Радиоизотопная диагностика

Способность неустойчивых ядер атомов самопроизвольно превращаться в другие более устойчивые и стабильные ядра была открыта А.Беккерели в 1896 г., а М.Кюри-Складовская и П.Кюри обнаружили свойства изотопов самопроизвольно испускать невидимые излучения и назвали это радиоактивностью, которая явилась основой радиологической диагностики, широко применяемой в хирургической практике.

Радиоизотопная диагностика – распознавание болезней при помощи радиоактивных изотопов. Ее методики основаны на обнаружении и измерении радиоактивных излучений, исходящих от органов человеческого тела, накопивших радиоактивные препараты, введенные в организм человека внутривенным или пероральным путем. Обнаружение или измерение осуществляется с помощью специальных гамма-камер.

Радиоактивные препараты, называемые радиофармацевтическими препаратами, могут быть использованы не только для диагностических, но и для лечебных целей. Все они имеют в своем составе радионуклеиды – нестабильные атомы, спонтанно распадающиеся с выделением энергии. Радиоактивная компонента радиофармпрепаратов часто соединяется с молекулой-носителем, определяющей их распространение в теле. Идеальный радиофармпрепарат поглощается только определенным органом или структурой тканей.

Для диагностических целей используются радиоактивные препараты, имеющие период полураспада равный 1 3 продолжительности исследования, которая находится в диапазоне от десяти минут до нескольких часов, а также испускающие гамма-фатоны(высокоэнергетическое электромагнитное излучение).

В клинической практике для визуализации органов применяются разные радиоактивные препараты. Так, гелий-67используется для выявления злокачественных процессов и очагов воспаления,йод –123– для обнаружения патологических процессов почек,

йод-131 – щитовидной железы,технеций-99m –используется для визуализации различных органов и систем ( печени, поджелудочной железы и др.).

В настоящее время в практике применяются различные принципы использования радиоизотопного препарата, которые лежат в основе классификации радиоизотопной диагностики.

Принцип радиоизотопного разведения.Примером радиоизотопной диагностики, проводимой на основе данных, полученных методом радиоизотопного разведения, может служить определение объема циркулирующих в кровяном русле эритроцитов. Для этого взятые у больного эритроциты метятinvitroизотопами радиоактивного фосфора (H-131) или хрома (Сr-51), а затем вводят их тому же больному и по разведению в сосудистом русле меченных эритроцитов немеченными судят об общем объеме циркулирующих эритроцитов, что дает возможность судить об объеме циркулирующей крови и вычислить объем кровопотери.

говорить о состоянии его функции

Принцип измерения времени накопления изотопа в органе. Время накопления радиоизотопа в каждом отдельном органе позволяет говорить о состоянии его функции. Классическим примером этого принципа радиоизотопного исследования является определение функционального состояния щитовидной железы при помощи радиоактивного йода (I-131). При гипертиреозе (повышенной функции железы) отмечается ускорение времени накопления радиоизотопа в ткани железы, при гипотиреозе – замедление.

Принцип регистрации радиоизотопа, накопленного тканями органа. Этот принцип радиоизотопного исследования позволяет опрелеить форму и размеры органа, а также выявить наличие в нем патологического очага, обладающего способностью либо активно улавливать радиоизотопный препарат (горячие зоны), либо быть нечувстительным к нему и не нпкапливать его (холодные зоны). Регистрация результатов исследования осуществляется с помощью специальных аппаратов – сканеров.

Используя этот принцип исследования можно обнаружить опухолевый процесс в печени, поджелудочной железе, в щитовидной железе, почках, селезенке. Для опухолевого процесса характерно усиленное накопление радиоизотопного препарата, что проявляется наличием в органе горячих узлов.

