Введение в ядерную медицину...1895 Открытие Х-лучей (roentgen)...

Введение в ядерную медицину

Санкт-Петербург 2019

Жеребчевский В. И.

2

Радиоактивность

Дозиметрия ядерных излучений

Воздействие радиации на человека

Современная ядерная медицина

Радионуклидная диагностика

Лучевая терапия

Введение

Ugo Amaldi «The impact of fundamental physics on medicine»

Henri Becquerel открытие радиоактивности (1896)

(1895)

(1898)

3

Ядерная медицина + фундаментальная ядерная физика

Введение

1895 Открытие Х-лучей (Roentgen)

1896 Открытие радиоактивности H. Becquerel

1898 Выделение радия (M. Curie and P. Curie)

1911 Структура атома (Rutherford)

1912 Создание камеры для регистрации излучений (Wilson)

1913 Открытие стабильных изотопов (Thomson)

1913 Изотопы в качестве меченых атомов (Hevesy)

1919 Ядерная реакция (Rutherford)

1931-32 Ускорители: электростатический (Van de Graaff),

линейный (Sloan and Lawrence), циклотрон (Lawrence, Livingston)

XA

Z

Атомное

ядро:

заряд Z

массовое

число А

элементы с

одинаковым Z, но

разным числом

нейтронов - N

A = Z + N,

Z – число протонов,

N – число нейтронов

4

Ядерная медицина + фундаментальная ядерная физика

исторический контекст

1934 Открытие искусственной радиоактивности (I. Curie, F Joliot)

1938 Открытие деления ядер (Hahn, Strassmann, Meitner)

1942 Первый управляемый ядерный реактор (Fermi)

Введение

5


Явление радиоактивности открыто в 1896 году французским ученым

Анри Беккерелем

В настоящее время оно широко используется в науке, технике, медицине,

промышленности.

Радиация - различные виды излучений

Альфа-излучение

Бета-излучение

Космические лучи

Нейтроны

Продукты деления

Электромагнитное -излучение

6


Радиация вокруг нас!

В 1903 г. Джозеф Томсон зафиксировал радиоактивность колодезной воды.

В 1898 г. Пьер и Мария Кюри открыли радий. Радиоактивность целебной воды была

объяснена "эманацией радия" (радиоактивным газом, который мы сегодня называем

радоном).

200 километрах к северу от Сан-Пауло (Бразилия) небольшая возвышенность, где

уровень радиации в 800 раз превосходит средний фон

На юго-западе Индии 70 000 человек живут на узкой прибрежной полосе -

монацитовые пески, богатые торием. Уровень радиации в два раза больше.

Подъем с высоты 4000 м до 12 000 доза в 25 раз больше.

Самолет на высоте ~10 км мощность дозы примерно в 10 раз больше.

Сверхзвуковой самолет высота больше, время полета меньше.

7



Активности разных природных источников

Lucio Cerrito “Radiation and Detectors”

8


Естественная радиоактивность -радиоактивные источники на Земле и в

окружающей ее атмосфере

1. Продукты радиоактивного распада изотопов так называемых радиоактивных

семейств, а также отдельные радиоактивные изотопы

2. Космогенные радионуклиды. Их источником являются ядерные реакции, идущие

под влиянием частиц космических лучей (главным образом, протонов). 3H, 7Be, 14C

и 22Na

Известно около 30 встречающихся на Земле радиоактивных изотопов, которые

имеют период полураспада Т1/2 > 108 лет.

14N + n → 14C + р.

3. Космические лучи – высокоэнергетические элементарные частицы и ядра,

движущиеся в космическом пространстве. Проникая в атмосферу Земли, они

порождают ливни вторичных частиц. Это приводит к тому, что у поверхности Земли

формируется дополнительный радиационный фон

9


Введение

10

Радиоактивность Введение Радон

238U →……→ 222Rn (3.82 дня) - радон

232Th→…... →220Rn (55.6 с) - торон

11


Искусственная радиоактивность - радиоактивность изотопов,

искусственно созданных человеком в результате каких-либо ядерных

реакций

1. Радиоактивные изотопы получают на ускорителях

2. Радиоактивные изотопы получают в реакторах

12

Основные понятия дозиметрии

В результате воздействия излучения на вещество могут происходить:

