1. Фізичні і технологічні основи
радіонуклідної діагностики

2. Три великих відкриття:
1895 рік – відкриття Ренгеном Х-променів (рентгенівських);
1896 рік – відкриття Анрі Бекерелем природної радіоактивності урану;
1898 рік – відкриття подружжям Кюрі (Марією Складовською і П’єром Кюрі) радіоактивних властивостей полонію і радію.

3. У 1896 році Анрі Бекерель ( ) помітив уповільнення проростання насінин гірчиці, що знаходяться поруч з радіоактивною речовиною.
У тому ж році описані випадки епіляційного ефекту і навіть опіки шкіри при рентгенологічних дослідженнях.
У 1902 році Беккрель одержав опік шкіри від ампули радію, що носив для демонстрації в кишені жилета

4. У тому ж році П’єр Кюрі в плані експерименту прикріпив до зап'ястка радій і протримав його протягом 10 днів. Опік, що виник, довів невипадковість опіку в Анрі Беккереля.

5. Марiя
Складовська-Кюрі померла вiд недiагностованого
захворювання кровi

6. радіобіології є 2 постулати
Теоретичною основою
радіобіології є 2 постулати
Нільса Бора ( ).
Перший постулат:
Атомна система може знаходитися тільки в особливих стаціонарних чи квантових станах, кожному з яких відповідає визначена енергія. У стаціонарному стані атом не випромінює.
Другий постулат:
При переході атома з одного стаціонарного стану в інший випускається чи поглинається квант електромагнітної енергії.

7. Атом складається з елементарних частинок
протонів,
нейтронів,
електронів,
позитронів,
нейтрино,
фотонів,
мю- та пі-мезонів,
деяких інших.
У центрі атома знаходиться позитивно заряджене ядро, що складається з протонів і нейтронів, навколо якого по стаціонарних орбітах обертаються негативно заряджені електрони.

8. Кількість протонів у ядрі атома відповідає зарядові ядра, а отже і кількості електронів та порядковому номеру елемента в системі Менделєєва.
Сумарне число протонів і нейтронів становить масове число ядра або його атомну масу.

9. Атоми, які мають однакову кількість протонів, а отже однакові хімічні властивості, називаються елементами.
Атоми одного елемента, які мають різну кількість нейтронів у ядрі, називаються ізотопами даного елемента або нуклідами.
Атоми з однаковою кількістю протонів і нейтронів в ядрі, але різним вмістом внутрішньої енергії, називаються ізомерами.
При цьому ядра з надлишком енергії називаються метастабільними і позначаються індексом m.
Наприклад,
метастабільні ізомери технецію:
99Тс і 99mТс;
ізомери індію: 113Іn і 113mIn

10. Властивість ядер атомів деяких хімічних елементів самовільно перетворюватись у ядра інших елементів з утворенням іонізуючих випромінювань називається радіоактивністю.
Елементи, які мають таку властивість називаються радіоактивними ізотопами або радіонуклідами.

11. радіоактивного розпаду
Процес перетворення одних елементів в інші з утворенням іонізуючих випромінювань носить назву
радіоактивного розпаду
Радіонукліди бувають природними і штучними.

12. При радіоактивному розпаді природних радіонуклідів можуть утворюватись три види іонізуючих випромінювань –
альфа-,
бета-
гамма-випромінювання.
При розпаді штучних радіонуклідів, крім
бета- і
гамма-випромінювань,
можуть утворюватись ще
позитронне і
нейтронне випромінювання.

13. Види радіоактивного розпаду
Альфа-розпад
Бета-розпад (електронний і позитронний)
Електронне захоплення (К-захоплення)
Внутрішня конверсія
Ізомерні переходи
Поділ важких ядер
Синтез легких ядер

14. Радіоактивні ізотопи одержують двома шляхами:
- природні (уранові) ізотопи елементів, такі як
уран-238,
радій-226.
Період напіврозпаду урану-238 складає 4.5 млрд років, ( вік Землі – 4,7 млрд років )
- трансуранові елементи
можна одержати штучно, піддавши бомбардуванню елемент у реакторі.

15. Радіоактивні ізотопи, що застосовуються у медицині

16. Кожен радіонуклід має властивий лише йому
фізичний період напіврозпаду (Т ½ ф),
тобто час, за яким розпадається половина атомів нукліда.
Т 1/2 ф є абсолютно сталим і незмінним ні за яких умов (тиск, температура та ін.).
Процес радіоактивного розпаду є
некерованим,
на відміну від процесу утворення рентгенівських променів.