Принцип регистрации выделения радиоактивных изотопов и меченых соединений из органа. Этот принцип используется для исследования желчных протоков и основан на способности печени поглощать и выводить радиоизотопный препарат в систему желчевыводящих путей вместе с желчью. Накопившийся в желчных протоках и желчном пузыре радиоизотопный препарат позволяет при его регистрации судить о характере изменений в этих органах.

Несмотря на достаточную информативную ценность радиоизотопной диагностики она не нашла широкого применения в клинической практике по сравнению с другими радиологическими методами исследования из-за необходимости использования для нее сложной аппаратуры, радиационной опасности для пациента и медицинского персонала. Поэтому она используется только в специализированных диагностических центрах.

МЕ 1.6. Радиоизотопные исследования

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 16Следующая ⇒

Радиоизотопная диагностика – это распознавание болезней с помощью соединении, меченных радиоактивными изотопами.

Существует четыре метода радиоизотопной диагностики: лабораторная радиометрия, клиническая радиометрия, клиническая радиография, сканирование. Для их осуществления меченое соединение вводят в организм больного через рот или непосредственно в кровь, после чего выполняют радиометрические или радиографические исследования.

Методы радиоизотопной диагностики основаны на обнаружении, регистрации и измерении излучений радиоактивных изотопов. Эти методы позволяют исследовать всасывание, передвижение в организме, накопление в отдельных тканях, биохимические превращения и выделение из организма радиодиагностических препаратов. Применяя их, можно исследовать функциональное состояние почти всех органов и систем человека.

В основе реализации данного метода находится регистрация энергии излучения после введения радиоактивного фармакологического препарата. Информация регистрируется на особом аппарате в виде графиков, кривых, изображений или на специальном экране. Существует две группы радиоизотопных методов.

Методы, выходящие в первую группу, используются для количественной оценки показателей работы почек – это радиометрия и радиография.

Методы, выходящие во вторую группу, позволяют получить изображение органа, выявить локализацию поражения, форму, обширность и т.п. – это сцинтиграфия и сканирование.

Рис. 22. Радиоизотопные исследования

 

Излучение от изотопов улавливает гамма-камера, которую помещают над исследуемым органом. Это излучение преобразуется и передается на компьютер, на экран которого выводится изображение органа. Современные гамма-камеры позволяют получить и его послойные «срезы». Получается цветная картинка, которая понятна даже непрофессионалам. Исследование проводится в течение 10–30 минут, и все это время изображение на экране меняется. Поэтому врач имеет возможность видеть не только сам орган, но и наблюдать за его работой.

Цели исследования:

1. В гастроэнтерологииэто позволяет исследовать функцию, положение и размеры слюнных желез, селезенки, состояние желудочно-кишечного тракта. Определяются различные стороны деятельности печени и состояние ее кровообращения: сканирование и сцинтиграфия дают представление об очаговых и диффузных изменениях при хроническом гепатите, циррозе, эхинококкозе и злокачественных новообразованиях. При сцинтиграфии поджелудочной железы, получая ее изображение, анализируют воспалительные и объемные изменения. С помощью меченой пищи изучают функции желудка и двенадцатиперстной кишки при хронических гастроэнтеритах, язвенной болезни.

2. В гематологии радиоизотопная диагностика помогает установить продолжительность жизни эритроцитов, выяснить анемию.

3. В кардиологии прослеживают движение крови по сосудам и полостям сердца: по характеру распределения препарата в его здоровых и пораженных участках делают обоснованное заключение о состоянии миокарда. Важные данные для диагноза инфаркта миокарда дает сциптиграфия – изображение сердца с участками некроза. Велика роль в распознавании врожденных и приобретенных пороков сердца радиокардиографии. С помощью специального прибора – гаммакамеры, она помогает увидеть сердце и крупные сосуды в работе.

4. В неврологии радиоизотопную методику используют для выявления опухолей головного мозга, их характера, локализации и распространенности.

5. Ренография является наиболее физиологическим тестом при заболеваниях почек: изображение органа, его расположение, функция.

