III. Методи радіонуклідного дослідження

1.

Ідея можливості використання ядерно-фізичних феноменів для дослідження хворих народилася в досвідах угорського вченого Д. Хевеши, згодом лауреату Нобелівської премії. В один з осінніх днів 1912 р. Э. Резерфорд показав йому купу хлористого свинцю, що валялася в підвалі лабораторії, і сказав: «От, займіться цією купою. Постарайтеся із солі свинцю виділити радій D».

Після довгих досвідів, проведених Д. Хевеши разом з австрійським хіміком А.Патентом, стало ясно, що хімічним способом розділити свинець і радій D неможливо, тому що це не окремі елементи, а ізотопи того самого елемента – свинцю! Вони відрізняються тільки тим, що один з них радіоактивний. Розпадаючись, він випускає іонізуюче випромінювання. Виходить, радіонуклід можна застосувати як мітку при вивченні поводження його нерадіоактивного близнюка.

Перед лікарями відкрилися привабливі перспективи: вводячи в організм хворого радіонукліди, спостерігати за їхнім місцезнаходженням за допомогою радіометричних приладів. За порівняно короткий термін радіонуклідна діагностика перетворилася в самостійну медичну дисципліну. Її основним методом є радіометрія.

Радіонуклідний метод – це спосіб дослідження функціонального і морфологічного стану органів і систем за допомогою радіоактивних нуклідів і мічених ними індикаторів, з наступним визначенням швидкості, характеру переміщення, фіксації і виведення їх з органів і тканин за допомогою різних приладів.

2.

Усі радіонуклідні діагностичні дослідження розділяють на дві великі групи: дослідження, при яких РФП вводять в організм пацієнта (дослідження in vivo), і дослідження крові, шматочків тканини і виділень хворого (дослідження in vitro). Дослідження in vitro у свою чергу бувають двох типів. Перший тип — реєстрація радіоактивності крові, випорожнень, чи сечі шматочків тканини, узятих у хворого, в організм якого був попередньо введений РФП. Другий тип — вивчення реакції крові хворого, що не одержував РФП, зі стандартними радіофармацевтичними реактивами.

3.

Для виконання радіонуклідних досліджень розроблений цілий клас різноманітних радіодіагностичних приладів. Незалежно від їхнього конкретного призначення всі ці прилади улаштовані за єдиним планом. Кожний з них складається з трьох основних чи вузлів блоків:

1) детектора, що перетворить іонізуюче випромінювання в електричні сигнали;

2) блоку електроніки, що забезпечує необхідні маніпуляції з електричними сигналами;

3) блоку індикації, чи системи представлення даних. Багато хто радіодіагностичні прилади оснащені комп'ютером, у якому обробляється діагностична інформація'.

Безпосереднім приймачем випромінювання у всіх радіодіагностичних приладах є датчик (детектор). Як детектор використовують сцинтилятори чи, рідко — для виміру бета-випромінювання — газові індикаційні лічильники. Сцинтилятор — це речовина, у якому під дією швидких заряджених чи часток фотонів квантового випромінювання виникають світлові спалахи — сцинтиляції. Сцинтилятор служить прийомною частиною сцинтиляційного лічильника.

Сцинтиляційний детектор являє собою пристрій, що складається зі сцинтиляційного кристала, поміщеного в захисний металевий кожух. З боку досліджуваного об'єкта кристал прикритий колиматором, що має одне чи кілька отворів. Колиматор призначений для того, щоб обмежити «поле бачення» детектора — його робочу поверхню — розмірами досліджуваного об'єкта (чи органа його частини). Звичайно в радіодіагностичного приладу мається трохи змінних колиматоров, що підбираються лікарем відповідно до розв'язуваної клінічної задачі.

Колиматоры зроблені з металу і захищають кристал від радіоактивного тла лабораторії і природного радіаційного тла. Існує безліч типів колиматоров. У принципі, чим більше отвір колиматора, тим вище чутливість детектора, тобто його здатність реєструвати іонізуюче випромінювання, але одночасно нижче його здатність, що дозволяє, тобто властивість роздільно розрізняти дрібні джерела випромінювання (дрібні анатомічні структури).

У приладах, призначених для визначення радіоактивності біологічних проб, застосовують сцинтиляційні детектори у виді так званих криничних лічильників. Для виміру радіоактивності біологічних рідин, що містять радіонукліди з м'яким бета-випромінюванням, наприклад тритій, використовують рідкі сцинтилятори. До складу сцинтиляційної рідини входять органічні сполуки, здатні до світіння під впливом іонізуючих випромінювань.

Чи кванти фотони характеристичного рентгенівського випромінювання, потрапивши на сцинтиляційний кристал, викликають у ньому спалаху світла. Останні перетворяться у фотоелектронних умножителях (ФЭУ) у потік електричних імпульсів, що надходять для наступної обробки в блок електроніки. Цей блок складається з двох основних частин — підсилювача і дискримінатора. Призначення першого зрозуміле: він підсилює виниклі у ФЭУ електричні сигнали до необхідної амплітуди. Дискримінатор дозволяє реєструвати гамма-випромінювання в спектрометричному режимі, тобто в строго заданому діапазоні енергій гамма-квантів. Кванти більш високої чи більш низької енергії при цьому не реєструються. Це дає можливість набудовувати радіодіагностичний прилад точно на використовуваний у конкретному випадку радіонуклід, тому що відома енергія квантів, що випускаються їм. За допомогою дискримінатора відтинається непотрібне випромінювання — розсіяне, природний радіаційне тло. Крім того, дискримінатор дозволяє роздільно реєструвати випромінювання від декількох введених в організм радіонуклідів з різною енергією квантів, що випускаються.

Блок індикації радіодіагностичного приладу призначений для представлення лікарю діагностичної інформації. Для цієї мети в ньому можуть бути використані всілякі засоби: електронно-променеві трубки, світлові індикатори швидкості рахунка чи імпульсів загальної зареєстрованої їхньої кількості, що фотореєструють пристрої, елементи машинної графіки й ін.

Радіонуклідна візуалізація

Термін «візуалізація» утворений від англійського слова vision (зір). Їм позначають одержання зображення. Радіонуклідна візуалізація — створення картини просторового розподілу в органах РФП, введеного в організм (гамма-топографія). Для візуалізації розподіленого в організмі РФП у сучасних радіологічних центрах і лабораторіях застосовують 4 радіодіагностичних прилади: сканер, гамма-камеру, однофотонний емісійний томограф і двохфотонний (позитронний) емісійний томограф.

Відповідно розрізняють 4 види гамма-топографічних досліджень: сканування, сцинтиграфію, однофотонну емісійну томографію і позитронну емісійну томографію.