Пояснювальна частина.
1. Будова комп’ютерного томографа.
Комп’ютерний томограф має штатив-гентрі, в центрі якого розташовано вікно діаметром 60 см (Мал.2.1). У вікні розміщують хворого. Навколо останнього обертається рентгенівська трубка. Рентгенівські промені, які пройшли крізь хворого, реєструються в розміщених по колу стинциляційних детекторах(Мал.2.2).
До складу КТ входять ЕВМ, комп’ютер, система реконструювання, запису і відтворення зображення.
2. Сутність методу комп’ютерної томографії.
КТ дозволяє одержати пошарове поперечне рентгенівське відображення різних частин тіла людини.
В основі отримання такого відображення лежить процес сканування тіла тонким рентгенівським променем.
При проходженні рентгенівського променя крізь тіло людини він частково поглинається, тобто послаблюється. Послаблені рентгенівські промені реєструються сцинтиляційним або газоразрядним лічильним детектором, який перетворює енергію рентгенівського променя в електростатичну. При роботі КТ центрована система “рентген трубка-детектор” обертається кругом тіла людини,внаслідок чого відбувається багатократне вимірювання поступаючого в детектор сигналу. Результати підлягають цифровому кодуванню і подальшій математичній обробці в ЕОМ КТ. Таким чином, розрахунковим способом визначають долю поглинання рентгенівського випромінювання в кожній точці тіла по скануючій площіні і на основі цього судять про щільність органів.
Інформація про щільність в різних ділянках може бути представлена у вигляді цифр, графіків, чи у вигляді крапок на площині, в координаційній системі в чорно-білому або кольоровому варіантах на екрані дисплею. Окраска або різниця між чорною і білою ділянками дадуть залежність від щільності тканини в даній точці, а всі разом вони складають площинне зображення внутрішньої структури досліджуваної ділянки в поперечній площині, в тонкому поперечному зрізі. Якщо при звичайній томографії, рентгенографії на плівці відображаються відносно грубі різниці в поглинанні випромінювання в різних тканинах (10%), то детектори, внаслідок їх високої чутливості, покажуть навіть незначну різницю між поглинутим випромінюванням в різних частинах тіла (1%). За нульовий рівень поглинання рентгенівських променів прийнято поглинання випромінювання у воді. Кісткова тканина поглинає до +1500 умовних одиниць Хаунсфілда, повітря - до -1500 Хаунсфілда, решта тканин мають коєфіцієнт поглинання (абсорбції), який знаходиться в інтервалі між цими цифрами (Мал.2.3).
Коефіцієнт абсорбції - це умовне значення щільності тканини у відповідності зі шкалою щільності тканин і органів людини. В процесі дослідження є можливість довільно міняти (підсилювати чи зменшувати) коефіцієнти робочої абсорбції органів, вводячи в судинне русло або порожнину органів контрастну речовину. Це дозволяє одержати додаткову інформацію про органи, наприклад, дослідити кровообіг або підсилити зображення патологічної ділянки.
Знаходження значень щільності органу або патологічного осередку в окремих випадках може наближатись до морфологічного діагнозу. Наприклад, якщо щільність додаткового утворення однорідна, рівна або наближається до щільності води, то діагноз кісти не викликає сумнівів.
Сьогодні в кращих моделях КТ одержання одного томографічного зрізу зведено до 2-3 секунд, тобто відповідає синхронному з процесом сканування одержання зображення. Товщина найтоншого томографічного зрізу складає 0,5 мм, що дозволяє одержати рентгенівське зображення високої якості будь-якої частини тіла, вимірювати щільність органів, на цій основі виявляти патологічні осередки і їх взаємовідносини з сусідніми анатомічними утвореннями.
В кабінеті комп’ютерної томографії лікар-рентгенолог працює в незвичайних умовах. Важливим елементом роботи є управління всією установкою з комп’ютерного пристрою, Високий ступінь автоматизації КТ, сам комп’ютер потребують нових знань: вміння працювати з програмним пристроєм, навиків роботи оператора-програміста.
3. Показання:
1. Необхідність виявлення або встановлення характеру патологічних змін в будь-якому органі шляхом одержання пошарового його зображення.
2. Визначають: локалізацію патологічного процесу, розміри, форму, будову поверхні, щільність, зв’язок з сусідніми органами при локальних і дифузних змінах.
3. На швидких сканерах відзначають функціональні зміни серця і судин (визначають об’єм порожнин серця, швидкість і черговість просування контрастної речовини в судинах і камерах серця, виявляють тромби в судинах).
4. Підготовка до дослідження:
в абсолютній більшості випадків не потрібна. При підсиленні зображення в/в вводять розчини йодистих препаратів, тоді виявляють чутливість пацієнта до них. При дослідженні органів ШКТ дослідження проводять до контрастування органів сульфатом барію або після ретельної очистки кишок від нього.
При дослідженні органів малого тазу у жінок попередньо призначають перорально 3% розчин верографіну (20 мл 76% розчину верографіну на 0,5 л води) по 1 склянці за 24 години, 6 годин, 3 години до дослідження.
5. Синдроми патологічних змін органів за даними КТ.
Співставляюючи ознаки, виділяють: “норму”, об’ємні утворення, дифузні ураження, порушення відтоку рідини, накопиченя рідини і ушкодження.
Синдром “норма”: для нього характерне анатомічно правильне положення органу і взаємовідносини його з іншими органами (Мал.2.4).
Розміри відповідають віковим і конституційним особливостям, межі чіткі. Стуктура відповідає нормальній його будові, однорідна або неоднорідна.
Синдром “об’ємне утворення”: при ньому міняється форма, розмір, з’являється додаткова маса, осередки іншої щільності або дільниці звапнування, порушення відтоку рідини із протоків, шлуночків мозку, накопичення рідини в регіональних порожнинах, виявлення метастазів в лімфовузлах (Мал.2.5).
Синдром “дифузного ураження” органу може супроводжуватись змінами розмірів всього органу як в бік збільшення, так і в бік зменшення. Контури втрачають свою чіткість, можуть стати зазубреними. Стуктура органу, його щільність або нешвидко змінюється, або змінюється значніше в усьому органі,а іноді в його більшій частині. При цьому зміни величини органу може не бути. Наприклад, при наявності у пацієнта хронічного запалювального процесу підшлункової залози часто на КТ виявляються зміни структури і щільності з наявністю багатьох псевдокіст, дрібних кальцинатів без змін розмірів органа.
При цирозі печінки в його початкових стадіях зміни на КТ можуть не виявлятись зовсім. В більш пізніх стадіях виявляється збільшення органу,потім зменшення, дифузна зміна структури. При жировій дистрофії печінки на КТ може не бути суттєвих змін об’єму органу, але спостерігається значне зниження його щільності. Печінка має щільність жирової тканини. (Мал.2.6), (Мал.2.7).
При синдромі “порушення відтоку рідини” виявляється збільшення розмірів протоків. Наприклад, синдром гіпертензії головного мозку характеризується збільшенням об’єму шлуночкової системи(Мал.2.8), (Мал.2.9). При обструкції жовчевивідних шляхів виявляється розширення загального жовчного протоку і жовчних ходів, збільшення жовчного міхура. При гіпертензії в портальній системі збільшується отвір портальної і селезінкової вен, що нерідко супроводжується накопиченням вільної рідини в черевній порожнині.
Синдром “накопичення вільної рідини” в грудній і черевній порожнині визначається у вигляді додаткової однорідної структури, по щільності рівній щільності води. Рідина розміщується в проекції природно існуючих щілин, зміщує органи (Мал.2.10).
Синдром “ушкодження” характеризується порушенням цілісності контурів і стуктури органа, виявленням позаорганних рідких мас, тіл (Мал.2.11).
6. Орієнтування по КТ.
