Maqolada radiozotopli tashxislashga doir uslubiy ma'lumotlar keltirilgan. Radiofarmpreparat haqida tushuncha berilgan, gamma-kamera, bir fotonli emissiyali tomografiya, pozitronli emissiyali tomorafiya kabi texnologiyalar boyicha qiziqarli ma’lumotlar tahlil qilingan.
Kalit so’zlar : radioizotopli diagnostika, radiofarmpreparat, gamma-kamera, bir fotonli emissiyali tomograf, pozitronli emissiyali tomograf, PET-markaz.
В статье приведены методические материалы по радиоизотопной диагностике. Рассматривается понятие о радиофармпрепарате, анализируется интересная информация о гамма-камере, однофотонной эмиссионной томографии, позитронно-эмиссионной томографии, ПЭТ-центрах.
Ключевые слова : радиоизотопная диагностика, радиофармпрепарат, гамма-камера, однофотонный эмиссионный томограф, позитронно-эмиссионный томограф, ПЭТ-центр.
Yadroviy tibbiyotdagi diagnostikani, ya'ni tashxislash texnologiyalarini ko'rib chiqing. Dastavval biz yana bir bor [1] maqolada keltirilgan yadroviy tibbiyotning ta'rifiga qaytamiz va yadroviy tibbiyotni har xil turdagi radioaktiv nurlanishdan foydalanadigan tibbiy texnologiyalar to'plami sifatida kengaytirilgan ma'noda tushunamiz. Hozirgi tibbiyot hamjamiyatida nurli terapiyani ham yadroviy tibbiyot usullariga kiritish odat tusiga kirgan. Bu holat biroz baxsli bo'lsada, biz ham masofaviy nurli terapiyani yadroviy tibbiyot texnologiyalariga qo’shish tarafdorimiz. Haqiqatan, bu ikki soha qisman bir-biriga mos keladi, umumiy jihatlari ko'p, o'xshash taraflari juda ko'p, shuning uchun ham ko'pincha nurli terapiya yadroviy tibbiyot usullari qatoriga kiritiladi. Umuman olganda yadroviy tibbiyot texnologiyalarini ikkita global, katta bo'limga ajratishimiz mumkin — radioizotopli diagnostika (tashxislash) va radioizotopli terapiya [2, 3].
Ushbu maqolada biz radioizotopli diagnostika nima ekanligini, u qanday texnologiyalardan foydalanishi bilan tanishamiz. Radioizotopli diagnostika quyidagi usullarni o'z ichiga oladi: sintigrafiya, bir fotonli emissiyali tomografiya, pozitronli emissiyali tomografiya. Shuningdek, inson tanasining alohida organlari to'qimalarini o'rganish uchun qo'llaniladigan usullarni ham eslatib o'tish kerak, ya'ni inson tanasidan to'qimalar namunalari olinadi, qon yoki biron bir punksiya masalan, va ushbu biologik to'qimalar tarkibi probirkada o'rganiladi. Inson tanasidan ayro, alohida bajariladigan bunday usullar IN VITRO deb ataladi. Tirik organizmning o'zida bajariladigan usullar esa IN VIVO deb ataladi.
Diagnostikaning barcha turlari ikkiga IN VIVO va IN VITRO turlariga bo'linadi. IN VIVO diagnostikasi chog'ida radionuklidni o'z ichiga olgan radiofarmatsevtik preparat tanaga kiritiladi va tanadan tashqarida joylashgan detektor nurlanishning tanani tark etishini hodisasini aniqlaydi. Misol uchun, emissiyali tomografiya, bu yerda deyarli barcha usullar emissiyalidir.
Diagnostikaning yana bir turi — bu IN VITRO diagnostikasi bo'lib, unda inson tanasidan to'qimalar namunalari olinadi, turli xil tibbiy idishlarga solinadi va laboratoriya sharoitida tekshiriladi. Bunday usullarga, masalan, radioimmunli tahlil usuli kiradi. Ushbu usul juda keng tarqalgan, u inson qonidagi antijismlarning kontsentratsiyasini aniqlashda eng aniq usullaridan biri hisoblanadi. Bu yerda siz oqsil moddalarining kontsentratsiyasini nanogrammalar aniqligida aniqlashingiz mumkin. Radioimmunli tahlil uchun odatda 125 I radioaktiv izotopi ishlatiladi. Biz IN VITRO diagnostikasi haqida boshqa gapirmaymiz, biz IN VIVO texnologiyalari orqali axborotni olish bilan tanishishda davom etamiz.
Quyidari rasmda (qarang, rasm 1) fotosurat ko'rsatilgan, unda pozitronli emissiyali tomografiya yordamida olingan tasvir keltirilgan. Ushbu rasmni biz Vikipediyadan olidik. Ko'rinib turibdiki, bu tasvir hajmli, inson tanasining har bir nuqtasida nuqtaning faolligi qandayligini, ya'ni u yerdan chiqadigan nurlanish miqdori qandayligini anglash mumkin. Ushbu organlarda radioizotoplarning kontsentratsiyasini baholashga harakat qilingan. Izotopning tana ichidagi taqsimlanishi aniq ko'rinsada, biroq bu izotoplar tananing qaysi organlarida yoki tuzilmalarida joylashganligi uncha aniq emas. Buning uchun emissiyali tomografiya yordamida olingan barcha shu kabi taqsimotlarni inson tanasining morfologik tuzilmalari bilan bog'lashning maxsus usullarini bilish kerak.
