Изотопы в медицине: Радиоактивные изотопы в медицинеИзотопная продукция медицинского назначения

Содержание

Радиоактивные изотопы в медицинеИзотопная продукция медицинского назначения

Радиоактивные изотопы были впервые использованы в медицине для диагностических процедур в начале 1930-х годов. Это, в конечном счете, заложили основу для ядерной медицины. Эта статья будет охватывать всю информацию относительно процедур и применения этих изотопов в медицине.

Радиоактивные Изотопы

Изотопы определяемых как типы элемента, которые имеют одинаковый атомный номер и положение в периодической таблице. Они имеют сходные химические свойства, но различные атомные массы и физических свойств. Радиоактивными являются те, которые имеют нестабильное число протонов и нейтронов. Эта нестабильность создается нейтронно-активационный, в котором нейтронов, захваченных в ядра атома приводит к избытку нейтроноизбыточных ядер. Циклотроны используются для производства богатой Протон радиоактивных изотопов. Ядра изотопа испускают частицы, такие как Альфа, бета или позитронов и фотонов, гамма-лучи, для достижения энергетической стабильности во время радиоактивного распада.

Что такое ядерная Медицина?

Это отрасль медицины, которая использует радиацию, чтобы предоставить информацию, о функционировании определенного органа в человеческом теле, или в лечении заболевания. Это собранных данных дает точную и оперативную диагностику заболевания. Радиоактивные изотопы используются для формирования изображения щитовидной железы, кости, сердце, печень и многие другие органы. Они также помогли в лечении пораженных органов и опухолей.

Наиболее часто используемый пример такого изотопов технеция-99, что составляет 80% от процедур ядерной медицины. Только в США более 18 миллионов процедур ядерной медицины записываются в год.

В 1930-х годах ученые использовали радиоактивные изотопы для измерения необходимой дозы вводят радиоактивный йод, когда локализуется в щитовидной. Был счетчик Гейгера, используемый для оценки излучения от шеи и сделать для дальнейшей диагностики. Настоящий прорыв произошел с изобретением гамма-сцинтилляционной камеры в 1950-х годах, Хэла гнев, американский инженер.

Это устройство позволило сделать использование радиоактивных изотопов в медицине, в основном для диагностики и лечения возможных заболеваний или заболеваний.

Первые изотопы были использованы как инструмент для диагностики, выявления и лечения заболеваний щитовидной железы как зоб. Существует многочисленные исследования в области ядерной медицины, которые привели к многочисленным открытиям и изобретениям ультра острые методов диагностики и системы визуализации. Существует 5 Нобелевских премий присуждено за разнообразные открытия и изобретения в ядерной медицине. В Позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) сканирования был первый диагностический инструмент придумал Питер Альфред Вольф, который использовал радиоактивные изотопы в медицине. Этим изобретением последовали КТ (компьютерная томография) и МРТ (магнитно-резонансная томография).

Методы Диагностики

Большинство методов с использованием радиоактивных трассеров, который испускает гамма-лучи из тела. Эти короткоживущие, которые связаны с химическими соединениями, и они помогают в проработке конкретных физиологических процессов. Режим управления этими трассерами являются инъекции, вдыхании или пероральном путях. Одиночные фотоны детектируются с помощью гамма-камеры, которое обеспечивает представление органам с разных ракурсов. Изображение строится на камеру с точки, через которые излучение испускается. Компьютер помогает в укреплении имиджа, который рассматривается врача на экране, и помогает ему обнаружить любую патологию в органе.

В томографию, позитронно-излучающих радионуклидов вводят путем инъекции, которая накапливается в ткани-мишени. При распаде радионуклида, испускаемых позитронов, которые сочетают с близлежащими электронами, в результате излучение гамма-лучей, которые легко идентифицировать, путешествуя в противоположном направлении. Домашнее животное камера улавливает эти лучи, и обеспечивает точное указание их происхождения. Самая распространенная роль эти проверки в отношении радиоактивных изотопов фтора-18; он используется в качестве индикаторного при онкологии.

Он является наиболее эффективным неинвазивным методом для выявления и оценки раков. Этот метод используется также для сердца и мозга.

ПЭТ и КТ, были объединены, чтобы сделать новую процедуру, которая обеспечивает на 30% более точный диагноз. Позиции и концентрация изотопов в организме также могут быть обнаружены с помощью этих методов. Таким образом, неисправность орган может наблюдаться, если изотоп поглощается частично в орган, известный как ‘холодного пятна’, или в избытке называемых «горячих точек». Когда серию снимков за определенный период времени, он помогает в обнаружении неправильно необычным рисунком или скорость изотопного движения.

Радионуклидная терапия (РНТ)

Применение радиоактивных изотопов в медицине включает радионуклидной терапии. Раковые клетки можно контролировать или даже устранить путем облучения области роста опухоли. Дистанционная лучевая терапия, также известный как внешнее облучение проводится с помощью гамма-лучей, испускаемых радиоактивным кобальтом-60 источник. В развитых странах использование универсальных линейных ускорителей используется.

Внутренние радионуклидная терапия предполагает введение небольших источников излучения, как гамма-или бета-излучатель в целевой области. Брахитерапия или малой дальности терапия в основном использует йода-131 для лечения рака щитовидной железы. Он также помогает при лечении доброкачественных заболеваний щитовидной железы. В случае рака мозга или рака молочной железы, Иридий-192 является предпочтительным. Эти изотопы производятся в виде проволоки, и вводят через катетер в целевой области. Имплантация провода удаляется после того, как соответствующие доза введена. Преимущества этой техники включают в себя более конкретные, чем меньше воздействие радиации на организм, и является экономически эффективным.

Смертельную дозу радиации дается к пациенту, чтобы убить все дефектные клетки костного мозга, перед заменой со здоровыми детьми, в случае лечения лейкоза. Стронций-89 и Самарий-153 используется, чтобы обеспечить облегчение боли вызванной раком. Новый радиоактивный изотоп используется для терапии боли является Рений-186.

Для контроля дисперсных типов рака, так называемый метод целевых Альфа-терапия (ТАТ) используется. В этой технике, короткий-диапазон высокоэнергетических выбросов Альфы не позволили войти в целевые раковые клетки, после того, как перевозчик принял Альфа-излучающих радионуклидов в целевой области. Имеются положительные результаты лабораторных исследований, которые привели путь для клинических испытаний для лечения заболеваний как лейкоз, кистозная глиома, меланома и.

Биохимический Анализ

Радиоактивные изотопы могут быть легко обнаружены, даже если они присутствуют в низкой концентрации. Это помогло в использовании этих изотопов в медицине, для молекул маркировки биологических проб в пробирке. Существует множество тестов, которые помогают обнаружить составляющие крови, сыворотки, мочи, гормонов, антигенов и препаратов, связав их с изотопами. Такие тесты называются radioimmuni-анализы.

Диагностические радиофармпрепараты

Все органы в законе о теле по-разному из-за присутствия конкретных химических веществ поглощается им. Эти знания помогают разработать диагностические радиофармпрепараты для изучения кровотока в головном мозге и функционирования органов, таких как сердце, легкие, печень, почки, кости (избыточная роста), и т. д. Это также помогает в прогнозировании последствий хирургического вмешательства и оценки изменений после начала лечения. Эта неинвазивная технология помогает в наблюдении за функции органов и диагностики патологий без пациент испытывает любая форма дискомфорта. Наиболее широко используется радиоактивный изотоп Технеция-99м, который имеет возможность исчезнуть без следа после завершения испытания, в короткие сроки. Таллия-хлорид-201 или Технецием-99 используется в визуализации Перфузии миокарда, для выявления и прогнозирования ишемической болезни.

Терапевтические радиофармпрепараты

Излучение обладает способностью ослабить или уничтожить неисправно клетки при определенных медицинских условиях. Радиоактивный элемент, который может генерировать излучение локализуется на орган-мишень с помощью своих обычных биологических путь или крепления элемента к любой биологической смеси. Бета-излучение часто используется для уничтожения поврежденных клеток. Это называется радионуклидной терапии (РНТ) или лучевой терапии. Йод-131 используется в лечении аномальных условиях, таких как гипертиреоз. Фосфор-32 используется, чтобы управлять болезнью под названием ‘истинная Полицитемия’, где избыток красные кровяные клетки производятся в костном мозге. Обширные исследования ведутся во всем мире, чтобы узнать о новых способах учета использования радионуклидов в лечении многих заболеваний.

Существует множество радиоактивных нейтронов богатых и Протон богатых изотопов, которые производятся в ядерных реакторах и циклотронах. Есть много факторов, которые определяют выбор этих изотопов в медицине. Дозировку и период полувыведения требует изучения многих факторов. Применение радиоактивных изотопов в медицине растет день ото дня с точными результатами.

Это также помогает в ранней диагностике и режим лечения для пациентов, особенно для тех, кто страдает от рака и опухолей. Перед проведением лучевой терапии, убедитесь, что вы поговорите с вашим врачом относительно всех вопросов, связанных с методами.

Источник: npnn.ru

Благое жало

Рыночная судьба
Оценки стоимостного объема рынка изотопов сильно различаются; их cреднее значение — порядка $ 10 млрд. Большая часть рынка приходится на радионуклиды, применяемые в ядерной медицине. Хотя многие изотопы относятся к тому или иному сектору рынка по характеру своего использования, ряд нуклидов применяется в совершенно разных областях; наиболее значимый пример — кобальт‑60 — самый универсальный изотоп с точки зрения отраслевого использования. Причина в том, что он оптимально сочетает несколько свойств для создания наиболее компактных, мощных и относительно долговечных радионуклидных источников гамма-излучения. Не случайно, как было показано выше, он широко применяется в агропромышленном комплексе, индустрии и медицине (впервые был применен для терапии в 1951 году).

При этом используется кобальт‑60 с разной удельной активностью: в гамма-ножах, оборудовании для дистанционной лучевой терапии и некоторых установках промышленной и медицинской стерилизации, где необходима высокая мощность пучка, используется материал с удельной активностью в несколько сотен Ки/г, тогда как в гамма-дефектоскопах, уровнемерах и прочих изотопных приборах может применяться кобальт‑60 с намного меньшей удельной активностью.

Мировой спрос на этот изотоп — 60−100 млн кюри в год; стоимостной объем рынка — до $ 200 млн. Наибольшее количество кобальта‑60 нарабатывается в Канаде облучением стабильного кобальта‑59 в реакторах CANDU атомных станций «Брюс» и «Пикеринг» (раньше кобальт с высокой активностью производился на одном из крупнейших в мире исследовательских реакторов NRU в Чок-Ривер; в перспективе значимым источником изотопа может стать канадская АЭС «Дарлингтон»). Кроме того, кобальт‑60 производится в реакторах CANDU-6 в Южной Корее, Китае и Аргентине, а также в России в реакторах РБМК, реакторах на комбинате «Маяк» и на исследовательских установках в НИИАРе (небольшой объем материала с высокой массовой активностью). Росатом планирует существенно расширить свою долю в мировом производстве высокоактивного кобальта‑60 за счет его наработки на Белоярской АЭС: для производства этого изотопа лучше всего подходят реакторы с быстрым спектром нейтронов; у Росатома имеются уникально большие мощности такого рода.

Ранее канадские реакторы покрывали свыше 2/3 мирового спроса на кобальт‑60, однако после остановки NRU и расширения производства в России пропорции изменились. Ныне в Российской Федерации нарабатывается около 1/3 глобального объема кобальта‑60. Значительная часть этого изотопа (включая произведенный в России) поступает на рынок через канадскую компанию Nordion. Материал с наибольшей удельной активностью проходит через канадскую же фирму Best Theratronics Ltd. (ранее входившую в одну группу с Nordion), которая является одним из мировых лидеров по производству мощных установок для дистанционной лучевой терапии и другого оборудования, где используются нуклидные ИИИ с кобальтом‑60.

В различных рыночных нишах альтернативой кобальту‑60 до некоторой степени служит цезий‑137. Он применяется, например, в лучевой терапии, стерилизации, радиографии, измерительном оборудовании и т. д. Основной производитель этого изотопа — Росатом. Госкорпорация также является ключевым или монопольным поставщиком ряда трансуранидов — источников нейтронов и альфа-излучения, таких как «широко используемые в узких областях» америций‑241, плутоний‑238, калифорний‑252.

Также «многоотраслевой» профиль у иридия‑192: он применяется в брахитерапии и в промышленной радиографии для контроля сварных швов, где иногда служит альтернативой кобальту‑60 (однако в этой области его недостатком можно считать короткий период полураспада: источники с иридием‑192 требуют частой замены).

Крупнейший сектор изотопного рынка — медицинский, где применяется или испытывается около полусотни нуклидов и свыше двухсот сертифицированных радиофармпрепаратов на их основе. Многие из таких изотопов вне здравоохранения практически не используются, поэтому по праву называются медицинскими. На медицинский профиль приходится более ¾ рынка радиоизотопов.

Рынок медицинских изотопов растет средними темпами около 5% в год, прежде всего благодаря развитию ядерной медицины, некоторые сегменты которой имеют двузначную ежегодную динамику в процентах. В мире уже работают десятки тысяч установок для двухмерной сцинтиграфии и ОФЭКТ, ПЭТ, стереотаксической хирургии и брахитерапии. Радионуклидная диагностика стала будничным, широко доступным методом медицинского обследования в развитых государствах, где она нередко включена в базовую медицинскую страховку. Через такие процедуры ежегодно проходит более 1−2% процентов населения; каждый год в мире проводится порядка 50 млн таких обследований. К ним добавляется на порядок меньший (но быстро растущий) объем терапии средствами ядерной медицины, значительная часть которого предусматривает использование нуклидов для лечения или квазиоперативного вмешательства.

Среди всех изотопов особо важное место занимает технеций‑99m, служащий радиометкой в большинстве наиболее широко распространенных диагностических процедур (прежде всего ОФЭКТ) и занимающий больше половины рынка медицинских изотопов; он также применяется вне медицины, например, помогает проводить мониторинг сточных вод и жидких отходов. Учитывая специфику получения и доставки этого нуклида и короткие периоды полураспада самого технеция‑99m и его исходного изотопа молибдена‑99 (см. Таблицу 1), необходимы регулярное производство, доставка и обратный вывоз генераторов технеция из мест его использования с частотой один раз в 10−15 дней для большинства точек потребления на планете.

