NUKLEÁRNÍ MEDICÍNA

Co je nukleární medicína ?

Metody založené na využití ionizujícího záření a radioaktivity pronikly do řady oblastí vědy a techniky, medicíny i průmyslových odvětví. V medicíně se vedle nejstarší a nejrozšířenější rentgenové diagnostiky též používá radioterapie. Od 50.let 20.stol. se k medicínským účelům začaly používat i otevřené radioaktivní látky aplikované do organismu - vznikla nukleární medicína.

Diagnostika in vivo

Při radionuklidové diagnostice in vivo v nukleární medicíně se pacientovi aplikuje (většinou intravenózně, někdy perorálně či inhalačně) malé množství vhodné g -radioaktivní látky – tzv. radiondikátoru či radiofarmaka. Použitý radioindikátor je specifický pro jednotlivé orgány a druhy vyšetření. Aplikovaná radioaktivní látka vstoupí do metabolismu organismu a distribuuje se tam podle svého chemického složení – fyziologicky či patologicky se hromadí v určitých orgánech a jejich částech a následně se vylučuje či přeskupuje. Z míst depozice radioindikátoru vychází záření gama, které díky své pronikavosti prochází tkání ven z organismu. Pomocí citlivých detektorů měříme toto záření g a zjišťujeme tak distribuci radiondikátoru v jednotlivých orgánech a strukturách uvnitř těla.

Scintigrafie
Nejdokonalejšími zařízeními tohoto druhu jsou gamakamery (scintilační kamery) – pomocí nich zobrazujeme v záření g distribuci radioindikátoru v organismu. Tato metoda, zvaná scintigrafie či gamagrafie, tak umožňuje získávat informace nejen anatomické, ale hlavně o orgánových funkcích a metabolismu. Matematickým vyhodnocením scintigrafických studií můžeme získat křivky časového průběhu distribuce radioindikátoru a vypočítat dynamické parametry charakterizující funkci příslušných orgánů.

Schématické znázornění celého procesu scintigrafického vyšetření - od aplikace radioindikátoru pacientovi, přes proces scintigrafického zobrazení gamakamerou, hodnocení, matematickou analýzu a kvantifikaci, až po interpretaci a stanovení diagnózy.
Tomografická gamakamera SPECT (Single Photon Emission Copmputerized Tomography) pomalu rotuje kolem těla pacienta, snímá scintigrafické obrazy z různých úhlů a pak pomocí počítačové rekonstrukce vytváří obrazy příčných řezů (jsou to řezy kolmé na osu rotace kamery), z nichž pomocí počítačové grafiky lze zkonstruovat i prostorové (3-rozměrné) obrazy rozložení radioindikátoru v orgánech uvnitř těla.

Tomografická gamakamera PET (Positron Computerized Tomography) detekuje fotony anihilačního záření gama (o energii 511 keV) vylétající v protilehlých směrech při anihilaci pozitronů vyzařovaných b⁺ radioindikátorem aplikovaným pacientovi. Tyto fotony anihilačního záření se koincidenčně detekují prstencovým scintilačním detektorem a počítačovou rekonstrukcí přímkových průmětů koincidenčních míst se vytvářejí obrazy příčných řezů a příp. prostorové 3-rozměrné obrazy podobně jako u SPECT.

Nuklární medicína poskytuje specifické metody pro vyšetření prakticky všech orgánů a spolupracuje tak s širokým spektrem klinických oborů. Nejrozšířenější využití je především v kardiologii, nefrologii, neurologii, onkologii, tyreologii gastroenterologii.

Nukleárně medicínské metody patří mezi minimálně zatěžující neinvazivní diagnostické vyšetřovací metody. Díky vysoké citlivosti detektorů je pacientovi aplikováno jen velmi malé množství radiofarmaka, které je potřebné k získání kvalitní obrazové informace. Radiační zátěž při metodách v nukleární medicíně je srovnatelná (a často i menší) jako při RTG vyšetřeních.

Radionuklidová scintigrafie je podrobně popsána v kapitole 4 "Radioisotopová scintigrafie" knihy "Jaderná fyzika a fyzika ionizující záření".

Diagnostika in vitro

V nukleární medicíně se též provádějí radioizotopové diagnostické metody in vitro, kde se (neradioaktivní) vzorky pacientům odebrané analyzují s využitím radiochemických a zároveň biochemických technik za použití radioisotopů. Nejčastěji je to radioimunoanalýza (RIA) či radiosaturační analýza, která slouží k vysoce citlivému zjišťování koncentrace složitých biologických látek v krevním séru - hormonů, tumorových markerů a jiných biologicky významných látek (je stručně popsáno v §3.5 "Radioisotopové stopovací metody", pasáž "Diagnostika in vitro. Radioimunoanalýza").

Radioisotopová terapie

Součástí nukleární medicíny je i terapie pomocí radionuklidů beta a alfa, např. při léčbě hyperthyreózy či rakoviny štítné žlázy, krevních onemocněních, paliativní a kurativní terapii nádorů (a metastáz), onemocněních kloubů.

Podrobnější popis terapie pomocí radionuklidů je uveden v pasáži "Radioisotopová terapie" kapitoly 3 "Aplikace ionizujícího záření" knihy "Jaderná fyzika a fyzika ionizující záření".

Nukleární medicína – interdisciplinární obor
Nukleární medicína je vzhledem k fyzikální podstatě svých metod a k používané přístrojové technice obor interdisciplinární. Vedle lékařů (specializovaných a atestovaných v oboru nukleární medicíny), zdrav. sester a laborantek, zde pracují v týmové spolupráci i odborníci dalších profesí – fyzik, elektronik, radiochemik, farmaceut. Spolu s medicinskými a fyzikálně-technickými aspekty je na pracovištích nukleární medicíny při práci s radioisotopy věnována značná pozornost i radiační ochraně pracovníků a pacientů.

Podrobný popis principů, metod a použití nukleární medicíny + jaderné fyziky:

RNDr. Vojtěch Ullmann