17. Крім фізичного періоду напіврозпаду існує ще
біологічний період напіввиведення радіонукліда -Т ½б.
Т ½б – зменшення активності нукліда наполовину за рахунок природного біологічного виведення з організму
(нирками, шлунково-кишковим трактом, легенями).

18. Час, за який активність радіонукліда зменшується вдвічі за рахунок обох процесів, становить
ефективний період напіввиведення (Т еф.).
Т еф = Т ф х Т б
Т ф + Т б

19. Радіоактивність в системі СІ вимірюється в беккерелях (Бк), похідні величини:
кілобеккерель (КБк),
мегабеккерель (МБк).
1 Бк – це один розпад за секунду.
Ця одиниця названа на честь французького вченого Анрі Беккереля, який у 1896 році відкрив явище радіоактивності, за що був удостоєний Нобелівської премії.

20. Залежність між одиницями:
Позасистемна одиниця радіоактивності – кюрі (1 Кі),
Похідні величини:
мілікюрі (мКі)
мікрокюрі (мкКі).
Залежність між одиницями:
1 Кі = 3,7 х 1010 Бк

21. Крім періоду напіврозпаду, кожному радіонукліду властива характерна лише йому енергія випромінювання, яка вимірюється в електронвольтах (еВ).
Похідні величини: кілоелектронвольт (КеВ) і мегаелектронвольт (МеВ).
Енергія гамма-квантів радіонукліда – це свого роду його візитна карточка, за якою радіонуклід можна ідентифікувати.

22. Існують спеціальні прилади, які називаються спектрофотометрами, за допомогою яких за енергією гамма-квантів можна ідентифікувати радіонуклід.
В апаратурі для радіонуклідної діагностики є спеціальний пристрій налаштування приладу на фотопік енергії радіонукліда для одержання чіткого зображення.

23. Джерелом випромінювання при радіонуклідному дослідженні є радіонуклід, при розпаді якого утворюються іонізуючі випромінювання.
Сприймаючим пристроєм (датчиком, детектором) іонізуючих випромінювань в приладах для радіонуклідної діагностики служить
іонізаційна камера або сцинтиляційний кристал,
які вловлюють енергію випромінювань і через фотоелектронний помножувач передають сигнал на електронний блок,
який перетворює енергію випромінювань в електричні сигнали, що реєструються спеціальним пристроєм.

24. Cхема радіонуклідного дослідження
Джерело випромінювання
Детектор
Електронний блок
Сприймаючий пристрій

25. Джерело випромінювання
Основна відмінність між рентгенологічними та радіонуклідним дослідженнями
Джерело випромінювання
Детектор
об’єкт дослідження
Електронний блок
сприймаючий пристрій
сприймаючий пристрій

26. Радіонулідна візуалізація побудована на визначенні випромінювання,
джерелом якого є радіонуклід, який осередкується в об’єкті дослідження
Всі рентгенологічні методі базуються на фіксації випромінювання,
що пройшло через об’єкт дослідження

27. Технологія формування рентгенівського зображення2
Технологія формування радіонуклідного зображення
детектор

30. Переваги та недоліки радіонуклідної візуалізації
Здатність до вивчення фізіологічних функцій
Зростання метаболічної активності
ПЕТ
Зменшення метаболічної активності МР
Недостатнє просторове розрішення

31. Гамма камера

32. Принцип будови коліматора1
1 - суматор аналогових сигналiв 2
2 - трубки фотопомножувача
3 - кристал 3
4 - колiматор 4

33. Однофотонна емісійна комп’ютерна томографія
(ОФЕКТ - SPECT)

34. РФП для ОФЕКТ
1. 99mTc – ГМПАО (гексаметилпропіленаміноксин)
2.. 99mTc – глюкогептонат
3. 57Со – блеоміцин
4. 99mTc – метоксиізобутилізоніфрил
5. 201Тl – хлорид
6. 111Іn – моноклональні антитіла
7, 131І – МАА ІМАСІS-І

35. Позитронна емісійна томографія
(ПЕТ- РЕТ)

36. РФП для ПЕТ
1. - [15О] Н2О вода (маркірована)
2. - [18F] FDG (фтордезоксиглюкоза) глюкози
3. - 1С – тимідин
N – глутамін (білка)
С – альфааміноізомаслянна кислота
С – L-метіонін
ПЕТ застосовують
- для диференціальної діагностики доброякісних та злоякісних пухлин,
- захворювань головного мозку.

37. Gd-DTPA (гадолінія діетилен тріамін) Діоксидглюкоза 18FМР
Діоксидглюкоза 18F
ПЕТ
Зона підвищеної
метаболічної активності
- При ПЕТ з 18F-фтор-діоксиглюкозою візуалізуються такі дрібні структури, як верхній горбик і зовнішня капсула головного мозку

38. Можливості ПЕТ:
- Оцінка перфузії органа
- Вивчення обміну глюкози і білків
- Дослідження фармакокінетики введених медикаментів
- Проведення відбору хворих для хіміотерапії.