Rasm 1. Pozitronli emissiyali tomografiya yordamida olingan inson tanasidagi radioizotopning taqsimoti
Qaysi usuldan foydalanishimizni yana bir bor eslashimiz kerak. [1] maqolada Heveshi fanga kiritgan usulni muhokama qildik. Bu usul nishon qo'yilgan (nishonlangan) atomlar usuli deb yuritiladi va yadroviy tibbiyot doirasida radiofarmatsevtik preparatning qo'llanilishini nazarda tutadi. Radiofarmpraparat, aslida, biologik faol birikmaning bir turi bo'lib, unda atomlardan biri radioaktiv element atomi bilan almashtirilgan bo'ladi. Masalan, quyidagi rasmga qarang (rasm 2). Bu yerda inson tanasi tomonidan iste'mol qilinadigan oddiy glyukoza molekulasi ko'rsatilgan bo'lib, u inson hujayralarida energiya ishlab chiqarilishi uchun zarurdir. Inson tanasi uchun zarur bo'lgan ushbu glyukozani radioaktiv izotop yordamida nishon qo'yishimiz (belgilashimiz) mumkin. Uni Ftor-18 izotopi bilan nishonlanadi, shundan so'ng u radiofarmpraparatga aylanadi. Endi uni qisqacha FDG (ftordeoksiglyukoza) deb atash mumkin va u metabolizm kuchaygan, energiya ishlab chiqarish ko'paygan to'qimalarni o'rganish uchun juda keng qo'llaniladi, xususan, o'simta hosil bo'lishlarini qidirishda va energiya mavjud bo'lgan bir qator boshqa to'qimalarni tekshirishda foydalanish mumkin. Ayniqsa, yangi o'simtalarni topish uchun samarali hisoblanadi.
Rasm 2. Radiofarmpreparat tushunchasiga doir
(chapda — glyukoza molekulasi; o'ngda — 18 F mavjud ftordezoksiglyukoza (FDG))
Radiofarmpreparat inson tanasiga qanday kiritiladi? Bir necha usullar mavjud, rasm 3 da ular sanab o'tilgan. Bu yerda odam tomonidan amalga oshiriladigan birinchi amal — bu qandaydir aerosol bilan nafas olish (ingalyatsiyali), ya'ni radiofarmpreparatni nafas olish yo'li bilan inson tanasi ichiga kiritish mumkin. Nafas olish yo'llari orqali u o'pkaga kiradi, keyin u zudlik bilan qonga singib ketadi, o'pka orqali u butun tanaga tarqaladi. Ikkinchi usul esa — odam og'iz orqali radiofarmpreparatni o'z ichiga (peroral) qabul qiladi. Bunda padiofarmpreparat odatda kapsula ichiga joylashtirilgan bo’ladi va aynan shu kapsula yutiladi. Keyin bu radiofarmapraparat oshqozon orqali ichaklarga kiradi, u yerda yana qonga so'riladi va qon oqish tizimi yordamida u butun tanaga tarqaladi. Uchinchi usul — to'g'ridan-to'g'ri qonga kiritilishi (qon tomiriga) mumkin, rasmning pastki qismida qizil rangli radiofarmpreparat solingan shprits ko'rsatilgan. U tomir ichiga yuboriladi va shu bilan u butun tanaga tarqaladigan va turli organlarning to'qimalariga singib ketadigan qon aylanish tizimiga kiradi. To'rtinchi usul — tananing to'g'ridan-to'g'ri o'ziga xos to'qimalariga yuborish mumkin, bu biroz kam uchraydigan usul, u radiofarmpreparatning inson to'qimalari ichidagi xatti-harakatlarini o'rganishda qo'llaniladi.
Rasm 3. Radiofarmpreparatning kiritilishi va yadroviy nurlanishning qayd etilishi
Radiofarmpreparat inson to'qimalari bo'ylab tarqalgach, biz uni tekshiramiz, aniq qayerga yetib borishini aniqlashimiz va u yerda qanchalik tez to'planishini aniqlashimiz kerak, so'ngra u yerdan qanchalik tez chiqarilishini aniqlashimiz kerak, ya'ni biz uning faolligiga e’tibor berishimiz kerak. Boshqacha qilib aytganda, to'plangan radiofarmpreparatning faolligi vaqtga qanday bog'liqligini tekshirishimiz kerak. Rasmda aynan shunday grafik ko'rsatilgan. Sanagichga ulangan bitta detektor, unga kirgan har bir gamma-kvantdan hosil bo'lgan impulsni bizning chiqishimizga joylashtiradi va shu bilan biz detektorning faolligini aniqlashimiz mumkin. Radioizotop odamning ma'lum bir joyida to'plangan. Bu yerga detektorni joylashtiramiz, detektorning kirish oynasiga tushishi mumkin bo'lgan hamma gamma-kvantlar hisobga olinadi. Bu gamma kvantlar tananing qaysi bir nuqtasidan kelib chiqqanligini aniqlay olmaymiz, lekin biz boshidanoq detektorning joylashishini lokallashtirganligimiz uchun, radioizotop qaysi organlarda qancha to'planishini taxminan baholashimiz mumkin. Detektorni inson tanasi bo'ylab harakatlantirish orqali inson tanasidagi nurlanish konsentratsiyaning o'zgarishini kuzatishimiz mumkin. Aynan shunday bir detektorli qayd etish usulidan shifokorlar avval foydalanib yurgan. Masalan, buyraklar bo'yicha tadqiqotlar o'tkazilgan. Rasmda radiofarmpreparatning buyraklarda to'planish grafigi ko'rsatilgan, ya'ni detektor odam tanasining orqa tomoniga, odatda buyraklar mujassam joyga biriktirilgan. Buyraklarda to'plangan preparatning faolligi qayd etilgan, olingan egri chiziqning vaqtga bo'yicha xususiyatlariga qarab, shifokor xulosa qilgan, buyraklar to'g'ri ishlayaptimi yoki yo'qligini aniqlay olgan. Birinchidan, buyraklar soni ikkita, demak, ular radiopreparatni teng miqdorda to'plashi kerak, olingan egri chiziq ko'rinishiga qarab, buyrak kasalligining yo'qligi yoki mavjudligi aniqlangan. Bu tadqiqotning bir o'lchovli usuli, ya'ni biz radiofarmpraparat faolligini tananing bir nuqtasida qayd etdik.
