mały|Aparatura do robienia zdjęć scyntygrafii Medycyna nuklearna – gałąź medycyny zajmująca się zagadnieniami związanymi z diagnozowaniem i leczeniem chorób przy użyciu izotopów promieniotwórczych. mały|Działanie radiofarmaceutyków W medycynie nuklearnej izotopy promieniotwórcze łączone są z innymi elementami tworząc związki chemiczne lub są parowane z istniejącymi związkami farmaceutycznymi tworząc radiofarmaceutyki. Jest to substancja, która bierze udział w drogach metabolicznych człowieka i jednocześnie zawiera znacznik promieniotwórczy, dzięki czemu można precyzyjnie śledzić jego działanie w organizmie. Odpowiednio dobierając część aktywną biologicznie radiofarmaceutyków można sprawić, aby badały one konkretne procesy życiowe – docierały w badane miejsce. Substancja chemiczna może być zmodyfikowana tak, aby nie ulegała procesom metabolicznym i mogła się gromadzić w tkankach. Medycyna nuklearna wykorzystuje tę właściwość, polegając na mechanizmach przebiegu czynności życiowych organizmów do obrazowania rozmiarów i postępów choroby w ciele pacjenta.
Radiofarmaceutyki podawane są zazwyczaj dożylnie. Należy odczekać pewien czas, zależny od części aktywnej biologicznie radiofarmaceutyku, aby mógł on się włączyć w badany proces. Czas ten zależy od podawanych radiofarmaceutyków, lecz zazwyczaj wynosi kilkadziesiąt minutStanisław Nowak : Zarys medycyny nuklearnej..
W niektórych chorobach medycyna nuklearna pozwala wykryć i rozpoznać problem we wcześniejszej fazie niż tradycyjne metody diagnostyczne.
Medycyna nuklearna dzieli się na dwa podstawowe działy: mały|Maria Skłodowska-Curie jako pionierka medycyny nuklearnej mały|Izotop węgla 11C oznaczony jako radiofarmaceutykdiagnostyczna medycyna nuklearna – wykorzystanie substancji radioaktywnych do uzyskania czystego i pełnego obrazu kości, tkanek itp. interwencyjna medycyna nuklearna – wystawienie nowotworu na działanie radioaktywnych substancji w celu zniszczenia zarażonej komórki We współczesnej medycynie w procesie leczenia najczęściej stosuje się obie gałęzie jednocześnie.
Metody medycyny nuklearnej wykorzystywane są między innymi w onkologii, w leczeniu niektórych typów nowotworów oraz w ramach zabiegów paliatywnych, mające na celu zmniejszenie dolegliwości bólowych, związanych z występowaniem rozsianego procesu nowotworowego (np. przerzuty do kości). Stosowane są również w celu lokalizacji zmian niewidocznych przy użyciu innych metod. Medycyna nuklearna stosowana jest również jako narzędzie w diagnostyce i leczeniu chorób, np. endokrynologicznych (głównie chorób tarczycy). Zastosowanie tej techniki umożliwia zróżnicowanie między „zimnymi” i „ciepłymi” guzami.
Metodą obrazowania stosowaną w medycynie nuklearnej jest scyntygrafia. Zaletą tej techniki jest, poza uwidacznianiem struktury, również dodatkowa możliwość badania funkcji czynnościowej danego organu. Dodatkowo ta gałąź medycyny zajmuje się diagnostyką in vitro, czyli oznaczaniem poziomu substancji we krwi metodami radioimmunologicznymi, przy pomocy znaczników izotopowych (np. w celu określenia poziomu niektórych hormonów).
Terapeutyczne zastosowanie substancji promieniotwórczych dotyczy głównie chorób nowotworowych tarczycy, gdzie od wielu lat stosuje się jeden z syntetycznych izotopów jodu, 131I, jak również leczenia przerzutów nowotworowych (m.in. raka stercza) do kości przy użyciu fosforu 32P, strontu 89Sr, renu 186Re, 188Re oraz samaru 153Sm.
Szczególna uwaga należy się metodom terapii nowotworowej będącym kombinacją chemoterapii i radioimmunoterapii (z zastosowaniem znakowanych monoklonalnych przeciwciał) m.in. w chorobie Hodgkina (Zevalin), jak również celowanej terapii znakowanymi analogami hormonów w guzach neuroendokrynnych przewodu pokarmowego (znakowany oktreotyd).
Historia Trudno jest wskazać dokładną datę powstania medycyny nuklearnejhttps://jnm.snmjournals.org/content/40/1/16N.full.pdf, gdyż jest związana z wieloma dziedzinami wiedzy (fizyką, chemią, medycyną).