Паспортна частина досліджуваного пацієнта пишеться зверху над комп’ютерною томограмою. У верхньому правому кутку вказується дата дослідження. У слідуючому рядку вказується ділянка дослідження і рівень томографії в см. від вихідного анатомічного орієнтиру. Для зони живота це рівень реберного кутка. Для голови - площина, що проходить крізь око і козелок вуха. Для грудної клітки - яремна вирізка грудини. Для таза - верхня межа лонного зчленування. На томограмах позначені правий і лівий боки досліджуваної ділянки. Якщо додатково не вказано положення, це означає, що дослідження проводилось на спині.
7. Кісткові і органнні орієнтири, які допомагають розпізнати ділянку дослідження.
1. Для КТ черепа кістковим орієнтиром служить овальної форми обідок кісткової тканини по периферії півкуль мозку або овал черепної ямки.
2. Для грудної клітки характерні тіні поперечних зрізів ребер по периферії, зріз хребта, тінь серця і легеневих полів.
3. КТ черевної порожнини розрізняють по тіні хребта, зображеннях печінки і селезінки, газу в шлунку і кишках.
4. КТ позачеревного простору розрізняють завдяки симетричним, округлої форми тілам нирок, круглої тіні аорти, хребцям.
5. КТ таза розрізняють по томографічних зрізах кісток.
6. КТ кінцівки розрізняють по тіні м’яза, в центрі якої розміщуються одна або декілька кісток.
Розділ 3.
Тема: “Магнітно-резонансна томографія”.
Кількість годин - 2.
1. Актуальність теми: В зв’язку з тим, що МРТ дослідження відносяться до неінвазійних досліджень, а також у зв’язку зі збільшенням кількості МР томографів на Україні, що експлуатуються, виникла необхідність знайомити студентів з принципом будови і діагностичними можливостями МР томографії, які на сьогоднішній день, в порівнянні з іншими променевими методами дослідження, є найбільшими.
2.Навчальні цілі.
Знати,засвоїти─αII:
1-як побудований МРТ;
2-який принцип отримування МРТ зображення.
Вміти αII:
1-показати зони використання МРТ в клінічній діагостиці;
2- пізнавати на МРТ – грамах видимі органи;
3- пізнавати на МРТ – грамах синдроми патологічних змін.
4-пояснити переваги МРТ у порівнянні з КТ при дослідженні головного мозку, серця та судин;
5-доповисти про особливості МРТ зображення органів;
5-визначити показання до МРТ дослідження;
6- визначити протипоказання до МРТ дослідження;
7-підготовити хворого до МРТ дослідження;
8- перерахувати порядок вивчення МР томограм;
9-пояснити синдроми патологічних змін, які виявляються за допомогою МРТ.
3. Матеріали до аудиторної самостійної роботи.
3.1.Базові знання, вміння необхідні для вивчення теми (міждисциплінарна інтеграція).
| Дисципліна | Знати | Вміти |
| Фізика | Знати фізичні основи отримання МРТ зображення | Вміти пояснити фізичні основи отримання МРТ зображення |
3.2. Пояснююча частина:
Принцип магнітнорезонансної томографії. Як відомо, ядра атомів мають позитивний заряд, а при непарній кількості протонів та нейтронів в ядрі володіють магнітним моментом-спіном, що дозволяє вважати їх маленькими магнітами-диполями. В постійному магнітному полі диполі обертаються навколо силових ліній магнітного поля (Мал.3.1). Цей процес одержав назву процесія. Орієнтація навколо силових ліній зовнішнього магнітного поля у ядер водню може бути як по напрямку поля, так і проти нього. Перехід ядер від орієнтації по напрямку магнітного поля до орієнтації проти напрямку магнітного поля супроводжується поглинанням енергії. Процес характеризується частотою, яка індивідуальна для кожного типу ядер і залежить від напруги магнітного поля.
Якщо на ядра водню, які помістили в постійне магнітне поле, крім постійного магнітного поля буде діяти змінне магнітне поле у вигляді радіохвиль, то при співпаданні частоти зовнішнього поля з власною частотою процесії ядерних диполів буде спостерігатись збудження даних ядер, що і визначається як явище ядерного магнітного резонансу (Мал.3.2). Збудження ядер супроводжується поглинанням енергії. Після зняття радіочастотного поля збуджені ядра повертаються в попередній стан і випромінюють попередньо поглинену енергію у вигляді змінного магнітного поля, в результаті в приймальній індукційній котушці, розміщеній навколо об’єкту, індукується змінна електрорушійна сила, яка може бути зареєстрована. Процес повернення збуджених ядер до попереднього енергетичного стану має назву релаксація.
Контрастність тканин, що досліджуються на МРТ відображає особливості ядерних структур речовини і залежить від будови речовини - протонної щільності, взаємодії між молекулами, молекулярного руху (дифузія, руху крові),форми сигналу, яким опромінюють досліджувану тканину, імпульсної послідовності. Це дозволяє диференціювати на зображенні патологічні і здорові тканини, спостерігати функцій ну діяльність окремих структур. Внаслідок зміни форми радіохвильового сигналу можливо виділення впливу на тканеву контрастність окремого парметру, внаслідок чого одна і таж тканина на одній МРТ вдержується світлої, а на іншої – темної. Так, на Т1 зваженому зображенні(ЗЗ) рідина - темна, а на Т2 ЗЗ – біла. Для губчастій речовини кісток співвідношення зворотне.
МР сигнал характеризується за наступними ознаками:
1. Частота сигналу - визначається за положенням відповідної лінії в спектрі випромінювання - показує на тип ядра, тобто ізотоп.
2. Інтенсивність - амплітуда сигналу визначається головним чином кількістю - щільністю протонів.
3. Тривалість сигналу - швидкість затухання - релаксації залежить від двох типів енергетичної взаємодії між ядрами елементу, що вивчається. Один із них спостерігається в середині спінової системи, під якою розуміємо сукупність ядер одного типу, наприклад, ядер водню, які мають однакову частоту процесії і одночасно збуджуються при підведенні резонансного радіочастотного поля. Тривалість повернення збудженої спинової системи до попереднього стану за рахунок вказаного типу енергетичної взаємодії визначається як спін-спінова релаксація Т-2. Вона відображає перехід перерозподілу магнітних моментів збуджених протонів до попереднього стану відносно поперечного напрямку магнітного поля площини і є результатом енергетичного обміну між ядрами, які обертаються.
Крім того, процес релаксації залежить від енергетичної взаємодії збуджених ядер з навколишніми ядрами інших типів, сукупність яких по відношенню до спінової системи визначається як “решітка”. Даний тип енергетичної взаємодії визначається як спін-решіткова релаксація Т-1 - повздовжній. Він відображає тривалість повернення протону із стану збудження в положення рівноваги, повздовжньої відносно напрямку змінного магнітного поля площини. Інакше кажучи, параметри зареєстрованого МР сигналу залежать не тільки від кількості атомів водню в середовищі, але і від характеру зв’язку останніх з навколишніми атомами, тобто фізико-хімічних властивостей досліджуваної тканини. Так, якщо для рідини час релаксації Т-1 і Т-2 близький по значенню і дорівнює кільком секундам, то для твердих тіл він вимірюється в мілісекундах, при цьому Т-2 значно менше Т-1. Таким чином, зумовлене магнітними властивостями ядер резонансне поглинання енергії радіохвиль і подальша релаксація дають певну інформацію про хімічну природу речовини, в тому числі біотканин, не викликаючи їх необоротніх змін (Мал.3.3). Ця обставина стала використовуватись в органічній хімії, а поява нових технічних засобів, що використовуються в комп’ютерній томографії, стала перед-умовою для створення магнітнорезонансного томографа.
Щоб одержати МРТ зображення, тобто інформацію про просторовий розподіл параметрів магнітного поля, яке випромінюється атомами об’єкту, що вивчається, його додатково кодують за допомогою так званих градієнтів магнітнго поля таким чином, щоб реєстрована частота сигналу залежала від координати досліджуваного об’єкту.
