Принцип устройства и действия гамма-камеры сцинтиграфии
Принципы визуализации с помощью радионуклидов
Радионуклидная диагностика - это лучевое исследование, основанное на использовании соединений, меченных радионуклидами. В качестве таких соединений применяют разрешенные для введения человеку с диагностической и лечебной целями радиофармацевтические препараты (РФП) — химические соединения, в молекуле которых содержится определенный радионуклид. Наиболее часто используют короткоживущий радионуклид технеция.
Для нормального функционирования различных органов необходимы различные элементы, так называемые органогены. Кроме основных (O, H, C, N, K, Ca, Mn, S) , необходимы также такие элементы как I, Si, F, Na, Fe, Mg, B, Cu и др. Поэтому введение органогена или подходящего химического соединения (молекулы-вектора), меченного соответствующим радионуклидом (метод меченых атомов), позволяет получать информацию о состоянии тех или иных органов и их метаболизме.
Метод меченых атомов.
Добавляя к исследуемому элементу радиоактивный изотоп и улавливая в дальнейшем его излучение, мы можем проследить путь этого элемента в организме. Меченые атомы, как правило, представляют собой радиоактивные (реже стабильные) нуклиды, которые используются в составе простых или сложных веществ для изучения химического, биологического и других процессов с помощью специальных методов. Радиометрический анализ заключается в определении качественного и количественного состава вещества, основанный на использовании радионуклидов, обычно вводимых в реагенты или образующихся в анализируемом веществе под действием ядерных частиц или жестких - лучей. Результаты радиометрического анализа получают по данным измерений радиоактивности продуктов реакции с помощью радиометрических приборов.
|
|
|
Так как атомы одного и того же элемента химически неотличимы друг от друга, то применение меченых атомов открывает новые возможности исследования, позволяя проследить за перемещениями и химическими превращениями атомов элемента в средах, содержащих этот элемент.
Преимущества радионуклидной визуализации основаны на создании высокого контраста между патологическим очагом и нормальной тканью.
Процесс радиоактивного распада может сопровождаться испусканием альфа-, бета- или гамма-лучей. Для целей визуализации используются гамма-радионуклиды, введенные в организм они подвергаются радиоактивному распаду с излучением гамма-квантов. Альфа- и бета-излучатели не применяются из-за низкой проникающей способности через ткани. Продолжительность жизни радионуклидов определяется периодом полураспада (ППР). При выборе радионуклида для клинического исследования во избежание лишней лучевой нагрузки учитываются период его полураспада и энергия гамма-излучения.
В настоящее время в клинической практике наиболее широко используются серийно выпускаемые препараты на основе короткоживущих радионуклидов технеция (99mТс, ППР — 6 ч), индия (113mln, ППР — 1,7 ч), среднеживущих радионуклидов галлия — 67Ga (ППР — 72 ч), таллия — 201ТI (ППР — 74 ч), ксенона — 133Хе (ППР — 5 суток), а также упьтракороткоживущих позитрон-излучающих радионуклидов (11С — 20 мин; 113N — 10 мин; 150 — 2 мин; 16F — 110 мин), используемых для позитронно эмиссионной томографии. Применение перечисленных радионуклидов делает процедуру практически радиационно безопасной. Изотопы для радионуклидной визуализации создаются искусственным путем в ядерных реакторах или ускорителях частиц и соединяются с физиологической или метаболической молекулой-носителем. Такие соединения называются радиофармацевтическими препаратами (РФП).
|
|
|
Благодаря свойствам носителей, РФП способны включаться в специфические для каждого из них физиологические и патофизиологические метаболические процессы и избирательно накапливаться различными органами, тканями или транспортироваться через них. Многообразие химических носителей и радионуклидов создает фактически неограниченные возможности получения различных РФП. Несмотря на то, что радионуклидные исследования связаны с ионизирующим излучением, применение короткоживущих изотопов делает метод практически безвредным как для пациента, так и для окружающих. Однако работа с радионуклидами требует жесткого соблюдения правил радиационной безопасности, специального оборудования и дозиметрии. Поэтому такие исследования производятся только в специальных радиологических центрах, что ограничивает доступность методаВозможность получения искусственных радиоактивных изотопов позволила расширить сферу применения радиоактивных индикаторов в различных отраслях науки, в том числе и в медицине.
|
|
|
Существует несколько различных методов радионуклидного исследования. Целью (общей) изучения данного раздела является умение интерпретировать принципы получения радионуклидного изображения и предназначение различных радионуклидных методов исследования.
