Раздел #5 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕДИЦИНСКОЙ РАДИОЛОГИИ

РАЗДЕЛ 5

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕДИЦИНСКОЙ РАДИОЛОГИИ

Методы радионуклидной диагностики

Радионуклидная диагностика (ядерная медицина) – метод лучевой диагностики, основанный на регистрации излучения от введенных в организм искусственных радиоактивных веществ.

Впервые радиоактивные индикаторы в биологии стал применять в начале XX в. Нобелевский лауреат Д. Хевеши, исследовавший биологическое поведение различных элементов в организме животных. А уже в 1927 г. Блумгарт использовал изотопы радия для оценки скорости кровотока, а в 1948 г. Принцметал и соавторы — радиоактивный 23Na для определения скорости кровотока у больных. Однако радионуклиды для целей диагностики до 60-х годов прошлого века назначали эпизодически, когда стало возможным производство радиоактивных изотопов в промышленных масштабах. Решающим стимулом развития отрасли стало революционное изобретение Анжера, который создал прибор с широким полем изображения — сцинтилляционную у-камеру. В настоящее время в радионуклидной диагностике рекомендуется широкий спектр меченых соединений (радиофармпрепараты) и способов их регистрации. Для регистрации у-излучения применяют различные по конструкции сцинтилляционные датчики.

Энергия поглощенного ионизирующего излучения возбуждает в толще кристалла сцинтилляции (вспышки света), которые провоцируют лавинообразный поток электронов в ускоряющем поле фотоэлектронного умножителя (ФЭУ). Таким образом, попадающий в кристалл фотон излучения вызывает импульс тока, амплитуда которого тем больше, чем выше энергия у-квантов излучения. С помощью анализа сигналов со всех ФЭУ удается определить интенсивность и положение в пространстве каждой сцинтилляции. По этим данным реконструируется двухмерное проекционное изображение распространения РФП. Окончательное изображение может быть представлено в аналоговом формате непосредственно на экране монитора, «твердом» носителе (фотоили мультиформатная пленка) или записано на носитель компьютерной информации (диск).

Выделяют несколько групп радиодиагностических приборов в зависимости от способа и типа регистрации излучений:

1) радиометры — приборы для измерения радиоактивности всего тела, анатомической области или лабораторного образца;

2) радиографы — приборы для регистрации динамики изменения радиоактивности анатомической области или органа во времени;

3) сканеры — системы для регистрации распределения РФП в теле пациента или исследуемом органе с представлением результатов в виде изображений {линейные сканеры) или кривых {профильные сканеры);

4) сцинтилляционные у-камеры различных типов — для регистрации распределения и динамики радиоактивного индикатора в теле или исследуемой области (рис. 18.1.1).

http://www.studmedlib.ru/cgi-bin/mb4x?usr_data=gd-image(doc,ISBN9785970429891-0008,pic_0045.jpg,-1,,00000000,)&hide_Cookie=yes

Рис. 18.1.1. Современная сцинтилляционная гамма-камера (система для ОФЭКТ).

В настоящее время основу «машинного парка» радиодиагностических отделений составляют именно гамма-камеры различных типов. Почему это произошло? Сканеры из-за их относительно медленного действия пригодны либо для анализа статического распределения индикатора, либо для последовательной регистрации крайне медленно протекающих процессов. Гамма-камера «собирает» изображение под всей плоскостью детектора одномоментно, а при наличии 2 или 3 детекторов — одновременно 2 или 3 изображения в разных проекциях.

Современные гамма-камеры (рис. 18.1.2) представляют собой мощные компьютеризированные комплексы, позволяющие получать, хранить и обрабатывать изображения отдельных анатомических областей и всего тела в широком диапазоне режимов: статическом и динамическом, планарном и томографическом.

Важной частью гамма-камеры являются коллиматор и дискриминатор.

Коллиматор — свинцовая пластина с множеством калиброванных отверстий, которые ограничивают поле зрения детектора и обеспечивают попадание в кристалл у-квантов, испущенных в заданных направлениях, без чего определение координат источника излучения было бы невозможным. Выбор коллиматора зависит от используемого изотопа («высокоэнергетические», «среднеэнергетические» и «низкоэнергетические»), а также от количества введенного индикатора и задач исследования. Гамма-камера обычно оснащается набором сменных коллиматоров, от высокочувствительных, но с низким пространственным разрешением, до сверхвысокоразрешающих. Применяют также коллиматоры специального назначения, позволяющие увеличивать или уменьшать поле зрения камеры.

http://www.studmedlib.ru/cgi-bin/mb4x?usr_data=gd-image(doc,ISBN9785970429891-0008,pic_0046.jpg,-1,,00000000,)&hide_Cookie=yes

Рис. 18.2.2. Гамма-камера для плоскостной сцинтиграфии.

1 — стол для пациента; 2 — поперечный срез через сердце пациента; 3 — коллиматор и детектор излучения; 4 — положение пациента при исследовании; 5 — срез сердца по длинной оси (справа) и сцинтиграмма сердца.