39. Джерелом іонізуючих випромінювань при радіонуклідних дослідженнях є радіонуклід, який може бути використаний як для лабораторних досліджень (in vitro), так і для клінічних (in vivo).

40. Для лабораторних (in vitro) діагностичних досліджень в якості радіоактивної мітки використовуються два радіонукліди – гамма-випромінюючий нуклід – 125-йод (125І) та бета-випромінюючий нуклід –
тритій (3Н).
Дослідження проводяться в пробірках без введення радіонуклідів в організм пацієнта.
Таким чином в організмі визначають вміст гормонів, ферментів, білків та інших речовин.
Цей метод носить назву радіоконкурентного аналізу, а найпоширенішою методикою його є радіоімунологічний аналіз (РІА).

41. Принцип радіоімунологічного дослідження полягає
в конкуренції двох антигенів
(неміченого та аналогічного йому міченого)
за специфічну зв’язуючу систему (антитіло).

42. Радіофармацевтичні препарати
Для радіонуклідних in vivo досліджень застосовуються так званні радіофармацевтичні препарати (РФП).
РФП – це дозволені Фармкомітетом України
засоби для діагностичного чи терапевтичного застосування,
що містять радіонукліди.
РФП для діагностичного застосування відрізняються
від звичайних фармакологічних засобів тим,
що вони вводяться в організм в індикаторних дозах,
внаслідок чого не спричиняють
фармакологічного ефекту.

43. Радіофармацевтичні препарати
Вимоги до РФП:
- Максимальна тропність до досліджуваного органу чи системи.
- Низька радіотоксичність,
(хімічна нешкідливості + мале променеве навантаження на організм пацієнта)
- Оптимальна енергія випромінювань для реєстрації апаратурою для радіонуклідних досліджень.
Для гамма-випромінювання оптимальна енергія становить кеВ.

44. Етапи виготовлення РФП:
1. Одержання радіонуклідів
2. Виділення радіонуклідів з
мішені і їх очищення
3. Власне приготування РФП

45. Одержання радіонуклідів
В ядерному реакторі шляхом опромінення мішеней нейтронами
а) опромінення мішеней нейтронами
б) опромінення мішеней нейтронами високих енергій
в) опромінення мішеней нейтронами по реакції (n, α)
г) опромінення нейтронами 235U по реакції (n, f)

46. Особливості одержання радіонуклідів у циклотроні:
2. В циклотроні шляхом опромінення мішеней зарядженими частинками
а) опромінення мішеней дейтронами
б) опромінення мішеней альфа-частинками
в) опромінення мішеней альфа-частинками по реакції (α, 2n).
Особливості одержання радіонуклідів у циклотроні:
а) радіонуклід, що утворився в результаті реакції в циклотроні, не являється ізотопом елемента мішені і його можна виділити хімічним способом, тобто циклотронні радіонукліди не мають носія;
б) внаслідок дефіциту нейтронів, циклотронні радіонукліди розпадаються шляхом позитронного випромінювання, електронного захоплення або одночасно по двох типах.
В циклотроні можна використовувати також рідкі і газоподібні мішені.

47. 3. В генераторних системах
Одержуваний в генераторній системі нуклід повинен бути дочірним і короткоживучим відносно довгоживучого материнського радіонукліду, від якого його відділяють за допомогою фізичних чи хімічних методів.
Основні елементи генератора:
а) скляна або пластикова колонка, яка містить сорбент, на який фіксується материнський радіонуклід; використовуються як органічні сорбенти (іонообмінні смоли), так і неорганічні (окис алюмінію, окис цирконію);
б) захисний свинцевий кожух;
в) система комунікацій, що складається зі шприца, голок і поліхлорвінілових трубок, подібних до тих, що використовуються в системі для переливання крові.

48. Схема генератора 99Тс 1 - елюент (вакуумний флакон) 2 - колонка
3 - фільтр
4 - захист
9 - елюант (стерильний розчин 99Тс)

50. ІІ. Виділення радіонуклідів з мішені і їх очищення
Після отримання в реакторі чи циклотроні радіонуклід виділяють з мішені і переводять його у відповідну хімічну форму.
Для виділення і очищення користуються хімічними способами.