Вся эта разветвленная и интенсивно функционирующая система доставки сходится всего в нескольких центрах производства: бóльшая часть молибдена‑99 в нынешнем столетии нарабатывалась менее чем на десяти (в отдельные периоды на трех-четырех) исследовательских реакторах. Из-за необходимости совмещать научные программы с интенсивной производственной деятельностью они были вынуждены периодически (раз в месяц и чаще) останавливаться на перегрузку топлива и профилактические процедуры. Чтобы в таких условиях обеспечивать надежность поставок на необходимом уровне, производителям приходилось постоянно держать часть мощностей (до ~50%) в резерве, то есть они сильно недогружались (сложилась постоянная координация действий игроков этого рынка друг с другом). Поскольку часть производимого продукта постоянно и неминуемо теряется по дороге и в процессе потребления из-за естественного распада, для этого рынка было характерно регулярное и значительное перепроизводство.

Наработка молибдена‑99 и первоначально возникающее из него количество технеция‑99m более чем в 4 раза превышают номинальный объем конечного потребления последнего: его принято мерить в так называемых шестидневых кюри или беккерелях (терабеккерелях в планетарном масштабе), которые отражают активность равновесной смеси изотопов по прошествии примерно одного периода полураспада молибдена‑99 после его наработки и целой «серии» полураспадов возникающего технеция‑99m; иными словами, в расчетах используется многократно заниженный объем производства с учетом неминуемых потерь. К этому нужно добавить еще одно производственное звено, усложняющее поставку: химическую переработку облученного материала для извлечения из него и очистки молибдена‑99. Поскольку накопление и длительное складирование «скоропортящегося» товара невозможны, рынок молибдена‑99/технеция‑99m крайне чувствителен к любым колебаниям предложения и реагирует на сбои практически в режиме реального времени.

На таком фоне в нынешнем веке большинство главных реакторов — наработчиков молибдена‑99 (это BR‑2 в Бельгии, NRU в Канаде, HFR в Нидерландах, Safari‑1 в ЮАР, LVR‑15 в Чехии, Maria в Польше, OSIRIS во Франции, а также реакторы в России, Австралии и Аргентине) приблизились к критическому полувековому возрасту или перешагнули его, а для двух из них (канадского NRU и французского OSIRIS, на которые в совокупности приходилось свыше 20% мировых мощностей поставки молибдена‑99) был запланирован и впоследствии осуществлен вывод из эксплуатации. Неудивительно, что в этой ситуации на рынке сложилась крайне нервная обстановка, при которой любое потенциальное сокращение предложения отзывалось кризисом в умах потребителей, даже если до реальных, серьезных перебоев дело не доходило. В результате за последние десять лет рынок молибдена‑99/технеция‑99m (читай, весь рынок медицинских изотопов и ядерной медицины) испытал несколько стрессов, приведших к его частичной перестройке.

После реального кризиса поставок, который случился в 2009—2010 годах, все участники рынка начали готовиться к возможному дефициту молибдена‑99, в частности, планировать создание замещающих мощностей или наращивание производства. Так, на крупнейшем рынке США (около половины мирового потребления) власти приняли меры по восстановлению отечественного производства этого изотопа (наработка молибдена‑99 в Соединенных Штатах прекратилась в 1989 году; с тех пор и до начала текущего года весь объем этого ключевого товара импортировался).

В 2012 году США приняли так называемый закон «О производстве медицинских изотопов в Америке», который предусматривал государственную поддержку проектов частного бизнеса в этой сфере, а также дополнительные меры по переводу наработки молибдена‑99 на мишени из низкообогащенного урана. В результате возникло множество проектов организации производства молибдена‑99/технеция‑99m, из которых четыре получили бюджетные деньги на условиях государственно-частного партнерства. Отличительной чертой возникшего «молибденового бума» стало развитие разнообразных альтернативных технологий, в том числе в рамках госпрограмм. В 2018 году было официально запущено первое за три десятилетия производство молибдена‑99 в США — на базе нереакторной технологии, созданной компанией NorthStar.

Между тем к сегодняшнему дню стало ясно, что предсказания безудержного роста спроса на молибден‑99 и перспективы его дефицита оказались преувеличенными. В реальности рынок прошел критические события без существенных потерь и в последние годы сбалансировался. Исходя из оценок NEA (которая на протяжении нынешнего десятилетия регулярно изучала рынок молибдена‑99 и координировала с его участниками меры по предотвращению дефицита), спрос на этот изотоп к 2017−2018 годам установился на уровне ~17 500−18 000 шестидневных терабеккерелей в год (по сравнению с ~23 000 шестидневных ТБк/год в начале десятилетия). То есть реальный спрос снизился более чем на 20%, что компенсировало выбытие части мощностей и помогло рынку достичь равновесия; как признала NEA в своих докладах в 2017—2018 годах, предложение молибдена‑99 теперь покрывает спрос с приемлемым запасом, хотя по-прежнему возможны временные дефициты поставок.

Такая адаптация рынка была обусловлена оптимизацией потребления молибдена‑99, а также сдвигом в сторону использования других изотопов (о чем ниже). Не следует сбрасывать со счетов и тенденцию к удорожанию технеция‑99m в связи с возникшим на рынке напряжением, расширением циклотронного производства и заменой ВОУ на НОУ при реакторном производстве молибдена‑99.

Между тем на фоне неурядиц вокруг молибдена‑99 на рынке медицинских изотопов обозначилось несколько трендов, которые определят его развитие в среднесрочной перспективе.

Прежде всего, сам рынок непрерывно растет на фоне поступательного развития ядерной медицины. Это происходит за счет ее дальнейшего расширения в традиционно передовых в этой сфере регионах (США, Канада, Европа, Япония, Австралия и др.), а также опережающего развития новых географических рынков — прежде всего в Азии. Хотя оценки объема глобального рынка ядерной медицины сильно разнятся, многие эксперты предсказывают его увеличение до середины 2020-х годов на десятки процентов.

Происходят и качественные сдвиги в этом секторе. Во-первых, на фоне роста ОФЭКТ (в которой чаще всего применяются технеций‑99m, а так же таллий‑201, галлий‑67, йод‑123, рений‑186, индий‑111, ксенон‑133) опережающими темпами увеличивается сектор ПЭТ (двухзначные проценты прироста в некоторые годы по факту и согласно ряду прогнозов). Благодаря этому развивается применение изотопов — излучателей позитронов: фтора‑18, рубидия‑82, галлия‑68, углерода‑11, азота‑13, кислорода‑15; среди них сегодня абсолютно преобладает первый, производимый централизованно и локально на циклотронах.

Во-вторых, растут масштабы лучевой терапии, которая кое-где выходит из разряда второстепенных сегментов рынка ядерной медицины. Это происходит во многом благодаря радиоизотопным приложениям: развитию радиоиммунной терапии, брахитерапии, гамма-ножа, радионуклидных облучательных технологий и пр. Так, продолжает расширяться брахитерапия, где наиболее востребованы йод‑125, цезий‑131, палладий‑103, иридий‑192.

В радиоиммунной терапии сегодня чаще всего применяются йод‑131, иттрий‑90, лютеций‑177, эрбий‑169, самарий‑153, рений‑186, стронций‑89. Среди них по-прежнему преобладает традиционный в этой сфере йод‑131, но быстрее, чем на другие бета-излучающие изотопы, растет спрос на лютеций‑177. Между тем на фоне сохраняющегося активного спроса на бета-эмиттеры намечается технологическая перестройка радиоиммунной терапии: переход к применению альфа-эмиттеров и разработка принципиально новых технологий — нейтронзахватной, фотонзахватной и пр. Пионером клинического применения среди альфа-эмитеров стал радий‑223, который несколько лет назад первым среди таких изотопов начал использоваться на крупнейшем рынке — в США. Следующие на очереди — другие альфа-излучатели, такие как актиний‑225/висмут‑213, производить которые собирается, в частности, американская компания NorthStar, и свинец‑212, ставку на который делает французская Orano Med, уже построившая небольшие демонстрационные мощности во Франции и США.

Реструктуризация на рынке радионуклидов ведет к перестановкам в сегменте стабильных изотопов, емкость которого сегодня оценивается в $ 250−300 млн в год. В частности, сдвиг в сторону ПЭТ и циклотронной наработки ряда медицинских радионуклидов делает более востребованными некоторые стабильные изотопы, такие как кислород‑18 (из него производят главную радиометку для ПЭТ — фтор‑18). Другой пример: развитие нейтронзахватной терапии в ее основном варианте с бором (а существуют и варианты, например, с гадолинием‑157) может расширить применение стабильного изотопа бор‑10, который и без того востребован в других секторах атомного рынка.

Практическое использование изотопов в медицине.

Слайд 1

Презентация по теме : «Применение радиоактивных изотопов в медицине»

Слайд 2

Применение радиоактивных изотопов разнообразно и многообразно. Трудно представить все возможности ее использования. Человечество делает первые шаги в использовании атомной энергии в мирных целых, но уже сегодня понятно, что атомная энергия является мощным средством технического прогресса. Целью моей работы является исследование реального применения атомной энергии в медицине

Слайд 3

Метод радиоактивных изотопов позволяет на практике использовать свойства радиоактивных элементов. Этот метод использует тот факт, что по химическим и многим физическим свойствам радиоактивный изотоп неотличим от устойчивых изотопов того же элемента. Метод радиоактивных изотопов нашел весьма широкое применение в медицине. Значительный вклад в разработку методов ранней диагностики заболеваний с помощью введения в организм радиоактивных изотопов внесли российские ученые. Так, Г. Е. Владимиров (1901- 1960), известный биохимик, одним из первых применил радиоактивные изотопы (меченые соединения) для изучения обменных процессов в нервной и мышечной тканях. Первые опыты по практическому применению данного метода были осуществлены биологами В. М. Клечковским и В. И. Спицыным. Радиоизотопные методы диагностики основаны на том, что в кровь, в дыхательные пути, пищеварительный тракт вводятся радиоактивные изотопы – вещества, обладающие свойством радиоактивного излучения (чаще всего это гамма-лучи). Данные изотопы находятся в смеси с веществами, которые накапливаются преимущественно в том или другом органе. Радиоактивные изотопы, таким образом, являются своего рода метками, по которым уже можно судить о наличии тех или иных препаратов в органе.

Слайд 4

Со60 (кобальт) применяется для лечения злокачественных опухолей, расположенных как на поверхности тела, так и внутри организма. Для лечения опухолей, расположенных поверхностно (например, рак кожи), кобальт применяется в виде трубочек, которые прикладываются к опухоли, или в виде иголочек, которые вкалываются в нее. Трубочки и иголочки, содержащие радиокобальт, держатся в таком положении до тех пор, пока не наступит разрушение опухоли. При этом не должна сильно страдать здоровая ткань, окружающая опухоль. Если опухоль расположена в глубине тела (рак желудка или легкого), применяются специальные γ -установки, содержащие радиоактивный кобальт. Такая установка создает узкий, очень мощный пучок γ -лучей, который направляется на то место, где располагается опухоль. Облучение не вызывает никакой боли, больные не чувствуют его.

Слайд 5

Камера радиографическая цифровая для флюорографических аппаратов КРЦ 01- «ПОНИ»

Слайд 6

Маммограф современная маммографическая система, с низкой дозой облучения и высокой разрешающей способностью, которая обеспечивает высококачественное изображение молочной железы необходимое для точной диагностики

Слайд 7

Цифровой флюорографический аппарат ФЦ-01 «Электрон» предназначен для проведения массового профилактического рентгенологического обследования населения в целях своевременного выявления туберкулеза, онкологических и других легочных заболеваний при малой лучевой нагрузке.

Слайд 8

компьютерный томограф Компьютерная томография – метод послойного рентгенологического исследования органов и тканей. Она основана на компьютерной обработке множественных рентгеновских изображений поперечного слоя, выполненных под разными углами.

Слайд 9

Брахитерапия — не радикальная, а практически амбулаторная операция, в ходе которой в пораженный орган мы вводим титановые зерна, содержащие изотоп. Этот радиоактивный нуклид убивает опухоль насмерть. В России пока только четыре клиники выполняют такую операцию, две из которых в Москве, одна в Обнинске и одна у нас, в Екатеринбурге, хотя страна нуждается в 300—400 центрах, где применяли бы брахитерапию.

Слайд 10

В человеческих сердцах обнаружены следы атомных взрывов Самые глубокие следы атомных взрывов хранят сердца людей, рожденных в 50-е годы прошлого века

Слайд 11

Ядерные испытания в атмосфере помогли доказать, что живой «насос», перекачивающий кровь, сам восстанавливает свои поврежденные ткани Еще несколько лет назад принято было считать, что нервные клетки не восстанавливаются. Мол, у человека их столько, сколько получено от рождения. И с возрастом больше не становится. Только меньше — ведь нервные клетки безвозвратно погибают. Выяснилось, что это не так. И новые нейроны способны появляться в процессе жизни. И про сердце думали, что оно не способно к регенерации. Но это стойкое медицинское заблуждение опроверг Ратан Бхардваж — Мы показали, что в сердце взрослого человека вырастают новые клетки, — заявляет ученый. Сделать открытие исследователю помогли ядерные испытания в атмосфере, которые проводились в 50-е годы прошлого века. Тогда они сильно изгадили окружающую срежу радиоактивным изотопом — углеродом-14 . Но его уровень упал, после того, как в 1963 году запретили взрывать атомные бомбы в атмосфере.