- ионизация атомов и молекул;

- возбуждение атомов и молекул (с испусканием, как и в случае

ионизации, вторичного электромагнитного излучения);

- химические изменения вещества, в том числе разрушение молекул и

образование свободных радикалов;

- ядерные реакции

- нагревание вещества

происходит передача энергии излучения веществу

ДОЗА – мера воздействия ионизирующего излучения на вещество


13

Поглощенная ДОЗА – энергия (средняя) переданная излучением веществу в

определенном элементарном объеме к массы вещества в данном объеме: D = E/m.

В системе СИ - Джоуль/килограмм = Грей

Ранее использовалась внесистемная единица дозы - рад

1 Грей = 100 рад

Рад - поглощенная доза любого ионизирующего излучения = 100 эрг на 1 г

облученного вещества.


14

Используется внесистемная единица дозы - рентген (Р)

Рентген - доза облучения рентгеновскими или гамма-квантами, при которой в 1 см3

сухого атмосферного воздуха при температуре 0 ºС и давлении 760 мм рт. ст.

образуются ионы, несущие заряд 1 СГСЕ каждого знака

Доза, выраженная в рентгенах - экспозиционная

Экспозиционная доза (внесистемная единица)

Количественная характеристика рентгеновского и гамма - излучений

Экспозиционная ДОЗА – мера ионизирующего действия электромагнитного

излучения. Отношение заряда (суммарного) всех ионов одного знака в элементарном

объеме воздуха, к массе воздуха в этом объеме:

X = Q/m

1 Р соответствует поглощенная доза в воздухе = 0,88 рад


15

Эквивалентная ДОЗА - доза с учетом особенностей воздействия отдельных видов

излучения на биологические объекты

Dэкв = WR · DR,

WR —взвешивающий коэффициент для излучения вида R (может быть α, β, γ, нейтроны)

DR – поглощенная доза от излучения вида R

Если рассматриваем воздействие нескольких видов излучений Ri

Dэкв = Σ WRi · DRi,

Единица измерения эквивалентной дозы является зиверт:

1 Зв = 1 Дж/кг

Внесистемная единица эквивалентной дозы бэр:

1 Зв = 100 бэр

В рентгенах 1 Р = 0,0088 Зв


16

Взвешивающие коэффициенты WR для отдельных видов излучения


17

Эффективная ДОЗА - доза с учетом особенностей воздействия отдельные органы

Сумма произведений эквивалентной дозы, полученной отдельным органом, на

соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани

Dэфф = Σ Wт · Dт

DT —эквивалентная доза в ткани или органе

WT —соответствующий взвешивающий коэффициент для ткани или органа

Лица из персонала (группа А)

Эффективная доза - 20 мЗв в год

Лица из населения

Эффективная доза - 1 мЗв в год

1 мЗв в год близок к величине

естественного фона

Единица измерения эффективной

дозы зиверт: 1 Зв

Молочная железа ……… 0,05

НРБ-2009


18

Эффективная ДОЗА Современные значения ООН

Dэфф http://www.unscear.org/unscear/en/publications.html


19

Линейная передача энергии (ЛПЭ):

ЛПЭ = ΔE/ΔL

ΔE - средняя энергия, локально переданная среде ионизирующей частицей на

элементарном пути ΔL.


20

Мощности дозы. Мощность дозы - величина дозы, полученной за определенный

интервал времени (час, сутки, год) Р/час, Зв/час

активность источника

Число актов распада радиоактивного нуклида в единицу времени. Единицей

активности в системе СИ является беккерель (Бк). Один беккерель равен одному

распаду в секунду.

Ранее использовалась и до сих пор нередко применяется внесистемная единица

активности — кюри, 1 Ки = 3,7·1010 Бк.

1 Ки - активность 1 г 226Ra

объёмные содержания нуклидов в воздухе - среднегодовая эквивалентная

равновесная объемная активность (далее - ЭРОА)

ЭРОА содержание радона, т.е. смеси газов 220Rn и 222Rn,

не должно превышать 200 Бк/м3

Активность


21

Взаимодействие с биологическими объектами

Реакция организма на облучение

Первая фаза: ионизация и возбуждения атомов длится 10-13 сек.

