Атом в медицине

АТОМ В МЕДИЦИНЕ

Черепанов Дмитрий

ГБПОУ «Кинель Черкасский сельскохозяйственный техникум»

Научный руководитель Шумакова Наталья Александровна

Я́дерная медици́на — раздел клинической медицины, который занимается применением радионуклидных фармацевтических препаратов в диагностике и лечении. Иногда к ядерной медицине относят также методы дистанционной лучевой терапии. В диагностике использует главным образом однофотонные эмиссионные компьютерные томографы (SPECT, улавливают гамма-излучение) и позитронно-эмиссионные томографы (ПЭТ-сканеры), в лечении преобладает радиойодтерапия.

Ядерная медицина применяется в следующих областях): кардиология — 46 % от общего числа диагностических исследований, онкология — 34 %, неврология — 10 %. В частности, в онкологии (радиобиология опухолей) ядерная медицина выполняет такие задачи, как выявление опухолей, метастазов и рецидивов, определение степени распространённости опухолевого процесса, дифференциальная диагностика, лечение опухолевых образований и оценка эффективности противоопухолевой терапии.

Отцом радиоизотопной диагностики считается венгр Д. Хевеши, в 1913 году предложивший использовать в биологических исследованиях метод меченых атомов, за что в 1943 году удостоился Нобелевской премии по химии . В 1951 году Бенедикт Кассен с коллегами создал для целей радионуклидной диагностики прямолинейный сканер . Сканер Кассена более чем на два десятилетия стал главным инструментом ядерной медицины. В 1953 году Гордон Броунелл создаёт в Массачусетском технологическом институте первый прототип ПЭТ-сканера. В 1958 году Хэл Энджер  усовершенствовал свою первую гамма-камеру, создав «сцинтиляционную камеру» (камера Anger), которая дала возможность одномоментного диагностирования объекта без перемещения сканера. Дэвид Кюль создаёт в 1959 году в Пенсильванском университетепредшественника однофотонного эмиссионного компьютерного томографа . В 1960 году Розалин Сасмен Ялоу и Соломон Берсон опубликовали информацию об открытом ими методе радиоммунного анализа , открывшем дорогу для диагностики in vitro . В 1961 году Джеймс Робертсон создаёт в Брукхейвенской национальной лаборатории ПЭТ-томограф современного типа.

В 1901 году французские физики Анри-Александр Данло  и Эжен Блок  впервые применили радий для лечения кожного туберкулёза . Американский изобретатель Александр Белл предложил в 1903 году использовать радий для лечения опухолей. В 1923 году Наркомат здравоохранения СССР издал приказ о применении  Ra для облегчения болей в суставах. В 1936 году Джон Лоуренс , брат изобретателя циклотрона, лечит в Радиационной лаборатории Беркли лейкемию с помощью P. В январе 1941 года Сол Герц  приготовил первый лечебный препарат на основе I для пациента Массачусетского госпиталя , страдавшего диффузным токсическим зобом . В 1952 году тот же Джон Лоуренс совместно с Корнелиусом Тобиасом использует пучок альфа-частиц для лечения опухоли гипофиза.

В 1929 году Эрнест Лоуренс изобрёл циклотрон, ставший главным инструментом для получения радионуклидов. В 1938 году Гленн Сиборг вместе с Эмилио Сегре получили на циклотроне Лоуренса ⁹⁹TC .  26 ноября 1940 года зав. биофизическим отделом Всесоюзного института экспериментальной медицины Г. М. Франк выступил на V Всесоюзном совещании по вопросам атомного ядра с докладом об использовании радиоактивных изотопов в биологии. В августе 1946 года был создан изотоп специально для медицинских целей С, и первые образцы его переданы для использования в Barnard Free Skin&Cancer Hospital и Mallinckrodt Institute of Radiology (оба — Сент-Луис). В 1946 году в СССР под руководством Г. М. Франка создаётся Радиационная лаборатория № 8, которая через 2 года преобразуется в Институт биологической физики АМН СССР (с 2007 года — Федеральный медицинский биофизический центр имени А. И. Бурназяна). С момента создания Институт являлся ведущим советским разработчиком радиофармпрепаратов. В 1951 году американское Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств официально разрешает I к применению на людях.