Tabiiyki, shifokorlar izlanishning yanada samaraliroq usulini amalga oshirishni xohlardi. Birinchi yondashishda tananing turli nuqtalariga bir nechta detektorlarni qo'yishingiz va bu nuqtalardagi faollikni o'lchashingiz mumkin (qarang, rasm 4). Biroq, siz detektorlar sonini istaganingizcha o'rnata olmaysiz. Detektorlarning soni doimiy ravishda o'shib bordi, oxir-oqibat, ular bitta umumiy katta detektorga birlashtirildi, u pozitsiyaga sezgir deb nomlandi va unga tushadigan gamma nurlarining koordinatalarini aniqlash imkoniyati paydo bo'ldi.
Rasm 4. Radioizotopli diagnostika prinsipi
(chapda — radiofarmpreparatning inson tanasiga kiritilishi; o'ngda — nurlanishni qayd qilish va yassi tasvirni hosil qilish)
Diagnostik izlanish qanday kechadi? Biz birinchi navbatda radioizotopni biologik faol moddaning molekulasi bilan birlashtirib, radiofarmpreparatni hosil qilamiz, keyin ushbu radiofarmpreparatni tomir ichiga yuboramiz, ko'pincha detektorlar tizimidan foydalangan holda, biz ushbu preparatning tanadagi tarqalishini kuzatamiz, mazkur ma'lumot detektorlardan kompyuterga uzatiladi, bu ma'lumotlardan juda murakkab matematik algoritmlardan foydalangan holda, inson tanasi ichidagi radioizotopning hajmiy taqsimoti gavdalantiriladi. Radioizotop biologik faol moddaning molekulasi bilan bog'langanligi sababli, biz ushbu biologik faol moddaning tarqalishini kuzata olamiz, u muayyan turdagi tibbiy tadqiqotlarni amalga oshirish uchun maxsus tarzda ishlab chiqilgan.
Sintigrafiya usuli ikki o'lchovli tasvirni olish imkonini beradi, bu radiofarmpreparatning tekislikdagi hajmiy taqsimlanishining bir proyeksiyasidir. Sintigrafiyaning shugina ma'lumotlari ancha qiziqarli bo'lib, tibbiy diagnostika uchun foydali bo'lgan xulosalar chiqarish imkonini beradi. Shifokorlar uzoq vaqt davomida gamma-kamera yordamida olingan bunday yassi ma'lumotlar bilan chegaralanib yurganlar. Shuni o'zi ham juda yaxshi natijalar berdi, ammo, shifokorlar tananing tuzilmalari bir-birining ustiga tushmasligi uchun, aniqroq, uch o'lchamli tasvirlarni olishni xohladilar, chunki inson tanasi ichidagi har qanday nuqtani ajratib ko'rsatish, uning faolligini aniqlashning imkoni paydo bo'lar edi. Nafaqat ko'p sonli yassi proektsiyani, balki organism tuzilmalarini alohida tekshirish imkonini topish kerak edi. Shuning uchun ham tomografik usullar ishlab chiqildi. Ushbu usullardan birinchisi bu — bir fotonli emissiyali kompyuter tomografiyasidir. Bu faol radionuklidlar tarqalishining uch o'lchovli tasvirini olish imkonini berdi, keyingisi esa bu — pozitronni chiqaradigan radioizotopdan foydalanadigan pozitronli-emissiyali tomografiyadir. Bunda inson tanasida positron va elektronning annigilyatsiyasi tufayli ikkita gamma-kvantning ajralib chiqishi sodir bo'ladi. Gamma-kvantlar hamisha bir fotonli tomografiyada ham, pozitronli tomografiyada ham inson tanasidan uchib chiqib ketadi. Bu yerda bitta gamma-nurli kvant mavjud, shuning uchun uni bir fotonli emissiyali tomografiya deb atashgan, annigilyatsiya paytida ikkita gamma-kvant hosil bo'ladi, shuning uchun pozitronli emissiyali tomografiya, yoki uni boshqacha ikki fotonli emissiyali tomografiya deb ham atash mumkin. Shifokorlarga ikki o'lchovli yassi tasvirlarni taqdim etish imkonini beruvchi, ajoyib gamma-kamera qanday ishlashini tahlil qilib chiqaylik (qarang, rasm 5).