51. ІІІ. Способи приготування РФП.
Для одержання РФП використовують три основних методи:
хімічний синтез,
біосинтез
реакції обміну.
Приготування РФП на основі генераторних систем
Особливу групу мічених діагностичних сполук складають РФП на основі короткоживучих радіонуклідів, які отримують
з генератора і спеціальних наборів реагентів,
які містять необхідні нерадіоактивні хімічні сполуки в радіонуклідних лабораторіях безпосередньо перед застосуванням.

52. Підготовка пацієнта до сканування мозку

53. Нормальна сцинтиграма
скелета людини

54. Метастатична
меланома

55. Лімфома з метастазами

56. Ядерно-магнітний резонанс
(ЯМР)
МРТ

57. Теоретичні основи ЯМР були розроблені і опубліковані одночасно у 1946 році американськими вченими
Ф. Блочем (F. Bloch) і
Е. Перселем (E. Purcell)
У 1952 році присуджена Нобелівська премія.
У 1973 році англійський математик Пауль Лаутербур створив новий тип реконструктивної томографії на основі ЯМР – МР-томографію.

58. Технологія формування рентгенівського зображення Технологія формування
МР зображення 2
Детектор
Технологія формування
радіонуклідного зображення
детектор

59. Способи одержання МР-томограм:
1) спін-решітчастий;
2) спін-еховий.

60. Смла магнітного поля
Тесла
Гаус
1 Тл = 104 гауса
В МР системах
від 0,1 до 1,5 Тл

61. 1 2 4
До складу МР-томографа входять:
1) магніт;
2) стіл для вкладання пацієнта;
3) теплообмінник;
4) джерело високої напруги;
5) пульт управління, який включає потужну комп’ютерну систему.

63. Магнітно-резонансна томографія
Низьке розрішення
Високе розрішення

64. Просторова реконструкція
МРТ

65. Просторова реконструкція
МРТ в реальному часі

66. Діагностичні можливості МР-томографії переважають усі інші методики променевої діагностики, включаючи рентгенівську комп’ютерну томографію.
Протипоказання до застосування МР-томографії :
- наявність металевих кліпс, накладених на судини мозку,
- металевих деталей в імплантованих водіях ритму
- феромагнітних сплавів (що застосовуються в стоматології і ортодонтії)
- епілепсія;
- вагітність.

67. Типовий план розміщення апаратури у відділенні
магнітно-резонансної діагностики
1 - процедурна
2 - операторська
3 - кімната персоналу 1 2 3

68. План розміщення апаратури у відділенні
магнітно-резонансної діагностики
Магнiт та мiсце оператора
магнiт

69. УЗД

70. Технологія формування
УЗ зображення
УЗ датчик

71. Технологія формування МР зображення Технологія формування
рентгенівського зображення
Детектор 2
Технологія формування
радіонуклідного зображення
Технологія формування
УЗ зображення
УЗ датчик
детектор

72. ТЕРМОГРАФІЯ

73. Технологія формування
термо зображення
термо датчик
1- контактна
термометрія
2 - дистанційна

76. рентгенівського зображення радіонуклідного зображення
формування
рентгенівського зображення
формування
радіонуклідного зображення
детектор 2
формування
МР зображення
формування
УЗ зображення
формування
термо зображення
Детектор
термо датчик
термо
датчик
УЗ датчик

77. П’ЯТЬ МЕТОДІВ ПРОМЕНЕВОЇ ДІАГНОСТИКИ
ІОНІЗУЮЧІ
рентгенологічний
радіонуклідний
НЕІОНІЗУЮЧІ
магнітно-резонансний
ультразвуковий
термографічний

78. Таким чином, сучасна променева діагностика використовує п’ять методів:
рентгенологічний;
магнітно-
резонансний;
ультразвуковий;
радіонуклідний
термографічний;
ІОНІЗУЮЧІ
НЕІОНІЗУЮЧІ

79. Регламентація променевих досліджень, принципи та способи радіаційного захисту
Біологічна дія іонізуючих випромінювань обумовлює чітку регламентацію їх застосування та вимагає застосування засобів захисту від їх неблагоприємного впливу на пацієнтів та медичний персонал.

80. Принципи радіаційного захисту
Екрануванням
Часом
Віддалю
Кількістю

81. Показання та протипоказання до променевих досліджень з застосуванням іонізуючих випромінювань:
Променеві дослідження проводяться за суворо визначеними показаннями.
З профілактичною метою рентгенологічні та радіонуклідні дослідження не проводяться.
Протипоказання до досліджень з використанням іонізуючих випромінювань:
вагітним,
дітям до 14 років.
Рентгенологічні дослідження, які пов’язані з великим опроміненням гонад (дослідження кишечника, нирок, хребта, таза), жінкам репродуктивного віку рекомендується проводити протягом першого тижня після початку менструації.