Після аналогово цифрового перетворення сигналів в набір чисел і реконструкції зображення за допомогою ЕВМ на дисплеї одержуємо зображення зареєстрованого сигналу у вигляді чорнобілого або кольорового зображення. Яскравість кожної крапки відповідає величині реєстрованого сигналу заданого параметру. Частота магнітного резонансу для кожного ядра суворо визначена. Якщо в теперішній час вимірювання проводиться по протонах, то подальше збільшення можливостей використовуваних магнітів дає можливість використовувати для МР томографії ядра 13С, 19F, 31P та ін. Використовуючи різні послідовності високочастотних імпульсів, можна вивчати контрастне зображення тканин, відмінних хоч би по одній із характеристик: частота сигналу, інтенсивність сигналу, час релаксації Т-1 і Т-2.
Метод МР томографії забезпечує одержання сигналу від кожної точки трьохвимірного об’єкту без зміни положення останнього, що важливо, наприклад, для діагностики патологічних процесів в структурах мозку, розміщених в основі черепа в задній черепній ямці, в ділянці краніовертебрального переходу. Якість МРТ зображення в основному залежить від характеристик постійного магнітного поля і, зокрема, від його однорідності і напруженості. В зв’язку з цим важливе значення мають технічні характеристики магнітів, що використовуються. В МРТ використовуються як звичайні, так і надпровідні магніти. Останні складні в експлуатації, так як потребують охолодження рідким гелієм, але вони створюють магнітне поле більшої напруги, в зв’язку з чим більш перспективні.
Будова МРТ. МРТ має центральне вікно діаметром 60 см, де і розміщують об’єкт. Навколо вікна розміщені магніти для створення постійного магнітного поля від 0,14 Т (тесла) до 0,235 Т. Поруч розміщуються котушки для створення додаткових радіочастотних полів і вимірювальних котушок. Зареєстрований на вимірювальних котушках сигнал надходить у цифровий перетворювач і спеціальну ЕВМ, що проводить обчислення, необхідні для побудови зображення з урахуванням координати досліджуваного об’єкту за даним алгоритмом. МРТ зображення одержують у вигляді цифрової матриці (від 128х128 - елементні і більше). Реконструйовані зображення передають в систему запису і відтворення (Мал.3.4). Просторове розрішення для головного мозку -2 мм, для інших тканин -3 мм. Товщина зрізу 10 мм, контрастність вища ніж на КТ. Щільно-спінове зображення головного мозку можна одержати за 10-30 сек. Просторове розрішення можна покращити, збільшуючи час вимірювання, що дає розрішення вище, ніж в рентгенівській КТ. При проведенні МРТ контрастність можна підсилювати шляхом введення спеціальних контрастних речовин, що містять 19F або інші з непарною кількістю протонів і нейтронів. Інший шлях підсилення контрастності - шляхом ін’єкції розчинів парамагнітних солей, що змінюють час релаксації води і тим самим - вигляд томограми.
Показання для дослідження. Основними показаннями для дослідження є необхідність виявлення, або уточнення характеру патологічних змін в будь-якій частині тіла шляхом одержання пошарового МР зображення.
МРТ має переваги у порівнняні з КТ при дослідженні головного мозку. З’явилась можливість окремо дослідити білу і сіру речовину головного мозку, тому стало видно атрофічні зміни підкоркових ядер, кори великих півкуль і мозочку при дегенеративних захворюваннях головного мозку, а також осередки демієлінізації при лейкоенцефаліті, розсіяному склерозі (Мал.3.5). На більш ранніх етапах розвитку, через 14 годин від початку захворювання (в порівнянні з КТ), виявляється інсульт. МРТ дає можливість розрізняти зображення ішемічного і геморрагічного осередків в гіподенсивній стадії, а також геморрагічні осередки і субдуральні гематоми в ізоденсній стадії. На МРТ головного мозку не буває артефактів, пов’язаних з різкою різницею щільності близько розміщених утворень, особливо на межі з кістковою тканиною. Тому краще розпізнаються процеси в стовбурі мозку, задній ямці черепа, субарахноїдальні крововиливи. В зв’язку з великою різницею між водою і ліпідами по часу релаксації на МРТ зображеннях можна розрізняти епідермоїдні і арахноїдальні кісти, що не завжди можливо на КТ. На сагітальних МРТ зрізах добре визначаються аномалії мозку на рівні краніовертебрального переходу і великого потиличного отвору (Мал.3.6).
МРТ має переваги в порівнянні з КТ при дослідженні великих судин і серця (Мал.37), (Мал.3.8). Слабкий сигнал від крові, яка тече в судині, створює умови для вивчення стану судинної стінки і перетину судин, що сигнал від стінки значно більший. Природна контрастність між стінкою судини і кровотоком дозволяє побачити внутрішню деформацію стінки при розшаруванні аорти, наявність і ступінь артеріовенозних пороків розвитку судин, атеросклеротичні бляшки і окклюзії судин. У випадку синхронізованого з серцевим циклом одержання МРТ серця, на них чітко видно перикард, міокард, порожнину перикарду, камери серця і внутрішню їх поверхню. На МРТ видно зони гострого інфаркту міокарду без введення контрастної речовини, яке необхідно робити при КТ.
Легені. Трахею, головні бронхи (до сегментарних) видно чітко. Легенева тканина через малу кількість протонів МР сигнали не дає і тому невидима (чорного кольору). Лімфовузли до 1 см. не видимі. Чітко виявляються пневмонічні інфільтрати, що дають збільшення показника Т-1, бронхоектази, фіброз, порожнини, що містять газ або рідину, компресія або інвазія бронхів. Виявляються периферичні пухлини діаметром 1,5 см і більше, але ознак відмінності доброякісних процесів від злоякісних поки що не знайдено. В нормі структура коренів легень диференціюється неважко, вони містять незначну кількість жирової тканини, судин і бронхів, і тому будь-яке додаткове об’ємне зображення на цьому фоні легко виявляється. Але поки що неможливо розрізнити пухлину і ателектаз сегменту, або долі, внаслідок обструкції бронху, тому що в обох випадках значення Т-1 і Т-2 схожі.
Середостіння. Медіастинальні пухлини, що складаються зі збільшених лімфовузлів, видно чітко, вони легко відрізняються від бронхів і судин.
Черевна порожнина і заочеревний простір.
Печінка. На МРТ контрастність зображення краща, ніж на КТ. Це дає можливість впевнено визначити судини, печінково-жовчні ходи, а в жовчному міхурі - жовч. Сруктура печінки гомогенна. Перипортальна жирова тканина дає можливість бачити будову воріт печінки. Первинні пухлини печінки мають більшу інтенсивність сигналу і довший час Т-1, ніж нормальна тканина (Мал.3.9). Добре видно внутрішню структуру пухлин і зв’язок судин з нею.
Підшлункова залоза. На МРТ видно як гомогенне утворення, частіше повністю. Визначаються пухлини, запалення, метаболічні порушення. Пухлини, більші 3 см в діаметрі, розпізнаються по деформації контурів залози, менші - як нечітко відмежовані осередки зниженої щільності. Кістозні утворення або розпад пухлини залози видно достатньо чітко (при цьому змінюється час Т-1 і Т-2). Гострі і хронічні запальні і не запальні захворювання розпізнаються за зміною щільності, характеру контурів і розмірів залози. Більші кальцинати видимі як зони низької щільності, дрібні - менше 1 см, невидимі, в зв’язку з цим КТ має перевагу при виявленні останніх.
Нирки. На МРТ в нирках розрізняють корковий і мозкові шари. За часом Т-1 і Т-2 диференціюються кісти різного походження (Мал.3.10). Інтенсивність зображення ниркоклітинного раку може бути різною по значеннях Т-1 і Т-2, пухлини завжди відрізняються від значень тих же показників навколишньої паренхіми. Інколи визначається пухлинна псевдокапсула. Є можливість рано визначити відторгнення трансплантованої нирки.
Наднирник. На МРТ розрізняють корковий і мозковий шари, виявляють первинні пухлини, метастази, гіперплазії.
Таз. На МРТ добре видно структури тазу через різну щільність його органів на Т- залежних томограмах.
Опорноруховий апарат.
