Как радиоизотопы используются в

Бюллетень МАГАТЭ 55-4-Декабрь 2014 | 9 аномального функционирования систем органов. С помощью радиоизотопов могут также проводиться исследования, направленные на разработку медицинских препаратов.
4. Почему радиоизотопы используются в
медицине? В чем их преимущества?
Преимущество радиоизотопов основано на том, что определенные органы в организме человека специфически реагируют на те или иные вещества. Так, щитовидная железа поглощает йод в гораздо больших количествах, чем любое другое химическое вещество, и поэтому для лечения рака щитовидной железы и ее визуализации широко используется радиоизотоп иод-131. Точно так же другие органы, например, печень, почки и мозг, поглощают определенные радиоактивные вещества и включают их в свои процессы обмена веществ.
Однако большинство радиоизотопов необходимо доставлять к нужному органу на своего рода носителе (биологически активной молекуле). Так, при диагностике расстройств сердечной деятельности технеций-99m часто присоединяется к шести молекулам метоксиизобутилизонитрила для доставки его к тканям сердца.
Соединения молекул с прикрепленными к ним радиоизотопами (называемые радиофармпрепаратами) вводятся в организм пациента пероральным, ингаляционным или внутривенным путем, чтобы врач мог оценить размеры органа и его функционирование, обнаружить нарушения и наметить область, которую следует подвергнуть терапии.
Кроме того, преимущество использования радиоизотопов заключается в том, что пациенты и врачи могут избирать минимально инвазивные хирургические методы вместо гораздо более опасной крупномасштабной хирургии, от которой организму труднее восстанавливаться и которая в прошлом применялась для лечения большинства заболеваний. Радиоизотопы позволяют проводить таргетную терапию любых видимых и скрытых очагов заболевания в организме.
5. Опасны ли радиоизотопы для
пациентов?
Радиоизотопы, вводимые в организм пациентов в целях лечения или диагностики, в зависимости от периода полураспада самопроизвольно преобразуются в течение нескольких минут или часов, быстро становясь стабильными (нерадиоактивными) элементами, или же за короткое время выводятся из организма.
Врачи выбирают радиоизотопы с периодом полураспада и энергетическими характеристиками, которые без вреда для здоровых тканей обеспечивают наиболее эффективное лечение и диагностику, а также позволяют получить всю необходимую информацию.
Так, период полураспада технеция-99m равен шести часам, а выделяемая им энергия составляет 140 кэВ
(килоэлектронвольт) – это достаточно низкие уровни, не могущие причинить вред пациенту.
Кроме того, стремясь свести к минимуму дозу облучения и в то же время обеспечить приемлемое качество изображений, врачи крайне тщательно подходят к вопросу определения количества радиоизотопа, вводимого в организм пациента.
Чтобы еще больше снизить и без того небольшую дозу облучения, которую пациент получает при вводе радиофармпрепаратов, врачи применяют радиоизотопы с малым и очень малым периодом полураспада.
6. Опасны ли для находящихся рядом
людей радиоизотопы, оказавшиеся в
организме пациента?
Медицинский персонал строго соблюдает инструкции и проходит соответствующую подготовку по применению правил, согласно которым пациенты, получающие терапевтические дозы радиоизотопов
(такие дозы используются только для лечения рака и других видов терапии и никогда не применяются в диагностике), должны находиться в одноместных больничных палатах до тех пор, пока уровень исходящего от них излучения не станет безопасным для работников больницы и окружающих их людей.
Кроме того, чтобы полученные на работе дозы не превышали установленные пределы, которые гораздо ниже порога безопасности, медработники младшего и среднего звена и врачи, осуществляющие лечение и уход за такими пациентами, при любом контакте с ними соблюдают безопасную дистанцию и для контроля дозы носят индивидуальные дозиметры.
Как только распад радиоизотопов достигает уровня, при котором излучение становится достаточно слабым, пациентам разрешают выписку из больницы и возвращение к повседневной жизни.
7. Если медперсонал должен соблюдать
дистанцию, почему тогда такое лечение
разрешается для пациентов?
При лечении рака свойства радиации оказываются полезными для пациента. Назначение процедуры тем, кто в ней нуждается, подлежит обоснованию. Принцип
“обоснования” – это один из основополагающих принципов в ядерной медицине. Обоснование означает, что для пациента польза от применения излучения должна превышать потенциальный вред.
Использование радиоизотопа с малым периодом полураспада в лечебных целях позволяет излечить больного раком или продлить ему жизнь. Для правильного обращения с излучением при уходе за пациентами, проходящими лучевую терапию, медицинские работники обучаются соответствующим клиническим процедурам. Поэтому подобное лечение, как правило, является обоснованным с точки зрения и пациента, и врача.
Саша Энрикес, Бюро общественной информации и коммуникации МАГАТЭ

