Ядролық медицина: Диагностика және емдеу әдістері

Кіріспе

Медициналық мамандық

Ядролық медицина немесе нуклеология – ауруды диагностикалау және емдеуде радиоактивті заттарды қолдануды қамтитын медициналық мамандық. Ядролық бейнелеу, белгілі бір мағынада, "іштен жасалған радиология" болып табылады, себебі ол сыртқы көздерден, мысалы рентген аппараттарынан дене арқылы өтетін сәулеленуді тіркемей, дене ішінен шығарылатын сәулеленуді тіркейді. Бұған қоса, ядролық медицина сканерлері радиологиядан өзгеше, себебі мұнда анатомияға емес, функцияға басымдық беріледі. Осы себепті бұл физиологиялық бейнелеу әдісі деп аталады. Ядролық медицинада ең көп қолданылатын екі бейнелеу әдісі – бір фотонды эмиссиялық компьютерлік томография (SPECT) және позитронды эмиссиялық томография (PET) сканерлері.

Диагностикалық

Ядролық медицинада суретке түсіру кезінде радиофармацевтикалық препараттар ішкі жолмен қабылданады, мысалы, ингаляция арқылы, тамырға немесе ауызға. Содан кейін сыртқы детекторлар (гамма-камералар) радиофармацевтикалық препараттардан шығатын сәулелерді тіркеп, суреттер жасайды. Бұл процесс диагностикалық рентген сәулесінен өзгеше, онда дене арқылы сыртқы сәулелер өткізіліп, сурет түзіледі. Ядролық медицинада диагностикалаудың бірнеше әдістері бар. 2D: Сцинтиграфия ("сцинт") – ішкі радионуклидтерді пайдаланып екі өлшемді суреттер жасау. 3D: SPECT – гамма-камера деректерін көптеген проекциялардан пайдаланатын және әртүрлі жазықтықта қайта құралатын 3D томографиялық техника. Позитрондық эмиссиялық томография (ПЭТ) функционалдық процестерді бейнелеу үшін сәйкес келуді анықтауды қолданады. Ядролық медициналық тексерулер көптеген басқа бейнелеу әдістерінен өзгеше, себебі ядролық медицина сканерлері негізінен зерттелген жүйенің физиологиялық қызметін көрсетеді, КТ немесе МРТ сияқты дәстүрлі анатомиялық бейнелеуге қарағанда. Ядролық медицинадағы бейнелеу зерттеулері көбінесе нақты бір ағзаға, тіндікке немесе ауруға қатысты болады (мысалы: өкпе сканированиесі, жүрек сканированиесі, сүйек сканированиесі, ми сканированиесі, ісік, инфекция, Паркинсон ауруы және т.б.), ал дәстүрлі радиологиялық бейнелеу дененің белгілі бір бөлігіне бағытталған (мысалы: кеуде рентгені, құрсақ/жамбас КТ сканированиесі, бас КТ сканированиесі және т.б.). Сонымен қатар, ядролық медицинада белгілі бір жасушалық рецепторларға немесе функцияларға негізделген бүкіл дене суретін алуға мүмкіндік беретін зерттеулер бар. Мысалы, бүкіл денеге ПЭТ сканированиесі немесе ПЭТ/КТ сканированиесі, галлий сканированиесі, индий ақ қан клеткалары сканированиесі, MIBG және октреотид сканированиелері. Метаболизмдегі айырмашылықтарды пайдаланып ауру процестерін бейнелеуге ядролық метаболизмнің қабілеті теңдессіз болғанымен, ол бірегей емес. Кейбір әдістер, мысалы, fMRI, қан ағыны арқылы тіндерді (әсіресе ми тіндерін) бейнелейді және осылайша метаболизмді көрсетеді. Сонымен қатар, КТ және МРТ-да контрастты күшейту әдістері ұлпаның дәрілік заттармен әртүрлі жұмыс істейтін аймақтарын көрсетеді, себебі қабыну процесі жүріп жатыр. Ядролық медицинадағы диагностикалық тексерулер ағзаның ауру немесе патология болған кезде заттарды әртүрлі өңдеуін пайдаланады. Денеге енгізілген радионуклид көбінесе организмде ерекше әрекет ететін кешенмен химиялық байланыста болады; бұл әдетте трассер деп аталады. Ауру болған жағдайда трассер көбінесе денеге таралады және/немесе басқаша өңделеді. Мысалы, лиганд метилен дифосфонат (MDP) сүйекпен артық сіңіріледі. Технеций 99m-ді MDP-ге химиялық жолмен жалғау арқылы радиоактивтілікті гидроксиапатит арқылы сүйекке тасымалдауға және суретке түсіруге болады. Физиологиялық функцияның кез келген артуы, мысалы сүйек сынығынан, әдетте трассердің концентрациясының артуын білдіреді. Бұл көбінесе "ыстық нүкте" пайда болуына әкеледі, бұл радиоактивті жинақталудың ошақтық өсуі немесе бүкіл физиологиялық жүйеде радиоактивті жинақталудың жалпы өсуі. Кейбір ауру процестері трассердің шығарылуына әкеледі, нәтижесінде "салқын нүкте" пайда болады. Көптеген түрлі органдарды, бездерді және физиологиялық процестерді бейнелеу немесе емдеу үшін көптеген трассерлік кешендер әзірленді.