Rasm 5. Gamma-kameraning ishlash prinsipi
Kameraning eng muhim elementlaridan biri bu — kollimator. Kollimatorlar og'ir materiallardan, volfram yoki qo'rg'oshindan ishlab chiqariladi. Unda uzun bo'ylama teshiklar bor, gamma-kvantalar kollimator orqali kirib borishi mumkin. Aslida, rasmda radiofarmpreparat gamma-kvantlarni barcha yo'nalishlarda chiqarishi ko'rsatilgan, bunday nurlanish izotrop nurlanish deyiladi va biz bu gamma-kvantlarni darhol qayd qilsak, u holda bu farmpreparat qayerda to'planishini tushuna olmaymiz. O’sha to’planish joyini aniqlash uchun biz tekisligimizga faqat perpendikulyar yo'nalishda harakatlanuvchi gamma-nurlarini tanlashimiz kerak. Bu rasmdagi sintillyator tekis, diametri taxminan 40x40 sm keladi, bu ancha katta tekislikdir. Sintillyator ko'pincha NaI(Tl) kristalldan tayyorlanadi, bu sintillyatorning eng keng tarqalgan turi. Katta burchak ostida uchib chiqayotgan gamma-kvantlar kollimatorga kirmaydi, faqat sintilyator tekisligiga perpendikulyar tushadigan gamma-kvantalar o'tadi. Shuning uchun ham ushbu radiofarmpreparat molekulalarining nurlanish joyi qaysi tekislikda joylashganligini tushunishimiz mumkin.
Biz deyarli tugallangan rasmni olamiz, lekin u hali ham shunday yashirin shaklda mavjud bo'lib turadi, faqat detektor uni ko'radi. Biz ham ko'rishimiz uchun uni ko'rinma tasvirga aylantirishimiz kerak. Ushbu konvertatsiyani fotoko'paytirgichlar amalga oshiradi. Sintilyator juda oddiy ishni bajaradi. Sintilatorda yutilgan gamma-kvant energiyasi yorug'lik kvantlarining energiyasiga aylanadi. Gamma-kvant sintilyator bilan o'zaro ta'sir qilgan joyda kuchsiz chaqnash paydo bo'ladi. U ancha kuchsiz, har doim ham ko'zga ko'rinmaydi, ammo ayrim hollarda uni ko'rish mumkin. Barcha sodir bo'ladigan chaqnashlarni ko'rish va ular sintilyator tekisligining qaysi joyida sodir bo'lganligini tushunish uchun sintilyator orqasida fotoko'paytirgichlar tizimi o'rnatiladi. Ularning soni yetarli. bir necha o'nlab bo'lishi mumkin. Ularning yordami bilan biz joyni juda aniq, bir santimetrgacha aniqlik bilan, taxminan sintilyatorning qaysi nuqtasiga gamma-kvant urilganligini aniqlaymiz. Bundan tashqari, bu ma'lumot kompyuter tomonidan allaqachon qabul qilingan va tasvir shakllanmoqda yoki to'planmoqda. Har bir gamma-kvant sintilyatorga kiradi va bizning sintillyatorimizning tegishli joyida joylashgan sanagichga bitta signal qo'shadi. Bizning gamma-kameramizga kirgan har bir gamma-kvantini o'z navbatida sanaymiz. Bu jarayon tibbiy tadqiqot doirasida juda uzoq vaqt, bir soatgacha, davom etishi va ma’lumot to'planishi mumkin. O'nlab daqiqalar davomida bizning monitorimiz ekranida radiofarmpreparatning inson tanasida sintilyator tekisligida tarqalishining ko'rinadigan tasviri paydo bo'ladi. Gamma-kamera ana shunday ishlaydi.
Gamma-kamera ixtiro qilinganida, bu hodisa yadroviy tibbiyotda katta qadam bo'lib hisoblandi va radiofarmpreparatning inson tanasida tarqalishini tasavvur qilish imkonini berdi. Agar buyraklarni o'rganish haqida gapiradigan bo'lsak, unda gamma-kameralar yordamida buyraklarning sintigrafiyasi bunday tasvirlarni ko'rish imkonini berdi (rasm 6). Bir o'lchovli versiyada biz faqat buyraklarning biridagina faollikning vaqtga bog'liqlik grafigini olishimiz mumkin edi, endi esa biz allaqachon buyraklar ichidagi taqsimotni ko'ramiz, ya'ni ba'zida bir xil bo'lmagan taqsimot mavjudligini ko'ramiz. Qandaydir qizil sohalar paydo bo'ldi va umuman olganda, biz ushbu nuqtalarning har biridagi radiofarmpreparat qay darajada to'planishining egri chizig'ini chizishimiz mumkin. Bunday ma'lumotlar ham olinadi va biz hozir rasmda ko'rib turgan har bir nuqta uchun radiofarmpreparat to'planishi va keyin chiqarilishining vaqtga bog'lanish egri chiziqlarni qurishimiz mumkin.