Слайд 12

Радиоактивные изотопы помогли установить время, когда у людей появлялись новые сердечные клетки Сердечные клетки людей, заставших наземные ядерные взрывы, «всосали» изотоп в повышенной концентрации. Его-то ученые и использовали для так называемого радиоуглеродного датирования живых тканей. Углерод-14 позволил определить возраст клеток. И оказалось, что они — клетки сердца — появлялись в разное время. То есть, наряду со старыми рождались и новые. По оценкам Бхардважа и его коллег, сердце 25-летнего человека способно изготавливать новорожденные клетки в количестве до 1 процента в год от массы органа. К 75 годам производительность «фабрики» падает до 0,45 процента.

Слайд 13

Опасности и осложнения радиоизотопных исследований . Во время исследования больной получает определенную дозу радиации. Эта доза не превышает тех уровней радиоактивного излучения, которым подвергается организм при рентгенографии грудной клетки, компьютерной томографии. Следует также знать, что применяемые в исследованиях радиоактивные изотопы быстро выводятся из организма и не оказывают, таким образом, повреждающего действия. В ряде государств изготавливаются радиофармацевтические препараты, используе6мые для протонно-ионной и бор-нейтроннозахватной терапии и ранней диагностики онкологических и других заболеваний, а также в качестве анестетиков. Итак , радиоактивные изотопы нашли своё применение в медицине вообще и в хирургии в частности. Сегодня достаточно широко радиоактивные изотопы используются как для многообразных методов диагностики (для обнаружения, распознавания и локализации внутренних злокачественных образований), так и для терапии болезней человека. РДИ имеют свои достоинства, среди которых следует выделить увеличение экономической и экологической безопасности, снижение стоимости и улучшение эксплуатационных характеристик. Метод использования радиоактивных изотопов для диагностики и лечения в хирургии постоянно совершенствуется и развивается, о чем свидетельствует динамика его использования в крупных городах России, в целом в Российской Федерации и развитых странах.

Слайд 14

Литература И.Аладьев «Атомная энергия и ее применение в мирных целях» С.Фейнберг «Исследовательские реакторы» В.Дуженков « Использование радиации в химической промышленности» Г.Иордан «Использование излучений радиоизотопов в измерительной технике» М. Розанов «Применение радиоизотопов в медицине»

Слайд 15

Подготовила : ученица 9 В класса МОУ «Гимназия №20» г. Саранск Барцаева Виктория

Ядерная медицина: какие болезни помогают выявлять и лечить радиоактивные изотопы | Программы | ОТР

Павел Румянцев

руководитель отдела радионуклидной диагностики и терапии, заместитель директора по инновационному развитию эндокринологического научного центра Министерства здравоохранения Российской Федерации

Максим Митченков: Здравствуйте, в эфире «Медосмотр» – это диагностика нашего здравоохранения, температура общественного мнения, наболевшие вопросы и полезные советы. Ядерная медицина – одно из самых инновационных направлений, где при лечении и диагностике используются радиоактивные изотопы. С помощью последних врачам удается диагностировать онкологические заболевания на той стадии, когда их еще не регистрирует обычный томограф, ранняя диагностика этих заболеваний значительно увеличивает шансы больного на выздоровление, ведь даже когда врачи знают, что у больного рак, чтобы назначить правильное лечение, важно определить первичный очаг опухоли. О возможностях ядерной медицины мы решили узнать у руководителя отдела радионуклидной диагностики и терапии, заместителя директора по инновационному развитию эндокринологического научного центра Министерства здравоохранения Российской Федерации Павла Олеговича Румянцева. Павел Олегович, здравствуйте!

Павел Румянцев: Здравствуйте!

Максим Митченков: Прежде всего объясните, что такое ядерная медицина?

Павел Румянцев: Ядерная медицина – это то, что связано с радионуклидными изотопами, это диагностика, то есть изучение, что происходит в организме, с помощью этих радиоактивных изотопов, помеченных этими радиоактивными изотопами препараты, какие-то вещества, метаболические какие-то соединения, либо, если есть хорошее накопление этих изотопов в патологических очагах, то есть хорошие перспективы для лечения этими же изотопами, но в больших количествах…

Максим Митченков: И что это дает, такой анализ, такая диагностика?

Павел Румянцев: Это дает знания о том, как устроена эта болезнь: во-первых, началась ли она? Если началась, то какой она интенсивности? Какие патологические последствия этой болезни в организме? Например, в случае онкологических заболеваний – это метастазы…

Максим Митченков: А я так понимаю, онкологические заболевания – это первое, где применяется такой метод?

Павел Румянцев: Наиболее востребовано, пожалуй, да, онкология является наиболее востребованной сферой для ядерной медицины сегодня во всем мире. С помощью этих изотопов мы изучаем, по сути, метаболизм, мы изучаем метаболизм, например, заболеваний щитовидной железы – это то, с чего начиналась ядерная медицина, щитовидная железа использует такой элемент, как йод, радиоактивный йод имеет несколько вариантов: от короткоживущих до длинноживущих изотопов и прекрасное средство для изучения метаболизма щитовидной железы или заболеваний, исходящих из нее. Если мы говорим о других заболеваниях, то там тоже нарушен метаболизм, в частности, метаболизм глюкозы нарушен в онкологических клетках, в большинстве, которые теряют дифференцировку, и это да возможность изучить, где находятся эти опухолевые очаги, сколько их и насколько они активны, насколько они метаболически активны по отношению к этому изотопу.

Максим Митченков: То есть, получается диагностика более точная и более точно можно подобрать методы лечения?

Павел Румянцев: Оно увеличивает точность диагностики, несомненно, оно дает новые возможности изучения метаболизма опухоли, а значит новых подборов индивидуальных средств лечения, их комбинаций для каждого конкретного пациента – в этом главное преимущество этого метода.

Максим Митченков: А эти изотопы, как они, вообще, воздействуют на человеческий организм?

Павел Румянцев: Изотопы распадаются в человеческом организме и выводятся через органы выведения.

Максим Митченков: Уже после непосредственно анализа, да?

Павел Румянцев: Совершенно верно, после того как мы их ввели, они претерпевают деградацию – они начинают выводиться…

Максим Митченков: А есть опасности?

Павел Румянцев: Могу Вас сразу уверить, что то, что показывают по телевизору в качестве последствий лучевых различных отравлений, например, как недавно был случай в Лондоне – это всё скорее экстримы, это лучевая болезнь, это то, что мы никогда не видим в медицинской практике, медицинское облучение абсолютно безопасно для человеческого организма и более того, ядерная медицина и методы радионуклидной диагностики – во много раз меньше лучевая нагрузка, чем компьютерная томография, к примеру.

Максим Митченков: А если брать химиотерапию: например, после химиотерапии наблюдается облысение у людей, здесь, при ядерной медицине такого нет?

Павел Румянцев: Никогда.

Максим Митченков: Никаких побочных эффектов не бывает?

Павел Румянцев: Нет.

Максим Митченков: Я так понимаю, вот так выглядит техника современная, похожа она на томограф, но эффект совершенно другой, да?

Павел Румянцев: Вы абсолютно правы, она очень похожа на томограф и сзади там есть томограф, то есть задний контур, вот эта апертура круглая – это и есть компьютерный томограф. Это новая технология, которая сейчас применяется, называется она: гибридная технология или гамма-камера, совмещенная с компьютерным томографом. То, что ближе к нам – это и есть детектор гамма-камеры: изучение распределения радиации в человеческом организме, а то, что идет за ней – это компьютерный томограф. При совмещении этих технологий мы можем наслаивать функциональную информацию: знания метаболизма на структурную патологию – это бесценная информация, которая дает привязку к органам, к системам дает возможность прицельно лечить пациента.

Максим Митченков: Прицельно лечить каким образом?

Павел Румянцев: Подбором соответствующего лечения: если заболевание системное и потребуется какой-то химиопрепарат, то, зная метаболизм этой опухоли или процесса, мы подбираем селективный препарат, и этот же метод потом является методом оценки эффективности лечения и безопасности лечения в том числе. Если мы говорим о каком-то локальном процессе, где может быть использована лучевая терапия, то, соответственно, уже сразу начинается прицеливание к этому очагу с целью подобраться к нему лучом. Если это хирургическая патология, которая лечится ножом, то мы уже четко знаем, где она находится, на какой глубине и какой степени распространенности.

Максим Митченков: На этой картинке, насколько я понимаю, у нас расчет непосредственно того, какое количество изотопов нужно ввести или какие изотопы нужно ввести?

Павел Румянцев: Это очень важный момент: если мы говорим об излучении, которое рентгеновское или УЗИ, оно неионизирующее, рентгеновское – это всегда, конечно, облучение тела и возможны побочные эффекты, если его много, разумеется, здесь используется очень небольшое излучение. Радиацию нужно четко считать и для каждого пациента, Вы видите, высчитывается до тысячных долей количество радиации, которые мы вводим, потому что принцип: необходимо и достаточно дать минимально необходимое для того, чтобы получить адекватную картинку, получить информацию – это первый принцип ядерной медицины, мы никогда не вводим на всякий случай или давайте посмотрим получше – нет, есть строгие совершенно четкие нормативы и у каждого человека они соблюдаются, как Отче наш, потому что наша задача, конечно – это радиационная безопасность, один из столпов ядерной медицины – это радиационная безопасность.

Максим Митченков: А что нужно человеку, чтобы пройти такую диагностику, какое-то специальное направление, как-то специально готовиться?

Павел Румянцев: Это пациент может пройти по обычному направлению от своего лечащего врача, может пройти по ОМС, если исследование сложное и не входит в тариф ОМС, как дополнительное более сложное, он его оплачивает дополнительно, большинство исследований входит в программу добровольного медицинского страхования и в Москве, например, позитронно-эмиссионная томография входит в программу ОМС, и постоянно, слава Богу, программа ОМС расширяется, у нас возможность оказывать пациентам более доступную и, в общем-то, бесплатную медицинскую помощь современную, как и во всем мире.

Максим Митченков: И в завершение несколько советов нашим телезрителям, давайте еще раз напомним, что н стоит бояться ядерной медицины и советы людям, которые, например, хотят обратиться за помощью к таким специалистам.

Павел Румянцев: Методы ядерной медицины сегодня от рутинных методов диагностики, например, патологий щитовидной железы, до экспертных методов диагностики, например, онкологии, входят в спектр династических инструментов при огромном количестве заболеваний: онкология, неврология, кардиология, эндокринология и на сегодняшний день – это то, что должны назначать и не бояться назначать врачи, лечащие врачи, знать, во-первых, о том, какая информативность, какие возможности этих методов, и не должны бояться пациенты, потому что, повторюсь: лучевая нагрузка при этих методах в разы меньше, чем при обычной компьютерной томографии, которую никто не боится, и это удивительно, что это так сложилось, но видимо, это и наша вина, потому что мы недостаточно информации доносим до нашего населения с точки зрения медицинского…

Максим Митченков: Вот, что мы сейчас и делаем…

Павел Румянцев: Я считаю, мы на верном пути.

Максим Митченков: Спасибо, что помогли донести эту информацию, успокоили наших телезрителей, давайте пожелаем развития ядерной медицины и спасибо Вам огромное за эти советы!

Павел Румянцев: Спасибо Вам, что пригласили!

Максим Митченков: Это был «Медосмотр» на ОТР.

Применение радиоактивных изотопов в медицине.

Радиоактивные изотопы в медицине.

Двадцатый век и начало двадцать первого века – это время научно-технического прогресса, различных нано технологий, технической вооружённости общества, а значит это очень непростое время отношений человека и окружающей среды. Эти отношения воздействия общества на природу ставят перед человечеством целый ряд новых, чрезвычайно острых проблем, в первую очередь — экологическую. Сегодня экологическую ситуацию в мире можно охарактеризовать как близкую к критической. Следствие этого — рост заболеваемости и смертности населения, обусловленный ухудшением среды обитания (возросла смертность недоношенных и аномальных детей; у новорожденных отмечаются раковые заболевания; у взрослого населения участились болезни крови, лёгких, костных тканей и др.). «Вклад» экологического фактора в ухудшение здоровья людей оценивается на уровне 10 — 30%, при этом по онкологическим заболеваниям — около 50%.

Как это ни печально, но тенденция роста показателей онкологических заболеваний сохраняется. Ни в мире, ни в России нет высокоэффективных методик лечения онкологических заболеваний, болезни легких, костных тканей и других. Как показывает практика, здесь эффективную помощь человеку могут оказать радиоактивные изотопы или, как их ещё называют, меченые атомы. Особенно на стадии ранней диагностики.

Впервые идея использования радиоактивных изотопов в медицинских целях пришла в голову изобретателю циклотрона Эрнесту Лоуренсу, который работал вместе со своим младшим братом Джоном, медиком и директором Биофизической лаборатории в Беркли. 24 декабря 1936 года Дж. Лоуренс использовал радиоактивный изотопом фосфора, искусственно полученный на циклотроне, для лечения 28 летней пациентки страдающей хроническим лейкозом. Помимо этого, Джон Лоуренс с успехом использовал изотопы для лечения раковых больных, в том числе своей матери, у которой был неоперабельный случай заболевания раком. После курса лечения она прожила еще 20 лет (!). Так Джон Лоуренс стал отцом ядерной медицины, а Беркли – колыбелью новой науки.[4]

Метод меченых атомов (радиоактивных изотопов) в медицине.

Метод меченых атомов позволяет на практике использовать свойства радиоактивных элементов. Этот метод использует тот факт, что по химическим и многим физическим свойствам радиоактивный изотоп неотличим от устойчивых изотопов того же элемента. В то же время радиоактивный изотоп легко может быть опознан по своему излучению (с помощью, например, газоразрядного счетчика). Добавляя к исследуемому элементу радиоактивный изотоп и улавливая в дальнейшем его излучение, мы можем проследить путь этого элемента в организме. Меченые атомы, как правило, представляют собой радиоактивные, реже стабильные, нуклиды, которые используются в составе простых или сложных веществ для изучения химического, биологического и других процессов с помощью специальных методов.