Вторая фаза: 10-10 сек, образуются радикалы, которые, взаимодействуя с

различными соединениями, дают начало вторичным радикалам, имеющим

значительно большие по сравнению с первичными сроки жизни.

Третья фаза: 10-6 сек, образовавшиеся радикалы, вступают в реакции с

органическими молекулами клеток. Изменение биологических свойств молекул.

Четвертая фаза: химические изменения молекул преобразуются в клеточные

изменения. Наиболее чувствительны к облучению: ядро клетки, а наибольшие

последствия вызывает повреждение ДНК, содержащей наследственную

информацию. Время протекания четвертой фазы может растянуться на годы.


22

Меры защиты

CERN Radiation Protection course


23

Меры защиты

1. Внешний покров тела человека полностью поглощает α-частицы, поэтому

внешнее облучение α-частицами не представляет опасности для внутренних органов

человека.

2. Одежда и кожный покров человеческого тела поглощают около 75% β-частиц и

только 20–25% проникает внутрь человеческого тела на глубину 2 мм. Наибольшую

опасность представляет попадание β-частиц в глаза, так как внешняя поверхность

глаза не имеет защитного покрова

3. Большая проникающая способность γ-излучения делает его особенно опасным

при внешнем облучении

чтобы ослабить действие γ-излучения с энергией 1 МэВ в 2 раза потребовался бы

свинцовый комбинезон массой 130 кг

4. Нейтроны. Замедление и поглощение



24

Методы ядерной медицины

1. Диагностика

ЦЕЛИ

Можно диагностировать отклонения жизнедеятельности органов на

самых ранних стадиях болезни, когда человек может не

чувствовать симптомов заболевания. Это позволяет быстрее

обнаруживать и эффективно лечить болезни экономя время и

средства на их лечение.

КАК ДОСТИГАЮТ

Используют фармпрепараты, меченные радиоактивными нуклидами.

Наблюдая за их распределением в организме с помощью специальной

аппаратуры (детекторы), можно получить изображение внутренних

органов человека, а также судить о жизнедеятельности органа в целом

или какой-либо из его частей.


25

Гамма-кванты

Рентген

Альфа-частицы

Бета-частицы

Протоны

Тяжелые ионы

Нейтроны


2. Терапия

Лучевая терапия:

Облучение опухоли различными ионизирующими излучениями:


26


2. Терапия

Основной принцип

Клетки рака очень быстро делятся, если излучением повредить важную

составляющую клеток – молекулы ДНК, наступает гибель таких клеток,

а также нарушение процесса их деления.

В результате облучения опухоль уменьшается за счет гибели (некроза) ее

основных структурных элементов, также происходит остановка ее роста

и образования новых опухолей.

Здоровые же клетки могут восстанавливаться после облучения.

3. Дистанционная лучевая терапия

1. Контактная лучевая терапия - брахитерапия


27


2. Терапия

Методы

Стараются сфокусировать поток ионизирующих излучений именно на

опухоли, чтобы избежать облучения здоровых тканей

2. Радионуклидная терапия

В клинической практике применяют следующие виды

радионуклидных исследований:

визуализация органов - получение их радионуклидныx

изображений;

измерение накопления РФП в организме и его выведения;

измерение радиоактивности биологических проб жидкостей и

тканей человеческого организма.


28

Используют радиофармацевтические препараты (РФП) - химические

соединения, в молекуле которых содержится определенный

радионуклид.



На реакторах

29

Как получают радионуклиды? Облучение мишеней:

На ускорителях

Около 80% всех диагностических процедур в ядерной медицине связано с

использованием технеция-99м или содержащих его препаратов


Использование реакторных и ускорительных радионуклидов при

диагностике

30

198Au, 111In, 99mTc

85Sr, 99mTc

кости


31

Однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ)

Радионуклиды излучающие гамма-кванты вводят пациенту и

детектируют их излучение гамма-камерой, вращающейся вокруг

пациента, строя таким образом изображение органа

Гамма-камера: детекторы на базе

сцинтилляционного кристалла,

фотоэлектронные умножители,

электронная схема, АЦП,

компьютер для отображения.

