Medycyna Nuklearna – Rewolucja w Diagnostyce i Leczeniu

Medycyna nuklearna to dynamicznie rozwijająca się dziedzina medycyny, która wykorzystuje radioaktywne znaczniki do diagnozowania i leczenia różnych schorzeń. Dzięki zaawansowanym technologiom takim jak SPECT (Tomografia Emisyjna Pojedynczego Fotonu) i PET (Pozytonowa Tomografia Emisyjna), medycyna nuklearna oferuje nowoczesne metody obrazowania, które znacząco poprawiają precyzję diagnostyki i skuteczność terapii. W niniejszym artykule przedstawimy, czym jest medycyna nuklearna, oraz jakie korzyści i wyzwania wiążą się z jej stosowaniem.

Czym jest medycyna nuklearna?

Medycyna nuklearna to specjalność medyczna wykorzystująca radioaktywne znaczniki (radiofarmaceutyki) do oceny funkcji organizmu oraz diagnozowania i leczenia chorób. Specjalnie zaprojektowane kamery pozwalają lekarzom śledzić drogę tych radioaktywnych znaczników w ciele pacjenta. Dwie najczęściej stosowane metody obrazowania w medycynie nuklearnej to tomografia emisyjna pojedynczego fotonu (SPECT) oraz pozytonowa tomografia emisyjna (PET).

Czym są znaczniki radioaktywne?

Znaczniki radioaktywne składają się z cząsteczek nośnika, które są ściśle związane z atomem radioaktywnym. Cząsteczki te różnią się znacznie w zależności od celu skanowania. Niektóre znaczniki wykorzystują cząsteczki, które oddziałują z określonym białkiem lub cukrem w organizmie, a nawet mogą wykorzystywać własne komórki pacjenta. Na przykład w przypadkach, gdy lekarze muszą poznać dokładne źródło krwawienia z jelit, mogą radioznakować (dodać radioaktywne atomy) próbkę czerwonych krwinek pobranych od pacjenta. Następnie ponownie wstrzykują krew i wykorzystują skan SPECT do śledzenia ścieżki krwi u pacjenta. Jakiekolwiek nagromadzenie radioaktywności w jelitach informuje lekarzy o tym, gdzie leży problem.

W przypadku większości badań diagnostycznych w medycynie nuklearnej znacznik radioaktywny podaje się pacjentowi we wstrzyknięciu dożylnym. Znacznik radioaktywny możemy jednak również podawać drogą wziewną, doustną lub poprzez bezpośrednie wstrzyknięcie do narządu. Sposób podania znacznika zależy od badanego procesu chorobowego.

Co to jest tomografia emisyjna pojedynczego fotonu (SPECT)?

Aparaty do obrazowania SPECT zapewniają trójwymiarowe (tomograficzne) obrazy rozmieszczenia radioaktywnych cząsteczek znacznika, które zostały wprowadzone do ciała pacjenta. Obrazy 3D są generowane komputerowo na podstawie dużej liczby obrazów projekcyjnych ciała zarejestrowanych pod różnymi kątami. Urządzenia do obrazowania SPECT są wyposażone w detektory gamma. Które mogą wykrywać emisję promieniowania gamma ze znaczników, które lekarz wstrzyknął pacjentowi. Promienie gamma są formą światła, która porusza się na innej długości fali niż światło widzialne. Kamery montuje się na obrotowej gantrze, która umożliwia przesuwanie detektorów w ciasnym okręgu wokół pacjenta leżącego nieruchomo na palecie.

Kliknij tutaj aby lepieju zrozumieć różnice pomiędzy PET a SPECT

Co to jest pozytonowa tomografia emisyjna (PET)?

Skany PET również wykorzystują radiofarmaceutyki do tworzenia trójwymiarowych obrazów. Główną różnicą między skanami SPECT i PET jest rodzaj stosowanych radioznaczników. Podczas gdy skany SPECT mierzą promienie gamma, rozpad radioznaczników stosowanych w skanach PET wytwarza małe cząstki zwane pozytonami. Pozyton to cząstka o mniej więcej takiej samej masie jak elektron, ale przeciwnie naładowana. Reagują one z elektronami w ciele, a gdy te dwie cząstki łączą się, anihilują się nawzajem. Anihilacja ta wytwarza niewielką ilość energii w postaci dwóch fotonów, które wystrzeliwane są w przeciwnych kierunkach. Detektory w skanerze PET mierzą te fotony i wykorzystują te informacje do tworzenia obrazów narządów wewnętrznych.

Do czego służą badania medycyny nuklearnej?

Skany SPECT przede wszystkim wykorzystuje się do diagnozowania i śledzenia postępu chorób serca, takich jak zablokowane tętnice wieńcowe. Istnieją również radioznaczniki do wykrywania zaburzeń kości, chorób pęcherzyka żółciowego i krwawienia z jelit. Od niedawna dostępne są środki SPECT, które pomagają w diagnozowaniu choroby Parkinsona w mózgu i odróżnianiu tej choroby od innych anatomicznie powiązanych zaburzeń ruchowych i demencji.