In nuclear medicine imaging, radiopharmaceuticals are taken internally, for example, through inhalation, intravenously, or orally. Then, external detectors (gamma cameras) capture and form images from the radiation emitted by the radiopharmaceuticals. This process is unlike a diagnostic X ray, where external radiation is passed through the body to form an image. There are several techniques of diagnostic nuclear medicine. 2D: Scintigraphy ("scint") is the use of internal radionuclides to create two dimensional images. 3D: SPECT is a 3D tomographic technique that uses gamma camera data from many projections and can be reconstructed in different planes. Positron emission tomography (PET) uses coincidence detection to image functional processes. Nuclear medicine tests differ from most other imaging modalities in that nuclear medicine scans primarily show the physiological function of the system being investigated as opposed to traditional anatomical imaging such as CT or MRI. Nuclear medicine imaging studies are generally more organ , tissue or disease specific (e. g.: lungs scan, heart scan, bone scan, brain scan, tumor, infection, Parkinson etc.) than those in conventional radiology imaging, which focus on a particular section of the body (e. g.: chest X ray, abdomen/pelvis CT scan, head CT scan, etc.). In addition, there are nuclear medicine studies that allow imaging of the whole body based on certain cellular receptors or functions. Examples are whole body PET scans or PET/CT scans, gallium scans, indium white blood cell scans, MIBG and octreotide scans. While the ability of nuclear metabolism to image disease processes from differences in metabolism is unsurpassed, it is not unique. Certain techniques such as fMRI image tissues (particularly cerebral tissues) by blood flow and thus show metabolism. Also, contrast enhancement techniques in both CT and MRI show regions of tissue that are handling pharmaceuticals differently, due to an inflammatory process. Diagnostic tests in nuclear medicine exploit the way that the body handles substances differently when there is disease or pathology present. The radionuclide introduced into the body is often chemically bound to a complex that acts characteristically within the body; this is commonly known as a tracer. In the presence of disease, a tracer will often be distributed around the body and/or processed differently. For example, the ligand methylene diphosphonate (MDP) can be preferentially taken up by bone. By chemically attaching technetium 99m to MDP, radioactivity can be transported and attached to bone via the hydroxyapatite for imaging. Any increased physiological function, such as due to a fracture in the bone, will usually mean increased concentration of the tracer. This often results in the appearance of a "hot spot", which is a focal increase in radio accumulation or a general increase in radio accumulation throughout the physiological system. Some disease processes result in the exclusion of a tracer, resulting in the appearance of a "cold spot". Many tracer complexes have been developed to image or treat many different organs, glands, and physiological processes.