Гамма камера


[2]

сборки ФЭУ

X,Y,Е

сцинтиллятор

коллиматор

Электронная схема + АЦП

32

Хол Ангер

360 мин

99mTc 123I

792 мин


33

Позитронная эмиссионная томография (ПЭТ)

Регистрация пары гамма-квантов, возникающих при аннигиляции

позитронов из радиофармпрепарата, вводимого перед исследованием.

При помощи специального детектирующего оборудования (ПЭТ -

сканера) можно отслеживать распределение в организме биологически

активных соединений, меченных позитрон-излучающими

радионуклидами.

Преимущества ПЭТ:

уникальная чувствительность, примерно на два порядка большей, чем у

однофотонной эмиссионной компьютерной томографии.

Присутствие среди позитронных эмиттеров радионуклидов основных

элементов-органогенов (углерод, азот, кислород) позволяет использовать

меченные этими радионуклидами самые разнообразные биологически

активные соединения, содержащиеся в нормально функционирующем

живом организме

[3]

аннигиляция

β+ распад


34

18F

109,8 мин

11С

20,4 мин

68Ga

67 мин


Новый рентген - Компьютерная

томография

коллиматор

фильтр

Рентгеновская трубка

Фильтр – поглощение

Рентгеновских квантов малых

энергий


35

Компьютерная томография

1.Тип: неподвижная сборка детекторов

(детекторное кольцо). Вращающаяся вокруг

пациента рентгеновская трубка.

Дорого.

2. Тип: вращается только

небольшая часть детекторного

Кольца синхронно и соосно с

Рентгеновской трубкой

Рентгеновская

трубка

Осевое и спиральное сканирование:

меньшее время сканирования и повышается

Точность при реконструкции событий


36

Алан Кормак, Годфри Хаунсфильд

Сборка

детекторов

Гамма-кванты (1157 кэВ),

могут детектироваться вместе с

анигилляционными гамма квантами, в

«комптоновском спектрометре» -

трехмерная локализация ядра, испустившего

эти кванты

ПЭТ-КТ метод

ПЭТ

КТ

[2]


37

Новый Гамма-ПЭТ метод

https://www.radiologyinfo.org/en/gallery/index.cfm?image=836

ПЭТ-КТ метод

ПЭТ+КТ в онкологии.

Диагностика опухолей

ПЭТ+КТ амилоидный скан

Диагностика болезни Альцгеймера

на ранних стадиях

ПЭТ+КТ в кардиологии

Изучение сердечной

Мышцы

Диагностика инфаркта http://sunradiology.com/


38

МИРОВОЙ ОПЫТ: МОБИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ПОЗИТРОННО-ЭМИССИОННОЙ ТОМОГРАФИИ


39

68Ga

67 мин

Генератор

68Ge/68Ga

271

день

1. Контактная лучевая терапия - брахитерапия

Источник излучения вводят внутрь опухоли или располагают рядом с

ней; автоматизировано или вручную

- Внутриполостная - опухоль в органах имеющих полостное строение

(гинекология, проктология, пищевод, бронхи, желчные протоки);

Источник помещается в специальный носитель (имплант)

и фиксируется в зоне облучения

- Внутритканевая лечения органов, обладающих тканевой структурой (лечение

молочных желез, простаты); Источник внедряется в

пораженную ткань при помощи микроскопических игл,

которые в последствие удаляются, оставляя «зерна»,

содержащие радионуклид

40

- Сосудистая

- Контактная источник располагается рядом с опухолью


41


2. Радионуклидная терапия:

используют методы, когда лекарственное средство, содержащее радионуклид

(излучающий альфа или бета-частицы), целенаправленно доставляется к

пораженному опухолью органу

Преимущества:

- избирательность повреждения опухоли или патологического очага;

- хорошая переносимость процедуры терапии;

- относительно короткое время госпитализации;

- возможность использования лечения тяжелобольных

Ядерная физика

Радиохимия

Химия

Материаловедение

Биология

Медицина


Химия

42


Радиоиммунотерапия с использованием радионуклидов


Минус – ядра отдачи

43


Радиоиммунотерапия с использованием -излучающих

радионуклидов

Перспективный инструмент для уничтожения конкретных опухолевых клеток

микрометастазов и небольших опухолей с минимальными побочными

действиями.

