4

Учебное пособие

«Дозиметрическое сопровождение создания радиофармацевтических препаратов для радионуклидной диагностики и терапии»

по курсу

«Основы физической дозиметрии в радиологии и радиобиологии М.3.Р.9.»

для магистров биологии, обучающихся по программе ”Экспериментальная радиология” направления 020400 “Биология”

В.Ф.Степаненко, В.М.Петриев, В.Г.Скворцов, Е.К.Яськова, М.Ю.Орлов, И.Г.Крюкова, В.А.Соколов, Н.Б.Борышева, А.Ф.Цыб

ФГБУ Медицинский радиологический научный центр

Минздравсоцразвития России

Аннотация

В Пособии изложены основные принципы расчетных и инструментальных методов дозиметрии излучения радиофармпрепаратов (РФП), используемых в экспериментальных исследованиях с лабораторными животными. Эти методы предназначены для регистрации кинетики накопления и выведения препаратов различными тканями, органами и системами организма, определения лучевых нагрузок на злокачественные опухоли и нормальные ткани, обеспечение радиационной безопасности персонала и прогнозирования дозовых характеристик при использовании РФП в клинических условиях.

Пособие предназначено для студентов и аспирантов, обучающихся по специальностям, связанным с ядерной медициной, медицинской физикой, радиофармацевтикой, дозиметрией внутреннего облучения и радиационной экологией. Пособие также может быть полезно для специалистов, занимающихся вопросами биологического действия инкорпорированных радионуклидов и разработкой новых радиофармпрепаратов.

Учебное пособие

Дозиметрическое сопровождение

создания радиофармацевтических препаратов

для радионуклидной диагностики и терапии

В.Ф.Степаненко, В.М.Петриев, В.Г.Скворцов, Е.К.Яськова, М.Ю.Орлов, И.Г.Крюкова, В.А.Соколов, Н.Б.Борышева, А.Ф.Цыб

ФГБУ Медицинский радиологический научный центр

Минздравсоцразвития России

г.Обнинск

2011 г.

Содержание

Введение

Аннотация

1. В чем различие между дозиметрией внешнего облучения

и дозиметрией внутреннего облучения?

2. Основное уравнение для расчетов доз внутреннего облучения

3. Кинетические модели

4. Расчет величин N_s при экспериментальных исследованиях и доклинических испытаниях новых радиофармпрепаратов

5. Расчет величины DF (T←S)

6. Пример оценки доз внутреннего облучения организма в экспериментальных исследованиях нового препарата на основе ¹⁰³Pd и микросфер альбумина для радионуклидной терапии

7. Примеры неопределенностей при экспериментально-расчетной оценке доз внутреннего облучения лабораторных животных

8. Рекомендуемая литература.

Введение

Ядерная медицина, как самостоятельный раздел медицины, возникла на рубеже 50-60 годов двадцатого века и включает в себя два основных направления – радионуклидная диагностика и радионуклидная терапия онкологических и неонкологических заболеваний человека.

Преимущества, а в ряде случаев и незаменимость, методов ядерной медицины обусловили в течение последних десятилетий ее стремительное развитие и превращение в неотъемлемую часть клинической практики в развитых странах.

В основе ядерно-медицинских технологий лежит применение так называемых радиофармацевтических препаратов (РФП) – химических соединений, содержащих определенный радионуклид, связанный с носителем (органическая молекула, белковая микросфера, антитело и др.), обеспечивающим избирательное накопление РФП в очаге патологического процесса.

К числу основных требований, предъявляемых к РФП, можно отнести следующие:

- минимизация радиационной нагрузки на больного и медицинский персонал;

- оптимальные для клинического применения энергетические характеристики излучения радионуклида и период его полураспада;

- безопасность для пациента в химическом отношении как самого РФП, так и продуктов его биотрансформации в организме.

Применяемые в медицине радионуклиды получают на реакторах, циклотронах и генераторах.

В связи с тем, что злокачественные новообразования продолжают оставаться в числе лидеров причин смертности населения промышленно–развитых стран они могут быть по праву отнесены к категории наиболее значимых заболеваний с медицинской, экономической и социальной точек зрения, и разработка методов диагностики и лечения онкологических заболеваний является актуальной задачей ядерной медицины.

Особая актуальность этой задачи для России обусловлена тем, что в стране сложилось неудовлетворительное положение в области развития и применения современных медицинских радионуклидных технологий. При этом количество диагностических и терапевтических процедур в мире постоянно возрастает. Так, число радиодиагностических процедур в США составляет 102 пациента на 1 тыс. населения в год, в Японии – 48, в Канаде – 47, в Великобритании – 39. В России этот показатель не превышает 7. В радиотерапевтических процедурах потребность населения России удовлетворяется не более чем на 1-3%. По прогнозам аналитиков к 2010 г. потребление РФП в США возрастет до 2,0 млрд. долл. [Костылев В.А., Глухов С.Б., Наркевич Б.Я. Медицинская физика, 2006, № 2, 39-46].

В процессе разработки и биологических испытаний новых диагностических и терапевтических РФП в первую очередь необходимы сведения о создаваемых ими дозах облучения опухоли, органов и тканей, всего организма. В последние годы разрабатываются новые РФП, весьма перспективные с точки зрения терапевтического применения за счет относительно коротких периодов полураспада и высокого локального энерговыделения. Это существенно усложняет задачи дозиметрического сопровождения исследований.

Инструментальные измерения доз внутреннего облучения органов и тканей могут быть осуществлены далеко не во всех случаях. Поэтому применение расчетных методов является более универсальным подходом, поскольку при этом используются так называемые «математические фантомы», т.е. модели с той или иной степенью детальности описывающие пространственные, геометрические и физические характеристики реальных организмов и/или их частей.

Пособие основано на результатах многолетних исследований, проводимых в Лаборатории медико-экологической дозиметрии и радиационной безопасности и Лаборатории экспериментальной ядерной медицины ФГБУ МРНЦ Минздавсоцразвития России в г.Обнинске. Эти исследования ведутся в тесном контакте с отделением радионуклидной диагностики и отделением радиохирургического лечения открытыми радионуклидами клинического сектора Центра, что открывает путь к быстрой клинической апробации новых препаратов. В тексте пособия приведены упражнения для самостоятельного выполнения.

Пособие предназначено для студентов и аспирантов, обучающихся по специальностям, связанным с ядерной медициной, медицинской физикой, радиофармацевтикой, дозиметрией внутреннего облучения и радиационной экологией. Пособие также может быть полезно для специалистов, занимающихся вопросами биологического действия инкорпорированных радионуклидов и разработкой новых радиофармпрепаратов.