Дискриминатор — устройство, обеспечивающее регистрацию только тех у-квантов, энергия которых лежит в узком диапазоне (так называемый фотопик). Фотопик определяется энергетическим спектром используемого изотопа. Цель дискриминации — исключить влияние на формируемое изображение посторонних источников излучения.

Из сказанного следует, что детектор прибора регистрирует лишь часть излучения, испускаемого телом пациента.

Радиометрические прибор и у-камеры обеспечивают измерение интенсивности излучения в особых единицах «скорости счета» — импульсах в единицу времени. Скорость счета отражает величину радиоактивности объекта, но не идентична ей. Чем меньше скорость счета, тем большее время необходимо для формирования изображения приемлемого качества.

Планарная, или плоскостная, сцинтиграфия — наиболее простой тип сцинтиграфического исследования. Для получении планарной сцинтиграммы излучение от объекта фиксируется в течение определенного времени неподвижным детектором. Планарная сцинтиграмма представляет собой плоскостную проекцию трехмерного распределения радиоактивного индикатора в теле. При анализе сцинтиграммы обращают внимание на интенсивность накопления в интересующей области, ровность и четкость контуров различных структур, наличие участков аномально высокого или низкого накопления («горячие» или «холодные» очаги). Для лучшего понимания анатомо-топографических взаимоотношений производят «снимки» (сцинтиграммы) в нескольких проекциях. В современных радионуклидных исследованиях длительность регистрации каждой сцинтиграммы составляет от нескольких десятков секунд до нескольких минут.

Динамическую сцинтиграфию для изучения быстропротекающих процессов и оценки динамики распределения радиоактивного индикатора в организме используют, когда при неизменном положении пациента выполняют серию сцинтиграмм определенной длительности. Продолжительность каждого кадра и их количество определяются скоростью изучаемого процесса. Так, при изучении фильтрационной или секреторной функции почек длительность исследования составляет 20-25 мин при длительности кадра 25- 30 с, при ангиографии — 30-60 с и 0,5-1,0 с, а при исследовании сократительной функции сердца — 15-30 с и 1 — 10 мс, соответственно. Очевидно, что такие условия записи изображений требуют различного количества вводимого радиоактивного препарата и применения коллиматоров разной чувствительности. Для получения изображения сердца исследование необходимо выполнять при синхронизации с ЭКГ. R-зубец кардиограммы служит для компьютера у-камеры сигналом к началу и окончанию записи серии из последовательности кадров (от 8 до 32 на каждый цикл). Изображения суммируют по кадрам, и получается интегральный репрезентативный сердечный цикл, каждый кадр которого представляет сумму соответствующих кадров из нескольких сотен сердечных сокращений.

Проекционный характер планарных и динамических сцинтиграмм существенно ограничивает возможности топической диагностики, особенно глубинных структур. Метод однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ), или томосцинтиграфиикоторый в настоящее время получает все более широкое распространение, позволяет преодолеть пространственные ограничения плоскостных сцинтиграфических исследований. В хорошо оборудованных лабораториях радиоизотопной диагностики ОФЭКТ практически вытеснила планарную сцинтиграфию.

Для ОФЭКТ в основном используют ротационные у-камеры, или эмиссионные томографы, с детекторами. Механические системы томографов позволяют вращать детекторы вокруг тела пациента по круговой, эллиптической или сложно-адаптивной орбите. При вращении детектора происходит запись нескольких десятков сцинтиграмм под разными углами, после чего осуществляют компьютерную реконструкцию томографических срезов интересующей области. Пространственное разрешение современных ОФЭКТ составляет порядка 4-5 мм, что позволяет относительно четко дифференцировать тонкие структуры.

Однако сколь совершенны бы ни были регистрирующие системы, проведение радионуклидных исследований невозможно без специальных радиоактивных индикаторов — радиофармпрепаратов (РФП), которые вводят в организм пациента.

Радиофармпрепарат – химическое соединение с известными фармакологическими и фармакокинетическими характеристиками, несущее в своей молекуле определенный радиоактивный нуклид. Термин «нуклид» вместо «изотоп» характеризует его физические свойства, определяющие пригодность для целей ядерной медицины (радионуклидная диагностика), вне зависимости от химических свойств элемента. К радиофармпрепаратам, применяемым в медицинской диагностике, предъявляются достаточно жесткие требования. Критериями выбора РФП являются:

• тропность к органам и тканям;

• доступность (легкость приготовления);

• короткий период полураспада (от нескольких десятков минут до нескольких часов);

• оптимальная энергия у-излучения (100-300 кэВ);

• низкая радиотоксичность при относительно высоких допустимых дозах.

Значительная часть свойств РФП определяется свойствами нуклида — метки. Ниже приведен перечень нуклидов, часто применяющихся в ядерной медицине, однако следует учитывать, что список этот далеко не полон и достаточно быстро меняется.

Наличие радионуклида в молекуле РФП — это средство, обеспечивающее внешнюю регистрацию распределения радиоактивного агента. Характер же распределения препарата, тропность РФП к органам и тканям определяются исключительно свойствами химического соединения-носителя. Тропность РФП бывает направленной, когда препарат «нацелен» на избирательную концентрацию в ткани-мишени, и косвенной, под которой понимают его временную концентрацию на путях выведения из организма. Наиболее распространенные РФП представлены ниже (рис 18.1.3)

Наиболее часто используемые радиофармпрепараты и цели их клинического применения

Интенсивность накопления РФП в ткани зависит от интенсивности происходящих в ней биохимических физиологических процессов, поэтому правильнее было бы говорить не столько об органотропности, сколько о гистиотропности радиофармпрепаратов. Понимание механизмов локализации РФП служит основой для адекватной интерпретации радионуклидных исследований.