Излучатели имеют микронный и субмикронный радиус действия и более высокую

энергию переноса, которая увеличивает возможность уничтожения раковых

клеток с помощью двойного разрыва ДНК.

Радионуклид: 119Sb терапия + 117Sb, излучения которого хорошо подходит для

ОФЭКТ.

ТЕРАПИЯ + ДИАГНОСТИКА

Использование оже-электронов и электронов внутренней конверсии

в радионуклидной терапии


44


Наработка радионуклидов: 119Sb, 117Sb

119Sn(p,n)119Sb, 117Sn(p,n)117Sb,


45

119Sn(p,n)119Sb

Мишенный комплекс


Нейтронная и нейтрон-захватная терапия

Рентгенотерапия. Гамма – терапия.

Использование пучков электронов. Облучение электронами.

Протонная терапия.

Терапия тяжелыми ионами

3. Дистанционная лучевая терапия

излучатель вне пациента излучение проходит сквозь другие ткани

непосредственно к опухоли


Планирование облучения:

Оптимизация - максимум дозы на опухоль минимум на другие органы

Как достигают:

фантомы, глубина дозы, модуляция пучков, вращение

Нейтрон-захватная терапия (НЗТ)

Бор накапливают в опухоли, затем облучают нейтронами.

Реакция: 10B(n,α)7Li.

α -частица и ион 7Li быстро тормозятся и выделяют энергию 2,3 МэВ на длине

~ 10 мкм, т.е. на длине размера клетки. Большая потеря энергии приводит к

поражению именно той клетки, которая содержала 10В 47


https://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?pg=imrt

Линейный ускоритель

(на две энергии)

Лучевая терапия в модулированной интенсивностью

IMRT

48

Рентгенотерапия. Гамма – терапия

Интенсивность вторичных пучков контролируется

компьютером (диафрагмы)

Облучение тщательно планируется.

Используется трехмерная компьютерная томография

+ расчет дозы; разрабатывается шаблон

интенсивности облучения, с учетом формы опухоли.

Комбинация, различных по интенсивности и

направлению гамма-квантов - схема облучения.

При этом доза, получаемая опухолью, максимальна,

а доза, получаемая прилегающими здоровыми тканями,

минимальна


CyberKnife® Robotic Radiosurgery System

http://www.accuray.com/product/cyberknife 49

Кибер-нож

5. Линейный ускоритель

4. Роботизированная система

2. Система визуализации:

а) Источник рентгеновского излучения

(вверху)

б) Детекторы рентгена (Si).

(Внизу, вокруг пациента)

Получают изображение,

облучаемой опухоли.

6, 7. Коллиматоры

Изображение на компьютер.

Компьютер управляет роботом


Протонная терапия. Терапия тяжелыми ионами.

Максимум дозовой нагрузки оказывается сосредоточен в конце

пробега в тканях (пик Брэгга).

Протоны имеют биологический эффект на 10% выше, и при этом

оставляют меньше энергии в здоровых тканях, чем при лучевой

терапии.

50

Адронная терапия Лучевая терапия

1. При облучении, радиационные

повреждения здоровых тканей за

границей опухоли не возникают.

2. Ткани расположенные сбоку от

опухоли практически не

облучаются.

3. Радиационная нагрузка на кожу –

мала, транзитные ткани, также

облучаются слабо.

При облучении протонами

интегральная доза на здоровые

ткани в два раза меньше чем при

облучении гамма-квантами.

51

Ли

ней

на

я п

еред

ач

а э

нер

ги

и

Глубина

Протонная терапия. Терапия тяжелыми ионами. Лучевая терапия

52


[1]

Ионы С производят разрушение

молекулы ДНК.

Наибольший эффект в конце пробега.