В 1954 году в Рестоне (штат Вирджиния) создаётся неправительственное Общество ядерной медицины , начиная с 1964 года оно издаёт «Журнал ядерной медицины ». В 1971 году Общество выступило одним из учредителей Американской палаты ядерной медицины . Будучи членом Американской палаты медицинских специальностей , Палата получила право официально сертифицировать специалистов в области ядерной медицины. В 1974 году появилась Американская остеопатическая палата ядерной медицины , которая уполномочена присваивать специалистам в области ядерной медицины степень доктора остеопатической медицины .

В 1980 году в Милане создано Европейское общество терапевтической радиологии и онкологии, а в 1985 году в Лондоне — Европейская ассоциация ядерной медицины.

По отношению к человеческому телу различается диагностика in vitro (в пробирке) и in vivo (в теле). В первом случае у человека отбираются образцы тканей и помещаются в пробирку, где взаимодействуют с радиоактивными изотопами — метод называется радиоиммунным анализом.

В случае диагностики in vivo производится инъекция радифармпрепаратов внутрь человеческого организма, а измерительные приборы фиксируют излучение (эмиссионная томография). В качестве изотопов используются гамма-излучатели — чаще всего Tc^m, I и Tl, а также позитронные излучатели — в основном F. Изотопы производятся в ядерных реакторах и на циклотронах, затем синтезируются с биологическими маркёрами в готовые радиофармпрепараты.

Гамма-излучение в диагностике in vivo улавливается гамма-камерами, метод называется сцинтиграфией. Первоначально использовалась планарная сцинтиграфия, дающая плоскостную проекцию, сейчас набирает популярность однофотонная эмиссионная компьютерная томография (SPECT), работающая уже с трёхмерными моделями.

Позитронное излучение фиксируют позитронно-эмиссионные томографы (ПЭТ-сканеры).

Первым методом лечения в ядерной медицине была брахитерапия (французы предпочитают термин кюритерапия ). Она подразумевает доставку к поражённому органу внутри человеческого теларадиофармпрепарата — микроисточника радиации, который уничтожает или изолирует больные клетки. Изначально широко применявшимся для лечения радиоактивным изотопом был P. Однако выявилось повреждающее действие на костный мозг большинства пациентов, поэтому применение фосфора-32 было ограничено лечением гемофилии, полицитемии и заболеваний суставов. Главным используемым для лечения изотопом является сейчас I (радиойодтерапия), источник гамма-лучей и электронов. Набирают также популярность такие излучатели электронов, как Sm, Sr и Y .

Сегодня в качестве вероятного направления эволюции брахитерапии рассматривается тераностика , которая объединяет в рамках одной процедуры как диагностику, так и лечение.

Спорным является вопрос о возможности отнесения дистанционной лучевой терапии (нейтрон-захватная терапия, протонная терапия, гамма-нож ) к методам лечения в ядерной медицине. Теоретики стремятся отделить дистанционную лучевую терапию от ядерной медицины, ограничивая терапевтические методы последней применением радиоактивных препаратов. В частности, подобной позиции придерживается Ассоциация Медицинских Физиков России в рубрикаторе журнала «Медицинская физика», а также российское Общество ядерной медицины — в разработанном им проекте национального стандарта «Ядерная медицина. Термины и определения» и названии газеты «Вестник ядерной медицины и лучевой терапии» .

В то же время на практике разделение ядерной медицины и дистанционной лучевой терапии соблюдается далеко не всегда. Так, Немецкий кардиологический центр в Мюнхене  объединяет ядерную медицину и лучевую терапию под крышей Института радиологии и ядерной медицины , Центр ядерной медицины МИФИ готовит специалистов как по ядерной медицине, так и по лучевой терапии . Открываемые в российских регионах центры ядерной медицины тоже часто предусматривают в составе оказываемой медицинской помощи лучевую терапию (напр, центр в Казани , проекты в Томске и Владивостоке

Да в медицине очень большой прорыв , и все это благодаря атому.