Применение радиоизотопов в гемодинамике и органной диагностике

Методы радиоизотопной диагностики параметров гемодинамики. При диагностике сердечно-сосудистых заболеваний очень важно знать общее количество крови в организме, скорость кровотока и объем кровотока в единицу времени. Скорость течения воды в реке можно определить, замеряя расстояние, пройденное, например, листиком, плавающим на воде, за единицу времени. Аналогично поступают и медики. В вену локтевой части руки вводят 0,2—0,3 мл физиологического раствора, содержащего несколько десятков микрокюри радиоактивного изотопа ²⁴Na. Тем самым небольшой объем крови, циркулирующий в организме, оказывается отмеченным радиоактивной «меткой». Эту «метку» хорошо «видно», так как γ-излучение, испускаемое ²⁴Na, легко пронизывает ткани организма и может быть зарегистрировано.

Оценка линейной и объемной скорости кровотока. Появляется возможность следить за движением отмеченного объема крови. Обычно это делается с помощью гамма-счетчика, установленного вблизи кисти другой руки или у ноги. Через несколько секунд после инъекции радиоактивного препарата счетчик фиксирует появление радиоактивности. Это кровь принесла сюда радиоактивный препарат, введенный в вену. Измерения показали, что у взрослого здорового человека среднее время перемещения крови от одной руки до другой равно приблизительно 15 сек; при физической нагрузке — от 10 до 11 сек; при гипертонии III стадии — 18,4 сек. Если расположить счетчик над большим кровеносным сосудом, он зафиксирует появление двух максимумов радиоактивности (с интервалом 40—45 сек). Это время полного кругооборота крови.

Определение общего объема циркулирующей крови и сосудистой проницаемости. Через 5 мин после инъекции, когда радиоактивные изотопы равномерно распределятся по всему объему крови, делают анализ крови. Если сравнить полученную концентрацию радиоактивных атомов с их первоначальной концентрацией в физиологическом растворе, то, зная объем введенного раствора, можно вычислить полный объем крови. У взрослого человека он колеблется от 4 до 8 л. Радиоизотопы дают возможность изучить проницаемость стенок сосудов в норме и при патологических изменениях: известно, что именно в капиллярах происходит обмен веществами между кровью и тканями. Проницаемость сосудов является важнейшей регуляторной функцией организма и существенно изменяется при инфекционных заболеваниях, ожогах и т. п. и, как следствие, при нарушении обмена веществ. Радиоизотопы дают возможность контролировать процессы проницаемости сосудов. В икроножную мышцу делается инъекция 0,85% раствора NaCl (²⁴Na), затем над местом укола размещается гамма-щуп, и через каждые 2—3 мин производится измерение активности. Наклон кривой «активность — время», построенной по данным опыта, характеризует скорость проникновения ²⁴Na из мышечной ткани в кровеносные сосуды.

Органотропность радиоизотопов и локализация патологических очагов. Диагностика многих заболеваний основана на замечательной особенности органов накапливать в своих тканях некоторые химические вещества. Известно, что щитовидная железа накапливает в своих тканях йод, костная ткань — фосфор, кальций и стронций, печень — некоторые красители и т. д. Радиоизотоп ¹³¹I широко применяется для диагностики заболеваний щитовидной железы. Известно, что заболевания щитовидной железы связаны либо со снижением ее деятельности (гипофункция), либо с чрезмерным усилением (гиперфункция), а оценка деятельности щитовидной железы на ранних стадиях заболевания весьма затруднительна. Положение существенно упрощается, если применить радиоизотоп ¹³¹I. При любых путях введения этого радиоизотопа в организм он избирательно накапливается в щитовидной железе, причем скорость накопления непосредственно зависит от состояния железы. Более того, радиоизотоп йода может быть использован для определения величины остатка железы после удаления.

Специфическая изотопная диагностика новообразований. Этот радиоизотоп применяется и для точной локализации опухолей мозга (как показано на рис. 1), обычно это делается методом сканирования. Кроме того, для этой же цели используется и авторадиография; в этом случае применяется радиоизотоп тулия. В последнее время для определения расположения опухолей мозга начали применять радиоизотоп ³²P; если использовать датчик счетной установки, сделанный в виде иглы, то можно определить и глубину залегания опухоли. Применяются также изотопы марганца, меди, мышьяка, а для обнаружения метастазов рака грудной железы — галлий.

Рис. 1. Схема исследования опухоли мозга.

Радиофармацевтический мониторинг фармакокинетики и остеогенеза. С помощью радиоизотопов железа, кобальта и хрома можно измерить продолжительность жизни эритроцитов. Введение радиоизотопа ³⁵S в лекарственные вещества дает возможность установить пути миграции, проникновения, накопления лекарств, а также скорость и пути их выведения из организма. С помощью радиоизотопов установлен и такой интересный факт. Оказалось, что к месту перелома сначала устремляется большое количество фосфора, а значительно позже включается кальций; теперь препараты кальция назначаются только через две недели после перелома. Приведенный краткий (и далеко не полный) обзор показывает, что радиоизотопы оказались весьма полезными для целей диагностики и исследований.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Е. А. Безденежных, И. С. Брикман

Источник: Физика в живой природе и медицине

Данные публикации будут полезны учащимся старших классов общеобразовательных школ, учителям физики и биологии, учащимся и преподавателям средних медицинских учебных заведений, а также студентам первых курсов медицинских институтов, биологических факультетов университетов и педагогических институтов.