Гибридті сканерлеу әдістері

Кейбір орталықтарда ядролық медициналық сканерлер бағдарламалық жасақтама немесе гибридтік камералардың көмегімен КТ немесе МРТ сияқты модальдықтардан алынған суреттерге қабаттастырылып, радиофармацевтикалық заттың шоғырланған жерін анықтауға мүмкіндік береді. Бұл тәсіл көбінесе бейнелерді біріктіру немесе бірге тіркеу деп аталады, мысалы, SPECT/CT және PET/CT. Ядролық медицинадағы бейнелерді біріктіру әдісі анатомия және функция туралы ақпаратты қамтамасыз етеді, әйтпесе бұл ақпарат қол жетімсіз болар еді немесе инвазивті процедура немесе хирургиялық араласу қажет болар еді.

Ядролық бейнелеудің практикалық мәселелері

Төмен деңгейлі радиациялық әсердің тәуекелдері толыққанды түсінілмесе де, барлық адамдарға тиетін радиациялық әсерлердің деңгейі мүмкіндігінше төмен болуы керек деген сақтық көзқарасы қабылданды, яғни "ALARP" (Ақылға қонымды деңгейде мүмкіндігінше төмен). (Бұл бастапқыда "Ақылға қонымды деңгейде қол жеткізілетін төменгі деңгей" (ALARA) деп аталды, бірақ заңнаманың қазіргі нұсқаларында "Ақылға қонымды" сөзіне көбірек мән беріліп, "Қол жеткізілетін" сөзінің маңыздылығы азайтылды.) ALARP принципін қолдану кезінде, пациентті ядролық медициналық тексеруге жатқызу алдында тексерудің пайдасы анықталуы тиіс. Бұл ретте, қажет болған жағдайда, пациенттің жеке жағдайлары ескерілуі керек. Мысалы, егер пациент диагноз қою үшін жеткілікті процедураны қабылдай алмаса, оған радиоактивті маркерді енгізуге тырысу орынсыз болар еді. Егер тексерудің пайдасы процедураны негіздесе, радиациялық әсер (пациентке берілген радиация мөлшері) де "ALARP" принципіне сәйкес болуы керек. Ядролық медицинада алынған бейнелер сенімді диагноз қою үшін қажетті деңгейден артық болмауы тиіс. Радиацияның мөлшерін арттыру бейнедегі шуды азайтып, оны эстетикалық тұрғыдан жағымды ете алады, бірақ егер клиникалық сұраққа осы деңгейдегі толықтықсыз жауап берілсе, онда бұл орынсыз. Осының салдарынан, ядролық медициналық бейнелеуден алынатын радиация дозасы тексеру түріне байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Тиімді радиация дозасы, күнделікті ортадағы жылдық табиғи радиация дозасынан төмен, тең немесе одан әлдеқайда жоғары болуы мүмкін. Сол сияқты, ол құрсақ/жамбас компьютерлік томографиясынан (КТ) алынатын радиация дозасынан да аз, шамамен немесе жоғары болуы мүмкін. Кейбір ядролық медициналық процедуралар зерттеу алдында ең дәл нәтиже алу үшін пациенттің арнайы дайындығын талап етеді. Бейнелеуге дайындыққа диеталық шектеулер немесе белгілі бір дәрілерді қабылдаудан бас тарту кіруі мүмкін. Пациенттерге тексеруден бұрын ядролық медицина бөлімімен кеңесу ұсынылады.