Использование современных радиоактивных изотопов в медицинской диагностической практике безопасно и безвредно. Количество активного вещества (изотоп) настолько мало, что при введении в организм не вызывает физиологических эффектов (гемодинамические, аллергические и т. д.). Небольшая доза облучения не приводит к какием-либо неблагоприятным последствиям. Лучевая нагрузка определяется физическими характеристиками радиоиндикатора (период полураспада) и количеством введенного РФП. Современная ядерная медицина использует лишь короткоживущие радионуклиды, испускающие у-лучи (фотоны, высокоэнергетическое электромагнитное излучение). Проникающая способность у-излучения возрастает (как и у рентгеновского излучения) с увеличением энергии фотонов. Источники а- (ядра гелия) и р-частиц (электроны) в настоящее время не используют из-за высокой степени поглощения тканями.

http://www.studmedlib.ru/cgi-bin/mb4x?usr_data=gd-image(doc,ISBN9785970429891-0008,pic_0047.jpg,-1,,00000000,)&hide_Cookie=yes

Рис. 18.1.3 Распространенные РФП

Из применяемых в клинической практике нуклидов наиболее популярен -99Тс (период полураспада 6 ч), который получают непосредственно перед исследованием из специальных устройств (генераторы) в форме пертехнетата и используют для приготовления различных РФП. Величина радиоактивности, вводимой для проведения одного исследования, создает уровень лучевой нагрузки в пределах 0,5-5% от допустимой дозы. Следует подчеркнуть, что длительность сцинтиграфического исследования, количество получаемых изображений или томографических срезов не влияют на «заданную» дозу облучения.

Радиодиагностическое изображение независимо от его типа (статика или динамика, планарное или томографическое) всегда отражает специфическую функцию исследуемого органа. По сути это картирование функционирующей ткани. Именно в функциональном аспекте заключается принципиальная отличительная особенность радионуклидной диагностики от других методов визуализации. Попытка взглянуть на результаты сцинтиграфии с анатомических или морфологических позиций — ложный стереотип, влияющий на предполагаемую результативность метода.

Радиофармацевтические препараты вводят внутривенно. Исключением являются исследования легких с помощью ингаляции радиоактивных аэрозолей или газов, например ксенона. Идеальный радиофармпрепарат должен поступать только в предназначенные для исследования органы или патологические очаги.

Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) является одной из новых томографических методик в ядерной медицине.

ПЭТ отличается особенностями применяемых радионуклидов и методом регистрации их излучения и основана на свойстве некоторых радионуклидов при распаде испускать позитроны. В нестабильных ядрах число протонов превышает число нейтронов, при их радиоактивном распаде испускается (эмитируется) позитрон — частица, равная по массе электрону, но с положительным зарядом. «Жизнь» позитрона коротка: пролетев в веществе 1-3 мм и потеряв в столкновениях с атомами полученную в момент образования кинетическую энергию,он взаимодействует с ближайшим электроном, что приводит к аннигиляции этой пары с образованием двух у-квантов (фотоны) с энергией 511 кэВ. Эти кванты разлетаются в строго противоположных направлениях. Таким образом, с небольшой погрешностью можно считать, что точка распада лежит на прямой-траектории 2 аннигиляционных фотонов. Специальные детекторы, расположенные друг против друга, регистрируют совмещенные аннигиляционные фотоны (рис. 18.1.4).

http://www.studmedlib.ru/cgi-bin/mb4x?usr_data=gd-image(doc,ISBN9785970429891-0008,pic_0049.jpg,-1,,00000000,)&hide_Cookie=yes

Рис. 18.1.4. Позитронно-эмиссионный томограф и процесс аннигиляции.

С помощью ПЭТ можно осуществлять количественную оценку концентрации радионуклидов; она обладает более широкими, чем гамма-камеры, возможностями для изучения метаболических процессов в норме и при различных патологических процессах. Помимо детекторов, которые в ПЭТ обычно расположены по кругу, отличительной частью прибора является схема совпадения — устройство, позволяющее зафиксировать одномоментность регистрации у-квантов. Регистрация пары фотонов формирует так называемую линию ответа. Затем ПЭТ-система суммирует все линии ответов и реконструирует изображение по алгоритму, сходному с КТ или МРТ. Внешний вид прибора для позитронно-эмиссионной томографии представлен на рис. 18.1.5.

Позитронными излучателями служат изотопы таких элементов, как углерод, кислород, азот, фтор. Они — единственные радиоактивные формы этих естественных элементов, которые могут быть использованы для внешнего обнаружения. Естественные субстраты, их аналоги или лекарственные препараты могут быть помечены этими изотопами, не меняя их химических или биологических свойств. Меченные этими элементами радиофармпрепараты являются естественными метаболитами организма и включаются в обмен веществ на равных с собственными эндогенными субстратами (сахара, вода, аминокислоты, протеины, жирные кислоты). В результате можно оценить процессы, протекающие на клеточном уровне.