6. Появление радиоизотопной техники открыло новые возможности для онкологии. Радионуклеиды, избирательно накапливающиеся в опухоли, сделали реальной диагностику первичного рака легких, кишечника, поджелудочной железы, лимфатической и центральной нервной системы, так как выявляют даже небольшие новообразования. Это позволяет оценить эффективность лечения и выявить рецидивы. Более того, сцинтиграфически признаки костных метастазов улавливают на 3-12 месяцев раньше рентгена.

7. В пульмонологии

этими методами «слышат» внешнее дыхание и легочный кровоток; в эндокринологии «видят» последствия нарушений йодного и другого обмена, вычисляя концентрацию гормонов – результат деятельности желез внутренней секреции.

Противопоказаний к радиоизотопному исследованию нет, существуют лишь некоторые ограничения.

Подготовка к исследованию

1.Объясните пациенту суть исследования и правила подготовки к нему.

2.Получите согласие пациента на предстоящее исследование.

3.Проинформируйте пациента о точном времени и месте проведения исследования.

4.Попросите пациента повторить ход подготовки к исследованию, особенно в амбулаторных условиях.

5. При исследовании щитовидной железы с помощью 131-йодида натрия в течение 3-х месяцев перед проведением исследования пациентам запрещается:

o проведение рентгеноконтрастного исследования;

o прием препаратов, содержащих йод;

o за 10 дней до исследования отменяются седативные препараты, содержащие йод в высоких концентрациях.

Больной направляется в отделение радиоизотопной диагностики утром натощак. Через 30 минут после приема радиоактивного йода больной может завтракать.

6. При сцинтиграфия щитовидной железы с помощью 131-йодида натрия больной направляется в отделение утром натощак. Через 30 минут после приема радиоактивного йода больному дают обычный завтрак. Сцинтиграфию щитовидной железы проводят через 24 часа после приема препарата.

7. Сцинтиграфия миокарда с помощью 201-таллия хлорида проводится натощак.

8. Динамическая сцинтиграфия желчевыводящих протоков – исследование проводится натощак. Медсестра стационара приносит в отделение радиоизотопной диагностики 2 сырых яйца.

9. Сцинтиграфия костной системы с пирофосфатом – больной в сопровождении медсестры направляется в отделение изотопной диагностики для проведения внутривенного введения препарата утром. Исследование проводится через 3 часа. Перед началом исследования больной должен опорожнить мочевой пузырь.

10. Методы исследования не требующие специальной подготовки:

o Сцинтиграфия печени.

o Ренография и сцинтиграфия почек.

o Ангиография почек и брюшной аорты.

o Ангиография сосудов шеи и головного мозга.

o Сцинтиграфия головного мозга.

o Сцинтиграфия поджелудочной железы.

o Сцинтиграфия легких.

o Радиометрическое исследование опухолей кожи.

11.Пациенту необходимо иметь при себе: направление, амбулаторную карту/историю болезни и предыдущие исследования, если проводились.

Возможные проблемы пациента

Настоящие:

1. Отказ от процедуры из-за страха, стыдливости.

2.Дискомфорт при проведении процедуры

Потенциальные:

1. Риск развития аллергической реакции на контрастное вещество.

2. Риск получения недостоверных результатов при недостаточной подготовке.



Радиоизотопное датирование — лекции на ПостНауке

Например, когда кристаллизуется какой-то минерал, в нем заведомо нет аргона, потому что этот процесс происходит при высокой температуре, при которой аргон летучий. Этот момент может служить началом отсчета накопления аргона. По соотношению «калий — аргон» мы можем определить возраст объекта. Этот метод используется в очень широких пределах от тысяч до сотен миллионов лет. Была проведена показательная работа по датированию извержения Везувия, когда были засыпаны пеплом Помпеи. Мы знаем историческую дату этого события, и необходимости в датировке не было. Это была проверка метода, в ходе которой он показал цифры, близкие к тому, что мы имеем в реальности.