На МРТ одержують більш достовірну, ніж на КТ інформацію. При обстеженні хребта чітко видно спинний мозок, диски, нервові корінці у всіх площинах. В інших кістках виражена контрастність зображення м’яких тканин і кісткових структур дає можливість оцінити ступінь розповсюдження злоякісних новоутворень, особливо в кістковомозкових просторах (Мал.3.11),(Мал.3.12).
Шия. На МРТ добре диференціюються всі структури шиї.
Щитовидна залоза має характерні параметри Т-1. Гіперактивність залози призводить до збільшення значень Т-1, спрощуючи диференціальний діагноз між простим зобом і гіпертіреоїдним. Пухлини щитовидної залози і збільшені лімфовузли краще диференціюються від м’язів та судин ніж на КТ. На жаль тканинні МРТ характеристики не дозволяють впевнено розрізняти злоякісні і доброякісні процеси, тому що мають схожі збільшені значення Т-1 і Т-2 та відображають більший вміст води в тканинах.
Паращитовидна залоза на МРТ в нормі не визначається. Паратиреоїдна гіперплазія не відрізняється від паратиреоїдної аденоми. Паратиреоїдні пухлини більше 1 см мають трохи більше значення показників Т-1 і Т-2, ніж пухлини щитовидної залози або збільшені лімфовузли.
Протипоказання до МРТ.
Відносними протипоказаннями є шоковий стан і профузна кровотеча. Не можна досліджувати хворих з кардіостимуляторами і більшими металічними імплантантами. Недоцільно застосовувати МРТ в діагностиці дефектів кісткової тканини, особливо пневмотизованих кісток основи черепу, тому що кістки і повітря мають низьку протонну щільність і відповідно мають низький МРТ сигнал - зображення чорного кольору. Крізь це та малу дозволяючу здатність не видно кальцинатів до 1 см, лімфовузлів до 1 см.
Біологічна дія: МРТ - безпечний спосіб дослідження, тому що виконується без застосування іонізуючого випромінювання, а несприятливий вплив на організм магнітних полів, що використовуються, мінімальний через низьке значення енергії квантів радіочастотного діапазону випромінювання у порівнянні з енергією зв’язку атомів і молекул об’єкту, що вивчається.
Підготовка дослідження. При плануванні дослідження без штучного контрастування спеціальної підготовки не потрібно. Коли потрібно підсилення контрастності, можливе введення спеціальних контрастних речовин.
Порядок вивчення МР томограм:
1.Паспортні дані.
2.Визначення ділянки дослідження.
3.Визначення положення пацієнта.
4.Визначення органів на томограмі.
5.Оцінка органів по: положенню, розміру, контуру, структурі, щільнсті протонів, часу релаксації сигналу.
6.Виділення основного синдрому патологічних змін. 7.Співставлення одержаних фактів з даними історії хвороби і результатами інших методів дослідженя.
8.Визначення характеру захворювання.
Синдроми патологічних змін. За сукупністю ознак виділяють:
“норму”, “об’ємне ураження”, “дифузне ураження”, “порушення відтоку рідини”, ”накопичення рідини”, “пошкодження.
Тема:РАДІОНУКЛІДНА ДІАГНОСТИКА
Кількість годин - 2.
Матеріальне та методичне забезпечення: ренограми, скaнограми, сцинтіграми, методичні розробки, таблиці, слайди.
1.Актуальність теми: у зв'язку з широким впровадженням в практику обстеження хворих радіометрії іn vitro і іn vivo, радіографії, сканування, сцинтиграфії(сцинтиляційні гамма камери), емісійних томографів/однофотонний емісійний комп’ютерний томограф(ОФЕКТ) та позітронний емісійний комп’ютерний томограф(ПЕТ)/.Необхідно ознайомити студентів з принципами будови названих пристроїв, а також з можливостями, з показаннями для використання емісійної томографії, будовою емісійних томографів, принципом радіоімунологічного аналізу і його можливостями.
2.Навчалні цілі. Студенти мають знати,засвоїти: а=II
І. Принципи радіонуклідної діагностики;
2.Схему будови приладів для радіонуклідної діагностики(вивчення функції або функції і морфології);
3.Показання і протипоказання до радіонуклідного дослідження;
4.Підготовку до радіонуклідних досліджень;
5.Радіофармацевтичні препарати (функції або функції і морфології).
6.Нормальну скіалогічну картину радіонуклідного зображення.
7.Основи інтерпретування радіонуклідних зображень(ознаки патологічних процесів).
8.Методики радіонуклідної іn vitro діагностики (радіоіммунологічний аналіз/РІА/, іммунорадіометрічноий аналіз/ІРМА/, радіо рецепторний аналіз, іммуносцинтіграфія, конкурентне білкове зв’язування), переваги та недоліки кожних з методів.
9.Радіоіммунологічні препарати для дослідження різних органів та систем організму.
5. Студент повинен вміти а=III
· поясніти принципову схему будови пристроїв для визначення величини активності індикатора /радіометрів іn vitro і іn vivo/ і характер інформації, яку вони видають;
· поясніти принципову схему будови пристроїв для дослідження часових характеристик транспорту індикатора в організмі /радіографа і гама – камери / і характер інформації, яку вони видають;
· поясніти принципову схему будови пристроїв для дослідження просторового розподілення індикатора в організмі /сканера, гама - камери і емісійного томографа/ і характер інформації, яку вони видають;
· обґрунтувати показання і протипоказання до радіонуклідного дослідження;
· розрізняти синдроми, які можна виявити за допомогою сканера, гама - камери і емісійного томографа;
· розрізняти різни види радіонуклідних зображень.
· відрізніти нормальне радіонуклідне зображення від патологічного.
· вибрати радіофармпрепарати, необхідні для радіонуклідного аналізу
· назвать компоненти, необхідні для радіоімунологічного аналізу;
· поясніти етапи радіоімунологічного аналізу;
· поясніти переваги радіоімунологічного аналізу.
3.1.Базові знання,вміння, навички, необхідні для вивчення теми (міждисциплінарна інтеграція).
| Дисципліна | Знати | Вміти |
| Анатомія, | Будову анатомічну, що досліджуються за допомогою радіонуклідних методів дослідження | Розповісти про будову органів що досліджуються за допомогою радіонуклідних методів дослідження |
| Гістологія | Гістологічну будову клітин з яких складається органи, що досліджуються за допомогою радіонуклідних методів дослідження | Розповісти про особ-ливості морфології і функції клітин органів, що досліджуються за допомогою радіонуклідних методів дослідження |
| Фізика. | Основи радіоактивності. | Розповісти про створення гама квантів та бета частинок Поясніти,що таке період напіврозпаду та напіввиведення радіонуклідів. |
Пояснююча частина
РАДІОНУКЛІДНА ДІАГНОСТИКА
Принципи та методичні основи.
Радіонуклідна діагностика ─ це клінічна дисципліна,яка розробляє теорію і практику застосування радіофармпрепаратів для дослідження органів та систем людини і розпізнавання хвороб.
1.Так як стабільні і радіоактивні ізотопи будь яких елементів тотожні по хімічним властивостям їх поведінка у організмі однакова.
2.Радіонуклідна діагностика - це спосіб дослідження, що базується на використанні з діагностичною метою радіоактивних нуклідів чи мічених ними речовин, які вибірково накопичуються в будь-якому органі (органотропність), застосовується для оцінки функціонального та морфологічного стану органів.
3. Радіонуклідна діагностика - це спосіб дослідження, що базується на туморотропності вибірковому накопиченні радіонукліду в пухлині в зв’язку з більш інтенсивним поглинанням деяких речовин ними, наприклад Р.
4.В організм вводять соті та тисячні частини мікрограма індикатора, тому радіоактивне випромінювання від нього не впливає на перебіг життєвих процесів.
Радіонукліди, чи мічені ними речовини-індикатори вводять в організм, а потім за допомогою приладів, які сприймають випромінювання від індикаторів, визначають швидкість їх доставки в організм, характер накопичення, фіксацію та виведення з органів або тканин.