ПЭТ — единственная методика для оценки метаболических и биохимических процессов in vivo и их визуализации. Трехмерное отображение кинетики радиоактивного индикатора дает уникальную возможность изучить анатомическое распределение биологического процесса.

http://www.studmedlib.ru/cgi-bin/mb4x?usr_data=gd-image(doc,ISBN9785970429891-0008,pic_0050.jpg,-1,,00000000,)&hide_Cookie=yes

Рис. 18.1.5. Позитронно-эмиссионный томограф.

Все позитронные радионуклиды, используемые в медицине, являются сверхкороткоживущими — период их полураспада исчисляется минутами или секундами. Исключение составляют l8F и 82Rb. В связи с этим наиболее часто используют меченную l8F деоксиглюкозу (фтордеоксиглюкоза — l8F-ФДГ).

Первые пригодные для клинического применения ПЭТ-системы появились еще в начале 70-х годов XX в., а серийные — в конце века.

Широкое распространение ПЭТ-систем сдерживается рядом существенных технических и финансовых проблем:

• во-первых, в клинике необходимо иметь сложные медицинские циклотроны и радиохимические лаборатории;

• во-вторых, технический персонал должен быть высококвалифицированным и знать биологические процессы в тканях;

• в-третьих, необходим огромный медицинский опыт для правильной трактовки получаемой уникальной информации;

• в-четвертых, стоимость исследования достаточно высока;

• в-пятых, метод имеет плохое пространственное разрешение.

Для анатомической «привязки» полученных результатов производители вынуждены комбинировать ПЭТ с МСКТ. Это позволяет решить проблему топографии выявляемых изменений, но еще более повышает стоимость исследования. В связи с этим ПЭТ-исследования проводят по строгим показаниям, когда другие методы неэффективны.

Все виды и методики радионуклидных исследований наиболее часто применяют для изучения перфузии/вентиляции легких, сцинтиграфии костей, исследования миокарда, головного мозга, почек, щитовидной железы и других органов и тканей. К примеру, при подозрении на тромбоэмболию легочной артерии (ТЭЛА) радионуклидное исследование перфузии легких может оказаться решающим. Это можно объяснить тем, что на ранней стадии классическое рентгеновское исследование неинформативно, а мультиспиральная томография доступна не каждой клинике. Раннее начало лечения при ТЭЛА может оказаться решающим для выздоровления больного.

Технически исследование легких проводят следующим образом: пациенту внутривенно вводят меченные 99тТс макроагрегаты альбумина с размером частиц 20-100 мкм.

Исследование начинают немедленно. Радиоизотопные частицы задерживаются в легочных артериолах, что позволяет хорошо визуализировать их с помощью гамма-камеры. В процессе исследования ведут подсчет сцинтилляций. Исследование прекращают при накоплении заранее определенного числа сцинтилляций (например, 500 ООО). Обычно такое исследование занимает 2-3 мин.

При сцинтиграфии скелета (поиск злокачественных или воспалительных очагов в костях) исследование начинают через 2-4 ч после инъекции меченного 99тТс пирофосфата. За это время РФП распределяется в костной ткани. В норме это распределение достаточно равномерно (рис. 18.1.6). При патологических процессах выявляют зоны повышенного включения препарата.

При применении 67Ga для поиска скрытых опухолей или воспалительных очагов исследование начинают через 2 сут после инъекции радиофармпрепарата.

Томографическое исследование перфузии головного мозга методом ОФЭКТ проводят сразу после введения РФП (рис. 18.1.7), что позволяет точно определить не только участки со сниженной перфузией, но и лечебную тактику. Получение таких данных с помощью других методов визуализации связано с определенными трудностями, поэтому их применяют значительно реже, чем радионуклидную диагностику. ОФЭКТ особенно широко используют для исследования миокарда. Определение активности перфузии миокарда с помощью 201Т1 или 99mTc-MIBI важно не только для терапевтического, но и для кардиологического лечения. Исследование позволяет определить функционирующий и нежизнеспособный миокард. В кардиохирургии эта информация помогает хирургу определить зоны, пригодные для подшивания аортокоронарных или маммарокоронарных шунтов. Исследование проводят с нагрузкой, которую выполняет пациент на тренажере, и в покое. Нормально функционирующий миокард равномерно захватывает РФП (рис. 18.1.8).

http://www.studmedlib.ru/cgi-bin/mb4x?usr_data=gd-image(doc,ISBN9785970429891-0008,pic_0051.jpg,-1,,00000000,)&hide_Cookie=yes

Рис. 18.1.6. Сцинтиграмма костной ткани в норме, а — передняя проекция; б — задняя проекция.

http://www.studmedlib.ru/cgi-bin/mb4x?usr_data=gd-image(doc,ISBN9785970429891-0008,pic_0052.jpg,-1,,00000000,)&hide_Cookie=yes

Рис. 18.1.7. Серия сцинтиграмм головного мозга, отражающих неизмененную перфузию мозговой ткани (ОФЭКТ).