Существует еще целый ряд методов, основанных на тех радиоактивных изотопах, радионуклидах, которые образуются под действием космического излучения. Самым популярным методом является радиоуглеродный. Это классический метод, который изначально создавался для археологических объектов, но сейчас используется не только в археологии, став традиционным методом четвертичной геологии. Период полураспада углерода-14 — 5730 лет. Это означает, что мы можем определять возраст объектов в пределах от первых сотен лет до 50 тысяч лет, то есть все, что касается последнего цикла оледенения. В связи с этим метод оказался очень востребованным.

Принцип действия этого метода очень прост. Мы живем в постоянном потоке космических лучей, которые пронизывают нашу Землю, но мы от них надежно ограждены тремя уровнями защиты. Первый — это магнитосфера Солнца, которая препятствует проникновению галактических космических лучей. Второй — магнитное поле нашей Земли, которое также отклоняет лучи. Третий уровень — наша земная атмосфера. Поэтому основные процессы взаимодействия космических лучей, имеющие к нам отношение, происходят на верхней границе атмосферы. Там на атомах азота под действием нейтронов вторичного космического излучения образуется углерод-14. Дальше он перераспределяется в соответствии с круговоротом углерода в природе и участвует в быстром обмене.

Быстрый обмен углерода — это воздух, где он присутствует в виде углекислого газа, биосфера суши и поверхность океана. С некоторой натяжкой можно считать, что во всех этих резервуарах удельная активность углерода усредняется. То есть отношение четырнадцатого радиоактивного углерода к стабильному двенадцатому примерно одинаковое. Но если какой-то объект выпадает из этого круговорота углерода — например, спиленное дерево, мертвое животное или человек, — то с этого момента включаются радиоактивные часы. Больше не происходит пополнения радиоактивного углерода, поскольку нет участия в углеродном обмене, а распад идет.

Мы можем, проанализировав соотношение 12 °C и 14 °C, определить, сколько времени прошло с того момента, как объект выпал из оборота, то есть любую органику мы можем этим методом датировать. Причем карбонатные скелеты и раковины тоже вполне себе датируются радиоуглеродным методом.

Привычно думать, что этот метод используется в археологии. Но менее на слуху приложение радиоуглеродного метода к климатологии. Например, исследование углеродного цикла с помощью углерода-14. Как мы знаем, существует проблема глобального потепления, которую связывают с увеличением концентрации CO2 в атмосфере, и основной резервуар, куда CO2 из атмосферы дальше поступает, — это глубинные воды океана.

Метод радиоизотопный

Радиоизотопные пылемеры [220]. Прибор ИКП-5343 основан на радиоизотопном методе. Запыленный воздух за счет разрежения, создаваемого эжектором, просасывается через ленточный фильтр из фильтровальной ткани ФПП-15. В качестве источника радиоактивного излучения используется изотоп 204Т1. р-лучи, пройдя через фильтр с пылевым осадком, регистрируются сцинтилля-ционным счетчиком.[ …]

Радиоизотопный метод определения БГКП (по J1. Изучен радиоизотопный метод для ускорения санитарно-бактериологического анализа воды на наличие БГКП.[ …]

Радиоизотопные методы обеспечивают экспрессные определения влажности и плотности почвы без таких трудоемких операций, как взятие образцов, взвешивание и сушка. Они позволяют наблюдать изменения влажности и плотности почвы в одних и тех же объектах, не нарушая естественного сложения и не изменяя ее состава. В настоящее время широкое распространение получил нейтронный метод определения влажности и метод рассеянного гамма-излучения для определения плотности почвы. В ряде случаев применяют гаммаскопический метод измерения влажности почвы.[ …]

Радиоизотопными методами определяется плотность почвы в естественном сложении, быстро и с высокой точностью. Они позволяют контролировать естественное изменение состояния цочвы во времени, а также после воздействия ходовых частей комбайнов, тракторов и машин.[ …]