Rasm 6. Buyraklar sintigrafiyasi
Keyingi rasmda inson skelet suyagi sintigrafiyasining namunasi ko'rsatilgan (rasm 7). Bu suyak to'qimalarida to'plangan boshqa radiofarmpreparat taqsimoti. Qoidaga ko'ra, texnetsiy radionuklidi ishlatiladi, ya'ni buyraklar va skeletni o'rganish uchun, umuman olganda, texnetsiy bilan nishonlangan molekulalardan foydalanishingiz mumkin. Molekulalari turli xil, izotopi esa bir xil ishlatiladi. Texnetsiy gamma-kamera bilan ishlash uchun eng qulay izotop bo'lib, ko'pincha barcha tadqiqotlarning 90 % dan ko'prog'ida aynan shu izotop ishlatiladi. Bu yerda siz gamma-kamera yordamida olingan tasvirda ikkita proyeksiyani ko'rasiz: oldingi proyeksiya, gamma-kamera odamning oldida joylashganida va orqa proyeksiyada, gamma-kamera odamning orqasida joylashganda.
Olingan tasvirlar biroz farqlanadi va biroz o'xshaydi ham. Bir nechta qaynoq nuqtalar ko'rinadi, ya'ni barcha radioizotoplar peshob pufagi hududida chiqariladi, shuning uchun ushbu hudud har doim yorqin bo'lib turadi. Tananing ushbu qismini siz maxsus tekshirsangiz, unga e'tibor bersangiz bo'ladi.
Skeletning boshqa qismlarida izotop notekis to'planishi va yorqin dog'lar ko'p joyda izotop to'plangan, joy qanchalik yorqinroq bo'lsa, radiofarmpreparat shunchalik ko'p bo'lganini ko'rish mumkin. Bunday hududlar juda ko'p.
Rasm 7. Inson skeleti suyaklarining sintigrafiyasi
Avvalo, albatta, u umurtqa pog'onasida to'planadi. Ba'zi umurtqalarda, boshqa suyaklarda bo'lgani kabi, bu normal holdir, ya'ni bu umurtqalarning yorqinligi skeletning qolgan suyaklarining yorqinligiga mos keladi, lekin ba'zi umurtqalarda yorqinlik kuchayadi, shuning uchun biz bu yerda biror narsa o'zgarganini tushunishimiz kerak, ba'zi patologik jarayonlar yuzaga kelganligini va radiofarmpreparatning ortiqcha to'planganligini kuzatamiz. E’tibor bersangiz, chap yelkada ham yorqin soha kuzatilyabdi. Ushbu sintigramma inson skelet suyaklarida bir qator muammolarni aniqladi.
Navbatdagi rasmda zamonaviy gamma-kamera qanday ko'rinishga ega ekanligi ko’rsatilgan (rasm 8). Bu yerda dumaloq kristall qo'llaniladi, shakli silindrsimon ekanligini ko'rish mumkin, ya'ni pastda, bemorga yaqinroq, gamma-kameraning kollimatori, so'ngra fotoko'paytirgichlarni kuchlanish bilan ta’minlaydigan va undan signallarni chiqaradigan fotoelektron ko'paytirgichlar tizimi mavjud.
Juda katta va og'ir bo'lgan ushbu butun tuzilmani maxsus avtomatlashtirilgan qurilma — konsol yordamida boshqarish mumkin. Gamma-kamerani yuqoriga va pastga, bemordan yaqinroq yoki uzoqroqqa siljitish mumkin. Optimal tasvirlarni olish uchun tekshiruv bemorga imkon qadar yaqinroq o'tkazilishi kerak. Konsol yordamida siz bemorni stol bo'ylab harakatga keltirishingiz mumkin. Bemor stolini gamma-kameraga nisbatan ham bo’ylama, ham ko’ndalang yo’nalishda harakatlantirish mumkin, ya'ni siz o'rganish sohasini o'zgartirishingiz mumkin.
Rasm 8. Zamonaviy gamma-kameralarning ko'rinishi
Bir fotonli emissiyali kompyuterli tomograf quyidagi rasmda ko'rsatilgan (rasm 9). Ushbu rasmda ikkita gamma-kamera biriktirilgan portalga o'xshash qurilma ko'rsatilgan. Yuqorida gamma-kamera bor, u odamning tepasida, ikkinchi gamma-kamera esa odamning ostida. Agar biz ushbu rejimda ishlasak, biz darhol ikkita sintigrammani, oldingi va orqa tomonni olishimiz mumkin. Tomografda uch o'lchamli tasvirlarni olish uchun bu ikki kamera odam atrofida aylanishi va ko'p sonli burchaklardan ko'plab proektsiyalarni to'plashi kerak. Bir necha o'nlab proyeksiyalarni. Maxsus stol ustidagi odam ham oldinga va orqaga, ham o'ngga va chapga harakat qilishi mumkin.
Rasm 9. Bir fotonli emissiyali kompyuterli tomograf
Keyingi rasmda esa bir fotonli emmissiyali kompyuterli tomografning tarkibiy qismlari ko'rsatilgan, ularning nomlari yozilgan (rasm 10). Birinchi navbatda bu gamma-kamera (ikkita kamera), bu ikkila gamma-kameralar gentriga biriktirilgan.
Rasm 10. Bir fotonli emissiyali kopmyuterli tomografning tarkibiy qismlari
Gentri bemor atrofida kameralarni aylantirish imkonini beradi, shuningdek, bemorning rentgen tasvirlarini beruvchi rentgen trubkasi bor, bemor uchun stol, u gamma-kameraning ko'rish maydoniga bemorni o'tkazish imkonini beradi. Bundan tashqari, mazkur tomografni boshqarish uchun tibbiyot hodimlari maxsus bosqaruv panelidan foydalanadi. Ushbu boshqaruv paneli tomografni rostlash uchun ishlatiladi. Tadqiqotning o'zi amalga oshirilganda, shifokor endi tomografning yonidan chiqib ketadi, chunki bemor tanasiga radiofarmpraparat kiritilganligi bois nurlanish mavjud bo'lib qoladi, shifokorlar tadqiqot paytida shisha ortidagi maxsus xonada o’tirishadi. Rasmda, shuningdek, rentgen trubkasi bilan tandemda ishlaydigan yassi panelli detektor ko'rsatilgan. Ular bemor tanasi hududiga tegishli rentgen tasvirlarni hosil qiladi.