Позитронно-эмиссионную томографию с фтордеоксиглюкозой (18F-ФДГ) применяют преимущественно для дифференциации злокачественных и доброкачественных образований, выявления рецидивов опухолей и определения распространенности злокачественных образований. Например, в неизмененных лимфатических узлах не происходит фиксации препарата. Пораженные вторичным злокачественным процессом узлы активно накапливают препарат, что позволяет их легко визуализировать (рис. 18.1.9). Применение этого метода в онкологической практике очень важно, так как можно определить скрытые участки поражения, что приводит к изменению лечебной тактики.

Итак, основным достоинством радионуклидных методов является высокая чувствительность к различным видам патологических процессов. С помощью сцинтиграфии зачастую можно выявить некоторые патологические процессы до того, как они начнут проявляться клинически или становятся видны при других методах лучевой диагностики. Радиоизотопные метки, связанные с антителами, специфичными для определенного типа патологических клеток, белков или ферментов, позволяют проводить диагностику на субклеточном уровне (молекулярная диагностика). Радионуклидные методы хорошо подходят для анализа динамических процессов и функциональных исследований.

http://www.studmedlib.ru/cgi-bin/mb4x?usr_data=gd-image(doc,ISBN9785970429891-0008,pic_0053.jpg,-1,,00000000,)&hide_Cookie=yes

Рис. 18.1.8. Серия томограмм миокарда в норме.

а — поперечная проекция, б — проекция длинной оси.

К недостаткам радиоизотопных методов относят невысокое пространственное разрешение, что ограничивает их использование для исследования анатомии органов. Многие радиоизотопные исследования обладают высокой чувствительностью к заболеваниям, но низкой специфичностью. Например, очаг накопления препарата в кости может быть вызван опухолью, инфекцией или травмой. Радионуклидные исследования связаны с лучевой нагрузкой (хотя она невелика). В медицинской практике радиоактивные препараты достаточно трудно транспортировать, хранить, фасовать и вводить пациентам. Устройство радиоизотопных лабораторий (особенно при использовании ПЭТ) требует специальных помещений, охраны, сигнализации и соблюдения других специальных мер предосторожности.

http://www.studmedlib.ru/cgi-bin/mb4x?usr_data=gd-image(doc,ISBN9785970429891-0008,pic_0054.jpg,-1,,00000000,)&hide_Cookie=yes

Рис. 18.1.9.  Позитронно-эмиссионная томограмма тела с фтордеоксиглюкозой (18F-ФДГ). Патологическое повышение накопления препарата в лимфатических узлах средостения (стрелки).

Радионуклидное исследование органов и систем

Основные задачи радионуклидной диагностики сердечно-сосудистых заболеваний:

— выявление ишемии миокарда;

— определение повреждений (некроза) сердечной мышцы;

— определение метаболизма и жизнеспособности миокарда;

— выявление воспалительных заболеваний сердечно-сосудистой системы;

— оценка центральной гемодинамики и сократительной способности сердца.

Одной из основных методик радионуклидного исследования в кардиологии является однофотонная эмиссионная компьютерная томография.

Выявление ишемии миокарда проводится с помощью перфузионной сцинтиграфии.

Она позволяет:

— определить различные типы дефектов перфузии миокарда (стабильные дефекты, преходящие дефекты, полустабильные дефекты, феномен парадоксального перераспределения);

— выявить участки гибернированного миокарда — области хронически ишемизированной сердечной мышцы с обратимо нарушенной инотропной функцией, которая восстанавливается после успешной реваскуляризации;

— определить бассейн кровоснабжения коронарных артерий;

— провести дифференциальную диагностику ишемии и острого инфаркта миокарда;

— прогнозировать острые кардиальные осложнения у пациентов с коронарной недостаточностью.

Метаболизм и жизнеспособность миокарда

Основными энергетическими субстратами миокарда являются жирные кислоты и глюкоза. В норме их метаболизм сбалансирован. В условиях недостатка кислорода происходит переключение энергообразования с пути β -окисления жирных кислот на путь анаэробного гликолиза, при котором истощаются запасы АТФ, увеличивается выработка лактата, развивается внутриклеточный ацидоз. Все это приводит к снижению сократимости миокарда.

Наиболее доступным методом оценки биоэнергетики миокарда является ОФЭКТ с 1231-жирными кислотами. Методика позволяет:

— оценить жизнеспособность миокарда;

— оценить кинетику метаболизма жирных кислот в кардиомиоцитах с помощью повторной ОФЭКТ.

В настоящее время синтезировано множество радиоактивных маркёров эндогенного метаболизма миокарда. Для оценки этих процессов одинаково часто используют ОФЭКТ и ПЭТ.

Центральная гемодинамика и сократительная функция сердца

Основной методикой является радионуклидная равновесная вентрикулография, которая позволяет определить локальную сократимость желудочков и скорость изменений объема крови в полостях сердца.

Пульмонология

Основными методиками радионуклидных исследований легких являются перфузионная и вентиляционная сцинтиграфия и ОФЭКТ легких.