Метод меченых атомов нашел весьма широкое применение в медицине. Значительный вклад в разработку методов ранней диагностики заболеваний с помощью введения в организм меченых атомов внесли российские ученые. Так, Г. Е. Владимиров (1901- 1960), известный биохимик, одним из первых применил радиоактивные изотопы (меченые соединения) для изучения обменных процессов в нервной и мышечной тканях. Первые опыты по практическому применению данного метода были осуществлены биологами В. М. Клечковским и В. И. Спицыным. В настоящее время широко используется метод сканирования — метод радиоизотопной диагностики с применением сканеров, или подвижных детекторов излучения, дающих изображение (в виде “штрихов”) распределенных в организме радиоактивных изотопов посредством “построчного” обследования всего тела или его части. В качестве радиоактивного изотопа чаще всего применяют изотоп ⁹⁹Тс, который используют в диагностике опухолей головного мозга, при исследовании центральной и периферической гемодинамики. В частных случаях также используют изотопы золота ¹⁹⁸Au (для исследования раковых опухолей в критических ситуациях), йода (для диагностики заболеваний щитовидной железы).

Для радиоизотопной диагностики используются чрезвычайно короткоживущие нуклиды: Углерод-11 (¹¹С), Т = 20,4 мин.; Азот-13 (¹³N), T = 10,0 мин.; Кислород-15(¹⁵O), T = 2,1 мин.; Фтор-18 (¹⁸F), T = 109 мин.; Рубидий-82 (⁸²Rb), T = 1,25 мин. и другие.

Радиоизотопные исследования проводятся для достижения двух целей: 1) для получения изображения органов при их воспалительных, опухолевых нарушениях; 2) для оценки функции того или иного органа или системы и ее изменения при разных болезнях.

Радиоизотопные методы диагностики основаны на том, что в кровь, в дыхательные пути, пищеварительный тракт вводятся радиоактивные изотопы – вещества, обладающие свойством радиоактивного излучения (чаще всего это гамма-лучи). Данные изотопы находятся в смеси с веществами, которые накапливаются преимущественно в том или другом органе. Радиоактивные изотопы, таким образом, являются своего рода метками, по которым уже можно судить о наличии тех или иных препаратов в органе.

Департамент здравоохранения Москвы — Как московские медики-ядерщики проверяют сердце с помощью изотопов

Ядерная медицина становится все более распространенной формой диагностики заболеваний в Москве. Корреспондент ТАСС побывал в четверг в отделении радиоизотопной диагностики НИИ имени Н. В. Склифосовского, где он узнал, как доза радиации помогает выявлять болезни сердца, а также то, почему этот метод в будущем может обогнать популярные ныне УЗИ, ЭКГ, МРТ и флюорографию.

Медицина и инновации

Случай пенсионера Виктора Синдеева не из простых. У него мультифокальный атеросклероз (одновременное поражение сосудов сердца, мозга и крупных артерий). В НИИ имени Н. В. Склифосовского он попал после двух инфарктов.

«Врачи долго не могли поставить диагноз, а я сердечник со стажем. На восьмом десятке не так просто постоянно ходить в поликлинику на УЗИ, ЭКГ и флюорограмму», — сетует пациент.

Пенсионера подбодрила старшая медсестра отделения Татьяна Седова. По ее словам, в настоящее время технологии в столичном здравоохранении продвинулись далеко, они позволяют получить изображения пораженных органов там, где не в силах помочь старые методы.

«Флагманским в области ядерной медицины является радионуклидное исследование организма при помощи изотопов. Процедура проходит в максимально сжатые сроки, она безвредна для здоровья. Останавливающим фактором является только вопрос стоимости, так как для исследования необходимы дорогостоящие препараты и оборудование, некоторые из них не производят в России. Не все медицинские учреждения могут себе это позволить», — отметила она, провожая Синдеева в процедурную для подготовки к исследованию.

Возможности ядерной медицины доступны в области онкологии, эндокринологии, кардиологии, травматологии, нефроурологии, добавил главный специалист по лучевой диагностике департамента здравоохранения Москвы Сергей Морозов. В Москве пройти радиодиагностику можно в 40 учреждениях, но в будущем возможности ядерной медицины станут для столицы повсеместными.

Морозов напомнил, что в НИИ имени Н. В. Склифосовского также проводят операции с использованием радиохирургической установки Гамма-нож для лечения доброкачественных и злокачественных опухолей в полости черепа. Операцию делают без разрезов кожи и трепанации черепа.

Польза или вред

Использование радионуклидов в медицине у многих вызывает вопросы, связанные с их воздействием на организм человека, рассказывает главный научный сотрудник отделения радиоизотопной диагностики НИИ имени Н. В. Склифосовского Наталья Кудряшова.

«Людей пугают слова «ядерная медицина», «изотопы». Но задумайтесь, что при этом виде диагностики лучевая нагрузка на пациента в несколько раз меньше, чем во время той же флюорографии», — сказала она.

Как правило, в своей работе специалисты применяют изотоп технеций-99, который имеет минимальную дозу лучевого воздействия на организм.

Чтобы предоставить данные о пораженном органе, технеций-99 должен попасть в кровь пациента, но не один, а в связке с лекарством-проводником, этот медикамент обеспечит мгновенную доставку изотопа к определенному органу, добавила Кудряшова. Синдеев — сердечник, поэтому для него заготовлена доза радиации с добавлением препарата «Технетрил», чувствительного именно к сердцу.

В процедурную, где медсестра сделала Синдееву инъекцию с радиоактивным веществом, журналистов не пустили. «Пациент — источник радиоактивного излучения. Без надобности посторонним лучше не подвергаться воздействию изотопов», — предупредила она.

Сердце в трехмерном изображении

После внутривенного введения инъекции больного направили в кабинет для сканирования организма при помощи Гамма-камеры. На проведение исследования у медиков есть полчаса. После этого радиоактивный препарат начнет самостоятельно выводиться из организма.

Гамма-камера занимает практически все пространство кабинета. Она имеет внушительные размеры и визуальное сходство с оборудованием для проведения магнитно- резонансной томографии. «Раздевайтесь, снимайте ювелирные украшения и устраивайтесь поудобнее», — предложил специалист по лучевой диагностике. Принявшему лежачее положение Синдееву закрепили на груди электроды.

Посредством издаваемых электродами импульсов камера просканировала Синдеева и распознала радиоактивное вещество, которое к этому времени достигло области сердца через кровоток. Через мгновение из множества снимков, полученных Гамма-камерой в разных проекциях и под разными углами, компьютер создал трехмерную модель сердца. Разные участки органа подсвечиваются на экране «холодными» и «теплыми» пятнами, значение которых понятно только специалисту.

По заверению пенсионера, воздействия Гамма-камеры он на себе не почувствовал, «только стеснялся немного» от повышенного внимания со стороны журналистов. «Если бы все процедуры были такие простые и безболезненные! Лежишь, а машина все за тебя делает», — поделился впечатлениями пациент и поспешил поинтересоваться у врача результатами исследования.

«Позднее, — сухо ответил медик. — Когда посторонние выйдут. Врачебная тайна».

По его словам, историю болезни и данные исследования изучат клиницисты. Это иногда занимает не один день. Затем будет сформирована индивидуальная тактика лечения. На ироничный вопрос Синдеева «Жить буду?» врач ответил: «Сотню лет еще, как минимум».

Ссылка на публикацию: http://tass.ru/obschestvo/5080344

Использование радиоактивности в медицине — Справочник химика 21

В настоящее время радиационно-химические реакции используются в химической промышленности в производстве различных полимеров и некоторых других химических продуктов, в медицине при лечении ряда заболеваний.

В пищевой промышленности перспективным является использование радиоактивного излучения, главным образом р- и у-лучей, для стерилизации, пастеризации и дезинсекции пищевых продуктов пищевого сырья, для задержания прорастания картофеля при его хранении. [c.102]
Современная медицина немыслима без использования этого метода. Широко применяются радиоизотопы золота. Четырнадцать радиоактивных изотопов золота могут быть получены как бомбардировкой нейтронами, протонами, дейтронами, а-частицами, так и при воздействии у-излучением на мишени из природного золота, включающего устойчивый изотоп эAu. Используют также элементы иридий, платину, ртуть, таллий. Наиболее широко применяют радиоактивные изотопы золота 1 «Аи и 1 >Аи. Изотоп золота » Au Ру ожно получить, например, в результате следующих ядерных реак- [c.73]

Использование радиоактивных изотопов. Радиоактивные изотопы нашли широкое применение в различных областях науки и техники. Они используются в приборах промышленного контроля, например для выявления дефектов в металлах и сплавах и определения уровня жидкости в закрытых емкостях. Ценным методом научного исследования стал метод меченых атомов. Метод заключается в том, что к исследуемому элементу добавляют в незначительном количестве радиоактивный изотоп, по излучению которого судят о поведении элемента в тех или иных процессах и о его содержании в объемах или на поверхности раздела веществ. В медицине радиоактивные изотопы используют для диагностики и лечения. С помощью радиоактивных изотопов определяют возраст углеродосодержащих материалов, горных пород Земли и космических тел. [c.403]

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАДИОАКТИВНОСТИ В МЕДИЦИНЕ [c.461]

Кроме стабильных изотопов вое элементы триады железа имеют искусственные радиоактивные изотопы. Хорошо известно практическое использование радиоактивного Со (тип ядра 4п, жесткий у-излуча-тель с энергией излучения 1,3 МэВ), получаемого из стабильного > Со облучением нейтронами. Период полураспада °Со Тц2 = 5 лет) удобен для использования этого изотопа 1в медицине для радиологического лечения злокачественных опухолей, а также ири анализе металлических изделий (у-дефектоскопия) с целью обнаружения в них трещин, раковин И других неоднородностей. Вместе с тем надо отметить, что °Со — один из самых опасных радионуклидов (жесткое излучение, большая продолжительность жизни). [c.114]

Применение радиоактивных изотопов. Кроме широко известного использования урана и трансурановых элементов в ядерной энергетике и в производстве ядерного оружия, актиноиды и другие радиоактивные элементы находят многообразные применения в медицине, промышленности, быту и научных исследованиях. [c.393]

Теперь ядерная химия превратилась в обширную и важную отрасль науки. Удалось получить лабораторными методами примерно 1000 радиоактивных нуклидов (изотопов), тогда как природных открыто только 272 устойчивых нуклида и 55 неустойчивых (радиоактивных). Использование радиоактивных изотопов в качестве меченых атомов стало ценным методом научных исследований, в частности в медицине. Управляемое высвобождение ядерной энергии дало новый важный источник энергии. [c.607]

Ядерная медицина, базирующаяся на использовании радиоактивных изотопов в форме радиофармацевтических препаратов (РФП), источников излучения закрытого типа, а также на внешнем облучении, позволяет проводить многие исследования, диагностические и терапевтические процедуры лучше, проще и быстрее, чем любые другие традиционные методы. В некоторых случаях методам ядерной медицины вообще нет альтернативы. Эффективность этих методов основана на достижениях таких фундаментальных наук, как ядерная физика, химия, биология, а также результатах развития техники ускорителей и новых диагностических систем (сцинтиляционные камеры, однолучевые и позитрон-эмиссионные томографы, низкоэнергетические детекторы типа многопроволочных камер и т.д.). В настоящее время для научно-исследовательских, диагностических и терапевтических целей применяют около 200 различных радиоактивных изотопов, период полураспада которых составляет от нескольких минут до нескольких лет. Эти изотопы имеют преимущественно искусственное происхождение за счёт образования в реакциях взаимодействия заряженных частиц или нейтронов с веществом мишени. Радиоактивные изотопы получают в ядерных реакторах (реакторные изотопы), на ускорителях (циклотронные изотопы) и с помощью генераторов короткоживущих изотопов (генераторные изотопы). Некоторые изотопы, в основном изотопы долгоживущих и трансурановых элементов, могут быть получены при переработке отработавшего ядерного топлива. [c.548]

С каждым годом растет применение изотопов в научных исследованиях, медицине и народном хозяйстве. Использование радиоактивных изотопов в ряде случаев ограничено вследствие вредного действия их излучений на объект исследования и необходимости иметь специальные-условия для работы с радиоизотопами. Поэтому во многих случаях в качестве меченых атомов все шире применяются стабильные изотопы. Кроме того, некоторые элементы (азот, кислород) вообще не имеют радиоактивных изотопов, пригодных для использования в качестве индикаторов. [c.232]

Кроме использования в качестве меченых атомов, радиоактивные изотопы в настоящее время все шире применяются и как источник излучений в технике для просвечивания металлических изделий (гамма-дефектоскопия), в контрольно-измерительной аппаратуре, в химии — для возбуждения некоторых реакций без повышения температуры, в частности процессов полимеризации, для борьбы со статическим электричеством в промышленности (радиоактивные ионизаторы), в медицине — для лечения злокачественных опухолей, для стерилизации различных препаратов и пр. [c.543]

Радиоактивные изотопы получают в специальных установках, а также в ядерных реакторах, после чего изотопы передают с соблюдением строгих мер предосторожности для использования в народном хозяйстве, в научно-исследовательских организациях и в медицине. [c.83]

Одним из видов применения радиоактивных изотопов в медицине является использование их в качестве источников излучения для лечебного воздействия на организм. В одних случаях пользуются внешними источниками излучения, расположенными вне облучаемого объекта, в других—источник излучения в том или ином состоянии вводят непосредственно в облучаемую ткань. Среди источников последнего типа большое значение имеют коллоидные препараты радиоизотопов, вводимые различными путями внутрь организма. [c.35]

В 70-е годы отмечается резкое возрастание интереса к использованию комплексонатов радиоактивных металлов, в частности технеция-99, для диагностических исследований в медицине. Начало 80-х годов отмечено появлением второго поколения хелантов для диагностики — бифункциональных комплексонов органических молекул, способных одновременно образовывать прочные соединения с катионами-метками и протеинами, а также развитием работ по использованию комплексонов для ингибирования солеотложения в нефтедобывающем и энергетическом оборудовании. [c.10]