Показання до радіонуклідного дослідження:
І.При необхідності визначення функціональних і морфологічних змін в будь-якому органі;
2.Уточнення характеру змін у будь якому органі, виявлених з допомогою інших методів;
3.Для контролю ефективності лікувальних заходів.
В якості радіоактивних індикаторів застосовують різни радіонукліди, що входять до складу неорганічних (наприклад 131J в речовині NaJ) та органічних сполук(наприклад131J-МАА/ макроагрегати альбуміну людської сироватки/). Хімічні сполуки, в яких частина не радіоактивних атомів заміщена на радіоактивні, звуться міченими сполуками.
Радіонукліди одержують в атомних реакторах і прискорювачах, а в радіохімічних лабораторіях створюють мічені сполуки.
Існують чотири групи радіоізотопних діагностичних досліджень.
1. Оцінка ступеню розведення радіоактивної сполуки у рідких середовищах організму людини. Для вивчення об’єму циркулюючої крові або води у тілі людини.
2. Визначення динаміки включення,переміщення та виведення радіоактивних сполук. Для вивчення руху крові по камерах серця і судинам, о деяких функціях печінки, нирок і інше.
3. Відображення розподілу і ступеню концентрації радіоактивних речовин радіоактивних речовин в окремому органі і організмі у цілому.для виявлення пухлини у органі.
4. Вивчення взаємодії мічених сполук з складовими частинами біологічних середовищ організму(кров, сеча, слина, і ін.) в пробірці(in vitro) для визначення кількості гормонів,ферментів та ін.
Радіофармацевтичні препарати.
Кров: 51Cr для меткі ерітроцітів, наприклад131J-МАА/ макроагрегати альбуміну людської сироватки/ для визначення об’єму циркулюючої крові.
Серцево-судинна система: для визначення насосної функції серця і характеру руху стінок серця з 131J; перфузійна сцинтіграфія міокарду для оцінки міокардіального кровообігу /ішемія/ з 201TL; дослідження периферійного і тканинного /мікроциркуляції/ кровотоку з 99МТс-пертехнетатом.
Дихальна система: оцінка стану зовнішнього дихання /альвеолярної вентиляції, альвеолярно-капілярної дифузії та капілярного кровотоку /перфузії/ системи легеневих артерій з 133Xe із 131J-МАА/ макроагрегати альбуміну людської сироватки/ при діагностиці раку легень, тромбоемболії, пневмонії.
Шлунково-кишкового тракту: характеристика моторики стравоходу, шлунка і кишок, виявлення гастроезофагіального рефлюксу з 99МТс-колоідом; візуалізація стінок шлунку та ектопованої слизової шлунку у стравохід або дивертикулі подвздошної кишки з 99МТс-пертехнетатом; визначення дуоденогастрального рефлюксу з 99МТс-ХИДА /похідне імінодіоцетової кислоти/, всмоктування в тонкій кишці вітаміну В12 з допомогою 58Со-В-12,а також нейтральних жирів та жирних кислот з допомогою 131J тріолеат гліцерину та олеїнової кислоти.
Печінка: для оцінки бар'єрної функції ретикулоендотеліальних клітин, виявлення об'ємних утворень та дифузних уражень з допомогою 99МТс-коллоіду; характеристика жовчоутворюючої та жовчовидільної функції, диференціація механічної та паренхіматозної жовтяниці з 99МTc-ХИДА і 131J з бенгальським рожевим /калійна сіль тетрайодтетрахлорфлюоресціну/, 198Аи (радиоактивне золото) для оцінки стану ретікулоендотеліальних клітин.
Підшлункова залоза: визначення об'ємних уражень, хронічних запальних процесів з 75Se-метіоніном.
Залози: щитовидна залоза - діагностика об'ємних та дифузних уражень органу, виявлення ектопічно розміщених елементів залози з 123J,131J, 99МТс-пертехнетатом; паращитовидної залози – знаходження об'ємних уражень з 201Tl хлоридом і 99МTс-пертехнетатом /зображення одержане з пертехнетатом віднімають із зображення, отриманого з талієм/; надниркової залози - діагностика об'ємних утворень при дослідженні кори з 75Se-6-селенометілнорхолестеролом, 131J – 19 йодхолестеролом.
Сечовидільна система: при урологічній та нефрологічній патології, а також інших захворюваннях, перебіг та лікування яких вимагають контролю за станом нирок, при статичній візуалізації з 99МТс ДТПА, при динамічній - для оцінки клубочковоЇ фільтрації з 99МТс ДТПА, та канальцевої секреції з 99МТс-МАГ-З, 131 J-гіпураном.
Головний мозок, обстеження мозкового кровообігу, виявлення об’ємних уражень з 99МТс-пертехнетатом; перфузії головного мозку з 131Хе; цистернографія з 99МТс-ДТПК /дієтілентріаміноцетова кислота, яка не поглинається тканинами мозку/; виявлення вогнищ ішемії за допомогою 99МТс-ТСК-5/ макроагрегати альбуміну/; спинний мозок -визначення прохідності підпавутинного простору з 133Хе.
Кістяк: оцінка інтенсивності деструктивно - репаративних процесів при первинних і вторинних пухлинах скелету, а також захворюваннях неонкологічного характеру для виявлення ділянок зниження накопичення РФП /інфаркт, асептичний некроз/ та ділянок підвищення накопичення РФП /остеомієліт, артрит/ з 99Тс - пірофосфатом.
Протипоказання до радіонуклідного дослідження.
Радіонуклідні дослідження не повинні проводитися вагітним жінкам, дітям до 16 років, яким радіонуклідне дослідження призначається з метою профілактичного або наукового дослідження.
Прилади для радіонуклідної діагностики.
Схема приладів для радіонуклідної діагностики - клінічних радіометрів - завжди складається з трьох основних блоків.
1.Один або декілька приладів, сприймаючих гама - або бета - випромінювання - детекторів, які перетворюють енергію цього випромінювання в електричні імпульси.
2-.Пристрій перетворення та відбору сигналів, що дозволяє посилити, перетворити і відібрати електричні імпульси з характерними параметрами із послідовності імпульсів, які надходять від детектора.
З.Один або декілька реєструючих пристроїв, які перетворюють імпульси, що надходять від приладу відбору сигналів в інформацію, що призначена або для візуального прийняття, або для обробки за допомогою ЕОМ.
В більшості приладів для радіонуклідної діагностики застосовуються сцинтиляційні детектори. Такий детектор має два основних елементи: сцинтилятор і фотоелектронний помножувач. У сцинтиляторі при поглинанні в ньому гамма квантів або бета - частинок виникають світлові спалахи - сцинтиляції дуже низької інтенсивності. Реєструють такі спалахи за допомогою фотоелектронних помножувачів, в яких квант світла, що виник в сцинтиляторі, спочатку вибиває з фотокатоду електрон, кількістьяких потім багаторазово збільшується. Для реєстрації випромінювань використовуються оптично прозорі кристали йодиду натрію, активованого талієм Na J /TL/.
Для реєстрації бета-випромінювань в ролі сцинтиляторів використовують або органічні кристали типу антрацену, або прозорі пластмаси /полістирол/, або рідкі сцинтилятори, в які вміщують біосередовища, що містять радіонукліди з м'якими бета-випромінюваннями, наприклад, тритій.
Менш часто використовуються в радіонуклідній діагностиці іонізаційні детектори, наприклад, лічильники Гейгера-Мюллера.У деяких випадках в радіодіагностичних приладах використовують напівпровідникові детектори з кристалів германію чи кремнію.
Чутливість /т. б. здатність реєструвати випромінювання/ напівпроводникових детекторів до гама - випромінювання нижча ніж у сцинтиляційних детекторів з органічними кристалами, а енергетичний дозвіл розрішення /т. б. можливість відрізняти дві близькі за енергіями лінії гама-випромінювання/ у них значно кра-щий ніж у сцинтиляційних.
Чутливість напівпровідникових детекторів та органічних сцинтиляторів до бета-випромінювання приблизно однакова, але напівпровідникові детектори на відміну від сцинтиляційних використовують в мініатюрних датчиках, які можна вводити в різні порожнини.