10 | Бюллетень МАГАТЭ 55-4-Декабрь 2014
ЧТО СКРЫВАЕТСЯ ВНУТРИ
Радиофармпрепараты позволяют обнаруживать очаги заболеваний внутри человеческого организма и целенаправленно воздействовать на них
М
енее 100 лет назад возможность точного определения местоположения и размера таящейся в организме больного злокачественной опухоли казалась немыслимой. Сегодня врачи при помощи специальных сканирующих устройств и радиоактивных лекарственных препаратов, известных как радиофармпрепараты, могут заглянуть внутрь человеческого организма и даже использовать радиофармпрепараты для лечения многих заболеваний. В ядерной медицине радиофармпрепараты играют главную роль при проведении процедур минимально инвазивной диагностики, лечения и ухода в случае многих заболеваний, в первую очередь онкологических, а также применяются для облегчения боли при некоторых разновидностях рака.
Из чего состоят радиофармпрепараты
Радиофармпрепараты – это лекарственные средства, содержащие радиоактивные вещества, которые называются радиоизотопами. Радиоизотопы представляют собой атомы, испускающие излучение, например, гамма-лучи или потоки частиц. В некоторых случаях в радиофармпрепаратах присутствуют радиоизотопы, излучающие комбинированное излучение нескольких типов.
Радиоизотопы для радиофармпрепаратов могут производиться путем облучения специальной мишени внутри ядерного исследовательского реактора или в ускорителях частиц, таких как циклотроны
1
. Полученные радиоизотопы прикрепляются в качестве метки к определенным молекулам с учетом их биологических характеристик, в результате чего получаются радиофармпрепараты.
Визуальный контроль внутреннего объема защищенного контейнера во время подготовки радиофармпрепаратов к расфасовке в стеклянные флаконы.
(Фото: Д. Кальма/МАГАТЭ)
1
Циклотрон представляет собой сложное устройство, в котором происходит центробежное ускорение заряженных частиц в вакууме по спиральной траектории. В процессе ускорения заряженные частицы приобретают значительную энергию. Затем накопившие энергию частицы вступают во взаимодействие с помещенным на их пути стабильным веществом. В результате этого взаимодействия стабильное вещество преобразуется в пригодные для медицинских целей радиоизотопы, используемые для приготовления радиофармпрепаратов