Перфузионная сцинтиграфия легких и ОФЭКТ основаны на временной эмболизации капиллярного русла после внутривенного введения макроагрегатов или микросфер альбумина человеческой сыворотки, меченных радионуклидом (рис. 18.2.1, а). Отсутствие накопления РФП в какой-либо области легких свидетельствует о нарушении в ней кровотока (рис. 18.2.1, б).

http://www.studmedlib.ru/cgi-bin/mb4x?usr_data=gd-image(doc,ISBN9785970434680-0008,pic_0046.jpg,-1,,00000000,)&hide_Cookie=yes

Рис. 18.2.1а— перфузионные сцинтиграммы легких в прямых и боковых проекциях в норме; б— однофотонные эмиссионные компьютерные томограммы легких в аксиальной, сагиттальной и фронтальной плоскостях. ТЭЛА. Определяются множественные дефекты перфузии легочной ткани (стрелки)

Достоинством сцинтиграфии и ОФЭКТ является возможность выявления нарушений кровотока до развития клинических проявлений и рентгенологических признаков инфильтративных изменений легочной ткани и инфарктпневмоний.

Вентиляционная сцинтиграфия легких проводится с целью определения локализации, характера и распространенности обструкционных поражений бронхиального дерева.

Урология и нефрология

Радионуклидное исследование почек позволяет оценить клубочковую фильтрацию, канальцевую секрецию, уродинамику, а также состояние паренхимы, кровоснабжение и топографию органа в одном исследовании. При этом функциональные изменения выявляются на ранних стадиях патологического процесса. Введение небольших доз РФП позволяет выполнять неоднократные исследования.

Радионуклидные методы исследования почек включают:

— ренографию;

— динамическую сцинтиграфию почек;

— статическую сцинтиграфию почек;

— ангиореносцинтиграфию.

Гастроэнтерология

Печень, желчные пути и желудочно-кишечный тракт

Сцинтиграфия слюнных желез  проводится для диагностики воспалительных, дистрофических и опухолевых заболеваний слюнных желез; оценки их функционального состояния при различных заболеваниях: сиалоаденитов (в частности, паротита), слюнно-каменной болезни, синдрома Шегрена (хроническое воспаление экзокринных желез с признаками секреторной недостаточности).

Сцинтиграфическая диагностика используется для выявления моторно-эвакуаторных расстройств желудка, тонкой кишки, определения тактики хирургического лечения и оценки результатов операции.

Сцинтиграфические исследования в диагностике заболеваний печени

В печени существуют три тканевые системы, визуализация которых требует различных РФП. Гепатобилиарная система включает гепатоциты и желчные пути. Ретикулоэндотелиальная система (РЭС) состоит из печеночных макрофагов (клеток Купфера). Кровеносная система в состоянии покоя содержит 1/5 объема циркулирующей крови, 25 % которой поступает через печеночную артерию и 75 % — через портальную вену.

Основными методиками радионуклидных исследований печени и желчных путей являются динамическая сцинтиграфия печени и статическая сцинтиграфия ретикулоэндотелиальной системы (РЭС).

Динамическая сцинтиграфия гепатобилиарной системы представляет собой комплексное исследование, включающее оценку функционального состояния печени, концентрационной и двигательной функции желчного пузыря, проходимости желчных путей и определение дисфункции сфинктера Одди.

Статическая сцинтиграфия ретикулоэндотелиальной системы (РЭС) проводится с целью определения формы, размеров и нарушений анатомо-морфологической структуры печени и селезенки при опухолях, гепатитах, циррозах и других заболеваниях (рис. 6.3, см. цв. вклейку).

Как при острых, так и при хронических диффузных поражениях печени (вирусные, алкогольные гепатиты, интоксикация при химиотерапии, отравления тяжелыми металлами, цирроз) ее размеры могут быть нормальными, увеличенными или уменьшенными в зависимости от тяжести процесса. Распределение РФП неравномерное. Накопление РФП в селезенке и костном мозге усиленное.

Травматология и ортопедия

Основной методикой радионуклидного исследования скелета является статическая сцинтиграфия. Иногда она дополняется однофотонной эмиссионной КТ.

В норме на сцинтиграммах визуализируются кости с симметричной аккумуляцией индикатора. Несколько большее накопление отмечается в области суставов. В мягких тканях накопление РФП минимальное (рис. 18.2.2).

Накопление РФП зависит:

— от метаболической активности кости; усиление аккумуляции индикатора наблюдается в областях повышенной остеобластической активности (травмы, опухоли, воспаления);

— от кровотока в костной ткани;

— от симпатической иннервации.

Щитовидная железа

Сцинтиграфия щитовидной железы выполняется с целью определения функционального состояния ее ткани. Исследование проводят с помощью радиоактивного йода (123I), чтобы оценить йодпоглотительную функцию железы, а также с помощью 99mТс-пертехнетата, который не включается в метаболизм щитовидной железы, но накапливается в ее ткани аналогично йоду. Эта методика позволяет оценить наличие, локализацию ткани щитовидной железы и ее структурные особенности.

Неврология и нейрохирургия

ОФЭКТ головного мозга является одним из информативных методов в неврологии.

