Nukleárna medicína

Nukleárna medicína je špecializovaným odborom medicíny, ktorého základným princípom je využitie otvorených rádioaktívnych žiaričov na diagnostické, terapeutické, prognostické alebo výskumné účely. Otvorené rádioaktívne žiariče sú využívané vo forme rádiofarmák.

Diagnostické metódy nukleárnej medicíny :

In vitro metódy

laboratórne metódy, ktoré využívajú rádioaktívne žiariče na stanovenie koncentrácie rôznych látok vo vzorkách biologických tekutín na základe rádioimunoanalýzy.
stanovenie hladiny hormónov, nádorových markerov a ďalších biologicky aktívnych látok.
pacient neprichádza do styku s rádiofarmakom, vykonáva sa vo väčšine prípadov len odber krvi pacienta, ktorá sa odosiela do rádioimunoanalytického laboratória.

In vivo metódy

princípom je aplikácia rádiofarmaka do vnútorného prostredia organizmu a jeho následnom vychytaní v cieľovom orgáne, ktorý je vyšetrovaný.
rádiofarmakum sa aplikuje najčastejšie intravenózne ale môže sa aplikovať aj iným spôsobom:
- perorálne (aplikácia cez ústnu dutinu),
- inhalačne ( aplikácia vdýchnutím),
- intratekálne (aplikácia v oblasti chrbtice),
- intraartikulárne (aplikácia z oblasti kĺbovej štrbiny),
- intraarteriálne (aplikácia do krvného obehu).

Distribúcia rádiofarmaka v organizme je výsledkom jeho biologických, chemických a fyzikálnych vlastností.
Rádiofarmakum - špeciálny farmaceutický prípravok označený vhodnou rádioaktívnou látkou (rádionuklidom), ktorý je vychytávaný vo vyšetrovanom orgáne a umožňuje jeho zobrazenie.
Cieľom diagnostických in vivo metód v nukleárnej medicíny je posúdenie funkcie orgánu alebo orgánového systému, detekcia patologických ložísk alebo hodnotenie priebehu metabolického deja na základe distribúcie podaného rádiofarmaka v organizme.

Veľkou výhodou nukleárnej medicíny je neinvazívnosť vyšetrovacích metód.
Pri diagnostických in vivo metódach sa využívajú rádionuklidy, ktoré emitujú gama žiarenie, tzv. gama žiariče. Distribúcia rádiofarmaka sa zaznamenáva gamakamerou, ktorá registruje gama žiarenie (odtiať názov gamagrafia) emitované z rádiofarmaka v tele pacienta. Gama žiarenie je registrované vo forme scintilácií - zábleskov scintilačným detektorom gamakamery (odtiaľ názov scintigrafia = gamagrafia), ktoré sú cez systém fotonásobičov registrované elektronickým vyhodnocovacím zariadením a zobrazujú sa na monitore počítača.

Zobrazovacie metódy v nukleárnej medicíne môžu byť statické a dynamické.
Statické (lokalizačné) metódy - snímajú po určitý čas jeden obraz zvolenej oblasti tela. Snímanie sa zahajuje v určitom časovom odstupe od aplikácie rádiofarmaka (minúty-hodiny-dni). Pri vyšetrení sa zaznamenáva dvojrozmerné zobrazenie priestorovej distribúcie rádiofarmaka v určitom orgáne (napr. statická gamagrafia pečene, sleziny, obličiek), časti tela (napr. statická gamagrafia lebky, panvy) alebo v celom tele (napr. celotelová gamagrafia skeletu).

Kvalitatívne vyšším stupňom lokalizačného zobrazenia sú tomografické metódy - SPECT (Single Photon Emission Computer Tomography - jednofotónová emisná počítačová tomografia). SPECT umožňuje trojrozmerné zobrazenie priestorovej distribúcie v sledovanej časti tela, z ktorého môžeme získať tomografické rezy v troch rovinách (frontálna, sagitálna, transverzálna), pri ktorých hodnotíme zvolenú vrstvu tkaniva v hĺbke tela bez rušivého vplyvu okolitých tkanív.
Statické metódy - slúžia na zobrazenie tvaru, veľkosti, ale aj funkcie vyšetrovaného orgánu a detekciu ložiskových procesov (anomálie tvaru, veľkosti a lokalizáce obličiek, detekcia pozápalových reziduálnych zmien a expanzívnych ložísk pri statickej scintigrafii obličiek, stanovenie separovanej funkcie obličiek, hemangiómy a iné ložiskové procesy pečene pri SPECT vyšetrení pečene, SPECT srdca a detekcia defektov perfúzie myokardu).