Although the risks of low level radiation exposures are not well understood, a cautious approach has been universally adopted that all human radiation exposures should be kept As Low As Reasonably Practicable, "ALARP". (Originally, this was known as "As Low As Reasonably Achievable" (ALARA), but this has changed in modern draftings of the legislation to add more emphasis on the "Reasonably" and less on the "Achievable".) Working with the ALARP principle, before a patient is exposed for a nuclear medicine examination, the benefit of the examination must be identified. This needs to take into account the particular circumstances of the patient in question, where appropriate. For instance, if a patient is unlikely to be able to tolerate a sufficient amount of the procedure to achieve a diagnosis, then it would be inappropriate to proceed with injecting the patient with the radioactive tracer. When the benefit does justify the procedure, then the radiation exposure (the amount of radiation given to the patient) should also be kept "ALARP". This means that the images produced in nuclear medicine should never be better than required for confident diagnosis. Giving larger radiation exposures can reduce the noise in an image and make it more photographically appealing, but if the clinical question can be answered without this level of detail, then this is inappropriate. As a result, the radiation dose from nuclear medicine imaging varies greatly depending on the type of study. The effective radiation dose can be lower than or comparable to or can far exceed the general day to day environmental annual background radiation dose. Likewise, it can also be less than, in the range of, or higher than the radiation dose from an abdomen/pelvis CT scan. Some nuclear medicine procedures require special patient preparation before the study to obtain the most accurate result. Pre imaging preparations may include dietary preparation or the withholding of certain medications. Patients are encouraged to consult with the nuclear medicine department prior to a scan.

Талдау

Ядролық медицинада суретке түсіру процесінің нәтижесі бір немесе бірнеше суреттен тұратын деректер жиынтығы болып табылады. Көп суретті деректер жиынтықтарында суреттер массиві уақыт тізбегін (мысалы, кино немесе фильм) көрсете алады, бұл көбінесе "динамикалық" деректер жиынтығы, жүрек қақпасымен синхронизацияланған уақыт тізбегі немесе гамма-камерасы пациентке қатысты жылған кездегі кеңістіктік тізбек деп аталады. SPECT (бір фотонды эмиссиялық компьютерлік томография) – айналмалы гамма-камерадан алынған суреттерді қайта құру процесі, осы арқылы пациенттің белгілі бір позициясындағы "қима" суреті жасалады. Параллель қималардың жиынтығы қималар жинағын құрайды, бұл пациенттегі радионуклидтің таралуының үш өлшемді бейнесі. Ядролық медицина компьютері ядролық медицинада қолданылатын әрбір нақты суретке түсіру техникасы үшін сандық талдау пакеттерін қамтамасыз ету үшін миллиондаған код жолдарына қажет болуы мүмкін. Уақыт тізбектерін көп бөлімді модельдер немесе Патлак графигі сияқты кинетикалық модельдерді пайдаланып одан әрі талдауға болады.