Jako genezę medycyny nuklearnej datuje się połowę lat dwudziestych XX wieku, gdy w niemieckim mieście Freiburg György von Hevesy wykonał eksperymenty z wykorzystaniem radionuklidów, które zaaplikował szczurom, dzięki czemu ukazał szlak metaboliczny tych substancji oraz stworzył wskaźniki promieniotwórczeJohn W. Frank : Nuclear Medicine for Medical Students ad Junior Doctors..
Jednak nie byłoby medycyny nuklearnej bez wcześniejszych odkryć w tej materii. Już pod koniec XIX wieku odkryte zostały promieniowanie rentgenowskie, które później próbowano wykorzystać do celów medycznych. W 1886 roku Henri Becquerel odkrył promieniowanie soli uranu, co było początkiem innego spojrzenia na właściwości znanych pierwiastków. Dalsze badania nad odkryciem Becquerela rozpoczęła Maria Skłodowska-Curie wraz z mężem Pierre'em Curie, którzy nazwali ten proces radioaktywnością.
Od tamtej pory nastąpiła fala odkryć. Wyodrębniono nieznane wcześniej pierwiastki (na przykład rad). Rozróżniono także promieniowanie alfa, promieniowanie beta, promieniowanie gamma.
Odkrycie w 1934 roku sztucznie produkowanych radionuklidów przez Frédérica Joliot-Curie i Irène Joliot-Curie było znaczącym krokiem w medycynie nuklearnej. W lutym 1934 roku, po odkryciu radioaktywności w folii aluminiowej, którą poddali promieniowaniu Polonu, opisali oni produkcję pierwszego sztucznego materiału radioaktywnego.
W latach trzydziestych i czterdziestych XX wieku nastąpiły pierwsze poważne zastosowania kliniczne radionuklidów. W 1937 roku na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley posłużono się promieniowaniem fosforu-32 do leczenia białaczki. W 1938 roku John Livingood wraz z Glenem Seaborgiem wynaleźli izotopy jodu 131I oraz kobaltu Co-60. Prowadzili też pierwsze pomiary wychwytu jodu przez tarczycę.
Otwarcie pierwszego reaktora produkującego radioizotopy tylko do celów medycznych w Oak Ridge National Laboratory w 1946 roku było kolejnym znacznym krokiem w rozwoju nauki. Medycyna nuklearna zyskała większą rozpoznawalność wśród naukowców 7 grudnia 1946 roku, gdy został opublikowany artykuł doktora Sama Seidlina w tygodniku Journal of the American Medical Association opisujący wyleczenie pacjenta z nowotworem tarczycy za pomocą radioaktywnego izotopu jodu 131I. Ten sam izotop był później wykorzystywany jako lek na nadczynność tarczycy.
Sam termin medycyny nuklearnej wprowadzony został w 1952 roku.
Wykorzystywanie medycyny nuklearnej rozpowszechniono na początku lat pięćdziesiątych XX wieku, gdy wzrastała wiedza o promieniotwóczości, radionuklidach i ich użyciu przy badaniach procesów biochemicznych za pomocą wskaźników promieniotwórczych. Pionierami w tej dziedzinie byli Benedict Cassen, który wynalazł pierwszy scyntygraf w 1951 roku, oraz Hal Anger, który stworzył pierwszą gamma kamerę. Przyczyniło się to do upowszechnienia medycyny nuklearnej.
Rozwój medycyny nuklearnej przez następne lata był bardzo duży. W 1954 roku w powstało Amerykańskie Stowarzyszenie Medycyny Nuklearnej i Obrazowania Nuklearnego, w 1960 roku stowarzyszenie to zaczęło publikować artykuły medyczne. W późniejszych latach powstało także Polskie Towarzystwo Medycyny Nuklearnej.
Odkryto mnóstwo radionuklidów przeznaczonych do medycznych zastosowań, jednak najważniejszym z nich był technet 99mTc. Wynaleziony został w 1937 roku przez Carlo Perriera oraz Emilio Segrè jako sztuczny element o liczbie atomowej 43. Charakteryzuje się krótkim okresem połowicznego rozpadu, co minimalizuje napromieniowanie ciała. Cecha ta sprawia, że jest on podstawowym wskaźnikiem wykorzystywanym w medycynie nuklearnej do celów diagnostycznych.
Do lat siedemdziesiątych XX wieku większość organów człowieka mogła być wizualizowana za pomocą medycyny nuklearnej. W latach osiemdziesiątych opracowane zostały radiofarmaceutyki pomagające w diagnozowaniu chorób serca.