В последние годы интерес к аналитической химии кобальта сильно возрос. Это обусловлено разнообразными новыми применениями кобальта и его соединений. Общеизвестно использование кобальта в качестве легирующего компонента специальных сплавов с высокой твердостью и термостойкостью. Многие соединения кобальта обладают высокой каталитической активностью и служат катализаторами синтеза различных химических соединений. Радиоактивные изотопы кобальта широко применяются в медицине. Ряд сложных органических соединений кобальта влияет на обмен вешеств у растений и животных и т. п. Все ъто привело к необходимости разработать новые методы качественного обнаружения и количественного определения кобальта как основного компонента и примеси в технических и биологических материалах весьма разнообразного состава. Особое внимание в работах последних лет обращено на развитие методов определения следов кобальта. Для этого в настоящее время используются главным образом спектрофотометрические, кинетические и электрохимические методы анализа. Много исследований посвящено также синтезу новых органических реагентов для определения кобальта и изучению оптимальных условий их применения. [c.5]

Обогащение стабильных изотопов для получения радионуклида 1. Одной из основных сфер приложения обогащённых стабильных изотопов является их использование в качестве стартового материала для получения радиоактивных изотопов различного назначения. Крупномасштабной наработке радиоизотопов для медицины препятствовали ограниченные возможности электромагнитного метода разделения и высокая цена получаемых изотопов. Центробежный метод разделения сделал изотопные материалы не только более доступными, но и предоставил новые возможности, в том числе и по получению радионуклида для ядерной медицины. [c.212]

Вовлечение в оборот продуктов деления повышает экономическую эффективность работы АЭС, открывает возможность реализации новых технологий в науке, промышленности и медицине. Сегодня наметилась тенденция всё более полного использования осколочных радионуклидов, что в определённой степени смягчает проблему обращения с радиоактивными отходами. Анализ рынка радионуклидов показывает, что рост их производства в ближайшие годы во всём мире не только насущен или необходим, а это уже состоявшаяся реальность. [c.530]

Повышение удельной активности радионуклида Ре. Монохроматическое мягкое рентгеновское излучение с энергией 5,9 кэВ (период полураспада — 2,7 года), характерное для радиоактивного изотопа Ре, делает его перспективным для использования в различных областях техники, науки и медицины. Однако из-за сильного самопоглощения излучения, обуславливаемого его малой энергией, требуется повышение удельной активности данного радионуклида в источниках излучения. Радиоактивный изотоп Ре применялся в приборах космической навигации и в составе оборудования для анализа элементного состав пород, залегающих в районе посадки автоматических станций Венера-13 , Венера-14 . Препараты, содержащие Ре, хорошо зарекомендовали себя при применении в компактных приборах для проведения рентгеноструктурного анализа в полевых геологических исследованиях и в биомедицинских исследованиях для лечения ряда болезней облучением 7-квантами низкой энергии. [c.533]

Введение. Применение радионуклидов (PH) в науках о жизни имеет важнейшее значение на современном этапе. В настоящее время известно около 2300 радиоактивных изотопов, из которых более 200 применяют в различных областях науки, техники, медицины. Наиболее широкое использование PH находят в ядерной медицине и биохимии, а в последние годы — для оценки состояния окружающей среды в связи с становлением экологии как науки. Исследовательские и практические работы с применением PH ведутся, в частности, по таким направлениям как [c.328]

Началом истории генераторов радионуклидов принято считать время начала использования естественной пары радий — радон (1920 г.) для получения радиоактивного газа применяемого в медицине [c.399]

Введение. Одной из наиболее заметных тенденций развития современной медицины являются опережающие темпы внедрения новых диагностических методов, в особенности неинвазивных, основанных на использовании последних достижений науки и техники. Среди таких методов следует отметить диагностический тест дыхания, сущность которого состоит в применении различных препаратов, меченых радиоактивными или стабильными изотопами. Препарат, принимаемый пациентом, претерпевает в организме изменения, связанные с протеканием биохимических реакций в разных органах. Спустя некоторое время препарат частично или полностью разлагается и выводится из организма. Содержащийся в препаратах углерод в процессе реакций обмена окисляется и выводится из организма через лёгкие в виде углекислого газа в выдыхаемом воздухе. Если изотопный состав содержащегося в препарате углерода отличен от природного, то в углекислоте выдыхаемого [c.465]

Наибольшей чувствительностью и селективностью из ионизационных детекторов обладает электронозахватный детектор (ЭЗД). Для определения электронного сродства органических соединений в 1957 г. Ловелок [52] предложил ЭЗД, основанный на захвате тепловых электронов в камере с радиоактивным источником. Было установлено, что сродство некоторых вешеств к электронам (табл. VHI.6) с тепловыми энергиями часто бывает связано с их биологической активностью. Последующие успехи в использовании ЭЗД для анализа органических, металлорганических и неорганических соединений, для анализа токсикантов и пестицидов показали пригодность этого детектора для точных количественных измерений. Именно поэтому ЭЗД находит все большее применение в химии, биологии, медицине, пищевой промышленности, сельском хозяйстве и экологических исследованиях [1 ]. [c.413]

Получение и использование. Радий собственных минералов не имеет и выделяется при переработке урановых руд. Металлический радий получают электролизом галогенидов. Радий и его соли в настоящее время имеют весьма ограниченное применение. Его используют в качестве эталонного источника а- и у-излучений и радона. В медицине используется как у-источник при лечении злокачественных опухолей, кожных заболеваний и в некоторых других случаях, где требуется небольшая доза радиоактивного излучения. Интересно отметить, что малые концентрации радия усиливают ферментативное образование сахарозы в листьях. [c.308]

Большое значение имеют комплексоны в биологии и медицине. Эти соединения достаточно эффективны при выведении из живых организмов токсичных металлов, в том числе радиоактивных изотопов и продуктов их распада. Они применяются также для удаления радиоактивных веществ с зараженных ими поверхностей. Использование комплексонов и комплексонатов в некоторых отраслях сельского хозяйства дает возможность регулировать содержание металлов в почвах и предотвращать хлороз растений. Кроме того, комплексоны широко применяются в текстильной, кожевенной, пищевой, бумажной промышленности, в производстве металлов, лаков, красок, каучуков, в очистке нефти, воска, жиров и т. д. [c.10]

Выше отмечалось, что в настоящее время в окружающей среде в рассеянном виде присутствует большое количество радионуклидов искусственного происхождения, что является следствием их выпадений после ядерных испытаний, выбросов атомных транспортных и энергетических установок, использования радиоактивных материалов в науке, технике и медицине. Для контроля за содержанием радионуклидов в гфи-родньгх объектах в основном находят применение методьг радиохимии и у-спектрометргш, реже — а- и р-спектрометрии 1112,113]. Даггггьге табл [c.305]

Изучение и использование радиоактивных свойств радия в большой мере способствовало исследованию строения атома и вещества. Радий служит источником альфа-частиц, которыми бомбардируют бериллиевую мишень для получения потоков нейтронов. Радий применяют для приготовления светящихся составов. Установлено, что в малых количествах радий оказывает влияние на развитие, плодоношение и урожайность многих растений, усиливает ферментативное образование сахарозы в листьях. Радий используют как источник гамма-излучения в рентгеноскопии при просвечивании металлических изделий, а также в медицине — при лечении рака, кожных болезней и др. Он служит источником для получения газа радона, который Не только широко применяется в медицине (например, для радоновых ванн), но используется также и при исследованин поверхности металлических предметов, и при поисках в природе радиоактивных элементов. [c.204]

Прпменение. Изучение и использование радиоактивных свойств Р. сыграло большую роль в исследовании строения атомов и атомных структур. В качестве источника а-частиц Р. находит применение для приготовления радий-бериллиевых источников нейтронов (нейтроны получаются при бомбардировке бериллия а-частицами). Р. применяется для изготовления светящихся красок, в качестве источника при просвечивании металлич. изделий, а также в медицине — при лечении рака, кожных и др. болезней. Установлено влияние малых количеств Р на развитие, плодоношенпе и урожайность многих растений (хлопчатника, подсолнечника, свеклы, моркови, огурцов и т. д.). Под влиянием малых концентраций Р. усиливается ферментативное образование сахарозы в листьях. Известны попытки использовать соли Р. как составную часть почвенных минеральных удобрений, Значительно нрименяют Р. как источник получения радона. [c.219]

Почти все применения ядерной науки имеют положительные и отрицательные стороны. Они помогли удовлетворить большую часть энергетических потребнос-тей, внесли важный вклад в промышленность, биологические исследовх1ния, и особенно в медицину, но в то же время радиация — одна из причин возникновения раковых опухолей (хотя и может использоваться для их же лечения). Производство и использование атомной энерти сопряжены с вероятностью аварии. С любыми радиоактивными материалами следует обращаться с предельной осторожностью. Только приборы могут определить наличие радиоактивности. Более того, все применения атомной технологии создают одну и ту же, до сих пор не решенную, проблему что делать с отходами ядерной технологии [c.299]

Стабильные нуклиды для И. и. получают методами изог топов разделения. Важное преимущество их использования-отсутствие ионизирующих излучений недостатки высокая (в большинстве случаев) стоимость препаратов, сложная техника регистрации, низкая точность определения и сравнительно высокие пределы обнаружения (не ниже 10 -10 % по массе). В случае радиоактивных И. и. пределы обнаружения тем ниже, чем меньше радионук-лида-метки. и могут достигать чрезвычайно низких значений (10″ -10″ % по массе). Это определяет широкое применение радиоактивных И. и. в химии, физике, биологии, медицине и др. областях. Большинство используемых радионуклидов — искусственные, получаемые при ядерных р-циях как продукты деления, при проведении активац. анализа, радиоактивном распаде долгоживущего материнского нуклида (см. Изотопные генераторы). Для тяжелых элемен-тов-Ра, ТЬ, В1, РЬ, Т1-обычно используют их короткоживущие радионуклиды, входящие в состав прир. радиоактив- [c.196]

Искусственные радиоактивные изотопы образуются в результате деятельности человека использование ядерной энергии в военных и мирных целях, применение радиоактивных веществ в экономике страны (промышленносгь, транспорт, сельское хозяйство, медицина, научные исследования и др.). Радионуклиды — продукты деления ядерного оружия и выбросы радиационно опасных объектов накапливаются в окружающей среде, в том числе и гидросфере. [c.307]

Трудно сказать, что имеет большее значение для успешного развития современной медицины и биологии—неорганические радиоактивные препараты или органические соединения, меченные радиоактивными изотопами. Органические препараты мало применяются в качестве лечебных средств, но зато открывают широкие возможности дпя диагностики при решении вопросов, вязанных с механизмом действия лекарственных вещ,еств, изучением функциональной деятельности различных органов. Например, использование дийодфлуоресцеина для диагностики опухоли мозга бенгальской розы—для изучения заболеваний печени и т. п. [c.135]

Самое широкое использование в качестве меченых атомов изотопы нашли в биологии и в медицине. Человеческий организм содержит такие большие количества элементов — углерода, водорода, азота, кислорода, серы и т. д., что очень трудно проводить анализ на содержание в нем небольшого количества того или иного органического вещества. Одпако органршеское соединение, в состав которого введен радиоактивный изотоп, можпо проследить в организме измерением радиоактивности. Для этой цели особенно пригоден радиоактивный изотоп С . Этот изотоп имеет период полураспада около. 5568 лет. Оп подвергается медленпому распаду с испусканием Р-лучей, и количество данного изотопа в образце можно определить измерением Р-активпостп. Большие количества этого изотопа легко можно приготовить в урановом реакторе при действии па азот медленных нейтронов [c.548]

Фатеева М.Н. Опыт клинико-диагностического применения некоторых радиоактивных изотопов в СССР. Материалы Международной конференции по мирному использованию атомной энегии., Женева, 8-20 августа 1955 г. Т. 10. С. 268-273. Радиоактивные изотопы и излучения в медицине. Объединённые Нации. — М. Гос. изд-во медицинской литературы, 1958. [c.613]

В связи с указанным, многие радиоактивные изотопы нашли широкое применение в качестве радиоактивных индикаторов, или меченых атомов. С использованием последних изучаются вопросы биологии (в частности, обмен веществ в живых организмах). Метод нашел разностороннее использование в сельском хозяйстве. Например, изотопные индикаторы позволяют наблюдать за ростом корней растений непосредственно в почве, успешно изучаются усвояемость удобрений растениями, кормов — животными и т. д. (о меченом атоме С-14 см. гл. 23, 5). Изотопные индикаторы играют важную роль в исследованиях трения, износа деталей машин, системы рациональной смазки действующих механизмов. Они позволяют дистанционно (на расстоянии) контролировать влажность зерна в потоке, плотность и толщину проката и вообще листового материала самого разнообразного характера. Для этих целей широко используется изотоп Ат (америций, моноэнер-гетический у-излучатель). В космонавтике эффективны автономные генераторы тепловой энергии, построенные на основе изотопов Ри-238, Ст-232 и Ст-244. Эти изотопы находят также применение в медицине. Радиация используется в поисках полезных ископаемых (у-каротаж). В последнее время для аналогичных целей начинают широко применять нейтроны. В качестве источника таковых для обнаружения и оценки газовых и нефтяных месторождений заслужил внимание изотоп калифорния СГ. Область практического применения радиоактивных индикаторов непрерывно расширяется. [c.23]

Начиная с работ Кюри, химики всегда играли главную роль в фундаментальных исследованиях радиоактивности и свойств ядер, а также в разработке методов применения радиоактивных веществ в других областях. Так, Нобелевская премия 1944 г. за открытие деления ядер была присуждена химику Отто Гану. В 1951 г. Нобелевская премия за открытие двух первых в Периодической системе трансурановых элементов была присуждена химику Гленну Сиборгу и его коллеге — физику Эдварду Мак-Миллану. Большая часть достижений в нашем понимании природы атомного ядра — это плод совместной работы химиков и физиков, где искусство и подходы дополняют друг друга. Более того, использование явления радиоактивности и основанных на ней методов в таких различных областях J aк биология, астрономия, геология, археология и медицина, а также в различных областях химии до сих пор было и продолжает оставаться ареной пионерских работ специалистов, получивших подготовку по ядерной химии. Поэтому ядерная химия имеет междисциплинарный характер. [c.200]

Получение и использование. В природе иттрий встречается в сложной 0М6СИ с рядом элементов, близких с ним по химическим свойствам. Поэтому выделение его связано с большими трудностями и этим объясняется дороговизна металла и его ограниченное применение. Выделяют соли иттрия из раствора смеси лантаноидов ионообменным способом и потом металл из солей восстанавливают кальцием или литием. Сочетание ценных качеств иттрия обеспечивает перспективное использование этого элемента в целом ряде новейших производств. Сплавы иттрия применяются в ядерной энергетике, самолетостроении, радиоэлектронике. Небольшие добавки иттрия улучшают действие легирующих металлов. В медицине находит применение радиоактивный изотоп У для лечения радиационным разрушением некоторых видов опухолей. [c.324]

Как радиоактивные изотопы используются в медицине

Радиоактивные изотопы, или радиоизотопы, представляют собой разновидности химических элементов, которые образуются в результате естественного распада атомов. Воздействие радиации обычно считается вредным для человеческого организма, но радиоизотопы очень ценны в медицине, особенно при диагностике и лечении заболеваний.

