Статті

Сучасні досягнення радіаційної медицини

Під час семінару значну увагу було присвячено застосуванню досягнень ядерної фізики в медицині.

Незважаючи на те, що в нашій країні відсутнє виробництво радіофармпрепаратів (РФП), хоча в України є технічні можливості для практичної реалізації такого виробництва, було цікаво дізнатися про те, як застосовуються радіаційні технології в фармакологічній промисловості. Про цю тему розповів заступник головного інженера Інституту ядерних досліджень Національної академії наук (НАН) України Валерій Шевель. Зокрема, доповідач пояснив, що РФП – це радіоактивні ізотопи або їхні сполуки з різними неорганічними/органічними речовинами, призначені для медико-біологічних досліджень, радіоізотопної діагностики та лікування при різних захворюваннях, в основному для променевої терапії при злоякісних пухлинах.

Радіоізотопи для РФП можуть виготовлятися шляхом опромінення спеціальної мішені всередині ядерного дослідницького реактора (або в прискорювачах частинок, таких як циклотрони).

Отримані радіоізотопи прикріплюються як мітки до певних молекул з урахуванням їх біологічних характеристик, в наслідок чого утворюються РФП.

З відомих на сьогодні 3000 природних і штучних радіонуклідів 140 використовують в медицині для діагностики, терапії та профілактики захворювань.

Лише 10 радіонуклідів з цих 140 щорічно використовують в 90% процедур ядерної медицини по всьому світу, такі як молібден-99 (99Мо), йод-131 (131I), лютецій-177 і -178 (177Lu і 178Lu), кобальт-60 (60З) і ін.

Наприклад, технецій-99 (99Тс) (його отримують за допомогою ізотопу 99Мо9) використовують в 80% візуальної діагностики різних органів людини: локалізація пухлин в тілі людини, моніторинг кардіофункціі після серцевого нападу, картування руху крові в мозку і як допомога при хірургічному втручанні. У світі щодня виконується від 70 тис. до 100 тис. сканувань з його допомогою.

Для діагностичної візуалізації захворювань використовують РФП з радіоізотопами, які випромінюють гамма-промені або частинки, ці випромінювання уловлюються гамма-камерою або відповідними сканерами.

Радіоактивні ізотопи, особливо на стадії ранньої діагностики, можуть бути високоефективними для лікування пацієнтів з онкологічними захворюваннями, хворобами легень, кісткових тканин тощо, ефективних методів боротьби з якими в світі досі ще не існує.

Основними методами діагностики з використанням радіоактивних ізотопів є позитронно-емісійна томографія (ПЕТ), однофотонная емісійна комп’ютерна томографія (ОФЕКТ) і біохімічний аналіз.

Сучасна медицина використовує РФП не тільки на етапі діагностики, а й для лікування при низці захворювань в так званій радіонуклідній терапії. Цей вид лікування сприяє забезпеченню «адресній доставці». В організм пацієнта, якого обстежують, безпосередньо вводять фармакологічний радіоактивний препарат, що впливає на патологічний осередок. Завдяки «адресній доставці» РФП в осередку відбувається поглинання великих доз іонізуючого випромінювання (до сотень Гр), навколишні тканини за таких умов залишаються практично неушкодженими. Отже, переваги радіонуклідної терапії безсумнівно є:

• селективність;
• мінімізація серйозних побічних ефектів;
• цілеспрямований вплив.

Спікер також повідомив, що головним статистичним показником розвитку використання РФП в системі охорони здоров’я в країнах Європейського Союзу і США є кількість радіологічних досліджень, проведених протягом року на 1 тис. пацієнтів. Отже, в розвинених країнах цей показник становить в середньому 40-50. В Україні, за різними оцінками, він не перевищує трьох досліджень на рік! Для порівняння: щорічно в США проводиться близько 36 тис. медичних діагностичних процедур з використанням радіоізотопів і більше 50 тис. ядерних терапевтичних процедур. Радіоізотопну обробку проходить кожен третій хворий, що потрапляє до лікарні.

Тому, на думку доповідача, в Україні існує гостра потреба в організації виробництва радіонуклідної продукції. Ба більше, необхідні технічні можливості для практичної реалізації виробництва в України є. В. Шевель повідомив про успішний досвід співпраці (в сфері виробництва радіонукліда 99Тс) українських і зарубіжних фахівців на базі Харківського фізико-технічного інституту. В Інституті ядерних досліджень НАН України розроблена та реалізована технологія виробництва радіонукліда 99Мо в каналі дослідницького реактора.

Більш детально про використання ядерних технологій в медицині, зокрема ядерної медицини, основними сферами застосування якої є онкологія, кардіологія і неврологія, розповіла заввідділенням ПЕТ/КТ (комп’ютерної томографії) Київського міського клінічного онкологічного центру Олена Олійниченко.

Лікар розпочала свою доповідь з визначень. Це важливо, оскільки ядерна медицина – розділ клінічної медицини, який пов’язаний із застосуванням радіоактивних речовин у діагностиці та лікуванні захворювань. Ядерна медицина, на відміну від радіології, реєструє радіацію, яка випромінюється з тіла, а не випромінювання, створювані зовнішніми джерелами.

У тісній співпраці з ядерною медициною застосовуються також такі методи лікування, як дистанційна променева терапія і радіохірургія.

Радіонуклідна діагностика – метод візуалізації органів і систем за допомогою введення пацієнтові спеціальних діагностичних РФП, мічених радіонуклідами.

