Особенности радионуклидной диагностики

Радионуклидная диагностика заключается в анализе информации, полученной после введения в организм пациента определенного химического или биохимического соединения, меченного g-излучающим радионуклидом, с последующей регистрацией пространственно-временного распределения этого соединения в организме с помощью позиционно-чувствительного детектора гамма-излучения. Конечным результатом функциональных радионуклидных исследований является совокупность временных гистограмм (гамма-хронограмм). Полученные в лаборатории статические изображения изучаемого органа свидетельствуют о наличии и размере патологической области с аномальным распределением радиофармпрепарата.

Как уже упоминалось, 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. Радиоизотопная диагностика даёт менее чёткое изображение, чем КТ, ЯМР и УЗИ и имеет меньшее разрешение. Метод дает 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.

Методами изотопной диагностики производятся такие исследования, как перфузия миокарда, анги-вено-лимфография, визуализация щитовидной и слюнных желез, исследование опорожнения желудка и кишечного транзита, определение места и интенсивности кишечного кровотечения, визуализация печени и селезенки, визуализация почек с расчетом скорости клубочковой фильтрации, диагностика мочеточника, диагностика гипертонии, визуализация мошонки и яичек, визуализация скелета и костных метастазов, визуализация костного мозга, сцинтиграфия молочной железы и др.

К сожалению, в подавляющем большинстве подразделений радионуклидной диагностики медицинских учреждений используются субъективные и эмпирические методы анализа гамма-хронограмм, что приводит к диагностическим ошибкам в оценке функционального состояния исследуемых органов и физиологических систем. Однако объективная обработка гамма-хронограмм возможна только при привлечении априорной дополнительной информации о процессе транспорта используемого радиофармпрепарата в организме, формализованной в виде соответствующей математической модели. Определение (идентификация) неизвестных параметров модели по зарегистрированным гамма-хронограммам позволяет получать недоступную ранее диагностическую информацию в виде совокупности этих параметров, обладающих конкретным клинико-физиологическим смыслом. Поэтому перспективы развития функциональной радионуклидной диагностики, связаны с созданием методов математического моделирования процессов транспорта РФП. Сейчас разрабатывается комплекс математических моделей для исследований печени, костной системы, органной и тканевой гемоциркуляции; пакет программ идентификации системы физиологически содержательных параметров для получения принципиально новой диагностической информации; внедряется математический аппарат дифференциальных уравнений в частных производных, обеспечивающий возможность получения информации о пространственных изменениях физиологических параметров функционирования органов; разрабатываются алгоритмы и программы формирования функциональных изображений органов в терминах различных диагностических параметров; создается универсальный динамический фантом для проверки адекватности моделей.

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.

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. Еще одним направлением является направленный транспорт лекарств, использование специализированных веществ для доставки терапевтических и диагностических доз непосредственно в нужное место. Использование этих радиофармпрепаратов требует оснащение соответствующей техникой в первую очередь эмиссионными и, особенно, позитронными томографами.

В этом плане в мире активно развивается позитронная томография, где существует около 30 наименований, уже коммерческих, препаратов для исследования в таких областях как кардиология, онкология, неврология. Разрабатываются новые эмиссионные томографы с двумя-тремя детекторами, которые позволяют проводить эмиссионную томографию за минимальное время и с высоким разрешением. Слабым местом в радионуклидной диагностике является относительно невысокое пространственное разрешение аппаратуры. В первую очередь это относится к эмиссионным томографам и в меньшей степени к позитронным. Поэтому тенденцией в развитии методов диагностики и аппаратуры является появление комбинированных методов и аппаратуры, соединяющей эмиссионную томографию с рентгеновской с ЯМР-томографией.

Первые аппараты такого класса были разработаны для исследования животных и представляли собой небольшой томограф совмещенный с рентгеновским и ЯМР томографом. Сегодня в мире появились первые подобные аппараты для пациентов - эмиссионный томограф совмещенный с рентгеновским томографом. И вторая разработка – это эмиссионный томограф совмещенный с рентгеновским томографом, позволяющий одномоментно видеть не только включение нашего препарата в какой-то патологический процесс, орган, особенно при онкологических заболеваниях, но и точно определить пространственную локализацию, по картине томографического среза.

Технической новинкой является блок совпадения для проведения позитронных исследований на эмиссионном томографе и блок коррекции поглощения, значительно улучшающий качество сцинтиграфических изображений и повышает точность диагностики. Разрабатываются специализированные гамма-камеры и гамма-томографы в первую очередь для таких областей как кардиология, онкология, исследований головного мозга и др.

Если говорить об оснащении отделений радионуклидной диагностики, то моногопрофильная больница или институт должны иметь универсальную томографическую гамма-камеру с большим полем для всех типов исследования и специализированную аппаратуру для исследования различных органов (сердца, головного мозга, щитовидной железы, сцинтимаммографии).