З боку досліджуваного об'єкта кристали закриті коліматорами, в яких знаходиться один чи декілька каналів. Коліматори виготовляють зі сплавів вольфраму або свинцю. Через коліматор на сцинтилятор попадають тільки ті гама- кванти, які пройшли через канали, а інші затримуються металом і не реєструються. Коліматор захищає кристал і від природного радіаційного фону.
Чим більший отвір коліматора, тим вища чутливість, але одночасно нижча його просторова розрізнююча здатність.
В другому блоці, де здійснюється перетворення та відбір сигналу,є такі прилади:
1.лінійний посилювач імпульсів;
2.дискримінатори, призначення яких відбирати із всієї послідовності імпульсів, що надходять від посилювача тільки такі, які несуть корисну інформацію;
3.вимірювачі середньої частоти імпульсів /ВСЧ/, вони вимірюють число імпульсів за одиницю часу і представляють їх або в аналоговому вигляді /у вигляді напруги або струму, пропорційного середній частоті імпульсів/ або у цифровій формі;
4.аналогово-цифрові перетворювачі;
5.цифроаналогові перетворювачі після яких сигнал надходить на реєструючії пристрої.
В третьому блоці реєструючого пристрою цифрові або аналогові /сили струму або напруги/ сигнали видаються або у вигляді цифр, графіка, або у вигляді площинного зображення на екрані телевізору, або на папері, або ж вони надходять на ЕОМ для подальшої обробки результатів вимірювання.
Медична та лабораторна радіометрія
Прилади для вимірювання величини гама - та бета - активності індикатора, називаються радіометрами.
Гама - радіометри мають один або декілька сцинтиляційних детекторів з коліматорами. В бета - радіометрах використовують кремнієві напівпровідникові детектори. Реєструючий пристрій видає інформацію або в абсолютних величинах - кількості імпульсів, або у відсотках від введеної активності.
Радіометри поділяються на медичні –in vivo, та прилади для радіометрії біологічних проб – in vitro. За допомогою медичних радіометрів вивчають стан органів, функціональні процеси в яких протікають повільно, наприклад, в щитовидній залозі.
Медичні радіометри складаються з двох груп: для радіометрії всього тіла і для радіометрії окремих його частин.
Найчастіше в клінічній практиці використовують гама – випромінюючі індикатори, наприклад,131J.
При діагностиці характеру патологічного процесу і встановленні кордонів пухлин використовують бета - випромінюючі радіонукліди, наприклад,32Р. Оскільки середня довжина пробігу бета-частин 32Р в м'яких тканинах складає ≈ 3 мм, детектор радіометра має бути розміщеним в безпосередній близькості від досліджуваної ділянки тканини. Такі детектори розміщують на шкірі, або вводять всередину порожнин, чи безпосередньо всередину тканини. Це здійснюється за допомогою бета-зондів, в якихв теперішній час використовується напівпровідниковий детектор.
За допомогою радіометрів всього тіла визначають величину активності та розповсюдження в окремих частинках як спеціально введених пацієнту РФП, так і деяких мічених елементів, які знаходяться в організмі, наприклад, 40Кa.
В гама - радіометрах всього тіла використовують великих розмірів/ 25 см в діаметрі і товщиною 10 см/ детектори з монокристалами /NaJ/TL/,які розміщують на відстані 1,5-2 м від хворого, який знаходиться на увігнутому ложі.
В більш досконалих приладах для радіометрії всього тіла використовують 4 детектори, які розміщуються над ліжком на відстані кількох десятків см. Спочатку проводять вимірювання на спині, потім на животі, після чого визначають середнє арифметичне результатів для обох положень. Іноді в радіометрах всього тіла замість статичного положення детекторів використовують лінійно-поступальне переміщення детекторів.
З мeтою визначення рівня накопичення індикатора в окремих органах його радіоактивність обчислюють як різницю результатів двох вимірювань. Перше з них є звичайним вимірюванням радіоактивності всього тіла, а друге проводиться при наявності між органом і детектором свинцевого екрана.
Крім визначеннярадіоактивності тіла пацієнта з допомогою радіометрів всього тіла проводять і вирахування відносних змін всієї активності у процесі транспортування радіоактивного індикатора,наприклад, для характеристики різних етапів обміну йоду в організмі, вивчення метаболізму білків, вітамінів, заліза і т.п.
Якщо радіометр всього тіла призначений для вимірювання природної радіоактивності людини, то він повинен бути розміщений у низькофоновий захисній камері, в якій для захисту від зовнішньої радіації використовують шари сталі завтовшки до 200 мм з низьким вмістом радіоактивних речовин. Всередині камеру покривають послідовно шарами свинцю, кадмію, міді та обклеюють пластиком. Повітря, що надходить до камери по вентиляційній системі, спеціальними фільтрами очищують від радіоактивних аерозолей.
Лабораторні радіометри призначені для вимірювання радіоактивності біологічних проб та зразків іn vitro.Для вимірювання активності проб плазми крові і продуктів екскреції найбільш часто використовують гама-радіометри зі сцинтиляційним кристалом з /NaJ/TL/, що містить в центрі циліндричну порожнину, в яку вводять пробу, що підлягає аналізу, в пробірці. Для проведення серії вимірювань відібраних проб випускають гама - радіометри з автоматичною зміною зразків і цифродрукуванням вимірювань, з ЕОМ, яка може розраховувати роздільні активності двох чи трьох радіонуклідів, вводить поправку на радіоактивний розпад, будувати калібровочний графік при радіоімунних дослідженнях, визначати питому активність в пробах.
У бета-радіометрах in vitro вимірювання питомої активності бета-випромінювачів / 3Н,14С,32Р/ в різних біопробах використовуються рідкі органічні сцинтилятори. Вимірюваний зразок або безпосередньо розчиняють в сцинтиляторі, або його поміщають в пробірку, стінки якої не затримують бета-випромінювання.
Лабораторні радіометри використовуються при проведенні радіоіму-нологічного аналізу /РІА/. Радіоімунологічний аналіз - це метод "in vitro" діагностики, оснований на конкурентній реакції між міченими і неміченими речовинами /мічений антиген -*АГ і немічений антиген - АГ/ за зв'язок зі специфічною сприймаючою системою /антитілом - АТ/.
Основними компонентами, необхідними для проведення РІА є:
1. немічений антиген - АГ- речовина, кількість якої визначають в досліджуваній пробі;
2.мічений антиген * АГ- аналог речовини, яку визначають, /в різних концентраціях речовина(до 10 ступенів розведення),що мічена радіонуклідом;;
3.система роз'єднування - /адсорбенти-активоване вугілля; речовини, спричиняючі фракційне осадження – поліетиленгліколь /ПЕГ/, етиловий спирт, центрифугування, іонообміни системи/;
4.антисироватка /сироватка, яка містить антитіла - АТ/;
5.буферний розчин.
Принципова схемарадіоімунологічного аналізу включає в себе 5 основних етапів:
І.піпетування і змішування реагентів *АГ.АТ.АГ;
2.інкубація;
3.розподілення вільних і зв ' язаних фаз. Вільна фаза:-*АГ і АГ, не зв'язані з АТ, зв'язана фаза: комплекс *АГ+АТ+АГ;
4.вимірювання радіоактивності комплексу -*АГ+АТ+АГ;
5.розрахунок результатів вимірювань і їх інтерпретація.
Під час першого етапу радіоімунологічного аналізу в аналітичні пробі в буферний розчин додаються:
І. в першу групу пробірок /10-20/ точно дозований немічений антиген - стандарт /різні розведення/ - для побудови калібруючої кривої;
2.в другу групу пробірок /80-90/ досліджувані проби /наприклад, сироватки крові хворих/;
3.в перші і другі пробірки додають сироватку, яка містить антитіла і мічений антиген, після чого вміст пробірок ретельно перемішується.
Другий етап /інкубація/- необхідний для досягнення динамічної рівноваги імунологічної реакції в існуючому середовищі: *АГ+АТ+АГ *АГ-АТ-АГ.