Для этого необходимо уметь:
1) интерпретировать принципы получения изображения при сцинтиграфии, эмиссионной компьютерной томографии (однофотонной и позитронной);
|
|
|
2) интерпретировать принципы получения радиографических кривых;
3) трактовать предназначение сцинтиграфии, эмиссионной компьютерной томографии, радиографии.
1. Сцинтиграфия и однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ - SPECT). Для ОФЭКТ обычно используют γ-излучатели с энергией γ-квантов в пределах 100-200 кэВ и периодами полураспада от нескольких минут до нескольких дней.
Сцинтиграфия – самый распространенный метод радионуклидной визуализации, основанный на визуализации с помощью сцинтилляционной гамма-камеры распределения введенного в организм радиофармацевтического препарата. В связи с тем, что при сцинтиграфии всегда используют радиофармацевтические препараты (РФП), меченные гамма-излучающими радионуклидами, ее называют также гамма-сцинтиграфией.
Пациенту вводят препарат, состоящий из молекулы-вектора и радионуклида*. Молекула-вектор поглощается определённой структурой организма (орган, ткань, жидкость). Радионуклид излучает, и его излучение регистрируется детектором (гамма-камерой).
Применяемые для С. гамма-камеры снабжены детектором (сцинтилляционным кристаллом), фотоэлектронными умножителями (ФЭУ) и сменными свинцовыми коллиматорами (тубусами для экранирования детектора). Поступающие через отверстия в коллиматоре гамма-кванты от РФП, распределенного в теле пациента, возбуждают в кристалле вспышки — сцинтилляции, которые учитываются ФЭУ и при посредстве электронного блока формируются в позиционный сигнал на электронно-лучевой трубке. Фотографическая или поляроидная камера, приставленные к электронно-лучевой трубке, позволяют получать фото- или поляроидные изображения, называемые сцинтиграммами. С. проводят как в специальном помещении на стационарных гамма-камерах, так и в палатах с помощью передвижных гамма-камер. Современная сцинтилляционная гамма-камера оснащена специализованной ЭВМ, в памяти которой регистрируются изображения распределения РФП в исследуемой области. В отличие от сканирования при С. учет излучения ведется одновременно по всему полю, что дает возможность при регистрации отдельных кадров с интервалом до 0,1 с определять характер перемещения РФП в исследуемом органе. Для изучения анатомо-топографического состояния внутренних органов и обнаружения в них очагов патологического распределения РФП обычно ограничиваются выполнением одной сцинтиграммы (статическая сцинтиграфия).
Дальнейшее развитие радиоизотопной диагностики привело к созданию однофотонных эмиссионных компьютерных томографов (ОФЭКТ). В этих томографах трехмерное изображение получается путём компьютерной обработки серии плоскостных сцинтиграмм.
Подавляющее большинство диагностических процедур (~80%) при помощи техники сцинтиграфии и ОФЭКТ выполняется в течение последних 30 лет с препаратами 99mTc. Однако используют и другие радиоизотопы.
Принцип устройства и действия гамма-камеры сцинтиграфии
Введенный РФП, в зависимости от его характера, аккумулируется и распределяется в исследуемом органе пропорционально его перфузии или метаболизму. Излучение из объекта, содержащего РФП, распространяется во все стороны как свет от электролампы.
Из рисунка видно, что для того, чтобы сформировать из такого излучения информационно значимый поток, надо отфильтровать только параллельные пучки гамма-квантов. Эту задачу выполняет коллиматор – свинцовая пластина с множеством мелких параллельных отверстий. Отфильтрованные пучки лучей попадают в монокристалл иодида натрия способный преобразовывать их энергию в видимый свет. Вспышка света (сцинтилляция) улавливается фотоумножителями и преобразуется в координатрый цифровой сигнал который поступает в ЭВМ и изображается на дисплее в виде светящегося изображения исследуемого органа. Отсюда название метода – сцинтиграфия, т.е. изображение вспышек. Свечение экрана пропорционально количеству препарата в исследуемой области и может быть измерено количественно.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 2172; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!