Тарих

Ядролық медицина тарихы физика, химия, инженерия және медицина салаларындағы ғалымдардың еңбектерін қамтиды. Ядролық медицинаның көп салалы болуы медицина тарихшыларына оның пайда болу күнін анықтауды қиындатады. Бұл, басы артық, 1934 жылы жасанды радиоактивтіліктің ашылуы мен 1946 жылы Оук Ридж Ұлттық зертханасының медициналық мақсатта радионуклидтерді өндіруі аралығында болуы мүмкін. Бұл медициналық идеяның бастаулары 1920 жылдардың ортасында Фрайбургта (Германия), Джордж де Хевеси радионуклидтерді егеуқұйрықтарға енгізіп, осы заттардың метаболизмінің жолдарын көрсетіп, трассерлік қағиданы орнатқан кезде пайда болды. Бұл медициналық саланың қалыптасуы 1936 жылы Джон Лоуренс, «ядролық медицинаның әкесі» атанған, Йель медицина мектебіндегі профессорлық қызметінен демалыс алып, ағасы Эрнест Лоуренске Калифорния штатының Беркли қаласындағы жаңа радиациялық зертханасына (қазіргі Лоуренс Беркли Ұлттық зертханасы) сапар жасаған кезде басталған болуы мүмкін. Кейін Джон Лоуренс пациенттерде жасанды радионуклидті алғаш рет қолданды, лейкемияны емдеу үшін фосфор-32 пайдаланды. Көптеген тарихшылар 1934 жылы Фредерик Жолио Кюри мен Ирен Жолио Кюридің жасанды радионуклидтерді ашуын ядролық медицинадағы маңызды кезең деп санайды. Сонымен қатар, Сэм Сейдлин радиоиодты (I 131) қолданып, қалқанша безінің қатерлі ісігі метастаздаған науқасты сәтті емдеу туралы хабарлады. Бұл мақалалар көптеген тарихшылар тарапынан ядролық медицинада жарық көрген ең маңызды жарияланымдар деп есептеледі. I 131 алғаш рет қалқанша безінің қатерлі ісігін емдеу үшін қолданылса, кейіннен қалқанша безінің бейнелеуі, оның функциясын бағалау және гипертиреозды емдеу үшін де пайдаланылды. Медициналық қолдануға арналған көптеген радионуклидтердің ішінде 99m-технецийдің ашылуы мен дамуы ең маңыздысы болды. Оны алғаш рет 1937 жылы К. Перрье және Э. Сегре периодтық кестедегі 43-орынды толтыру үшін жасанды элемент ретінде тапты. 1960 жылдары 99m-технеций өндіруге арналған генераторлық жүйенің әзірленуі медициналық қолдану үшін тиімді әдіс болды. Бүгінде 99m-технеций ядролық медицинада ең көп қолданылатын элемент және ядролық медицинаның көптеген бейнелеу зерттеулерінде қолданылады. Ядролық медицинаның кең ауқымды клиникалық қолданылуы 1950 жылдардың басында радионуклидтер туралы білімнің кеңеюімен, радиоактивтілікті анықтау және биохимиялық процестерді іздеу үшін радионуклидтерді пайдаланумен басталды. Бенедикт Кассеннің алғашқы тік сызықты сканерді және Хэл О. Ангердің сцинтилляциялық камерасын (Ангер камерасы) әзірлеуі ядролық медицинаның жас саласын толыққанды медициналық бейнелеу мамандығына айналдырды. 1960 жылдардың басында Оңтүстік Скандинавияда Нильс А. Лассен, Дэвид Х. Ингвар және Эрик Скинхой мидың алғашқы қан ағыны карталарын жасаған әдістерді әзірледі, ол бастапқыда ксенон-133 ингаляциясын қамтыды; жақын арада артериялық эквивалент әзірленді, бұл шизофрения сияқты нейропсихиатриялық бұзылыстары бар пациенттерде ми белсенділігінің жергілікті таралуын өлшеуге мүмкіндік берді. Кейінгі нұсқаларында 254 сцинтиллятор болды, сондықтан екі өлшемді сурет түсті мониторда көрсетілді. Бұл оларға сөйлеу, оқу, көру немесе есту және ерікті қозғалыс арқылы мидың белсенділігін көрсететін суреттерді жасауға мүмкіндік берді. Бұл техника, мысалы, қиялданған ретті қозғалыстарды, ақыл-ой есептеуін және ақыл-ой кеңістігінде навигациялауды зерттеу үшін де қолданылды. 1970 жылдары ядролық медицина әдістерін қолдана отырып, дененің көптеген мүшелерін бейнелеуге болады. 1971 жылы Америка медицина қауымдастығы ядролық медицинаны медициналық мамандық ретінде ресми түрде мойындады. 1972 жылы Америка ядролық медицина кеңесі құрылды, ал 1974 жылы Америка остеопатиялық ядролық медицина кеңесі құрылды, бұл ядролық медицинаны дербес медициналық мамандық ретінде бекітті. 1980 жылдары жүрек ауруларын диагностикалау үшін радиофармацевтикалық препараттар жасалды. Бір фотонды эмиссиялық компьютерлік томографияның (SPECT) дамуы, шамамен сол уақытта жүректің үш өлшемді реконструкциясына және ядролық кардиология саласын құруға әкелді. Ядролық медицинадағы соңғы жетістіктерге алғашқы позитрондық эмиссиялық томографиялық сканердің (PET) ашылуы жатады. Эмиссиялық және трансмиссиялық томография тұжырымдамасы, кейіннен бір фотонды эмиссиялық компьютерлік томографияға (SPECT) айналды, 1950 жылдардың соңында Дэвид Э. Куль және Рой Эдвардс енгізді. Олардың жұмысы Пенсильвания университетінде бірнеше томографиялық құралдарды жобалауға және құрылысына әкелді. Томографиялық бейнелеу техникалары Вашингтон университетінің медицина мектебінде одан әрі дамытылды. Бұл жаңалықтар Калифорния университетінің Сан-Франциско қаласындағы (UCSF) Брюс Хасегаваның SPECT және КТ-мен біріктірілген бейнелеуіне және 1998 жылы Питтсбург университетінің Д. В. Таунсендтің алғашқы PET/CT прототипіне әкелді. PET және PET/CT бейнелеуінің бастапқы жылдарында модальдықтың құны мен циклотронның қажеттілігіне байланысты өсуі баяу болды. Алайда, онкологияда шектеулі PET және PET/CT қолданылуына медициналық өтемақы беру туралы әкімшілік шешім соңғы жылдары феноменалды өсімге және кең таралған қабылдануға әкелді, бұл стандартты процедуралар үшін 18F белгіленген трассерлерді құру арқылы да жеңілдетілді, бұл циклотронмен жабдықталмаған орындарда жұмыс істеуге мүмкіндік берді. PET/CT бейнелеуі қазіргі онкологияның диагностикасы, сатылануы және емдеуді бақылаудың маңызды бөлігі болып табылады. 2011 жылдың басынан бері толық интеграцияланған MRI/PET сканері нарықта бар.