Перфузионная томосцинтиграфия головного мозга используется для определения регионарного мозгового кровотока у пациентов с цереброваскулярной патологией (инсульты, транзиторные ишемические атаки, субарахноидальные кровоизлияния и другие нарушения мозговой гемодинамики.

Перфузионная ОФЭКТ играет важную роль в диагностике ранних стадий инсульта (в первые часы), когда структурные изменения еще не наступили, а нарушения регионарного кровотока уже.

Перфузионная ОФЭКТ может служить адекватным способом оценки перфузии после выполнения реконструктивных операций на сонных артериях, а также для выявления хирургических осложнений.

http://www.studmedlib.ru/cgi-bin/mb4x?usr_data=gd-image(doc,ISBN9785970434680-0008,pic_0047.jpg,-1,,00000000,)&hide_Cookie=yes

Рис. 18.2.2 Статические сцинтиграммы костей скелета в прямых передней и задней проекциях

Перфузионная ОФЭКТ помогает выявить лиц с высоким риском развития инсульта в первую неделю после транзиторных ишемических атак.

Новообразования головного мозга

Сцинтиграфия позволяет:

— уточнить характер патологического очага;

— получить информацию об активности опухоли;

— визуализировать области патологического накопления относительно тех или иных анатомических образований головного мозга;

— выявить продолженный рост опухоли;

— контролировать эффективность проводимой химиотерапии или лучевой терапии;

— оценить радикальность выполненного оперативного вмешательства.

Для радионуклидной диагностики новообразований головного мозга используются РФП, не проникающие через гематоэнцефалический барьер.

Воспалительные процессы

Основным преимуществом сцинтиграфической диагностики воспаления является возможность исследования всего тела. При этом используют лейкоциты больного, меченные радионуклидом (рис. 18.2.3).

Направления радионуклидной диагностики при воспалительных процессах:

— воспалительные заболевания костей и суставов;

— воспалительные заболевания органов полости живота. Радионуклидная диагностика воспалительных заболеваний кишечника оказывается методом выбора, если возникающие в качестве осложнения воспалительного процесса стриктуры затрудняют продвижение бария или эндоскопа;

— воспалительные заболевания в кардиологии (септический эндокардит, осложнения оперативных вмешательств и миокардит);

— легочная инфекция. Сцинтиграфия наиболее эффективна в фазу формирования легочного абсцесса. Кроме этого, данный метод исследования можно применять в сложных клинических ситуациях для дифференциальной диагностики абсцесса и кисты;

— воспалительные процессы в урологии и нефрологии. Необходимость в сцинтиграфической индикации очага воспаления возникает у пациентов с подозрением на инфицирование солитарных кист почек, когда денситометрическая оценка плотности тканей при КТ не дает информации о содержимом кист. Использование сцинтиграфии эффективно также в выявлении очага воспаления после оперативных вмешательств на органах забрюшинного пространства и при подозрениях на отторжение почечного трансплантата;

— лихорадка неясного генеза.

http://www.studmedlib.ru/cgi-bin/mb4x?usr_data=gd-image(doc,ISBN9785970434680-0008,pic_0048.jpg,-1,,00000000,)&hide_Cookie=yes

Рис. 18.2.3 Статические сцинтиграммы тела с мечеными лейкоцитами в норме

Радионуклидные методы микроанализа

Радионуклидный метод — это способ исследования функционального и морфологического состояния органов и систем с помощью радионуклидов и меченных ими индикаторов. Эти индикаторы — их называют радиофармацевтическими препаратами (РФП) — вводят в организм больного, а затем с помощью различных приборов определяют скорость и характер перемещения, фиксации и выведения их из органов и тканей.

Кроме того, для радиометрии могут быть использованы кусочки тканей, кровь и выделения больного. Несмотря на введение ничтожно малых количеств индикатора (сотые и тысячные доли микрограмма) не оказывающих влияния на нормальное течение жизненных процессов, метод обладает исключительно высокой чувствительностью.

Радиофармацевтическим препаратом называют разрешенное для введения человеку с диагностической целью химическое соединение, в молекуле которого содержится радионуклид. Радионуклид должен обладать спектром излучения определенной энергии, обусловливать минимальную лучевую нагрузку и отражать состояние исследуемого органа.

В связи с этим РФП выбирают с учетом его фармакодинамических (поведение в организме) и ядерно-физических свойств. Фармакодинамику РФП определяет то химическое соединение, на основе которого он синтезирован. Возможности же регистрации РФП зависят от типа распада радионуклида, которым он помечен.

Выбирая РФП для исследования, врач должен прежде всего учесть его физиологическую направленность и фармакодинамику. При исследовании печени врач предпочтет химическое соединение, которое избирательно улавливается этим органом. Некоторые вещества захватываются из крови почками и выделяются с мочой, поэтому они служат для исследования почек и мочевых путей. Отдельные РФП тропны к костной ткани, в связи с чем они незаменимы при исследовании костно-суставного аппарата Изучая сроки транспортировки и характер распределения и выведения РФП из организма, врач судит о функциональном состоянии и структурно-топографических особенностях этих органов.