Yuqorida aytib o'tilganimizdek, shifokor radioaktiv nurlanishdan himoyalangan alohida xonada tadqiqot jarayonini kuzatib boradi. Bu xonaning devorlari juda qalin, devor ichida qo'rg'oshin panellari bo'lishi mumkin, shisha tarkibida ham qo'rg'oshin mavjuddir. Shunday qilib, tibbiyot xodimlari butunlay xavfsiz holatda tadqiqotlarni olib boradi. Rasmdagi hamshira bemorni tayyorlamoqda, shuning uchun u radiatsiyaga duchor bo'ladi, chunki bemorda radiofarmpreparat mavjud. Tadqiqot boshlanishi bilan hamshira ham tomograf xonasini tark etadi.
Rasm 11. Shifokor-radiologning ish o'rni
Siz bilan ko'rishimiz kerak bo'lgan keyingi qurilma bu pozitronli emissiyali tomografdir. Uning bir fotonli emissiyali kompyuterli tomografdan farqi shundaki, radioaktiv izotop yadrosidan uchib chiqadigan bitta gamma-kvant o'rniga yadrodan pozitron uchib chiqadi. Bu pozitron to'xtagan joyidan qisqa masofani bosib o'tadi. Bu masofa radioaktiv izotopning turiga bog'liq va 1–4 millimetrni tashkil etadi. Pozitronning sayohati oxirida uning elektron bilan annigilyatsiyasi ro'y beradi. Annigilyatsiya ikkita gamma-kvantni hosil qiladi. Buni rasmda ko'rish mumkin, bu reaktsiyani protonning neytronga aylanishi sifatida yozish mumkin, bunda pozitron va neytrinoning emissiyasi kuzatiladi (rasm 12). Yadro tabiiy ravishda o'z tartib raqamini o'zgartiradi, ya'ni davriy jadvaldagi element raqami bittaga kam bo'ladi. Pozitron izi tugagach, u shu yerda elektronga duch keldi, to'xtadi, u bilan birlashdi va bu birlashgan holatdan annigilyatsiya sodir bo'ladi, buning natijasida, qarama-qarshi yo'nalishda chiqarilgan ikkita gamma-kvant hosil bo'ladi. Biz bu ikkala gamma-kvantni ikkita qarama-qarshi joylashgan detektorlar bilan qayd qilamiz va detektorlarning joylashishini bilgan holda, annigilatsiya bo'lgan juftlik joylashgan to'g'ri chiziqni aniq aniqlashimiz mumkin. Bu chiziqqa juda yaqin joyda pozitronni chiqaradigan radioizotopning o'zi bo'ladi. Ya'ni, u aynan shu chiziqda, deb taxmin qilamiz. Shunday qilib, agar qurish uchun bunday chiziqlar etarli bo'lsa, u holda bu chiziqlarning kesishish nuqtalari radioaktiv izotoplarning aniq joylashish o'rnini beradi. Printsip aslida ancha oddiy, bu nuqtalarning kesishish taqsimlanishi bizga haqiqiy radioaktiv izotopning tarqalishini beradi.
Rasm 12. Pozitronli-emissiyali tomografdagi fizikaviy jarayonlar
Bundan keyin juda murakkab matematik qayta ishlash — teskari masalani yechish amalga oshiriladi, bu esa kesishish nuqtalarining birlamchi tasvirini yanada aniq qilish imkonini beradi. Pozitronli emissiyali tomograf yordamida olingan tasvirning yuqori sifati ushbu rekonstruksiya dasturini ishga tushirgandan so'ng ta'minlanadi.
Keyingi rasmda pozitronli emissiyadan foydalanishda tasvir qanday olinishi ko'rsatilgan (rasm 13). Bemor tomograf ichida yotadi. Tomografning detektor tizimi ko'p sonli kichik detektorlar to'plamidan iborat bo'lib, u g’ildiraksimon shaklga ega. Qizil rang bilan bizning juft gamma-kvantlarimiz kelib tushadigan birinchi va ikkinchi sintilyatsiyali detektorlar belgilangan. Insonning ichida radiofarmpreparat mavjud, uning molekulalarida pozitronni chiqaradigan radioizotop mavjud. Pozitron uchib chiqadi, elektron bilan annigilyatsiya bo'lib, ikkita gamma kvant paydo bo'ladi, ular qarama-qarshi detektorlarga tushadi va bizning elektron tizimimiz ikkita signalning mos tushish aktini qayd etadi: birinchi va ikkinchi detektorda. Agar signallar mos kelsa, biz ushbu detektorlarning koordinatalarini aniqlaymiz va tegishli chizig'ini hosil qilamiz. Bunday chiziqlar juda ko'p hosil bo'ladi va ularning kesishish nuqtalari ko'rinadi. Natijada, radiofarmpreparatning odam boshidagi taqsimlanishi ko'rinadi.