Могут «убивать» клетки

радиорезистивные к протонам и

рентгену


53


GSI

Roll max. +/-15°

HIT

54


CNAO

55



ЛИТЕРАТУРА

Physics in nuclear medicine. S. R. Cherry, J. A. Sorenson, M. E. Phelps. 4th ed, 2012.

Essential Nuclear Medicine Physics. R.A. Powsner, E. R. Powsner

Published by Blackwell Publishing Ltd, 2nd ed., 2006.

56

D.W. Bartlett, H. Su, I. J. Hildebrandt, et.al. Impact of tumor-specific targeting on the

biodistribution and efficacy of siRNA nanoparticles measured by multimodality

in vivo imaging. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104, 15549-15554. (2007)

EXFOR (Experimental Nuclear Reaction Data):

http://www.nndc.bnl.gov/exfor/exfor.htm

Theranostics: Combining Imaging and Therapy, S.S. Kelkar, T.M. Reineke,

Bioconjugate Chem. 2011, 22, 1879–1903, dx.doi.org/10.1021/bc200151q

Targeting the Nucleus: An Overview of Auger-Electron Radionuclide Therapy,

B. Cornelissen, K. A. Vallis, Current Drug Discovery Technologies, 2010, Vol. 7, No. 4

С.В. Буланов, Я.Я. Вилкинс,…., В.С. Хорошков

«Лазерное ускорение ионов для адронной терапии», УФН, Том 184, №12

57

Back up

5

8



Люди, которые живут в горах (Деревни шерпов 4000 м ) на высоте до 4000 м -

мощность дозы в 40 мкР/час

Люди, которые живут в местностях где много гранита

В мясе оленей накапливается до 14 Бк/кг свинца-210 и до 1.4 Бк/кг полония-210,

которые они получают поедая лишайники, концентрирующие эти радионуклиды из

воздуха

В организм населения в районах Крайнего Севера свинец-210 и полоний-210,

в 10 раз превышает уровень поступления этого радионуклида в обычных районах

В Австралии в местах с повышенной концентрацией урана, получают дозы

облучения, в 75 раз превосходящие средний уровень

В человеке массой 70 кг содержится 0.2% калия (140 г)

активность 40К в человеке 4000 Бк

активность 14С в человеке 18000 Бк

59



Среднегодовые дозы внешнего фонового облучения в некоторых городах

Город Среднегодовая доза, мкГр

Алматы 1600

Астрахань 800

Вильнюс 1000

Ереван 750

Киев 990

Кишинев 600

Москва 900

Новосибирск 800

Петрозаводск + Карелия 3000

Рига 1100

Санкт-Петербург 1200

Таллин 900

60



Наибольший вклад (40-50% общей экспозиционной годовой дозы человека) дают

радон и продукты его распада.

Источники радиационного воздействия угольные электростанции на органическом

топливе. Радионуклиды из сгоревшего в топке котла угля поступают во внешнюю

среду или через трубу вместе с дымовыми газами или с золой и шлаками

Величина коллективной эффективной эквивалентной дозы облучения от АЭС при

нормальной эксплуатации в 5-10 раз ниже, чем от угольных электростанций!!

Медицинское облучение население

61

Радон

Из всех естественных источников радиации радон вместе продуктами своего

радиоактивного распада ответствен примерно за 3/4 годовой индивидуальной

эффективной дозы облучения, получаемой населением от земных источников

радиации, и примерно за половину этой дозы от всех естественных

источников радиации

Его плотность при 0°С равна 9,81 кг/м3. Он почти в 8 раз тяжелее воздуха.

Поэтому радон накапливается в подвалах, горных выработках, пещерах,

туннелях, глубоких ямах

238U →……→ 222Rn (3.82 дня) - радон

232Th→…... →220Rn (55.6 с) - торон

Нуклид Энергия, МэВ (интенсивность, %) Период полураспада

222Rn 5,49 (100) 3,82 сут

218Po(RaA) 6,00 (100) 3,05 мин

214Bi (RaC) 5,45 (0,012) / 5,51 (0,008) 19,7 мин

214Po (RaC') 7,69 (100) 164 мкс

210Po (RaF) 5,305 (100) 138,4 сут


62

Активность

В помещениях зданий, после окончания строительства, среднегодовая эквивалентная

равновесная объемная активность (ЭРОА) дочерних продуктов радона и торона в

воздухе: ЭРОАRn+4,6×ЭРОАТn не превышала 100 Бк/м3,

мощность эффективной дозы гамма-излучения не превышала мощность дозы на

открытой местности более чем на 0,2 мкЗв/ч.