Dużym osiągnięciem w medycynie nuklearnej okazało się wynalezienie pozytonowej emisyjnej tomografii komputerowej (PET), opierającej się na technice obrazowania rejestrującej promieniowanie powstające podczas anihilacji pozytonów (anty-elektronów). Nieco później wynaleziona została tomografia emisyjna pojedynczych fotonów – metoda badawcza SPECT, która umożliwiła wizualizację przepływu krwi w mózgu.
Diagnostyczne obrazowanie W nuklearnym obrazowaniu medycznym, radiofarmaceutyki wprowadzane są do ciała pacjenta dożylnie lub doustnie. Po czasie potrzebnym na włączenie się substancji do procesów życiowych człowieka, promieniowanie mające swoje źródło w radiofarmaceutykach jest wykrywane przez zewnętrzne detektory w postaci kamer gamma. W odróżnieniu od badań za pomocą promieniowania rentgenowskiego, gdzie promieniowanie podawane jest od zewnątrz, w medycynie nuklearnej źródło promieniowania znajduje się w obrębie ciała pacjenta.
Wyróżnia się kilka technik diagnostycznych. 2D: Scyntygrafia wprowadzanie radiofarmaceutyków, detekcja rozpadu promieniotwórczego do stworzenie dwuwymiarowego obrazu.
Nuklearne obrazowanie medyczne całego szkieletu. Badanie to wykonuje się gdy: podejrzenie nowotworu pierwotnego lub przerzutów do kości, a także ocenę skuteczności terapii, zapalenie kości i stawów, ocena zmian pourazowych, choroby metaboliczne kości. Stosowany znacznik należy do grupy fosfonianów i jest transportowany za pomocą krwi. Wykazuje on naturalne gromadzenie się w strukturze kostnej – najbardziej intensywnie w kościach dobrze ukrwionych. W stanach chorobowych występuje zwiększenie aktywności procesów metabolicznych – gromadzi się więcej krwi niż w typowych warunkachJeffrey A. Siegel: Guide for Diagnostic Nuclear MedicineChristiaan Schiepers, A.L. Baert : Diagnostic Nuclear Medicine 2nd Revised Edition. Obrazowanie w takim przypadku ukazywałoby nadmierne nagromadzenie się znacznika badawczego. Stosuje się przede wszystkim znacznik 99mTc-MDP (metylenodifosfonian) o aktywności 550–750 MBq.
Obrazowanie serca za pomocą medycyny nuklearnej Do badań izotopowych serca i naczyń zalicza się między innymi: scyntygrafię perfuzyjną mięśnia sercowego badanie pierwszego przejścia scyntygrafię ognisk zawału mięśnia sercowego arteriografię izotopową.
Podczas badania serca wykorzystuje się technet 99mTc, a także tal 201Tl. Badania służą ocenie czynności układu krwionośnego, od której może zależeć przygotowanie do zabiegu operacyjnego. Prawidłowy przepływ krwi w sercu polega na dostarczeniu krwi do wszystkich jego części. Oznacza to, że podczas badań zostanie nagromadzona duża ilość znacznika badawczego. W niedokrwieniu mięśnia sercowego, które jest spowodowane znacznym zmniejszeniem lub zablokowaniem perfuzji krwi, znacznik będzie się gromadził w mniejszych ilościach. Może to doprowadzić do martwicy słabo ukrwionej części narządu. Scyntygrafia perfuzyjna serca pozwala na nieinwazyjną ocenę ukrwienia mięśnia sercowego w czasie wysiłku i w stanie spoczynku. Badanie informuje o wielkości i lokalizacji niedokrwienia mięśnia lewej komory serca. Jest głównie stosowane w przygotowaniu do zabiegu operacyjnego lub zabiegu naprawczego naczyń wieńcowych.
Obrazowanie przytarczyc
Przedstawia gruczolaka który przylega do lewego fragmentu gruczołu tarczycy. Obrazowanie z wykorzystaniem trzech znaczników badawczych: pierwsza kolumna – MIBI, druga kolumna Jod 123I, trzecia kolumna Cyfrowa angiografia substrakcyjna. Badanie scyntygraficzne trwa około trzech godzin. Najpierw podaje się znacznik 99mTc, który gromadzi się w tarczycy. Po około 25 minutach wykonywane jest obrazowanie tarczycy, po czym podawany jest znacznik 99mTc-MIBI i wykonywane są dwa obrazowania przytarczyc – pierwsze po paru minutach od podania znacznika, drugie po 2 godzinach. Opracowanie wyników polega na odjęciu od siebie obrazów uzyskanych z wykorzystaniem różnych znaczników, co pozwala uwidocznić przytarczyce.
Obrazowanie wątroby i dróg żółciowych mały|Prawidłowy skan wątroby i dróg żółciowych