Ядерная медицина использует радиоактивные изотопы множеством способов. Одно из наиболее распространенных применений — это индикатор, в котором радиоизотоп, такой как технеций-99m, принимается перорально, вводится путем инъекции или вдыхается в организм.Затем радиоизотоп циркулирует по организму или поглощается только определенными тканями. Его распределение можно отследить по испускаемому им излучению. Испускаемое излучение может быть захвачено различными методами визуализации, такими как однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) или позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), в зависимости от используемого радиоизотопа. С помощью такой визуализации врачи могут исследовать кровоток в конкретных органах и оценивать функцию органов или рост костей. Радиоизотопы обычно имеют короткий период полураспада и, как правило, распадаются до того, как испускаемая ими радиоактивность может вызвать повреждение тела пациента.

Терапевтические применения радиоизотопов обычно предназначены для уничтожения клеток-мишеней. Этот подход составляет основу лучевой терапии, которая обычно используется для лечения рака и других состояний, связанных с аномальным ростом тканей, таких как гипертиреоз. При лучевой терапии рака опухоль пациента бомбардируется ионизирующим излучением, обычно в форме пучков субатомных частиц, таких как протоны, нейтроны или альфа- или бета-частицы, которые непосредственно нарушают атомную или молекулярную структуру целевой ткани.Ионизирующее излучение вызывает разрывы в молекуле двухцепочечной ДНК, вызывая гибель раковых клеток и тем самым препятствуя их репликации. Хотя лучевая терапия связана с неприятными побочными эффектами, она, как правило, эффективна для замедления прогрессирования рака или, в некоторых случаях, даже для регресса злокачественного заболевания.

Использование радиоизотопов в области ядерной медицины и лучевой терапии значительно продвинулось с момента открытия искусственных радиоизотопов в первые десятилетия 1900-х годов. Искусственные радиоизотопы производятся из стабильных элементов, бомбардируемых нейтронами. После этого открытия исследователи начали исследовать потенциальные медицинские применения искусственных радиоизотопов, работа, которая заложила основы ядерной медицины. Сегодня диагностические и терапевтические процедуры с использованием радиоактивных изотопов стали обычным делом.

Изотопы в медицине | Введение в химию

Цель обучения

Описание использования радиоактивных изотопов в медицине

Ключевые моменты

Ядерная медицина — это медицинская специальность, которая включает применение радиоактивных веществ для диагностики или лечения заболеваний.
Ядерная медицина может использоваться для изображения физиологических функций.
Помимо визуализации, радионуклидная терапия может использоваться для лечения таких состояний, как гипертиреоз, рак щитовидной железы и заболевания крови.
Общие изотопы, которые используются в ядерной визуализации, включают: фтор-18, галлий-67, криптон-81m, рубидий-82, азот-13, технеций-99m, индий-111, йод-123, ксенон-133 и таллий- 201.

Условия

ядерная медицина Отрасль медицины, в которой радиоактивные изотопы используются для диагностики и лечения заболеваний.
радиофармацевтический препарат Любое радиоактивное вещество, используемое в качестве лекарственного средства.
физиологические, относящиеся к науке о функциях живых систем.

Ядерная медицина — это медицинская специальность, предполагающая применение радиоактивных веществ для диагностики и лечения заболеваний.

В процедурах ядерной медицины радионуклиды соединяются с другими элементами с образованием химических соединений. Эти радиофармпрепараты после введения пациенту могут локализоваться в определенных органах или клеточных рецепторах.Это свойство радиофармпрепаратов позволяет ядерной медицине визуализировать масштабы болезненного процесса в организме. Эти изображения основаны на клеточных функциях и физиологии, а не на физических изменениях в анатомии ткани. Следовательно, при некоторых заболеваниях исследования ядерной медицины могут выявить проблемы со здоровьем на более ранней стадии, чем другие диагностические тесты.

Диагностика

В ядерной медицинской визуализации радиофармацевтические препараты принимают внутрь, внутривенно или перорально.После этого внешние детекторы захватывают и формируют изображения из излучения, испускаемого радиофармпрепаратами. Этот процесс не похож на диагностический рентген, когда внешнее излучение проходит через тело и формирует изображение. Ядерная медицина отличается от большинства других методов визуализации тем, что диагностические тесты в первую очередь показывают физиологическую функцию исследуемой системы, в отличие от традиционной анатомической визуализации, такой как КТ или МРТ.

Сканирование всего тела с йодом-123 Эти изображения представляют собой сканированные изображения, используемые при оценке рака щитовидной железы с использованием изотопа йода-123.

Общие изотопы, которые используются в ядерной визуализации, включают: фтор-18, галлий-67, криптон-81m, рубидий-82, азот-13, технеций-99m, индий-111, йод-123, ксенон-133 и таллий- 201.

Лечение

Помимо визуализации, радионуклидная терапия может использоваться для лечения таких состояний, как гипертиреоз, рак щитовидной железы и заболевания крови. Радиофармпрепараты, используемые в терапии ядерной медицины, испускают ионизирующее излучение, которое распространяется только на короткие расстояния. Тем самым сводятся к минимуму нежелательные побочные эффекты и повреждение не вовлеченных органов или близлежащих структур.Для этого типа терапии наиболее часто используются изотопы иттрия-90 и йода-131.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета. Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

1 ВВЕДЕНИЕ | Изотопы для медицины и наук о жизни

, что оставляет нейтронно-зависимое производство изотопов с большими дополнительными затратами, поскольку другие пользователи реакторов сокращают использование реакторов.Министерство энергетики должно будет принять важные решения о необходимости, желательности и способах своего участия в производстве этих изотопов.

Третья часть изотопной проблемы связана с радионуклидами, которые используются в ядерной медицине путем бомбардировки заряженными частицами. Таллий-201, йод-123, галлий-67 и индий-111 производятся на коммерческих ускорителях с максимальной энергией 30–40 миллионов электрон-вольт (МэВ). Производство многих новых и многообещающих радионуклидов для медицинской диагностики и терапии требует ускорителей частиц более высокой энергии.К ним относятся стронций-82 (родительский рубидий-82, единственный фармацевтический препарат, используемый в ПЭТ-сканерах на сегодняшний день, получивший статус нового лекарственного средства в соответствии с новой заявкой на лекарственное средство Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США), медь-67 и ксенон-122 . Последние два исследуются для использования как в диагностике, так и в терапии и могут быть произведены только с помощью такого аппарата. Именно производство этих и других радионуклидов было в центре внимания инициативы NBTF. Такой объект мог бы стать местом для других видов деятельности, включая обучение ученых, необходимых для производства радионуклидов и радиофармацевтических препаратов, а также в качестве центра для исследований и разработок изотопов.

В отчете поочередно рассматриваются эти три класса производства изотопов, в каждом случае делается попытка отделить вопросы производства коммерчески жизнеспособных продуктов от вопросов исследований и разработок будущих продуктов. В нем также рассматриваются смежные вопросы: исследовательские миссии, соответствующие медицинским изотопным объектам, требования к образованию и обучению в отношении объектов по производству изотопов, а также возможности сотрудничества между промышленностью и национальными лабораториями как средство удовлетворения будущих требований и возможностей.В Приложении A исследуется все более важный практический вопрос, связанный с производством и доставкой изотопов, управлением отходами, а в Приложении B приводятся некоторые правовые основы, относящиеся к рассматриваемым проблемам и предлагаемым решениям. Акронимы и сокращения, используемые в отчете, и таблица элементов приведены в Приложениях C и D соответственно. Глоссарий также представлен в Приложении E.

ССЫЛКИ

Блауфакс, М.D.1993. Экономическая эффективность процедур ядерной медицины при реноваскулярной гипертензии. Семинары по ядерной медицине19: 116–121.

Холмс, Р.А. 1991. Планирование и технико-экономическое обоснование национального фонда биомедицинских индикаторов. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Общество ядерной медицины.

Международное агентство по атомной энергии. 1990. Изотопы в повседневной жизни. Отчет IAEA / PI / A6E. Вена, Австрия.

Кливер, К.Л., М.А.Грин, ред. 1992. Труды семинара Национального фонда биомедицинских индикаторов Purdue.Вест-Лафайет, штат Индиана: Университет Пердью.

Изотопы, используемые в медицине

Изотопы, используемые в медицине

Радиоизотопы реактора (указан период полураспада)
Молибден-99 (66 ч): используется в качестве «родительского» в генераторе для производства технеций-99m.
Технеций-99m (6 ч): используется для изображения скелета и сердечной мышцы в в частности, но также для мозга, щитовидной железы, легких (перфузия и вентиляция), печень, селезенка, почки (структура и скорость фильтрации), желчный пузырь, кость костный мозг, слюнные и слезные железы, пул крови сердца, инфекции и многочисленные специализированные медицинские исследования.
Висмут-213 (46 мин): Используется для ТАТ.
Хром-51 (28 дней): используется для маркировки эритроцитов и количественного определения гастро- потеря белка в кишечнике.
Кобальт-60 (10,5 мес.): Ранее использовался для дистанционной лучевой терапии.
Медь-64 (13 ч): Используется для изучения генетических заболеваний, влияющих на медь. метаболизм, например, болезни Вильсона и Менке.
Диспрозий-165 (2 ч): используется в качестве агрегированного гидроксида при синовэктомии лечение артрита.
Эрбий-169 (9.4 г): Используйте для снятия боли при артрите в синовиальных суставах.
Гольмий-166 (26 часов): Разрабатывается для диагностики и лечения печени. опухоли.
Йод-125 (60 d): используется в брахитерапии рака (простаты и головного мозга), а также диагностически оценить скорость фильтрации почек и поставить диагноз тромбоз глубоких вен на ноге. Он также широко используется в радиоиммуно- анализы, чтобы показать присутствие гормонов в крошечных количествах. Йод-131 (8 дней): широко используется при лечении рака щитовидной железы и при визуализации щитовидная железа; также при диагностике нарушений функции печени, почечной (почечной) крови непроходимость кровотока и мочевыводящих путей.Сильный гамма-излучатель, но используется для бета-терапия.
Иридий-192 (74 d): Поставляется в виде проволоки для использования в качестве внутренней лучевой терапии источник для лечения рака (использованный, затем удаленный).
Железо-59 (46 d): используется в исследованиях метаболизма железа в селезенке.
Лютеций-177 (6,7 дня): Lu-177 становится все более важным, поскольку он излучает только достаточно гаммы для визуализации, в то время как бета-излучение делает терапию на небольшие (например, эндокринные) опухоли. Его период полураспада достаточно велик, чтобы позволить сложная подготовка к использованию.
Палладий-103 (17 d): Используется для изготовления постоянных имплантатов для брахитерапии. семена рака простаты на ранней стадии.
Фосфор-32 (14 дней): Используется для лечения истинной полицитемии (избыток красные кровяные тельца). Бета-излучатель.
Калий-42 (12 ч): Используется для определения обменных калий в коронарном кровотоке.
Рений-186 (3,8 дня): используется для снятия боли при раке костей. Бета-излучатель с слабая гамма для визуализации.
Рений-188 (17 ч): используется для бета-облучения коронарных артерий от баллон для ангиопластики.
Самарий-153 (47 часов): Sm-153 очень эффективен для снятия боли вторичный рак, застрявший в кости, продается как Quadramet. Также очень эффективен при раке простаты и груди. Бета-излучатель.
Селен-75 (120 d): Используется в форме селено-метионина для изучения производство пищеварительных ферментов.
Натрий-24 (15 ч): Для исследования электролитов в организме.
Стронций-89 (50 дней): очень эффективен для уменьшения боли в предстательной железе и рак кости.Бета-излучатель.
Ксенон-133 (5 дней): Используется для исследований легочной (легочной) вентиляции.
Иттербий-169 (32 дня): Используется для исследования спинномозговой жидкости в головном мозге.
Иттрий-90 (64 ч): используется для брахитерапии рака и как силикатный коллоид для облегчение боли при артрите в больших синовиальных суставах. Чистый бета-излучатель.
Радиоизотопы цезия, золота и рутения также используются в брахитерапия.
Циклотронные радиоизотопы
Углерод-11, Азот-13, Кислород-15, Фтор-18: Это позитронные излучатели, используемые в ПЭТ для изучения физиологии мозга и патология, в частности при локализации эпилептического очага, и при деменции, психиатрические и нейрофармакологические исследования.У них также есть значительный роль в кардиологии. F-18 в FDG стал очень важным в обнаружении раковые заболевания и мониторинг прогресса их лечения с помощью ПЭТ.
Кобальт-57 (272 d): используется в качестве маркера для оценки размера органов и для in vitro диагностические комплекты.
Галлий-67 (78 ч): используется для визуализации опухолей и локализации воспалительные поражения (инфекции).
Индий-111 (2,8 дня): используется для специальных диагностических исследований, например, исследований мозга, инфекции и исследования транзита толстой кишки.
Йод-123 (13 ч): все чаще используется для диагностики функции щитовидной железы, это гамма-излучатель без бета-излучения И-131.
Криптон-81м (13 секунд) из Рубидия-81 (4,6 часа): газ Kr-81m может давать функциональные изображения легочной вентиляции, например у астматиков и для ранней диагностики заболеваний и функций легких.
Рубидий-82 (65 ч): удобный ПЭТ-агент при перфузии миокарда визуализация.
Стронций-92 (25 d): используется в качестве «родительского» в генераторе для производства Rb-82.
Таллий-201 (73 ч): Используется для диагностики других заболеваний коронарных артерий. сердечные заболевания, такие как смерть сердечной мышцы, и обнаружение низкосортных лимфомы.