В эксплуатируемых зданиях ЭРОА не превышала - 200 Бк/м3.

Активность эквивалентная равновесная объемная (ЭРОА) дочерних продуктов изотопов

радона: 222Rn и 220Rn – взвешенная сумма объемных активностей короткоживущих

дочерних продуктов изотопов радона - 218Po (RaA); 214Pb (RaB); 214Bi (RaC); 212Pb

(ThB); 212Bi (ThC).

Тогда: ЭРОА Rn = 0,10 ARaA + 0,52 ARaB + 0,38 ARaC и ЭРОА Tn = 0,91 AThB + 0,09

AThC, где: Ai – объемные активности дочерних продуктов изотопов радона


63

Эффекты воздействия радиации

1) Соматические (телесные) - возникающие в организме человека, который

подвергался облучению.

2) Генетические - связанные с повреждением генетических функций. Проявляются

в следующем или последующих поколениях.

Пороговые (детерминированные) эффекты . Число клеток, погибших в

результате облучения, достигает критического значения, при котором заметно

нарушаются функции пораженных органов

Стохастические эффекты


Процесс получения радионуклидов

Выбор оптимальной ядерной реакции.

Выбор схемы и параметров облучения.

Подбор оптимальных характеристик пучков.

Изготовление мишени. Мишенный узел.

Вывод ускорителя, реактора на выбранный режим облучения.

Облучение мишени

Выделение нужного радионуклида из облученной мишени


64

Критерии выбора радионуклида:

1. Оптимальный радионуклид для РФП - максимум диагностической

информации при минимальной лучевой нагрузке на больного;

2. Эффективный период полураспада не менее 1,5 времени проведения

теста;

3. Желательно чтобы РФП, быстро поступал в исследуемый орган и

быстро выводился из организма, тем самым снижая лучевую нагрузку;

4. РФП не должны содержать токсических примесей или

радиоактивных веществ, которые в процессе распада образуются из

исходных радионуклидов.


65


ПО КАПЛЕ КРОВИ !

66

Радиоиммунологический Анализ

Позволяет обнаружить и измерить в крови биологически активных

веществ (антигены: белки, гормоны, ферменты, аминокислоты) в

сверхмалых концентрациях.

Вещества антигены попадают в организм, далее вырабатываются

антитела, которые связываются с антигенами, антиген теряет часть своей

активности.

Радиоиммунологический Анализ

Вводят кровь содержащую антитела к инсулину + меченый

радионуклидом антиген (например, инсулин) + кровь обследуемого

пациента (содержит инсулин, концентрацию которого нужно определить)


ПО КАПЛЕ КРОВИ !

http://www.assignmentpoint.com/science/medical/about-radioimmunoassay-ria.html

Гамма излучатели: 125I, 131I – большая активность

Бета излучатели:

3H, 14C, 32P

67


Временное разрешение от 0.5 до 5 нс, сцинтилляционные детекторы

аннигиляция

Объект содержащий

радионуклид

испускающий позитроны


68

ПЭТ по

времени

пролета

разница во

времени

детектирования

гамма-квантов

+

69



За последние 20 лет были разработаны «почтовые» (homing) материалы

(моноклональные антитела, пептиды, нановещества), которые

присоединяются к различного типа раковым клеткам. Такие

соединения обладают специфической особенностью связываться только

с определенной антигенной компонентой, в результате чего происходит

процесс направленной доставки терапевтического радионуклида к

определенной злокачественной клетке.

70

Возникновение Оже-электронов

Возникновение

электронов внутренней

конверсии

или

[2]



Введение в ядерную медицину...1895 Открытие Х-лучей (roentgen)...

Documents