Głównym celem skanów PET jest wykrywanie raka i monitorowanie jego progresji, odpowiedzi na leczenie oraz wykrywanie przerzutów. Wykorzystanie glukozy zależy od intensywności aktywności komórkowej i tkankowej, więc jest znacznie zwiększone w szybko dzielących się komórkach nowotworowych. W rzeczywistości stopień agresywności większości nowotworów jest w przybliżeniu równoległy do stopnia wykorzystania glukozy. W ciągu ostatnich 15 lat wykazano, że lekko zmodyfikowane cząsteczki glukozy znakowane radioaktywnie (deoksyglukoza znakowana F-18 lub FDG) są najlepszym dostępnym znacznikiem do wykrywania raka i jego przerzutów w organizmie.

Kombinowane urządzenie, które wytwarza zarówno skany PET, jak i CT tych samych obszarów ciała w jednym badaniu (skaner PET/CT), stało się podstawowym narzędziem obrazowania do określania stopnia zaawansowania większości nowotworów na całym świecie.

Niedawno sondę PET zatwierdzili w FDA, aby pomóc w dokładnej diagnozie choroby Alzheimera. Którą wcześniej można było dokładnie zdiagnozować dopiero po śmierci pacjenta. W przypadku braku tego testu obrazowania PET, choroba Alzheimera może być trudna do odróżnienia od demencji naczyniowej lub innych form demencji, które dotykają osoby starsze.

Czy istnieje ryzyko?

Całkowita dawka promieniowania przekazywana pacjentom przez większość radiofarmaceutyków stosowanych w diagnostycznych badaniach medycyny nuklearnej nie przekracza dawki przekazywanej podczas rutynowego prześwietlenia klatki piersiowej lub badania TK. Istnieją uzasadnione obawy dotyczące możliwej indukcji raka nawet przy niskim poziomie narażenia na promieniowanie. To w wyniku skumulowanych badań obrazowania medycznego. Ale ryzyko to jest uznawane za dość małe w przeciwieństwie do oczekiwanych korzyści wynikających z medycznie potrzebnego diagnostycznego badania obrazowego.

Podobnie jak radiolodzy, lekarze medycyny nuklearnej są silnie zaangażowani w utrzymywanie narażenia pacjentów na promieniowanie na jak najniższym poziomie. Podając najmniejszą ilość radioznacznika potrzebną do przeprowadzenia diagnostycznie użytecznego badania.

Opracowywanie nowych znaczników

Infekcja bakteryjna jest częstym powikłaniem wszczepienia urządzenia medycznego do organizmu. W związku z tym, że implanty wszczepia się większej liczbie pacjentów niż kiedykolwiek wcześniej, infekcje wywołane przez implanty stanowią coraz większy problem. Obecnie tego typu infekcje diagnozuje się na podstawie wyników badań fizykalnych i posiewów mikrobiologicznych. Techniki te są jednak przydatne jedynie do wykrywania infekcji w późnym stadium, które zazwyczaj są już trudne do wyleczenia. Z drugiej strony, urządzenia medyczne możemy niepotrzebnie usuwać, gdy lekarze mylą stan zapalny, który jest normalną konsekwencją operacji, ze stanem zapalnym spowodowanym infekcją.

NIBIB wspiera obecnie badania mające na celu opracowanie nowej rodziny środków kontrastowych do obrazowania PET. Które są wychwytywane przez komórki bakteryjne, ale nie przez komórki ludzkie. Takie środki obrazujące pozwoliłyby lekarzom na wizualizację wczesnych etapów infekcji bakteryjnych. Dzięki czemu możemy je łatwo leczyć, zmniejszając w ten sposób liczbę wszczepianych urządzeń, które są niepotrzebnie usuwane. Mogą być również potencjalnie wykorzystywane do diagnozowania infekcji niezwiązanych z urządzeniami medycznymi, na przykład infekcji serca lub płuc.

Tworzenie nowej technologii

Obecnie dostępny jest znacznik SPECT do dokładnego diagnozowania choroby Parkinsona. Jednak niewielki obszar mózgu. Który musi zostać zobrazowany, wymaga dedykowanego urządzenia do obrazowania SPECT mózgu ze specjalnymi kamerami gamma w celu zapewnienia wysokiej rozdzielczości, co zwiększa koszt procedury. NIBIB wspiera badania mające na celu stworzenie niedrogiego adaptera do konwencjonalnych urządzeń do obrazowania SPECT, które większość szpitali już posiada. Adapter ten pozwoliłby standardowym kamerom klinicznym SPECT zapewnić taką samą wysoką rozdzielczość. Jaką obecnie mogą uzyskać tylko dedykowane systemy obrazowania mózgu SPECT. Ulepszenia te sprawiłyby, że diagnostyka choroby Parkinsona stałaby się tańsza i szerzej dostępna.

Czy medycyna nuklearna ma przyszłość?

Medycyna nuklearna odgrywa kluczową rolę we współczesnej diagnostyce i terapii wielu chorób, w tym chorób serca, nowotworów oraz schorzeń neurologicznych. Dzięki zaawansowanym technologiom takim jak SPECT i PET możliwe jest uzyskanie szczegółowych obrazów wnętrza ciała. Co pozwala na dokładniejszą diagnozę i skuteczniejsze leczenie. W miarę jak technologia i badania w tej dziedzinie nadal się rozwijają. Medycyna nuklearna będzie odgrywać coraz większą rolę w poprawie zdrowia pacjentów na całym świecie.

Podsumować cały ten artykuł pomoże filmik o medycynie nuklearnej