В цей період мічені і немічені антигени конкурують між собою за зв'язок зі специфічним антитілом. Час, необхідний для рівноваги, різний, від декількох хвилин до декількох діб.
На третьому етапі проводиться розділення вільної і зв'язаної фаз інкубаційного середовища. Вільна фаза являє собою не зв'язаний з антитілом мічений та немічений антигени. Зв'язана фаза - це комплекс *АГ+АТ+АГ. Наприклад, молекули вільного антигена можливо адсорбувати - активованим вугіллям, а комплекс антиген-антитіло осаджувати спиртом.
На четвертому етапі РІА проводиться радіометрія зв'язаної фази або вільної.
На п'ятому етапі за результатами вимірювання радіоактивності стандартних проб будують колібровочний графік, який показує залежність між радіоактивністю комплекса *АГ+АТ+АГ від кількості неміченого антигена-стандарта.
В цьому графіку по осі ординат відкладається відносна радіоактивність стандартних проб, а по осі абсцис кількість досліджуваної речовини, яка є в цих пробах. Далі на графіку по радіоактивності проби сироватки хворого знаходять відповідне їй значення кількості досліджуваної речовини. Переваги РІА.
1.Висока чутливість, яка дозволяє визначати мінімальні кількості речовин /10-9- 10-12 г/мл/.
2.Висока специфічність – здібність системи вимірювати тільки одну, строго визначену субстанцію, зумовлена принципом імунологічних реакцій.
З.Висока точність(воспроізводимість одержаних результатів) та відтворюваність методу.
4. Висока надійність – здібність визначати істину кількість речовини.
5.Простота виконання аналізу.
6.Можливість автоматизації більшості етапів РІА.
7.Відсутність променевого навантаження на організм хворого.
8.Висока клінічна інформативність.
9.Можливість транспортування та зберігання /по 6-12 місяців/
біоматериалу.
Для організації радіоімунологічної лабораторії потрібні такі прилади:
1.Радіометр з колодязним сцинтиляційним кристалічним детектором. При реєстрації b-випромінювання використовуються рідинні детектори бета-частинок.
2.Центрифуга з охолодженням.
3.Холодильник з температурою в камері зберігання не нижче - 18°. 4.Автоматичні піпетки для дозування реагентів.
Класи речовин, що визначаються з допомогою РІА.
1.Пухлинні маркери, наприклад, альфафетапротеїн /АФП/. 2.Білки, наприклад, тіроксин - зв'язуючий глобулін /ТЗГ/. 3.Гормони, наприклад, тіротропін /ТТГ/. 4.Нейропептиди, наприклад, бета-ендорфін. 5. Жовчні кислоти, наприклад, глікохолева кислота. 6. Вітаміни, наприклад, вітамін В12. 7.Біологічно активні речовини, наприклад, брадикінін. 8.Ліки і антибіотики. 9.Аміноглікозиди, наприклад, амікоцин. ІО. Ферменти, наприклад, амілаза. 11.Алергени, наприклад, харчових, пилових речовин.
Іммунорадіометрічний аналіз відрізняється від радіоіммунологічного аналізу практично тільки тим, що для нього мітять не антиген, а антитіло.
Переваги: 1.молекули антитіл більш крупні, відносно стабільніші і не так підтверджені ушкодженню в процесі йодування; 2.антитіла знаходяться у комплексі з іммуносорбентами і їх антигензвязуючи ділянки захищені
Недоліки: 1.приготування основних реагентів займає багато часу і потребує високої технічної кваліфікації; 2.витрачаються великі кількості реагентів, в зв’язку з чим метод не може бути використан при дефіциті реагентів;3.метод не пригідний для систем, в яких комплекс антиген-антитіло володіє високої константної дисоціації, оскільки добавлення надміру іммобілізованого антитіла наприкінці інкубації може порушити рівновагу первинної реакції антиген-антитіло.
Конкурентне білкове зв’язування(КБЗ). При вимірюванні концентрації деяких речовин в системі радіотестування in vitro заміст антитіл застосовують натуральні специфічні зв’язуючи білки: транспортні білки плазми або рецепторні білки. Останні дозволили розробити методи близки до РІА і названі конкурентним білковим зв’язуванням (КБЗ) і радіо рецепторним аналізом.
Радіорецепторний аналіз. Метод заснований на конкурентному зв’язуванні міченої і неміченої речовини (наприклад пролактину) специфічними мембранними рецепторами (наприклад із молочних залоз вагітної крільчихи).
Перевага: зв’язуючи агенти легко доступні.
Недоліки:1. КБЗ мають менш високі константи сродства, тому вони менш чутливі до низьких концентрацій визначаемої речовини; 2.при КБЗ необхідно видаляти перекрестно реагуючи білки і інші перекрестно реагуючи агенти, а антитіла самі вибірково зв’язують антигени.
Пристрої для дослідження часових характеристик транспортування індикатора в організмі
Всю апаратуру для дослідження часових параметрів розподілу індикатора в організмі - тобто апаратуру для так званих динамічних досліджень ділять на дві групи. До першої відноситься гама - хронографи загального типу - пристрої, які дозволяють вивчати тільки тимчасові параметри характеру надходження, накопичення і виведення з органу радіонукліду - радіографи.
Радіографи мають один або декілька сцинтиляційних детекторів, з циліндричним коліматором. На реєструючому пристрої радіографа видаються результати обстеження або у вигляді кривих з допомогою самописців, або у вигляді цифр, відображаючих число імпульсів, зареєстрованих послідовно за рівні проміжки часу. В такому вигляді дані зручні для вводу в ЕОМ з метою подальшої обробки.
З допомогою радіографів вивчається функція органів, фізіологічні процеси в яких проходять швидко: легені, нирки. Результат оформляється у вигляді кривої, яку викреслює самописець на папері. По ній, наприклад, визначається швидкість доставки по судинах радіонукліду в орган - судинний сегмент. Характер накопичення радіонукліду в паренхімі органу - секреторний сегмент, а також швидкість виділення радіонукліду з органу - екскреторний сегмент.
До другої групи належать гама - хронографи на основі гама - камери,
за допомогою яких можна одночасно досліджувати як часові, так і просторові характеристики /характер розповсюдження радіонукліду в органі/, процеси транспорту РФП, введеного в організм пацієнта. Результати вимірювання такої динаміки видають звичайно у вигляді так званого функціонального зображення, тобто у вигляді серії сцинтіграм /кадрів/ через окремі проміжки часу. Після закінчення вимірювань проводять виділення хронограм з певних зон зацікавлення. Місце знаходження, конфігурацію зон зацікавлення задають або по проміжному зображенню, або по сумарному зображенню за допомогою світлового пера. Виділені хронограми виводяться на екран телевізора у вигляді кривої, а у випадку необхідності вони надходять на ЕОМ для подальшої обробки.
Пристрої для дослідження просторового розподілення індикатору в організмі
Тепер в радіонуклідній діагностиці використовуються пристрої для топографічних досліджень тільки за гама - випромінюванням, бета - топографи використовуються рідко.
Всі гама топографічні пристрої розділяють на три групи: сканери, гама-камери і гама - томографи /емісійні і двофотонні/.
Сканери
Сканери мають детектор з малим полем зору, який дозволяє спостерігати в даний момент і виміряти радіоактивність малого об'єму досліджуваного органу. Для одержання повного зображення досліджуваного об'єкту детектор пересувають над пацієнтом за певною траєкторією. В найпростішому сканері з штриховим друком даних є штанга, на одному кінці якої закріплений сцинтиляційний детектор з коліматором, а на другому реєструючий електро-механічний пристрій, який видає результати вимірювань на папері у вигляді штрихів або цифр.