Радиоизотопы | Что такое радиоизотопы?

Радиоизотопы

Различные изотопы одного и того же элемента имеют одинаковое количество протонов в их атомных ядрах, но разное количество нейтронов.

Радиоизотопы — это радиоактивных изотопов элемента.Их также можно определить как атомы, которые содержат нестабильную комбинацию нейтронов и протонов или избыточную энергию в своем ядре.

Как возникают радиоизотопы?

Нестабильное ядро радиоизотопа может возникнуть естественным образом или в результате искусственного изменения атома. В одних случаях для производства радиоизотопов используется ядерный реактор, в других — циклотрон. Ядерные реакторы лучше всего подходят для производства богатых нейтронами радиоизотопов, таких как молибден-99, в то время как циклотроны лучше всего подходят для производства богатых протонами радиоизотопов, таких как фтор-18.

Самый известный пример встречающегося в природе радиоизотопа — уран . Весь природный уран, за исключением 0,7%, составляет уран-238; остальное — менее стабильный или более радиоактивный уран-235, у которого в ядре на три нейтрона меньше.

Радиоактивный распад

Атомы с нестабильным ядром восстанавливают стабильность, выделяя избыточные частицы и энергию в виде излучения. Процесс испускания излучения называется радиоактивным распадом .Процесс радиоактивного распада для каждого радиоизотопа уникален и измеряется с периодом времени, называемым периодом полураспада . Один период полураспада — это время, за которое половина нестабильных атомов подвергается радиоактивному распаду.

Как используются радиотопы?

Радиоизотопы являются неотъемлемой частью радиофармацевтических препаратов . Фактически, они регулярно используются в медицине более 30 лет. В среднем каждый второй австралийец может рассчитывать на каком-то этапе своей жизни пройти процедуру ядерной медицины, в которой радиоизотоп используется в диагностических или терапевтических целях.

Некоторые радиоизотопы, используемые в ядерной медицине, имеют короткий период полураспада, что означает, что они быстро распадаются и подходят для диагностических целей; другим с более длительным периодом полураспада требуется больше времени для распада, что делает их пригодными для терапевтических целей.

Промышленность использует радиоизотопы различными способами для повышения производительности и получения информации, которую невозможно получить никаким другим способом.

Радиоизотопы обычно используются в промышленной радиографии , в которой используется источник гамма-излучения для проведения нагрузочных испытаний или проверки целостности сварных швов. Типичный пример — испытание турбин реактивного двигателя самолета на структурную целостность.

Радиоизотопы также используются в промышленности для измерения (например, для измерения уровня жидкости внутри контейнеров) или для измерения толщины материалов.

Радиоизотопы также широко используются в научных исследованиях и используются в различных областях, от отслеживания потока загрязняющих веществ в биологических системах до определения метаболических процессов у мелких австралийских животных.

Они также используются от имени международных агентств по ядерным гарантиям для обнаружения тайной ядерной деятельности, связанной с характерными радиоизотопами, производимыми в рамках программ вооружений.

Что такое радиоактивный источник?

Герметичный радиоактивный источник — это инкапсулированное количество радиоизотопа, используемое для получения пучка ионизирующего излучения. Промышленные источники обычно содержат радиоизотопы, излучающие гамма-лучи или рентгеновские лучи.

Какие радиоизотопы используются чаще всего?

Радиоизотопы используются в различных областях медицины, промышленности и науки.Некоторые радиоизотопы, обычно используемые в промышленности и науке, можно найти в таблицах ниже. Медицинские радиоизотопы описаны в следующем разделе.

Радиоизотопы природного происхождения в промышленности и науке

Радиоизотоп	Период полураспада	Использовать
Водород-3 (тритий)	12,32 года	Используется для измерения возраста «молодых» грунтовых вод до 30 лет.
Углерод-14	5700 лет	Используется для измерения возраста органического материала до 50 000 лет.
Хлор-36	301000 лет	Используется для измерения источников хлоридов и возраста воды до 2 миллионов лет.
Свинец-210	22,2 года	Используется на сегодняшний день, слои песка и почвы, заложенные 80 лет назад.

Радиоизотопы искусственного происхождения в промышленности и науке

Радиоизотоп	Период полураспада	Использовать
Водород-3 (тритий)	12.32 года	Используется как индикатор в тритированной воде для исследования сточных вод и жидких отходов.
Хром-51	27,7 сут.	Используется для отслеживания песка для изучения береговой эрозии.
Марганец-54	312,12 сут.	Используется для прогнозирования поведения компонентов тяжелых металлов в сточных водах горнодобывающих предприятий. Производится в реакторах.
Кобальт-60	5,27 года	Используется для гамма-радиографии, калибровки и стерилизации коммерческого медицинского оборудования.Также используется для облучения личинок плодовой мухи с целью сдерживания и искоренения вспышек болезней в качестве альтернативы использованию токсичных пестицидов. Производится в реакторах.
Цинк-65	243.66 сут	Используется для прогнозирования поведения компонентов тяжелых металлов в сточных водах горнодобывающих предприятий. Производится на циклотронах.
Технеций-99m	6,01 часов	Используется для изучения движения сточных вод и жидких отходов. Производится в «генераторах» из распада молибдена-99, который, в свою очередь, производится в реакторах.
Цезий-137	30,08 года	Используется в качестве радиоиндикатора для определения источников эрозии и отложений почвы, а также для измерения толщины. Производится в реакторах.
Иттербий-169	32,03 суток	Используется в гамма-радиографии.
Иридий-192	73.83 сут	Используется в гамма-радиографии. Также используется для отслеживания песков с целью изучения прибрежной эрозии. Производится в реакторах.
Золото-198	2.70 дней	Используется для отслеживания движения песка в руслах рек и на дне океана, а также для отслеживания песка для изучения прибрежной эрозии. Также используется для отслеживания производственных отходов, вызывающих загрязнение океана, и для изучения движения сточных вод и жидких отходов. Производится в реакторах.
Америций-241	432,5 года	Используется в нейтронных датчиках и детекторах дыма. Производится в реакторах.

Радиоизотопы в медицине

Ядерная медицина использует небольшое количество излучения для получения информации о теле человека и функционировании определенных органов, текущих биологических процессах или болезненном состоянии конкретного заболевания.В большинстве случаев эта информация используется врачами для постановки точного диагноза. В некоторых случаях облучение можно использовать для лечения больных органов или опухолей.

Как производятся медицинские радиоизотопы?

Медицинские радиоизотопы изготавливаются из материалов, бомбардируемых нейтронами в реакторе или протонами в ускорителе, называемом циклотроном . ANSTO использует оба этих метода. Радиоизотопы являются важной частью радиофармпрепаратов. В некоторых больницах есть собственные циклотроны, которые обычно используются для производства радиофармацевтических препаратов с коротким периодом полураспада, составляющим секунды или минуты.

Что такое радиофармпрепараты?

Радиофармацевтический препарат — это молекула, состоящая из радиоизотопного индикатора, прикрепленного к фармацевтическому препарату. После попадания в организм радиоактивно меченый фармацевтический препарат накапливается в определенном органе или ткани опухоли. Радиоизотоп, прикрепленный к целевому фармацевтическому препарату, подвергнется распаду и произведет определенное количество излучения, которое можно использовать для диагностики или лечения заболеваний и травм человека. Количество вводимого радиофармпрепарата тщательно подбирается для обеспечения безопасности каждого пациента.

Обычные радиофармпрепараты

Около 25 различных радиофармпрепаратов обычно используются в центрах ядерной медицины Австралии.

Наиболее распространенным является технеций-99m , который происходит из силицида урана, запечатанного в алюминиевой полосе и помещенного в обогащенный нейтронами корпус отражателя реактора OPAL, окружающий активную зону. После обработки полученный предшественник молибдена-99 удаляется и помещается в устройства, называемые генераторами технеция, где молибден-99 распадается до технеция-99m.Эти генераторы распространяются ANSTO в медицинские центры по всей Австралии и ближнему Азиатско-Тихоокеанскому региону.

Короткий период полураспада, составляющий 6 часов, и слабая энергия испускаемого им гамма-излучения делают технеций-99m идеальным для визуализации органов тела для обнаружения заболеваний без доставки значительной дозы облучения пациенту. Генератор остается работоспособным в течение нескольких дней использования, а затем возвращается в ANSTO для пополнения.

Другой радиофармпрепарат, производимый в OPAL, — это йод-131 .С периодом полураспада в восемь дней и распадом бета-частиц с более высокой энергией йод-131 используется для лечения рака щитовидной железы. Поскольку щитовидная железа вырабатывает йод в организме, она естественным образом накапливает йод-131, введенный пациенту. Затем излучение йода-131 атакует близлежащие раковые клетки с минимальным воздействием на здоровые ткани.

Другие широко используемые радиофармацевтические препараты можно найти в приведенных ниже списках.