The history of nuclear medicine contains contributions from scientists across different disciplines in physics, chemistry, engineering, and medicine. The multidisciplinary nature of nuclear medicine makes it difficult for medical historians to determine the birthdate of nuclear medicine. This can probably be best placed between the discovery of artificial radioactivity in 1934 and the production of radionuclides by Oak Ridge National Laboratory for medicine related use, in 1946. The origins of this medical idea date back as far as the mid 1920s in Freiburg, Germany, when George de Hevesy made experiments with radionuclides administered to rats, thus displaying metabolic pathways of these substances and establishing the tracer principle. Possibly, the genesis of this medical field took place in 1936, when John Lawrence, known as "the father of nuclear medicine", took a leave of absence from his faculty position at Yale Medical School, to visit his brother Ernest Lawrence at his new radiation laboratory (now known as the Lawrence Berkeley National Laboratory) in Berkeley, California. Later on, John Lawrence made the first application in patients of an artificial radionuclide when he used phosphorus 32 to treat leukemia. Many historians consider the discovery of artificially produced radionuclides by Frédéric Joliot Curie and Irène Joliot Curie in 1934 as the most significant milestone in nuclear medicine. Additionally, Sam Seidlin. brought further development in the field describing a successful treatment of a patient with thyroid cancer metastases using radioiodine (I 131). These articles are considered by many historians as the most important articles ever published in nuclear medicine. Although the earliest use of I 131 was devoted to therapy of thyroid cancer, its use was later expanded to include imaging of the thyroid gland, quantification of the thyroid function, and therapy for hyperthyroidism. Among the many radionuclides that were discovered for medical use, none were as important as the discovery and development of Technetium 99m. It was first discovered in 1937 by C. Perrier and E. Segre as an artificial element to fill space number 43 in the Periodic Table. The development of a generator system to produce Technetium 99m in the 1960s became a practical method for medical use. Today, Technetium 99m is the most utilized element in nuclear medicine and is employed in a wide variety of nuclear medicine imaging studies. Widespread clinical use of nuclear medicine began in the early 1950s, as knowledge expanded about radionuclides, detection of radioactivity, and using certain radionuclides to trace biochemical processes. Pioneering works by Benedict Cassen in developing the first rectilinear scanner and Hal O. Anger's scintillation camera (Anger camera) broadened the young discipline of nuclear medicine into a full fledged medical imaging specialty. By the early 1960s, in southern Scandinavia, Niels A. Lassen, David H. Ingvar, and Erik Skinhøj developed techniques that provided the first blood flow maps of the brain, which initially involved xenon 133 inhalation; an intra arterial equivalent was developed soon after, enabling measurement of the local distribution of cerebral activity for patients with neuropsychiatric disorders such as schizophrenia. Later versions would have 254 scintillators so a two dimensional image could be produced on a color monitor. It allowed them to construct images reflecting brain activation from speaking, reading, visual or auditory perception and voluntary movement. The technique was also used to investigate, e. g., imagined sequential movements, mental calculation and mental spatial navigation. By the 1970s most organs of the body could be visualized using nuclear medicine procedures. In 1971, American Medical Association officially recognized nuclear medicine as a medical specialty. In 1972, the American Board of Nuclear Medicine was established, and in 1974, the American Osteopathic Board of Nuclear Medicine was established, cementing nuclear medicine as a stand alone medical specialty. In the 1980s, radiopharmaceuticals were designed for use in diagnosis of heart disease. The development of single photon emission computed tomography (SPECT), around the same time, led to three dimensional reconstruction of the heart and establishment of the field of nuclear cardiology. More recent developments in nuclear medicine include the invention of the first positron emission tomography scanner (PET). The concept of emission and transmission tomography, later developed into single photon emission computed tomography (SPECT), was introduced by David E. Kuhl and Roy Edwards in the late 1950s. Their work led to the design and construction of several tomographic instruments at the University of Pennsylvania. Tomographic imaging techniques were further developed at the Washington University School of Medicine. These innovations led to fusion imaging with SPECT and CT by Bruce Hasegawa from University of California, San Francisco (UCSF), and the first PET/CT prototype by D. W. Townsend from University of Pittsburgh in 1998. PET and PET/CT imaging experienced slower growth in its early years owing to the cost of the modality and the requirement for an on site or nearby cyclotron. However, an administrative decision to approve medical reimbursement of limited PET and PET/CT applications in oncology has led to phenomenal growth and widespread acceptance over the last few years, which also was facilitated by establishing 18F labelled tracers for standard procedures, allowing work at non cyclotron equipped sites. PET/CT imaging is now an integral part of oncology for diagnosis, staging and treatment monitoring. A fully integrated MRI/PET scanner is on the market from early 2011.