З допомогою цієї системи детектор /і реєструючий пристрій/ з рівномірною швидкістю рухається над органом по прямій лінії - рядку, поки не дійде до краю досліджуваної ділянки. Далі детектор зсувається на невелику відстань /крок між рядками/ в напрямку, перпендикулярному рядкам руху, після чого розпочинає рухатись в зворотному напрямку. При проходженні детектора через всю досліджувану частину тіла буде сформоване гама-топографічне зображення у вигляді сукупності таких штрихів, чорнобіле або кольорове, відбиваючи сумаційну плоскісну проекцію розміщення радіофармпрепаратів /РФП/ в органі.
Швидкість переміщення детектора встановлюється з врахуванням інтенсивності випромінювання. Чим більше реєструється імпульсів, тим швидше дозволяється переміщати детектор. При отриманні чорнобілого зображення, чим більше реєструється детектором імпульсів, тим частіше розміщуються один відносно одного. При одержанні кольорового зображення кількість записуваних імпульсів кодується кольором. Наприклад червоні штрихи відповідають найбільшій кількості опромінення.
При характеристиці зображення органу, записаного при скануванні, оцінюють: положення, розміри, контури, інтенсивність і структуру.
Головний недолік сканерів - значна тривалість дослідження /десятки хвилин/, обумовлена великою затратою часу на дослідження ділянок з низьким рівнем накопичення індикатора. Сканування як правило проводять тільки тихорганів, в яких накопичення індикатора закінчилося або суттєво не відрізняється на початку і в кінці запису.
Ці недоліки були усунені з уведенням в практику приладів з більшим детектором, який не потрібно рухати над органом, так як опромінення з будь-якої крапки потрапляє на детектор. Такі прилади отримали назву гама - камери.
Гама - камера
Реєстрація випромінювання на гама - камері здійснюється сцинтиляційним кристалом більш 50 см в діаметрі, що дозволяє одночасно реєструвати випромінювання зі всього обстежуваного органу. Гама - кванти, котрі випромінюють радіонукліди, накопичені в органі, генерують кванти світла в кристалі. Останні реєструються великою кількістю фотоелектронних помножувачів /ФЕП/, котрі рівномірно розташовані над поверхнею кристалу.
Електричні імпульси, отримані у ФЕУ, посилюються, виділені в дискримінаторі сигнали певної амплітуди направляються в блок аналізатора, котрий утворює спалахисвітла на екрані телевізора. Координати крапки, що світиться на екрані телевізора, співпадають з координатами світлового спалаху в сцинтиляторі, тобто відповідають положенню атома радіонукліда в органі. Таким чином на екрані телевізора виникає радіонуклідна сцинтіграма, котру потім друкують з допомогою принтерів. Сцинтиляційний кристал оточений свинцевою оболонкою, яка захищає детектор від попадання в нього стороннього випромінювання. Для реєстрації випромінювання переважно в межах заданого поля зору попереду кристалу встановлюють діафрагмуючий пристрій - коліматор. Захисна свинцева оболонка, сцинтиляційний кристал та коліматор утворюють детектуючу голівку гама - камери. Голівка закріплена на штативі, який дозволяє встановлювати її в вибраному положенні. Детектуюча голівка електрично зв'язана з пультом управління, де розташовані системи накопичення, обробки та представ-лення даних.
В процесі накопичення даних сцинтіграфії формується цифрова матриця зображення, елементами якої є числа зареєстрованих гама - квантів. Матрицю зображення найчастіше формують з 64х64 = 4096 елементів зображення.
ЕОМ приладу дозволяє проводити по заданих програмах різні математичні операції з числами, які знаходяться в комірках пам'яті та таким шляхом здійснювати обробку даних сцинтіграфії у відповідності із завданням дослідження /сумація вмісту комірок пам'яті; віднімання фону; виділення зон інтересу і т.п./.
Розрізняють статичну та динамічну сцинтіграфію. При проведенні статичної сцинтіграфії виготовляють невелику кількість зображень органу переважно для вивчення морфологічних показників, до останніх відносяться: положення органу відносно анатомічних орієнтирів, його розміри, форма, характер контурів, структура. Про структуру судять по виявленню ділянок з підвищеним чи пониженим накопиченням радіонукліду /"гарячі" і "холодні" ділянки/.
В принципі кожна сцинтіграма в тій чи іншій мірі характеризує функцію органу, оскільки радіофармпрепарати накопичуються і виділяються переважно нормальними і активно функціонуючими клітинами. Тому статична сцинтіграма - це функціонально-анатомічне зображення.
При дослідженні швидкоплинних процесів використовують динамічну сцинтіграфію. При цьому записують зображення безпосередньо або через деякі проміжки часу і зображують на цілій серії кадрів. Інтервали між кадрами вибирають з урахуванням швидкості досліджуваних процесів. Дані динамічної сцинтіграфії можуть бути представлені у вигляді гістограми чи безперервних кривих, відображаючих процеси в досліджуваному органі або зонах інтересу. Такі криві будуються автоматично на дисплеї ЕОМ або на папері принтеру.
Радіонуклідна емісійна томографія
Застосовується для дослідження просторового розподілення індикатора в організмі. Прилад складається з двох сцинтиляційних детекторів, блоку фото помножувачів, схеми формування координатних і Z-сигналів /часових/, які захищені свинцевою оболонкою, що охороняє детектор від сторонніх випромінювань. Перед сцинтиляційним детектором встановлюється змінний коліматор.
Всі разом вони утворюють детектуючі голівки.
Детектуючі голівки закріплені на штативному пристрої, на якому вони обертаються навколо пацієнта в момент дослідження. Детектуючі голівки електрично пов'язані з пультом управління емісійного томографа, а також системою накопичення, обробки та видання даних.
За характером випромінювання, використованого радіонукліда всі емісійні томографи розподіляють на однофотонні і позитронні /двохфотонні/.
Вибір радіофармпрепаратів при однофотонній томографії здійснюється таким же чином, як і при звичайній сцинтіграфії. В процесі накопичення даних сцинтіграфії формується матриця зображення. Після чого ЕОМ використовує цю інформацію для побудови зображення на дисплеї. Після кожного вимірювання характеру розподілу радіонукліда в організмі детектор обертається на невеликий кут навколо повздовжньої осі об'єкту і далі ЕОМ відновлює двомірне розподілення індикатора в площині поперечного зрізу об'єкту. Якщо після цього зсунути об'єкт вздовж його повздовжньої вісі на деяку відстань і повторити все вимірювання, то буде одержане таке ж зображення для другого поперечного зрізу об'єкту. Набір зображень для різних зрізів дозволяє відновити об'ємне розподілення індикатора в досліджуваній частині тіла пацієнта або навіть в усьому тілі.
Іншим різновидом емісійних комп'ютерних томографів є прилади для дослідження просторового розподілу позитронних випромінювачів. До них належать короткоживучі радіонукліди: 11С/Т1/2 -період напіврозпаду -20,4 хв,/, 13 N/T1/2 –10 хв./.150/T1/2 – 2,03хв./,18F/T1/2 -110 хв./, які одержують на циклотроні. Випромінювані цими нуклідами позитрони анигілюють поблизу атомів з електронами. При анигіляції пара позитрон - електрон зникає, утворюючи два гама-кванти /з енергією 511 КЕВ/, розлітаючись в суворо протилежних напрямках. Ці два кванти реєструються двома протилежно розміщеними детекторами. Вони підключені до пристрою відбору співпадаючих сигналів.
Позитронна емісійна томографія /ПЕТ/ видає більш чітку інформацію про розподілення РФП ніж звичайна сцинтіграфія за допомогою гама - камери. Але просторове розрішення ПЕТ гірше, ніж на КТ і МРТ, в той час чутливість його дуже велика. При ПЕТ вдається констатувати зміни витрат глюкози, яка помічена 11С в "очному центрі" головного мозку при відкриванні ока. В зв'язку з цим ПЕТ використовується при дослідженні найтонших метаболічних процесів в мозкові, майже до розумових. ПЕТ використовується для вивчення порушень фізіологічних, біохімічних і транспортних процесів при ранній діагностиці патологічних станів.
Але позитронно-активні радіонукліди дуже швидко розпадаються. До того ж вони всі циклотронного походження. Тому ПЕТ