Rasm13. Pozitronli emissiyali tomografda tasvirning hosil bo'lishi
Quyidagi rasmda detektordan olingan asosiy tasvir ko'rsatilgan (rasm 14). Aslida, bu tasvirni kesishish nuqtalari beradi. Ushbu tasvir sinogramma deb ataladi. Sinogrammalardan rekonstruksiya dasturi yordamida tomogfaf ichidagi bemor boshining tasviri hosil qilinadi. Odatda bu tasvir oq-qora rangga ega, ammo uni rangli qilish mumkin va rang gradatsiyasi yordamida morfologik tuzilmalarning aniq rangli tasvirini olish mumkin.
Rasm 14. Pozitronli emissiyali tomografda tasvirni rekonstruksya dasturi yordamida hosil qilish
Rasmning chap qismida bemor bosi miyasi kesimining sinogrammasi keltirilgan, o'rtada bemor bosh miyasining shu kesimi uchun rekonstruksiya qilingan radiofarmpreparatning taqsimoti va o'ngda inson tanasi uchun rekonstruksiya qilingan radiofarmpreparatning rangli taqsimoti aks ettirilgan.
Radiofarmpreparatning tarqalishiga doir ma'lumotlar anchagina ko'p, ammo biz ularni inson tanasining ma'lum morfologik tuzilmalari bilan aniq bog'lay olmaymiz, qaerda, qaysi organda radiofarmpreparatning ko'p qismini to'plaganmiz, uni biz aniq bilmaymiz. Millimetr aniqligi darajasida o'rnini toppish uchun elektronli emissiyali tomografni kompyuterli tomografga ulash g'oyasi ilgari sudildi. Bunday tandem juda samarali natija beradi, birinchi galda odam rentgen kompyuterli tomografda skanerdan o'tadi. U yerda uning morfologik tuzilmalarining tasviri hosil qilinadi, so'ngra u radiofarmpreparatning tarqalishini aniqlaydigan elektronli emissiyali tomografiga kiradi. Bunday birlashtirilgan tizim rasmda ko'rsatilgan (qarang, rasm 15). Natijada, radiofarmpreparatning inson ichidagi tarqalishini juda yaxshi ko'rsatadigan chiroyli tasvir, qo'sh, kombinatsiyalangan tasvir hosil bo’ladi. Nafaqat suyak tuzilishi tasvirini, balki boshqa organlarning tasvirini olishimiz mumkin. Kompyuterli tomografda har qanday inson organlarining tasvirini hosil qilsa bo'ladi.
Rasm 15. PET / KT tizimi va ushbu tizim yordamida hosil qilingan tasvirlar
Yumshoq to'qimalar biroz yomon tasvirlangan. Tasvirni yaxshilash uchun pozitronli emissiyali tomografini magnit-rezonans tomograf bilan birlashtirish g'oyasini ilgari surdilar. Quyidagi rasmda bunday kombinatsiyaning natijasi ko'rsatilgan (rasm 16).
Rasm 16. Pozitronli emissiyali tomograf va magnit-rezonans tomografi yordamida hosil qilingan tasvirlar
Nega biz uchun pozitronli emissiyali tomograf muhim? Asosiy afzallik shundaki, inson a’zolari va to‘qimalarida yaxlitligini buzmasdan, hech qanday operasiya o‘tkazmasdan, inson organizmiga qo‘shimcha tibbiy asboblar kiritmasdan biologik faol moddalarning metabolizmini va tarqalishini o‘rganish imkoniyati mavjud. Albatta, bir fotonli emissiyali tomograf ham, gamma-kamera ham buni amalga oshirishi mumkin, ammo pozitronli emissiyali tomograf buni tezroq va aniqroq bajaradi. Uning fazoviy ajrata olish qobiliyati bir fotonli emissiyali tomografga qaraganda ancha yuqori. Jarayon xavfsizroq kechadi, chunki o'rganish tezligi yuqoriroq. Yengil, tez parchalanadigan izotoplarni o'z ichiga olgan radiofarmpreparatlarni o'rganish mumkin va bu preparatlar bir fotonli emissiyali tomografda qo'llaniladigan preparatlarga qaraganda ancha ko'p ma'lumot beradi.
Pozitron emissiya diagnostikasi ko'pincha onkologiya, kardiologiya va nevrologiyada qo'llaniladi. Onkologiyada foydalanish maksimaldir. Kasallikning dastlabki bosqichida shishlar mavjudligini aniqlash mumkin. Siz metastazni, ya'ni tanadagi kichik yangi shishlarning tarqalishini aniqlashingiz mumkin. Yana bir qiziqarli xususiyatni ham ta'kidlash kerak. Bu farmakokinetik tadqiqot bo'lib, ko'pincha bu tadqiqot hayvonlarda o'tkaziladi, lekin oxirgi paytlarda dori vositalarining inson tanasidagi tarqalishini o'rganishda qo'llanilmoqda. Dori vositalarini ishlab chiqishda ularning organlarga qanday kirib borishini va qanday harakat qilish kerakligini tushunish juda muhimdir.