Сәулелену дозасы

Ядролық медицина процедурасына қатысатын науқас сәулелену дозасын алады. Қазіргі халықаралық ережелерге сәйкес, кез келген сәулелену дозасы, қаншалықты кішкентай болса да, тәуекел тудырады деп есептеледі. Ядролық медициналық зерттеуде науқасқа берілген сәулелену дозасы, дәлелденбесе де, қатерлі ісік тудырудың өте аз тәуекелін жоғарлатады деп қабылданады. Бұл жағынан ол рентгендік зерттеулердегі тәуекелге ұқсас, бірақ доза сыртқы көзден емес, ішкі көзден беріледі (мысалы, рентген аппаратынан емес), ал дозаның мөлшері әдетте рентгендік зерттеулерге қарағанда айтарлықтай жоғары болады. Ядролық медициналық зерттеуден алынған сәулелену дозасы тиімді доза түрінде, сиверттермен (әдетте миллизиверттермен, мСв) өлшенеді. Зерттеуден туындайтын тиімді дозаға мегабеккерель (МБк) бірлігімен берілген радиоактивтіліктің мөлшері, қолданылған радиофармацевтикалық препараттың физикалық қасиеттері, оның денеде таралуы және денеден шығарылу жылдамдығы әсер етеді. Тиімді дозалар 3 МБк хромий-51 ЭДТА арқылы бүйрек фильтрациясының жылдамдығын өлшеу кезінде 6 мкСв (0,006 мСв) - дан 80 МБк таллий-201 арқылы жүрек бұлшық етін бейнелеуде 11,2 мСв (11 200 мкСв) - ға дейін өзгеруі мүмкін. 600 МБк технеций-99m MDP қолданылатын әдеттегі сүйек сканилеуінің тиімді дозасы шамамен 2,9 мСв (2900 мкСв) құрайды. Бұрын өлшем бірліктері – кури (Ci) (3,7E10 Бк) және 1,0 грамм радий (Ra 226); рад (сіңірілген сәулелену дозасы), қазір греймен алмастырылған; және рем (рентген эквиваленті), қазір сивертпен алмастырылған. Рад пен рем дерлік барлық ядролық медицина процедуралары үшін шамамен тең, тек альфа-сәуле ғана оның жоғары салыстырмалы биологиялық тиімділігі (RBE) салдарынан жоғары рем немесе Св мәнін тудырады. Альфа-эмиттерлер қазіргі уақытта ядролық медицинада сирек қолданылады, бірақ ядролық реакторлар мен үдеткіштерде жасалған радионуклидтер пайда болғанға дейін кеңінен қолданылып келді. Адамдарға сәулеленудің әсеріне қатысты ұғымдар денсаулық физикасы саласында қарастырылады; қауіпсіз және тиімді ядролық медициналық техникаларды әзірлеу және қолдану – Медициналық физиканың маңызды міндеті.