Dynamické metódy - snímajú sériu gamagrafických obrazov v určitých časových úsekoch, snímanie sa zahajuje ihneď po aplikácii rádiofarmaka. Pri vyšetrení sa zaznamenáva časový priebeh distribúcie rádiofarmaka v určitom čase cez určitý orgán alebo oblasť tela a vytvárajú sa časovo-aktivitné krivky (napr. dynamická gamagrafia obličiek). Využívajú sa aj na hodnotenie funkcie vyšetrovaného orgánu (dynamická scintigrafia obličiek, dynamická hepatobiliárna scintigrafia).

Prístroje používané v nukleárnej medicíne:

SPECT - Single Photon Emission Computer Tomography - jednofotónová emisná počítačová tomografia) – Princípom je podanie rádiofarmaka s γ žiarením (najčastejšie 99mTc) a vytvorenie scintigrafických snímkov pacienta z niekoľkých smerov v rovine tomografického rezu. Používa sa najčastejšie jedna alebo niekoľko scintilačních kamier, ktoré sa otáčajú okolo vyšetrovaného po malých uhlových krokoch. Rozloženie radiofarmaka v tomografickom reze je potom matematicky rekonštruované z jednotlivých snímkov za využitia metódy spätne filtrovanej projekcie, alebo stále častejšej metódy iterativnej algebraickej rekonštrukcie.
PET/CT - predstavuje najmodernejšiu diagnostickú zobrazovaciu modalitu, ktorá v sebe spája pozitrónovú emisnú tomografiu (PET - Positron Emission Tomography) a počítačovú tomografiu (CT – Computer Tomography) – ide o tzv. hybridné zobrazovanie. Toto vyšetrenie sa využíva najmä v onkológii, pri niektorých zápalových ochoreniach a tiež v neurológii. Kombinácia morfologického a funkčného zobrazenia významne spresňuje diagnostiku. Fyzikálnou podstatou PET je anihilačné žiarenie. Ako rádiofarmakum sa využívajú tzv. pozitrónové žiariče. Pri premene pozitrónového žiariča vzniká fotónové žiarenie s energiou 511 keV, vychádzajúce z tela pacienta a detekované kamerou. Pacienti sú vyšetrovaní na PET/CT kamere po vnútrožilovom podaní príslušného rádiofarmaka. Súčasne sa vykonáva aj štandardné CT vyšetrenie (kontrastné, nekontrastné, prípadne nízkodávkové). V priebehu vyšetrenia je pacient vystavený rádioaktívnemu žiareniu, ktorého množstvo nie je pre organizmus priamo nebezpečné. Prínos pre cielenú diagnostiku a následne správny výber liečby ochorenia výrazne prevyšuje riziko. Vyšetrenie nemá invazívny charakter a nie je bolestivé.

Terapia otvorenými žiaričmi
Samostatnou oblasťou nukleárnej medicíny je využitie otvorených rádioaktívnych žiaričov v terapii. Podstatou terapeutických metód nukleárnej medicíny je zavedenie rádionuklidu ako cytotoxického preparátu do blízkosti buniek, ktoré majú byť ožiarené. Otvorené rádioaktívne žiariče sa po aplikácii do organizmu selektívne a vo zvýšenej miere vychytávajú v cieľovom tkanive. Tesný kontakt medzi rádionuklidom a cieľovými bunkami umožňuje ich ožiarenie terapeutickou dávkou žiarenia pri minimálnom ožiarení okolitých tkanív. Na terapiu v nukleárnej medicíne sa používajú beta žiariče alebo zmiešané beta/ gama žiariče, ktoré majú v tkanive dosah účinku len niekoľko mm a prakticky celá energia žiarenia sa absorbuje v cieľovom tkanive.

Terapia metódami nukleárnej medicíny sa využíva na liečbu diferencovaných karcinómov štítnej žľazy, tyreotoxikóz, na paliatívnu liečbu kostných metastáz, radiačnú synovektómiu, terapiu folikulárneho lymfómu značkovanými monoklonálnymi protilátkami.