Pozitronli emissiyali diagnostikasida quyidagi izotoplardan foydalaniladi (rasmga qarang, rasm 17). Ular engil, biologik to'qimalarning tarkibiga amalda kiritilmagan. Agar ma'lum biologik to'qimalarda atom mos keladigan radioaktiv o’xshashi bilan almashtirilsa, biz tanamizdagi mos keladigan to'qimalardagi o'zgarishlarni kuzatishimiz mumkin. Ftor va galliyning izotoplari juda yaxshi, chunki ular katta yashash vaqtiga ega, uglerod va kislorod juda qisqa yashaydi, ftor esa eng uzoq yashaydi. Endi galliyning izotopi amaliyotga tobora ko'proq kirib bormoqda. Bu yaxshi, chunki uni tezlatgichdan foydalanmasdan, to'g'ridan-to'g'ri tadqiqot o'tkaziladigan klinikada olish mumkin.
Rasm 17. Pozitronli emissiyali diagnostikasida foydalaniladigan izotoplar
Pozitronli emissiyali tomograf bilan samarali ishlash uchun yana ko'plab qo'shimcha qurilmalar kerak bo'ladi. Kislorod, azot va uglerod izotoplari tezda parchalanadi va shuning uchun ularni uzoqqa olib borib bo'lmaydi, ya'ni ular ishlab chiqariladigan tezlatgich klinikaning o'zida joylashgan bo'lishi kerak. Aslida, radiofarmpreparat bevosita tadqiqotning o'zidan avval darhol tayyorlanadi, ya'ni siz izotop olishingiz, undan radiofarmpreparat qilishingiz, bemorga qo'llashingiz, tadqiqot o'tkazishingiz va uni uyiga qo'yib yuborishingiz kerak. Shuning uchun hozirgi vaqtda pozitronli emissiyali tomografiya markazlarini tuzishga e'tibor qaratilmoqda. Bu butun dunyoda sodir bo'lmoqda. Agar pozitronli emissiyali tomografiya mavjud bo'lgan klinikada siklotron bo'lmasa, radioizotop tezlatgichli markazlardan etkazib beriladi. Bunday holda, yashash vaqti katta bo'lgan radioizotoplardan foydalanish kerak.
Quyidagi rasmda radiofarmpreparatlarni olish uchun ishlatiladigan siklotron ko'rsatilgan (rasm 18). Bu radioizotoplarni olishning eng keng tarqalgan usuli. Ularni reaktorlarda ham olish mumkin. Ammo, amalda, hech bo'lmaganda pozitronli emissiyali diagnostikasi uchun, izotoplar siklotronlar yordamida olinadi.
Rasm 18. Radioizotopni ishlab chiqaradigan siklotron
Keling, pozitronli emissiyali markazning tuzilishini ko'rib chiqaylik (rasm 19). Tadqiqotdan o'tishi kerak bo'lgan kishi ro'yxatga olish bo'limiga, so'ng esa rentgenologga murojaat qiladi, rentgenolog bemor uchun tegishli muolajani belgilaydi, keyin bemor radiofarmpreparat, ehtimol tomir ichiga, yuboriladigan xonaga boradi. Buning uchun birinchi navbatda radiofarmpreparatni tayyorlash kerak va u quyidagi sxema bo'yicha tayyorlanadi.
Birinchidan, siklotronda radioaktiv izotop ishlab chiqariladi, so'ngra bu izotop radiokimyoviy laboratoriyada biologik faol modda bilan birlashtiriladi, hosil bo'lgan radiofarmpraparatning sifati albatta nazorat qilinadi. Ushbu radiokimyoviy laboratoriyada juda ko'p aqlli qurilmalar mavjud, keyin radiofarpreparat har bir bemor uchun alohida qadoqlanadi va bu ampulalar bemorga radiofarmpreparat yuboriladigan xonaga o'tkaziladi. Bemorga radiofarpreparatni kiritgandan so'ng, u alohida zinapoya orqali relaksatsiya xonasiga o'tadi, chunki uning ichiga allaqachon radioizotop kiritilgan, demak, radioaktivlik bor va boshqa bemorlarning nurlanishiga yo'l qo'ymaslik kerak.
Rasm 19. Pozitronli emissiyali tomografiya markazi
Bemorga radiofarpreparatni kiritgandan so'ng, u alohida zinapoya orqali relaksatsiya xonasiga o'tadi, chunki uning ichiga allaqachon radioizotop kiritilgan, demak, radioaktivlik bor va boshqa bemorlarning nurlanishiga yo'l qo'ymaslik kerak. Relaksatsiya xonasida radioaktiv preparatning qon oqimi, qon aylanish tizimi yordamida tanaga tarqalishi uchun biroz kutadi, taxminan yarim soatcha. So'ng bemor tomograf yordamida to'g'ridan-to'g'ri tekshiruvga boradi va taxminan o'n daqiqalar ichida bemorning ichidagi radiofarmpreparatning tarqalishining tasviri olinadi. Preparat tezda parchalanadi va bemor tashqariga chiqib, uyiga ketishi mumkin bo’ladi. Yadroviy tibbiyotdagi diagnostik markazlar shunday ishlaydi.
Adabiyot:
- Xurramova M. R., Yakubov N. K., Arzibekov U. R. Yadroviy tibbiyot tarixiga doir metodik materiallar. Междуародный научный журнал «Молодой ученый», N 10(405), март 2022 г. с.218.
- И. Н. Бекман. Ядерная медицина. Физические и химические основы. Москва, Издательство «Юрайт», 2017, 400 с.
- Черняев А. П. Ядерно-физические методы в медицине. Москва. КДУ, 2016, 192 с.