A patient undergoing a nuclear medicine procedure will receive a radiation dose. Under present international guidelines it is assumed that any radiation dose, however small, presents a risk. The radiation dose delivered to a patient in a nuclear medicine investigation, though unproven, is generally accepted to present a very small risk of inducing cancer. In this respect it is similar to the risk from X ray investigations except that the dose is delivered internally rather than from an external source such as an X ray machine, and dosage amounts are typically significantly higher than those of X rays. The radiation dose from a nuclear medicine investigation is expressed as an effective dose with units of sieverts (usually given in millisieverts, mSv). The effective dose resulting from an investigation is influenced by the amount of radioactivity administered in megabecquerels (MBq), the physical properties of the radiopharmaceutical used, its distribution in the body and its rate of clearance from the body. Effective doses can range from 6 μSv (0.006 mSv) for a 3 MBq chromium 51 EDTA measurement of glomerular filtration rate to 11.2 mSv (11,200 μSv) for an 80 MBq thallium 201 myocardial imaging procedure. The common bone scan with 600 MBq of technetium 99m MDP has an effective dose of approximately 2.9 mSv (2,900 μSv). Formerly, units of measurement were the curie (Ci), being 3.7E10 Bq, and also 1.0 grams of Radium (Ra 226); the rad (radiation absorbed dose), now replaced by the gray; and the rem (Röntgen equivalent man), now replaced with the sievert. The rad and rem are essentially equivalent for almost all nuclear medicine procedures, and only alpha radiation will produce a higher Rem or Sv value, due to its much higher Relative Biological Effectiveness (RBE). Alpha emitters are nowadays rarely used in nuclear medicine, but were used extensively before the advent of nuclear reactor and accelerator produced radionuclides. The concepts involved in radiation exposure to humans are covered by the field of Health Physics; the development and practice of safe and effective nuclear medicinal techniques is a key focus of Medical Physics.

Нормативтік базалар мен нұсқаулар

Әлемнің әртүрлі елдері радионуклидтерді әртүрлі медициналық орталарда басқару және пайдалану үшін жауапты реттеуші құрылымдарды ұстап тұрады. Мысалы, АҚШ-та Ядролық реттеу комиссиясы (NRC) және Тамақ және дәрі-дәрмек басқармасы (FDA) ауруханалардың орындауы тиіс нұсқауларға ие. NRC бойынша, егер радиоактивті материалдар қатыспаса, мысалы, рентген сәулелері сияқты, олар агенттік тарапынан реттелмейді, оның орнына жеке штаттар реттейді. Халықаралық ұйымдар, мысалы, Халықаралық атом энергиясы агенттігі (МАГАТЭ) ядролық медицинадағы ең жақсы тәжірибелер туралы әртүрлі мақалалар мен нұсқауларды, сондай-ақ ядролық медицинадағы жаңа технологиялар туралы есептерді үнемі жариялап тұрады. Ядролық медицинада қарастырылатын басқа факторларға пациенттің медициналық тарихы және емдеуден кейінгі басқару кіреді. Халықаралық радиациялық қорғау комиссиясы сияқты ұйымдар, ауруханадан жабылмаған радионуклидтермен пациенттерді қалай босатуға болатыны туралы ақпарат жариялаған.