Однако недостаточно учитывать лишь фармакодинамику РФП. Нужно обязательно принимать во внимание ядерно-физические свойства входящего в его состав радионуклида. Прежде всего он должен иметь определенный спектр излучения. Для получения изображения органов применяют только радионуклиды, испускающие Y-лучи или характеристическое рентгеновское излучение, так как эти излучения можно регистрировать при наружной детекции. Чем больше гамма-квантов или рентгеновских квантов образуется при радиоактивном распаде, тем эффективнее данный РФП в диагностическом отношении. В то же время радионуклид должен испускать по возможности меньше корпускулярного излучения — электронов, которые поглощаются в теле пациента и не участвуют в получении изображения органов. С этих позиций предпочтительны радионуклиды с ядерным превращением по типу изомерного перехода -Тс, 113mIn.

Радионуклиды, период полураспада которых — несколько десятков дней, принято считать долгоживущими, несколько дней — среднеживущими, несколько часов — короткоживущими, несколько минут — ультракоротко- живущими. По понятным соображениям стремятся использовать короткоживущие радионуклиды. Применение среднеживуших радионуклидов связано с повышенной лучевой нагрузкой, использование ультракороткоживуших радионуклидов затруднено по техническим причинам.

Существует несколько способов получения радионуклидов. Часть из них образуется в реакторах, часть — в ускорителях. Однако наиболее распространенным способом получения радионуклидов является генераторный, т.е. изготовление радионуклидов непосредственно в лаборатории радионуклидной диагностики с помощью генераторов.

Очень важный параметр радионуклида — энергия квантов электромагнитного излучения. Кванты очень низких энергий задерживаются в тканях и, следовательно, не попадают на детектор радиометрического прибора. Кванты же очень высоких энергий частично пролетают детектор насквозь, поэтому эффективность их регистрации также невысока. Оптимальным диапазоном энергии квантов в радионуклидной диагностике считают 70-200 кэВ.

Важным требованием к РФП является минимальная лучевая нагрузка при его введении. Известно, что активность примененного радионуклида уменьшается вследствие действия двух факторов: распада его атомов, т.е. физического процесса, и выведения его из организма — биологического процесса. Время распада половины атомов радионуклида называют физическим периодом полувыведения (TV. Время, за которое активность препарата, введенного в организм, снижается наполовину за счет его выведения, именуют периодом биологического полувыведении. Время, в течение которого активность введенного в организм РФП уменьшается наполовину вследствие физического распада и выведения, называют эффективным периодом полувыведения (Тм.)

В настоящее время в лабораториях чаще используют генераторный способ получения радионуклидов, причем в 90-95 % случаев — это радионуклид 99mТс, которым метят подавляющее большинство РФП, наиболее часто используемые в клинической практике.

РФП 99тТс-альбумин 99m’Тс-меченные эритроциты 99тТс-коллоид (тсхнифит) 99mТс-бутил-ИДА (бромезида) 99тТс-пирофосфат (технифор) 99тТс-МАА 131Хе 67G а-цитрат 99mТс-сестамиби 99тТс-моноклональные антитела 201ТI-хлорид 99mTc-DMSA (технемек) 131I-гиппуран 99mTc-DTPA (пентатех) 99mTc-MAG-3 (технемаг) 99mТс-пертехнетат 18F-DG 123I-MIBGОбласть применения Исследование кровотока Исследование кровотока Исследование печени Исследование желчевыделительной системы Исследование скелета Исследование легких Исследование легких Туморотропный препарат, исследование сердца Туморотропный препарат Туморотропный препарат Исследование сердца, головного мозга, туморотропный препарат Исследование почек Исследование почек Исследование почек и сосудов Исследование почек Исследование щитовидной железы и слюнных желез Исследование головного мозга и сердца Исследование надпочечников

Для выполнения радионуклидных исследований разработаны разнообразные диагностические приборы. Независимо от их конкретного назначения все эти приборы устроены по единому принципу : в них есть детектор, преобразующий ионизирующее излучение в электрические импульсы, блок электронной обработки и блок представления данных. Многие радиодиагностические приборы оснащены компьютерами и микропроцессорами.

Все радионуклидные диагностические исследования делят на две большие группы: исследования, при которых РФП вводят в организм пациента, — исследования in vivo, и исследования крови, кусочков ткани и выделений больного — исследования in vitro.

При выполнении любого исследования in vivo требуется психологическая подготовка пациента. Ему необходимо разъяснить цель процедуры, ее значение для диагностики, порядок проведения. Особенно важно подчеркнуть безопасность исследования. В специальной подготовке как правило, нет необходимости. Следует лишь предупредить пациента о его поведении во время исследования. При исследованиях in vivo применяют различные способы введения РФП в зависимости от задач процедуры В большинстве методик предусматривается проведение инъекции РФП преимущественно в вену, гораздо реже в артерию, паренхиму органа, другие ткани. РФП применяют также перорально и путем вдыхания (ингаляция).

Показания к радионуклидному исследованию определяет лечащий врач после консультации с радиологом. Как правило, его проводят после других клинических, лабораторных и неинвазивных лучевых процедур, когда становится ясна необходимость радионуклидных данных о функции и морфологии того иди иного органа.

Среди радионуклидных методов различают: методы радионуклидной визуализации, радиографию, клиническую и лабораторную радиометрию.

Оценка статьи
Поделиться