Бюллетень МАГАТЭ 55-4-Декабрь 2014 | 11
Как действуют радиофармпрепараты и как
они применяются в медицине
Когда врач принимает решение применить радиофармпрепараты для диагностики и/или лечения заболевания, препараты обычно вводятся пациенту внутривенным, пероральным или внутриполостным способом. Внутри организма благодаря своим физическим и биологическим свойствам радиофармпрепараты взаимодействуют или связываются с различными белками или сахарами. Это в свою очередь ведет к тому, что препараты, как правило, концентрируются в определенных частях тела с теми или иными биологическими характеристиками. Поэтому врачи могут с высокой точностью воздействовать на разные части тела, подбирая радиофармпрепараты определенного типа.
В настоящее время существует ряд радиофармпрепаратов, которые способны скапливаться преимущественно в тканях, пораженных раком, что делает их эффективным средством диагностики и лечения определенных видов рака.
Похожим образом действуют и другие радиофармпрепараты.
В период от нескольких часов до нескольких дней радиофармпрепарат распадается до уровня, при котором его содержание уже не определяется, и/или он окончательно выводится из организма.
Диагностическая визуализация
Для диагностической визуализации врач использует радиофармпрепарат с радиоизотопом, испускающим гамма-лучи или частицы, называемые позитронами, – эти излучения улавливаются гамма-камерой или соответствующими сканерами. Такие аппараты способны обнаруживать место, где радиофармпрепарат накапливается и испускает излучение, и преобразовать данную информацию в двумерные или трехмерные изображения, которые позволяют видеть местоположение и размер искомого органа или ткани, включая опухолевые очаги. Диагностическая визуализация широко и рутинно применяется в кардиологии и при исследованиях нарушений функции щитовидной железы; радиофармпрепараты используются и при исследованиях многих других органов (например, печени, почек, мозга, костей скелета и т.п.).
Помимо получения точных данных о размерах, форме и местоположении различных органов и новообразований с помощью радиофармпрепаратов и диагностической визуализации получают информацию о функционировании различных систем человеческого организма. Так, визуализация сердца позволяет оценить его работу и состояние, наблюдать за тем, как оно перекачивает кровь, и обследовать сердце на предмет наличия омертвевших или поврежденных тканей. Это диагностическое обследование используется наиболее часто, поскольку помогает пациентам с сердечными заболеваниями своевременно пройти необходимое лечение и впоследствии периодически проверять состояние своего здоровья. При лечении больных раком визуализация проводится на регулярной основе, позволяя оценивать реакцию опухоли на лечение, а также контролировать возникновение новых образований с тем, чтобы путем применения своевременных терапевтических методов предотвратить их дальнейшее развитие.
Поскольку используемые в диагностической визуализации радиофармпрепараты испускают незначительное количество излучения, считается, что они приносят пациенту исключительно пользу.
Радиофармпрепараты главным образом применяются в двух визуализационных технологиях: в однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ) с детектированием гамма-излучения и в позитронно- эмиссионной томографии (ПЭТ), основанной на детектировании позитронов. При комбинировании ПЭТ и/или ОФЭКТ с традиционной компьютерной томографией испускаемое радиофармпрепаратами излучение можно детектировать с еще большей точностью.
Наиболее часто применяемый в ОФЭКТ радиофармпрепарат содержит технеций-99m. Он используется в более чем 80% всех диагностических процедур ядерной медицины и чаще всего – для сканирования сердца или костей скелета. Технеций-99m получают из исходного радиоизотопа молибдена-99 при помощи генератора. Технецием-99m можно метить различные молекулы для получения радиофармпрепаратов, предназначенных для диагностики определенных органов или очагов заболевания.
В ПЭТ наиболее широко применяется радиофармпрепарат фтордеоксиглюкоза (ФДГ), содержащий радиоизотоп фтор-18; он является биологическим аналогом глюкозы, которую высокоактивные раковые клетки потребляют интенсивнее, чем здоровые клетки. Фтор-18 получают в циклотроне, представляющем собой циклический ускоритель частиц, путем облучения кислорода-18 протонами высокой энергии. Затем фтор-18 прикрепляют в виде метки к различным молекулам для
Радиофармпрепараты – это лекарственные средства, которые содержат радиоактивные вещества. Они вводятся пациенту внутривенным, пероральным или внутриполостным способом.
(Фото: Д. Кальма/МАГАТЭ)