Радиоизотопные методы находят все более широкое применение в почвоведении для изучения естественной и искусственной радиоактивности почв, почвенного воздуха и грунтовых вод. Радиоактивные изотопы используют для определения физических свойств почв (влажности, плотности, порозности) и как индикаторы процессов передвижения воды и питательных веществ в почве и в системе почва —растение.[ …]

Радиоизотопный метод позволяет производить дифференцированный учет не только использования растениями фосфора удобрения и почвы, но и использования фосфора удобрения при сочетании разных способов внесения, например рядкового и основного удобрения, рядкового удобрения и подкормки и т. д.[ …]

Другие методы измерения концентрации пыли в воздухе, основанные на предварительном ее осаждении (радиоизотопный, пьезоэлектрический и др.), и методы без предварительного ее осаждения на фильтре (оптические, электрические, акустические) рассмотрены далее при описании принципов, положенных в основу отечественных приборов для измерения концентрации пыли в атмосферном воздухе (см. табл. I. 18).[ …]

Развитие методов радиоизотопного анализа требует постоянного повышения их чувствительности и разрешающей способности, а также надежной идентификации анализируемых радионуклидов. На протяжении последних лет для радиоизотопного анализа используются методы радиохимии и успектрометрии, реже а- и 3-спектрометрии.[ …]

Физические методы радиоизотопного анализа многокомпонентных смесей основаны на различии спектров излучения и периодов полураспада нуклидов, входящих в состав проб. Независимо от того, используются ли для анализа аппаратурные спектры отдельных типов излучений (а-, р, у-спектры) или комбинация спектров излучений различных типов, процесс спектрометрического анализа включает два основных этапа: идентификацию состава излучателей и вычисление их содержания.[ …]

Специфичность радиоизотопного метода можно повысить использованием строго элективной питательной среды и созданием но возможности оптимальных условий для роста БГКП и угнетения при этом других водных микроорганизмов или, в крайнем случае, подавления их метаболической активности в первые часы размножения.[ …]

Разработанный радиоизотопный метод был проверен па естественной воде водоемов различной степени загрязненности. Полученные данные показывают хорошую корреляцию между числом БГКП, содержащихся в пробе воды, и количеством метаболического газа (уровень учитываемой радиоактивности) (табл.12).[ …]

Палеонтологический метод применим только к осадочным отложениям, так как в магматических и метаморфических породах ископаемые организмы не встречаются. Кроме того, этот метод не позволяет определить продолжительность эр и периодов в годах. Для того чтобы сравнить события в биосфере с событиями за ее пределами, нужна иная шкала — астрономическая или адекватная ей, которая может использоваться в качестве абсолютной шкалы. Поэтому, спустя 100 лет после разработки палеонтологического метода, было предложено определять время в годах с момента образования породы, пользуясь радиоизотопным методом.[ …]

Данные, полученные с помощью радиоизотопного метода в агрохимических исследованиях, в значительной мере относятся к изучению усвоения растениями фосфора из удобрения и из почвы в зависимости от дозы, способа и срока внесения, формы удобрения, обеспеченности почвы фосфором сопутствующего известкования, вида и возраста растений [Спинкс (Spinks) и др. 1948; Нельсон (Nelson) и др., 1948; Станфорд (Stanford) и др., 1949; Борисова, 1953, 1954; Аллен (Allen) и др., 1954; Робертсон (Robertson) и др. 1954 и др.].[ …]

Широкое распространение получил радиоизотопный метод, лишенный этого недостатка и основанный на ослаблении Р-излучения частицами. Концентрация твердых частиц (пыли) вычисляется по результатам измерений на фильтре (лента из стекловолокна) до и после нанесения пробы. Лента транспортируется в детекторный блок, где расположен радиоизотопный источник, и производится замер.[ …]