Радіонуклідна діагностика є двох типів: in vitro (у пробірці) і in vivo (в тілі). Діагностика раку in vitro проводиться без введення радіонуклідних препаратів в організм пацієнта. У діагностичних цілях здійснюється біопсія тканин патологічного осередку. Зразки тканин поміщаються в пробірку, де і проходить взаємодія з радіоактивними ізотопами, метод, який названо радіоімунним аналізом.

При діагностиці in vivo РФП шляхом ін’єкції вводяться безпосередньо всередину організму людини, після чого вимірювальні прилади (гамма-камери, ОФЕКТ, ПЕТ-томографи) фіксують випромінювання.

У практиці провідних світових дослідницьких центрів застосовуються такі основні методи радіонуклідної діагностики:

• сцинтиграфія різних органів і систем;
• сцинтиграфія всього тіла в режимі «Whоle body»;
• ОФЕКТ;
• ОФЕКТ, поєднана з КТ (ОФЕКТ/КТ);
• ПЕТ/КТ — ПЕТ, поєднана з КТ.

Радіонуклідна терапія – лікування відкритими ізотопами – використовується при захворюваннях щитовидної залози, при метастазах у кістках, захворюваннях опорно-рухового апарату і нейроендокринної системи.

Найбільш поширеною є радіойодотерапія, а також лікування при метастазах у кістках (одне з найпоширеніших ускладнень солідних пухлин) за допомогою фосфору, стронцію та самарію.

Доповідач також повідомила, що перший в Україні ПЕТ-центр відкрито в 2011 році на базі Київського міського клінічного онкологічного центру (КМКОЦ). Центр ядерної медицини КМКОЦ розташований в окремій будівлі на території КМКОЦ і є його структурним підрозділом. Олена Геннадіївна розповіла трохи про сучасне діагностичне обладнання центру, його структуру, а також про те, що за 5 років роботи в центрі обстежено 6121 пацієнт.

Найчастіше для ПЕТ/КТ, як повідомила О. Олейниченко, використовують такі циклотронні РФП, як вуглець-11 (Т½ = 20,4 хв), кисень-15 (Т½ = 2,03 хв), азот-13 (Т½ = 9 , 96 хв), фтор-18 (Т½ = 109,8 хв), йод-124 (Т½ = 4,18 добу), а також генераторні: германій-68 (Т½ = 68 хв), галій-68 (Т½ = 68мін ), стронцій-82 (Т½ = 75 с), рубідій (Т½ = 75 с). У нашій країні на сьогоднішній день використовується тільки фтор-18.

Доповідач також навела кілька прикладів з клінічної практики, що демонструють ефективність і можливості ПЕТ-діагностики. До того ж, фахівець повідомила, що в Україні нині відкрито і функціонують 2 ПЕТ-центри, 4 ПЕТ-сканера і одне ПЕТ-відділення.

За даними Європейської асоціації ядерної медицини, для забезпечення точної ранньої діагностики раку необхідна одна ПЕТ/КТ-установка на 1,5-2 млн осіб. У Німеччині, зокрема, є 80 аппартів на 82 млн населення, в Ізраїлі – 6 ПЕТ-установок на 8 млн населення.

Отже, для надання допомоги хворим онкологічного профілю на європейському рівні в Україні повинні діяти як мінімум 20 установок для проведення ПЕТ/КТ-обстеження. Такі дані у своїй доповіді навів Орест Поворозник, доктор фізико-математичних наук, заввідділом ядерних реакцій Інституту ядерних досліджень НАН України. Він також розповів про ще один інноваційний напрямок в медицині – радіохірургії, де використовують такі високотехнологічні установки, як гамма-ніж і кібер-ніж. Радіохірургія відноситься до малоінвазивних втручань навіть у порівнянні з мікрохірургією. Операція (залежно від розміру новоутворення) зазвичай займає лише кілька годин, після чого пацієнт може йти додому.

За допомогою точно сфокусованого потоку іонізуючого випромінювання (фотонів) кібер-ніж видаляє пухлини головного мозку, раку легкого, печінки, нирки, наднирника, передміхурової залози, підшлункової залози, множинних метастаз меланом, пухлини середостіння, спинного мозку, очей, метастази раку молочної залози.

«На жаль, до останнього часу в Україні був лише один кібер-ніж», – зауважив науковець. Також він зупинився на такому методі лікування, як брахітерапія. Цей метод лікування онкологічних пацієнтів дозволяє направити максимальну дозу променевої терапії на злоякісне новоутворення і мінімізувати вплив на важливі органи людини: радіоактивні мікроджерела (титанові капсули з радіоізотопом, запаяні лазером) за допомогою спеціальних голок вводять безпосередньо в центр пухлини.

Для учасників семінару була організована екскурсія до дослідницького ядерного реактора (він знаходиться на території Інституту ядерних досліджень НАН України та є єдиним в Україні), під час якої фахівці інституту розповіли журналістам про призначення дослідних реакторів, які використовуються, перш за все, як джерела нейтронів для досліджень і різних застосувань. Найбільш поширеними є: реактори для фізичних досліджень, для виробництва радіонуклідів; матеріалознавчі реактори; реактори для інженерних досліджень; для фундаментальних і прикладних досліджень у сфері радіаційної хімії; для проведення досліджень в сфері нейтронної фізики; для проведення радіобіологічних і медичних досліджень, а також для навчальних цілей і підготовки персоналу.

Тетяна Стасенко, «Український медичний журнал»

https://www.uatom.org/2017/03/31/suchasni-dosyagnennya-radiatsijnoyi-medytsyny.html