12 | Бюллетень МАГАТЭ 55-4-Декабрь 2014
получения разных радиофармпрепаратов для ПЭТ, предназначенных для исследования определенных органов или очагов заболевания.
Терапевтические применения
После постановки диагноза в некоторых случаях в качестве наиболее эффективного лечения выбирается радионуклидная терапия. Врачи решают прибегнуть к терапии радиофармпрепаратами потому, что такие препараты содержат радиоизотопы, которые испускают частицы, способные уничтожить пораженные болезнью клетки. Успешное применение радионуклидной терапии для управления ходом заболевания и его лечения обусловлено эффективностью локализации радиофармпрепарата в ткани или органе, являющемся объектом терапии, а это, в свою очередь, зависит от степени взаимодействия организма с этим препаратом. После подбора радиофармпрепарата его начинают вводить в организм в большем количестве с целью доставки к проблемным участкам в организме целевой дозы излучения.
При лечении рака щитовидной железы, например, обычно используется препарат радиоактивного иода – иодид натрия с I-131, так как ученые обнаружили, что почти весь иод, поступающий с кровью, накапливается в щитовидной железе. Это означает, что при введении врачом определенной дозы препарата натрия иодида, I-131, он почти всецело поглощается щитовидной железой и практически не воздействует на остальные части тела. После поступления в больших дозах в щитовидную железу радиоактивный иод испускает излучение, разрушающее клетки железы, в том числе и раковые клетки. Конвенциональных методов лечения рака или гиперфункции щитовидной железы, способных заменить применение натрия иодида, I-131, не существует.
Для лечения метастазов костей, вызванных раком предстательной железы на поздней стадии, успешно применяется другой медицинский радиоизотоп – радий-223, позволяющий добиваться повышения выживаемости пациентов.
МАГАТЭ и радиофармацевтика
При помощи различных проектов, программ и соглашений МАГАТЭ помогает государствам- членам укреплять свой потенциал в области радиофармацевтики. МАГАТЭ оказывает содействие в развитии людских ресурсов, организуя стажировки и посещения экспертов, а также предоставляет оборудование, обеспечивает передачу технологий, предлагает учебные курсы и средства обучения.
Кроме того, МАГАТЭ разработало руководящие документы с подробными требованиями к созданию
Врачи вводят в организм пациента радиофармпрепарат, который затем будет детектировать сканирующее устройство.
Далее врачи анализируют полученные с помощью сканера изображения и определяют дальнейшие действия в отношении данного пациента.
(Фото: Э. Эстрада Лобато/МАГАТЭ)
Изображения, подобные этому, формируются специальными устройствами, детектирующими излучение, испускаемое радиофармпрепаратом. На этом диагностическом снимке зафиксирован результат сканирования с помощью ОФЭКТ-КТ пациентки, страдающей от тяжелого воспаления левого бедра в результате склероза.
(Фото: Э. Эстрада Лобато/МАГАТЭ)

Бюллетень МАГАТЭ 55-4-Декабрь 2014 | 13 безопасных и надежных установок для производства радиофармпрепаратов. Данная деятельность призвана способствовать тому, чтобы радиофармпрепараты всегда соответствовали действующим стандартам качества, обеспечивающим безопасность и надежность ядерной медицины.
Исследования и разработки Участвуя в проектах координированных исследований (ПКИ)
МАГАТЭ, государства-члены могут развивать свои собственные исследования и разработки в области радиофармпрепаратов, концентрируя усилия на полезных, с точки зрения экспертов, направлениях.
Таким образом может укрепляться обмен научно- техническими знаниями, а также стимулироваться развитие не только радиофармацевтики, но и ядерных технологий и применений в целом.
ПКИ по визуализации сигнального лимфатического узла позволил, например, разработать новый радиофармпрепарат, продемонстрировавший высокую эффективность в трассировании распространения раковых клеток через лимфатическую систему. Аналогичным образом, осуществление ПКИ по новым радиофармпрепаратам на основе фтора-18 и галлия-68 способствовало налаживанию сотрудничества между центрами передового опыта и учреждениями, впервые приступившими к работе с подобными препаратами.
Приведенные примеры являются наглядной иллюстрацией результатов, которые могут быть достигнуты с помощью ПКИ.
Развитие потенциала Одним из основных направлений деятельности МАГАТЭ является оказание содействия государствам-членам в развитии соответствующего потенциала во многих областях, связанных с применением ядерных методов и технологий. Участвуя в проектах технического сотрудничества (ТС) МАГАТЭ, государства-члены получают помощь экспертов в расширении возможностей применения ядерных методов, включая использование радиофармпрепаратов.
Недавним примером служит проект ТС по разработке и применению масштабной программы подготовки радиохимиков-технологов и радиофармацевтов на основе методов электронного обучения путем налаживания взаимодействия образовательных учреждений и научно-исследовательских организаций.
Нормы безопасности Для МАГАТЭ первостепенное значение имеет безопасность пациентов, медицинского персонала и населения и охрана окружающей среды. МАГАТЭ издало ряд публикаций и руководств для государств-членов, осуществляющих деятельность в сфере радиофармацевтики.
Назначение этих документов – дать государствам- членам рекомендации по нормам безопасности, чтобы обеспечить безопасность, высокое качество и эффективность радиофармпрепаратов.
Николь Яверт, Бюро общественной информации и коммуникации МАГАТЭ, совместно с сотрудниками
Секции радиоизотопных продуктов и радиационной технологии Департамента ядерных наук и применений
МАГАТЭ
После введения пациенту радиофармпрепарата аппарат ПЭТ-КТ сканирует испускаемое препаратом излучение, и на полученном диагностическом снимке видно, что у пациента рак легких и метастазы в лимфатическом узле рядом с сердцем.
(Фото: Э. Эстрада Лобато/МАГАТЭ)
МАГАТЭ готовит и издает публикации и руководства по радиофармацевтике.

