 15-50 и более процентов ниже, чем у здоровых [2].

При помощи радиометра можно регистрировать также радиационную составляющую биологического поля экстрасенсов-целителей [3]. Так, для лиц, наделенных экстрасенсорными способностями, вероятностная функция распределения количества регистрируемых в единицу времени гамма-квантов по данным работы [3] существенно отличается от соответствующей функции для обычных людей. Следует сказать, что устройства, типа описанного выше, могут быть использованы лишь для первичной, грубой оценки измеряемой величины. Для проведения серьезных исследований необходима аппаратура более высокого класса, селекция регистрируемых частиц по энергиям (изотопам), исследования топографии излучения, статистическая обработка результатов.