Медицинские радиоизотопы реакторного производства
Радиоизотоп Период полураспада Использовать
Фосфор-32 14.26 дней Используется для лечения избытка эритроцитов.
Хром-51 27,70 сут. Используется для маркировки эритроцитов и количественной оценки потери белка в желудочно-кишечном тракте.
Иттрий-90 64 часа Используется для лечения рака печени.
Молибден-99 65,94 часов Используется как «родительский элемент» в генераторе для производства технеция-99m, наиболее широко используемого радиоизотопа в ядерной медицине.
Технеций-99m 6,01 часов Используется для изображения головного мозга, щитовидной железы, легких, печени, селезенки, почек, желчного пузыря, скелета, пула крови, костного мозга, пула крови сердца, слюнных и слезных желез, а также для обнаружения инфекции.
Йод-131 8,03 суток Используется для диагностики и лечения различных заболеваний щитовидной железы человека.
Самарий-153 46,28 часов Используется для уменьшения боли, связанной с костными метастазами первичных опухолей.
Лютеций-177 6.65 дней В настоящее время проходят клинические испытания. Используется для лечения различных видов рака, включая нейроэндокринные опухоли и рак простаты.
Иридий-192 73.83 сут Поставляется в виде проволоки для использования в качестве внутреннего источника лучевой терапии при некоторых видах рака, в том числе рака головы и груди.
Медицинские радиоизотопы, производимые на циклотроне
Радиоизотоп Период полураспада Использовать
Углерод-11 20.33 минуты Используется при сканировании с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) для изучения физиологии и патологии мозга, для определения местоположения эпилептических очагов, а также в исследованиях деменции, психиатрии и нейрофармакологии. Также используется для обнаружения проблем с сердцем и диагностики некоторых видов рака.
Азот-13 9,97 минут Используется при сканировании ПЭТ в качестве индикатора кровотока и в исследованиях сердца.
Кислород-15 2,04 минуты Используется при сканировании ПЭТ для маркировки кислорода, углекислого газа и воды с целью измерения кровотока, объема крови и потребления кислорода.
Фтор-18 1,83 часа Самый распространенный радиоизотоп ПЭТ. Используется в различных исследовательских и диагностических приложениях, включая маркировку глюкозы (как фтордезоксиглюкозы) для обнаружения опухолей головного мозга через повышенный метаболизм глюкозы.
Медь-64 12,7 часов Используется для изучения генетических заболеваний, влияющих на метаболизм меди, при ПЭТ-сканировании, а также имеет потенциальное терапевтическое применение.
Галлий-67 78.28 часов Используется в визуализации для обнаружения опухолей и инфекций.
Йод-123 13,22 часа Используется при визуализации для контроля функции щитовидной железы и обнаружения дисфункции надпочечников.
Таллий-201 73.01 часов Используется при визуализации для определения местоположения поврежденной сердечной мышцы.
Ядерная визуализация
Ядерная визуализация — это метод диагностики, в котором используются радиоизотопы, излучающие гамма-лучи изнутри тела.
Чем ядерная визуализация отличается от других систем визуализации?
Существует значительная разница между ядерной визуализацией и другими системами медицинской визуализации, такими как КТ (компьютерная томография), МРТ (магнитно-резонансная томография) или рентгеновские лучи.
Основное различие между ядерной визуализацией и другими системами визуализации заключается в том, что при ядерной визуализации источник испускаемого излучения находится внутри тела. Ядерная визуализация показывает положение и концентрацию радиоизотопа. Если было поглощено очень мало радиоизотопа, на экране появится «холодное пятно», указывающее, возможно, на то, что кровь не проходит.С другой стороны, «горячая точка» может указывать на избыточное поглощение радиоактивности тканью или органом, которое может быть связано с болезненным состоянием, таким как инфекция или рак. С помощью этой системы можно успешно визуализировать как кости, так и мягкие ткани.
Как работает ядерная визуализация?
Радиофармацевтический препарат вводится перорально, вводится путем инъекции или вдыхается и обнаруживается гамма-камерой, которая используется для создания компьютерно-улучшенного изображения, доступного для просмотра врачу.
Ядерная визуализация измеряет функцию части тела (путем измерения кровотока, распределения или накопления радиоизотопа) и не дает анатомических изображений структур тела с высоким разрешением.
О чем нам может рассказать ядерная визуализация?
Информация, полученная с помощью ядерной визуализации, многое говорит опытному врачу о том, как функционирует данная часть тела человека. Например, используя ядерную визуализацию для получения сканирования костей, врачи могут обнаружить наличие вторичного рака, «распространившегося» на два года раньше, чем при стандартном рентгеновском снимке. Он подчеркивает почти микроскопические попытки ремоделирования скелета, когда он борется с вторжением раковых клеток.
Другие виды визуализации
Сканы для позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ)
Широко используемый метод ядерной визуализации для обнаружения рака и изучения метаболической активности у людей и животных.Небольшое количество короткоживущего радиоактивного изотопа, излучающего позитроны, вводится в организм на молекуле-носителе, такой как глюкоза. Глюкоза переносит излучатель позитронов в области с высокой метаболической активностью, такие как растущий рак. Позитроны, которые испускаются быстро, образуют позитроний с электроном из биомолекул в теле, а затем аннигилируют, создавая пару гамма-лучей. Специальные детекторы могут отслеживать этот процесс, позволяя обнаруживать рак или нарушения функции мозга.
Сканирование для компьютерной томографии (КТ)
Компьютерная томография, иногда называемая компьютерной томографией (компьютерная аксиальная томография), использует специальное рентгеновское оборудование для получения данных изображения с сотен разных углов вокруг и «разрезов» тела. Затем информация обрабатывается для отображения трехмерного поперечного сечения тканей и органов тела. Поскольку они предоставляют изображения тела срез за срезом, компьютерная томография дает гораздо более полную информацию, чем обычные рентгеновские снимки. КТ-изображение особенно полезно, поскольку оно может показать несколько типов тканей — легкие, кости, мягкие ткани и кровеносные сосуды — с большей четкостью, чем рентгеновские изображения.
Хотя компьютерная томография использует радиацию, это не метод ядерной визуализации, потому что источник радиации — рентгеновские лучи — исходит от оборудования вне тела (в отличие от радиофармпрепарата внутри тела).
Сканирование
ПЭТ часто сочетается со сканированием КТ, при этом сканирование ПЭТ предоставляет функциональную информацию (где накопился радиоизотоп), а сканирование КТ уточняет местоположение. Основное преимущество ПЭТ-визуализации состоит в том, что она может предоставить исследующему врачу количественные данные о распределении радиофармпрепарата в поглощающей ткани или органе.
Безопасны ли радиоактивные изотопы? | Independent Imaging
Когда вы слышите слово «радиоактивные изотопы», это может вызвать в воображении образы людей в защитных костюмах, несущих вокруг светящийся шар в металлическом щипцовом инструменте. Чтобы выяснить, безопасны ли радиоактивные изотопы, давайте сначала разберемся, что они собой представляют. Радиоактивные изотопы — это в основном нестабильные химические элементы, выделяющие энергию в форме гамма-, альфа- и бета-лучей. По сути, радиоактивные изотопы подобны крошечным пакетам энергии, движущимся волнами через материал или пространство.Определенные типы радиационных изотопов можно безопасно использовать для уничтожения раковых опухолей или для создания подробных изображений внутренней работы организма в реальном времени.
Подробнее о радиоактивных изотопах
Как долго изотопы радиоактивны? Это варьируется от изотопа к изотопу, но с медицинской точки зрения эти изотопы обычно имеют период полураспада от нескольких часов до нескольких дней. (Это означает, что если период полураспада изотопа составляет шесть часов, то радиация рассеется в общей сложности за двенадцать часов.)
Сколько радиации содержится в изотопах ? Очень мало, потому что оно разлагается. Это называется «изомерным» процессом, и он включает в себя испускание гамма-лучей и электронов с низкой энергией. Доза для пациента мала, потому что бета-излучения высокой энергии не происходит.
Как используются радиоактивные изотопы? Радиоизотопы используются в медицинской практике, в частности, для диагностики и лечения различных заболеваний. Что касается диагностики, изотопы используются в сочетании со сканирующими устройствами, такими как МРТ, компьютерная томография и другие, для визуализации и диагностики нарушений, которые иначе невозможно было бы увидеть.
Изотопы помещены в индикаторы или химические соединения, которые можно вводить путем инъекции, вдыхания или проглатывания. Индикаторы обычно недолговечны и излучают гамма-лучи изнутри тела. Затем гамма-лучи улавливаются сканирующим оборудованием. Его также можно использовать для изучения притока крови к мозгу или того, насколько хорошо функционируют определенные органы, такие как печень, почки или сердце.
При использовании в лечебных целях радиоактивные изотопы присоединяются к биологически активным веществам, таким как йод (для щитовидной железы) или глюкоза (для лечения головного мозга), и они вводятся в нормальный биологический процесс и выводятся обычными способами. Это нацелено на конкретные органы, которые необходимо лечить.
Насколько безопасны радиоактивные изотопы? При использовании в тщательно контролируемых медицинских применениях радиоактивные изотопы безопасны и не так страшны, как мы сначала представляли. Излучение этих изотопов имеет короткий период полураспада и испускает только низкие уровни радиации. Они не только безопасны в использовании, но и помогают диагностировать и лечить опасные для жизни заболевания.
Если вам или близкому человеку нужна какая-либо форма ядерной визуализации или лечение с использованием радиоактивных изотопов, или если вы хотите записаться на прием для любого вида диагностической визуализации, позвоните по телефону (561) 795-5558 сегодня, или зайти в Интернет, чтобы записаться на прием.Наши сертифицированные радиологи ждут прямо здесь, в районах Лейк-Уорт, Веллингтона, Бель-Глэйд или Ройал-Палм-Бич.
Производство медицинских изотопов в США: достойная цель для биотехнологической промышленности
Большая часть ядерной визуализации зависит от стабильного поступления изотопа молибден-99 (Mo-99). Побочный продукт ядерного деления, Mo-99 используется для производства другого радиоактивного вещества, технеция-99m, которое ежегодно только в Соединенных Штатах используется в более чем 16 миллионах процедур ядерной визуализации.К ним относятся все: от биопсии сторожевого узла при онкологической хирургии до сканирования костей и сердечных стресс-тестов.
К сожалению, поставки Mo-99 и других радиоизотопов были в лучшем случае ненадежными. Весь Mo-99, используемый в Соединенных Штатах, импортируется, главным источником которого является реактор National Research Universal (NRU) в Чок-Ривер, Онтарио, Канада. Остановка на ремонт в мае 2009 г. способствовала глобальному дефициту радиоизотопов. Хотя реактор вернулся в эксплуатацию с августа 2010 года, его планируется закрыть в 2015 году.
Дефицит демонстрирует критический разрыв в цепочке поставок. Хотя в Соединенных Штатах есть много внутренних реакторов, которые могут производить радиоизотопы, у них нет необходимого технологического оборудования или возможностей, чтобы отвлечься от других проектов по производству Mo-99. В результате отчаянно необходимы новые производственные стратегии. Для некоторых процедур просто нет альтернативы, и без надежных внутренних поставок изотопов ядерная медицина серьезно ограничила бы способность врачей диагностировать и лечить многие заболевания.
Некоторые врачи уже перешли на использование таллия-201, который до сих пор широко производится и используется в исследованиях сердечного стресса. Кроме того, врачам все труднее достать йод-131, еще один радиоизотоп, который используется для лечения рака щитовидной железы, болезни Грейвса и гипертиреоза. Существуют альтернативы многим процедурам, включая компьютерную томографию (КТ) и позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ), с использованием радиоизотопов, произведенных не в ядерных реакторах, но они имеют недостатки, начиная от повышенной стоимости и большей радиационной нагрузки до более низкого качества изображения.
Новые трассировщики, новые источники
В ответ на этот продолжающийся кризис разрабатываются стратегии увеличения производства радиоизотопов в Соединенных Штатах. Эти планы включают разработку способа производства Mo-99 и других радиоизотопов не с помощью ядерного реактора, а с помощью недавно разработанных компактных систем. В настоящее время эти стратегии находятся на стадии планирования, в том числе в Кенневике, Вашингтонская корпорация Advanced Medical Isotope Corp. Если такие планы сработают, можно будет производить более широкий спектр радиоизотопов в дополнение к Mo-99, каждый со своими специфическими характеристиками. медицинское приложение.
Одним из таких радиоизотопов, которые стоит производить в больших количествах в Соединенных Штатах, является актиний-225, дочерний висмут-213 которого используется для передовых исследований в терапии лейкемии и других видов рака, а также перспективен для лечения вируса иммунодефицита человека (ВИЧ). Кроме того, для диагностики и определения стадии рака полезен углерод-11, который использовался в качестве радиоактивного индикатора при сканировании с помощью ПЭТ для изучения как нормальных, так и аномальных функций мозга, связанных с различными наркотическими зависимостями. Он также используется для оценки таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера.В феврале этого года в исследовательской статье журнала Archives of Neurology сообщалось об использовании ПЭТ-сканирования углерода-11 для обнаружения фибриллярного бета-амилоида in vivo у пожилых людей.
Другие инструменты в наборе радиоизотопов включают кобальт-57, который используется для калибровки гамма-камеры, в качестве радиоиндикатора в исследованиях и как источник для рентгеновской флуоресцентной спектроскопии; и медь-64, которая использовалась в ПЭТ-сканировании, плоской визуализации и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ), а также в дозиметрических исследованиях и исследованиях церебрального и миокардиального кровотока.Он также используется в исследованиях стволовых клеток и лечении рака.
Фтор-18 является основным изотопом для ПЭТ-изображений и используется для обнаружения рака, визуализации сердца и головного мозга. В прошлом году в ходе клинических испытаний в Университете Джона Хопкинса агент ПЭТ, созданный на основе фтора-18, легко и безопасно отличил мозг пациентов с болезнью Альцгеймера от мозга здоровых добровольцев. Авторы исследования пришли к выводу в журнале Journal of Nuclear Medicine за июнь 2010 г., что их агент может привести к лучшим способам отличать болезнь Альцгеймера от других типов деменции, отслеживать прогрессирование заболевания и разрабатывать новые методы лечения для борьбы с болезнью, разрушающей память.
Другие полезные примеры включают германий-68, который используется для изучения тромбоза и атеросклероза, визуализации ПЭТ, обнаружения рака поджелудочной железы и коррекции ослабления. Индий-111 используется для визуализации инфекций, лечения рака и исследований индикаторов, а йод-123 используется для визуализации мозга, щитовидной железы, почек и миокарда, мозгового кровотока и неврологических заболеваний. Между тем, его близкий родственник, йод-124, является радиоактивным индикатором, используемым в ПЭТ-визуализации и для создания изображений щитовидной железы человека.Его другие виды лечения включают апоптоз, биотерапию рака, глиому, сердечные заболевания, микрометастазы средостения и рак щитовидной железы.
Йод-131 полезен для диагностики и лечения заболеваний щитовидной железы, включая рак, в то время как стронций-82 и его дочерний рубидий-82 используются в качестве средства визуализации миокарда для раннего выявления ишемической болезни сердца, визуализации ПЭТ и индикаторов кровотока. . Наконец, как упоминалось ранее, таллий-201 используется в клинической кардиологии, визуализации сердца, исследованиях перфузии миокарда и клеточной дозиметрии.И этот сокращенный список едва ли отражает разнообразие потенциально полезных изотопов.
Примечание редактора: Джим Кацарофф — председатель и главный исполнительный директор Kennewick, Вашингтонская корпорация Advanced Medical Isotope Corp. (www.isotopeworld.com). Компания занимается производством и распространением медицинских изотопов. Он считает, что обеспечение достаточного количества жизненно важных медицинских изотопов на американской земле является моральным долгом. Он сказал, что это сэкономит десятки миллионов долларов для рынка здравоохранения, а жизни, которые в конечном итоге могут быть спасены, могут сделать это достойным усилием.

Радиоизотоп	Период полураспада	Использовать
Фосфор-32	14.26 дней	Используется для лечения избытка эритроцитов.
Хром-51	27,70 сут.	Используется для маркировки эритроцитов и количественной оценки потери белка в желудочно-кишечном тракте.
Иттрий-90	64 часа	Используется для лечения рака печени.
Молибден-99	65,94 часов	Используется как «родительский элемент» в генераторе для производства технеция-99m, наиболее широко используемого радиоизотопа в ядерной медицине.
Технеций-99m	6,01 часов	Используется для изображения головного мозга, щитовидной железы, легких, печени, селезенки, почек, желчного пузыря, скелета, пула крови, костного мозга, пула крови сердца, слюнных и слезных желез, а также для обнаружения инфекции.
Йод-131	8,03 суток	Используется для диагностики и лечения различных заболеваний щитовидной железы человека.
Самарий-153	46,28 часов	Используется для уменьшения боли, связанной с костными метастазами первичных опухолей.
Лютеций-177	6.65 дней	В настоящее время проходят клинические испытания. Используется для лечения различных видов рака, включая нейроэндокринные опухоли и рак простаты.
Иридий-192	73.83 сут	Поставляется в виде проволоки для использования в качестве внутреннего источника лучевой терапии при некоторых видах рака, в том числе рака головы и груди.

Радиоизотоп	Период полураспада	Использовать
Углерод-11	20.33 минуты	Используется при сканировании с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) для изучения физиологии и патологии мозга, для определения местоположения эпилептических очагов, а также в исследованиях деменции, психиатрии и нейрофармакологии. Также используется для обнаружения проблем с сердцем и диагностики некоторых видов рака.
Азот-13	9,97 минут	Используется при сканировании ПЭТ в качестве индикатора кровотока и в исследованиях сердца.
Кислород-15	2,04 минуты	Используется при сканировании ПЭТ для маркировки кислорода, углекислого газа и воды с целью измерения кровотока, объема крови и потребления кислорода.
Фтор-18	1,83 часа	Самый распространенный радиоизотоп ПЭТ. Используется в различных исследовательских и диагностических приложениях, включая маркировку глюкозы (как фтордезоксиглюкозы) для обнаружения опухолей головного мозга через повышенный метаболизм глюкозы.
Медь-64	12,7 часов	Используется для изучения генетических заболеваний, влияющих на метаболизм меди, при ПЭТ-сканировании, а также имеет потенциальное терапевтическое применение.
Галлий-67	78.28 часов	Используется в визуализации для обнаружения опухолей и инфекций.
Йод-123	13,22 часа	Используется при визуализации для контроля функции щитовидной железы и обнаружения дисфункции надпочечников.
Таллий-201	73.01 часов	Используется при визуализации для определения местоположения поврежденной сердечной мышцы.