Ядерная медицина применяет радиоактивные вещества для диагностики и лечения заболеваний. Пять нобелевских лауреатов были тесно связаны с использованием радиоактивных индикаторов в медицине. Они показали, что некоторых случаях облучение может быть использовано для лечения пораженных органов или опухолей.
Множество больниц по всему миру используют радиоизотопы в медицине, и около 90% процедур проводятся с целью диагностики.
Наиболее распространенным радиоизотопом, используемым в диагностике, является технеций-99, с которым проводится около 80% всех процедур ядерной медицины во всем мире.
Использование радиофармпрепаратов в диагностике растет более чем на 10% в год.
В 2023 году мировой рынок радиоизотопов оценивался в 10 миллиардов долларов, из которых около 80% приходилось на медицинские радиоизотопы. России сегодня принадлежит 10% мирового экспорта и 1% импорта.
Ядерная медицина была разработана в 1950-х годах врачами-эндокринологами, которые первоначально использовали йод-131 для диагностики, а затем и лечения заболеваний щитовидной железы. В последние годы специалисты также пришли из радиологии, поскольку были внедрены процедуры двойной компьютерной томографии.
Согласно отчетам на компьютерную рентгеновскую томографию (КТ) и ядерную медицину приходится 36% общего радиационного облучения и 75% медицинского облучения. Отчет показал, что с начала 1980-х годов среднее общее годовое облучение радиацией увеличилось с 3,6 миллизиверта до 6,2 мЗв в год из-за медицинских процедур. Но это гораздо ниже чем радиационный фон. (Промышленное облучение, в том числе от атомных электростанций, составляет менее 0,1% от общего радиационного облучения населения.)
Применяемые химические элементы в ядерной медицине
- Молибден-99 (66 часов период полураспада): Используется в качестве исходного вещества в генераторе для получения технеция-99m.
- Технеций-99m (6 ч): Используется для визуализации скелета и сердечной мышцы в частности, а также головного мозга, щитовидной железы, легких (перфузия и вентиляция легких), печени, селезенки, почек (структура и скорость фильтрации), желчного пузыря, костного мозга, слюнных и слезных желез, сердечной крови. бассейн, инфекции и многочисленные специализированные медицинские исследования.
- Висмут-213 (46 мин): Используется в альфа-терапии для лечения рака.
- Хром-51 (28 d): Используется для маркировки эритроцитов и количественной оценки потери белка в желудочно-кишечном тракте.
- Кобальт-60 (10,5 мкм): Ранее использовался для внешней лучевой терапии.
- Медь-64 (13 ч): Используется для изучения генетических заболеваний, влияющих на метаболизм меди, таких как болезни Вильсона и Менке.
- Диспрозий-165 (2 ч): Используется в качестве агрегированного гидроксида для синовэктомического лечения артрита.
- Эрбий-169 (9,4 г): Используется для облегчения боли при артрите в синовиальных суставах.
- Гольмий-166 (26 ч): Разрабатывается для диагностики и лечения опухолей печени.
- Йод-125 (60 г): Используется в брахитерапии рака (предстательной железы и головного мозга), а также в диагностических целях для оценки скорости фильтрации в почках и для диагностики тромбоза глубоких вен ног. Он также широко используется в радиоиммунологических анализах для определения присутствия гормонов в небольших количествах.
- Йод-131 (8 дней): Широко используется при лечении рака щитовидной железы и для визуализации щитовидной железы; также для диагностики нарушений функции печени, почечного кровотока и обструкции мочевыводящих путей. Мощный гамма-излучатель, но используется для бета-терапии.
- Иридий-192 (74 дня): Поставляется в виде проволоки для использования в качестве источника внутренней лучевой терапии при лечении рака (использованный, затем удаленный).
- Железо-59 (46 дней): Используется в исследованиях метаболизма железа в селезенке.
- Лютеций-177 (6,7 d): Значение лютеция-177 возрастает, поскольку он излучает достаточно гамма-излучения для визуализации, в то время как бета-излучение используется для лечения небольших опухолей (например, эндокринных). Его период полураспада достаточно велик, чтобы можно было подготовить его к использованию.
- Палладий-103 (17 дней): Используется для изготовления постоянных имплантатов для брахитерапии при раке предстательной железы на ранней стадии.
- Фосфор-32 (14 дней): Используется при лечении истинной полицитемии (избытка эритроцитов). Бета-излучатель.
- Калий-42 (12 часов): Используется для определения обменного калия в коронарном кровотоке.
- Рений-186 (3,8 дней): Используется для обезболивания при раке костей. Бета-излучатель со слабым гамма-излучением для визуализации.
- Рений-188 (17 ч): Используется для бета-облучения коронарных артерий с помощью баллона для ангиопластики.
- Изотопы самария-153 (47 часов): Самарий-153 эффективен для облегчения боли при вторичных раковых опухолях, локализующихся в костях, и продается как Quadramet. Также эффективен при раке предстательной железы и молочной железы. Бета-излучатель.
- Селен-75 (120 г): Используется в виде селенометионина для изучения выработки пищеварительных ферментов.
- Натрий-24 (15 ч): Для изучения электролитов в организме.
- Стронций-89 (50 дней): Очень эффективен для уменьшения боли при раке предстательной железы и костей. Бета-излучатель.
- Ксенон-133 (5 дней): Используется для исследований вентиляции легких.
- Иттербий-169 (32 дней): Используется для исследования спинномозговой жидкости головного мозга.
- Иттрий-90 (64 часа): Используется для брахитерапии рака и в качестве силикатного коллоида для облегчения боли при артрите в крупных синовиальных суставах. Чистый бета-излучатель.
- Радиоизотопы цезия, золота и рутения также используются в брахитерапии.
- Циклотронные радиоизотопы
- Углерод-11, азот-13, кислород-15, фтор-18: Это позитронные излучатели, используемые в ПЭТ для изучения физиологии и патологии мозга, в частности для локализации эпилептического очага, а также в исследованиях деменции, психиатрии и нейрофармакологии. Они также играют важную роль в кардиологии. F-18 в ФДГ стал очень важным при выявлении раковых заболеваний и мониторинге прогресса в их лечении с помощью ПЭТ.
- Кобальт-57 (272 дней): Используется в качестве маркера для оценки размера органа и для диагностических наборов in vitro (в пробирке).
- Галлий-67 (78 ч): Используется для визуализации опухолей и определения локализации воспалительных поражений (инфекций).
- Индий-111 (2,8 дней): Используется для специальных диагностических исследований, например, для изучения мозга, инфекций и транзита через толстую кишку.
- Йод-123 (13 ч): все чаще используется для диагностики функции щитовидной железы, представляет собой гамма-излучатель без бета-излучения I-131.
- Криптон-81m (13 секунд) из рубидия-81 (4,6 часа): Газ Kr-81m позволяет получать функциональные изображения легочной вентиляции, например, у пациентов, страдающих астмой, а также для ранней диагностики заболеваний и функций легких.
- Рубидий-82 (65 ч): удобный агент для визуализации перфузии миокарда.
- Стронций-92 (25 ч): Используется в качестве исходного вещества в генераторе для получения Rb-82.
- Таллий-201 (73 ч): Используется для диагностики ишемической болезни сердца и других сердечных заболеваний, таких как отмирание сердечной мышцы, а также для определения местоположения лимфом низкой степени выраженности.
Ядерная медицина как и ядерная энергетика оперирует понятием периода полураспада. Период полураспада означает время в течении которого распадается половина имеющихся радиоактивных атомов.