14 | Бюллетень МАГАТЭ 55-4-Декабрь 2014
Радиология
Рентгенография
Эта технология получения изображений, вероятно, знакома большинству из нас. Ее принцип действия похож на отбрасывание тени: часть тела пациента (к примеру, сломанная рука) помещается перед детектором рентгеновского излучения и просвечивается генератором этого излучения.
Проходя через тело пациента, рентгеновские лучи поглощаются по-разному в зависимости от плотности и состава части тела. Кости и мягкие ткани задерживают их с разной степенью эффективности.
Некоторая часть лучей проходит насквозь и достигает детектора, формируя изображение. Технология использования рентгеновского излучения для получения изображений в режиме реального времени и видеоизображений называется флюороскопией или рентгеноскопией.
МРТ
Для получения изображения методом магнитно- резонансной томографии используется очень мощный магнит. Он генерирует магнитный импульс, который определенным образом выстраивает молекулы воды в теле человека. Когда импульс пропадает, молекулы возвращаются в прежнее состояние покоя, что в свою очередь порождает сигнал, улавливаемый без применения ионизирующих излучений. Этот сигнал принимают высокочувствительные приборы, и полученная информация преобразуется в изображение. Изменение мощности и угла магнитных полей выявляет различия между разными типами тканей, что позволяет врачам получать снимки тканей, которые, как правило, являются слишком мягкими для визуализации другими средствами.
ЯСНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О МЕДИЦИНСКОЙ
ВИЗУАЛИЗАЦИИ
Болезни могут принимать разную форму, и одни болезни обнаружить легче, чем другие. Легко заметить очевидные внешние проявления, вроде сыпи или бородавок, но для обнаружения многих заболеваний и расстройств требуется больше информации. К счастью, сегодня врачи ядерной медицины имеют в своем распоряжении богатый арсенал современных методов и технологий получения изображений и диагностики, позволяющие им выявлять многочисленные нарушения здоровья.
ОФЭКТ, ПЭТ, МРТ, КТ, эхокардиография, рентгеноскопия – можно и далее перечислять методы диагностики, но известно ли вам, что они из себя представляют?
Методы визуализации можно разделить на две основные категории: получение изображений только анатомического строения, известное как радиология, и получение изображений физиологических процессов или особенностей функционирования организма, известное как функциональная визуализация. В данной статье рассказывается о принципах действия наиболее распространенных методов каждого из двух направлений визуализации.

Бюллетень МАГАТЭ 55-4-Декабрь 2014 | 15
Эхокардиография
Эхокардиограмма представляет собой сонограмму, или ультразвуковое изображение сердца, полученное без ионизирующих излучений. Ультразвуковой сигнал
(звуковая волна, частота которой превышает верхний порог восприятия человеческим слухом) направляется на сердце и при отражении от оказавшейся на его пути ткани или кости фиксируется специальным детектором. Различия в частоте сигнала и времени его возврата позволяют сформировать изображение сердца пациента.

Скачать 3.46 Mb.

Поделитесь с Вашими друзьями: