Клинична радиометрия

Клиничната радиометрия е измерване на радиоактивността на цялото тяло или на част от него след въвеждането на радиофармацевтик в тялото. Обикновено в клиничната практика се използват гама-излъчващи радионуклиди. След въвеждането на радиофармацевтик, съдържащ такъв радионуклид, в тялото, неговото лъчение се улавя от сцинтилационен детектор, разположен над съответната част от тялото на пациента. Резултатите от изследването обикновено се представят на светлинно табло като брой импулси, регистрирани за определен период от време, или като скорост на броене (в импулси в минута). В клиничната практика този метод няма голямо значение. Обикновено се използва в случаите, когато е необходимо да се идентифицира и оцени включването на радионуклиди при случайно попадане в човешкото тяло - поради небрежност, при бедствия.

По-интересен метод е радиометрията на цялото тяло. При този метод човек се поставя в специална камера с нисък фон, съдържаща няколко специално ориентирани сцинтилационни детектора. Това позволява записване на радиоактивно лъчение от цялото тяло и при условия на минимално влияние на естествения радиоактивен фон, който, както е известно, може да бъде доста висок в някои области на земната повърхност. Ако по време на радиометрията някоя част от тялото (орган) е покрита с оловна пластина, тогава може да се оцени приносът на тази част от тялото (или органа, разположен под пластината) към общата радиоактивност на тялото. По този начин е възможно да се изследва метаболизмът на протеини, витамини, желязо и да се определи обемът на извънклетъчната вода. Този метод се използва и при изследване на хора със случайно попадение на радионуклиди (вместо конвенционалната клинична радиометрия).

За лабораторна радиометрия се използват автоматизирани радиометри. Те имат епруветки с радиоактивен материал, разположени на конвейер. Под управлението на микропроцесор епруветките се подават автоматично към прозореца на брояча на кладенците; след завършване на радиометрията епруветките се сменят автоматично. Резултатите от измерванията се изчисляват в компютър и след подходяща обработка се изпращат към печатащо устройство. Съвременните радиометри извършват сложни изчисления автоматично и лекарят получава готова информация, например за концентрацията на хормони и ензими в кръвта, показваща точността на направените измервания. Ако обемът на работа по лабораторна радиометрия е малък, тогава се използват по-прости радиометри с ръчно преместване на епруветките и ръчна радиометрия, в неавтоматичен режим.

Радионуклидната диагностика in vitro (от латинското vitrum - стъкло, тъй като всички изследвания се провеждат в епруветки) се отнася до микроанализа и заема гранично положение между радиологията и клиничната биохимия. Тя позволява откриване на наличието на различни вещества с ендогенен и екзогенен произход в биологични течности (кръв, урина), които се намират там в незначителни или, както казват химиците, изчезващи концентрации. Такива вещества включват хормони, ензими, лекарства, въвеждани в организма с терапевтична цел и др.

При различни заболявания, като рак или миокарден инфаркт, в организма се появяват вещества, специфични за тези заболявания. Те се наричат маркери (от английското mark - маркировка). Концентрацията на маркерите е толкова незначителна, колкото и тази на хормоните: буквално единични молекули в 1 мл кръв.

Всички тези изследвания, уникални по своята точност, могат да се проведат с помощта на радиоимунологичен анализ, разработен през 1960 г. от американските изследователи С. Берсън и Р. Ялоу, които впоследствие са удостоени с Нобелова награда за тази работа. Широкото му приложение в клиничната практика бележи революционен скок в микроанализа и радионуклидната диагностика. За първи път лекарите получиха възможността, и то съвсем реална, да дешифрират механизмите на развитие на много заболявания и да ги диагностицират в най-ранните етапи. Ендокринолози, терапевти, акушер-гинеколози и педиатри усетиха най-видимо значението на новия метод.

Принципът на радиоимунологичния метод се състои в конкурентно свързване на желаните стабилни и подобни маркирани вещества със специфична рецепторна система.

За извършване на такъв анализ се произвеждат стандартни комплекти реактиви, всеки от които е предназначен да определя концентрацията на определено вещество.

Както може да се види на фигурата, свързващата система (обикновено специфични антитела или антисерум) взаимодейства едновременно с два антигена, единият от които е желаният, а другият е неговият маркиран аналог. Използват се разтвори, в които маркираният антиген винаги съдържа повече от антитела. В този случай се разиграва истинска борба между маркираните и немаркираните антигени за връзка с антителата. Последните принадлежат към имуноглобулините от клас G.

Те трябва да са високо специфични, т.е. да реагират само с изследвания антиген. Антителата приемат само специфични антигени в отворените си места за свързване и в количества, пропорционални на броя на антигените. Този механизъм образно се описва като феномена на „ключа и ключалката“: колкото по-голямо е началното съдържание на желания антиген в реагиращите разтвори, толкова по-малко радиоактивен аналог на антигена ще бъде уловен от свързващата система и толкова по-голяма негова част ще остане несвързана.

Едновременно с определянето на концентрацията на желаното вещество в кръвта на пациента, при същите условия и със същите реактиви, се провежда изследване на стандартни серуми с точно определена концентрация на желания антиген. Въз основа на съотношението на радиоактивността на реагиралите компоненти се изгражда калибровъчна крива, отразяваща зависимостта на радиоактивността на пробата от концентрацията на изследваното вещество. След това, чрез сравняване на радиоактивността на пробите от материал, получени от пациента, с калибровъчната крива, се определя концентрацията на желаното вещество в пробата.

Радионуклидният in vitro анализ започва да се нарича радиоимунологичен, тъй като се основава на използването на имунологични реакции антиген-антитело. По-късно обаче са създадени и други видове in vitro изследвания, сходни по цел и методология, но различаващи се по детайли. Така, ако като белязано вещество се използва антитяло, а не антиген, анализът се нарича имунорадиометричен; ако като свързваща система се използват тъканни рецептори, се говори за радиорецепторен анализ.

Радионуклидното изследване in vitro се състои от 4 етапа.

• Първият етап е смесване на анализираната биологична проба с реактиви от комплекта, съдържащ антисерум (антитела) и свързваща система. Всички манипулации с разтвори се извършват с помощта на специални полуавтоматични микропипети, в някои лаборатории се извършват с помощта на машини.
• Вторият етап е инкубацията на сместа. Тя продължава, докато се достигне динамично равновесие: в зависимост от специфичността на антигена, продължителността ѝ варира от няколко минути до няколко часа и дори дни.
• Третият етап е разделянето на свободни и свързани радиоактивни вещества. За тази цел се използват наличните в комплекта сорбенти (йонообменни смоли, въглен и др.), утаяващи по-тежки комплекси антиген-антитело.
• Четвъртият етап е радиометрия на пробите, изграждане на калибровъчни криви, определяне на концентрацията на желаното вещество. Всички тези работи се извършват автоматично с помощта на радиометър, оборудван с микропроцесор и принтер.

Както може да се види от гореизложеното, радиоимунологичният анализ се основава на използването на радиоактивен антигенен маркер. По принцип обаче, като антигенен или антителен маркер могат да се използват и други вещества, по-специално ензими, луминофори или силно флуоресцентни молекули. Това е основата за нови методи за микроанализ: имуноензимен, имунолуминесцентен, имунофлуоресцентен. Някои от тях са многообещаващи и се конкурират с радиоимунологичните изследвания.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]