Несмотря на описанные трудности, радиоизотопный метод привел к определенному прогрессу в истолковании и понимании многих механизмов биосинтеза природных соединений. Как уже упоминалось, по современным представлениям -при образовании растительных фенольных соединений и вообще ароматического ядра большую роль играют два механизма. Первый — это биосинтез из уксусной кислоты, куда следует отнести и синтез из пировиноградной кислоты; второй механизм включает реакции шикимовой и префеновой кислот.[ …]

Исследование биосинтеза флавоноидов радиоизотопным методом подтвердило предположение, что звено С6 (цикл А) происходит от ацетата, а звено С6—С3- от шикимовой кислоты. На основании этих экспериментальных данных был предложен механизм биосинтеза катехинов, приведенный на рис. 10.[ …]

Гиперинтенсивное развитие и внедрение радиационных технологий и методов в промышленность приводит к широкому распространению радиоизо-топных источников. В настоящее время примерно в 13 тысяч учреждений и предприятий Российской Федерации эксплуатируются источники ионизирующих излучений. Общее их количество, по данным Госатомнадзора, превышает 700 тысяч единиц, а активность некоторых из них достигает десятков килокюри. Как свидетельствует международная практика, такие производства могут являться причиной серьезных радиационных ситуаций, причиняющих значительный вред здоровью обслуживающего персонала, населения, проживающего вблизи предприятий, и окружающей среде. При изменении форм собственности или владельца предприятия источники ионизирующего излучения в ряде случаев не передаются новому собственнику. В связи с этим, по разным причинам (отсутствие финансирования, дороговизна захоронения отходов на спецкомбинатах “Радон”, снижение дисциплины и т. п.) в должной мере не обеспечивается необходимый контроль за состоянием или захоронением источников. Аварии, связанные с потерей контроля над источником, регистрировались в Москве, Республике Горный Алтай, Республике Карелия, Республике Саха (Якутия), Республике Татарстан, Калининградской, Камчатской, Читинской областях. Основная часть аварийных ситуаций связана с выявлением радиоактивных источников в ломе цветных и черных металлов. Выявленные в металлоломе источники ионизирующего излучения — это источники из различных радиоизотопных приборов и изделий со светосоставами постоянного действия на основе радия-226, загрязнения природным радием-226 металлолома с предприятий нефтегазоперерабатывающего комплекса, а также загрязнения с объектов Минатома, Минсудпрома и Минобороны.[ …]

Более широкое применение для контроля концентрации пыли в настоящее время получил радиоизотопный метод, лишенный недостатков, присущих оптическому методу и основанный на ослаблении »излучения частицами пыли.[ …]

Серийно выпускаемые у нас стационарные и переносные пылемеры на основе оптического, радиоизотопного и гравиметрического методов анализа предназначены Для контроля воздуха рабочей зоны, а также контроля и качества работы пылеочистного оборудования и имеют диапазоны измерений, непригодные для использования их в целях контроля загрязнения атмосферного воздуха.[ …]

В последнее время замечательные успехи в исследовании биосинтеза природных веществ были достигнуты благодаря применению радиоизотопного метода и определенных ферментных систем, позволивших во многих случаях экспериментально подтвердить или отвергнуть прежние биогенетические гипотезы.[ …]

Усиление контроля за радиоактивным загрязнением биосферы требует постоянного повышения чувствительности и разрешающей способности методов радиоизотопного анализа, а также надежной идентификации радионуклидов Именно ненадежность идентификации определяемых нуклидов, особенно когда речь идет о следовых концентрациях или о матрицах, содержащих смесь нескольких изотопов одного элемента, является наиболее уязвимым местом радиоизотопного анализа. Данное обстоятельство привело к слиянию радиохимии и радиоспектрометрии в единый комплексный метод. При этом радиохимическая часть выполняет функцию концентрирования определяемых компонентов и удаления мешающих излучателей, что снижает требования к спектрометрической аппаратуре и делает ее пригодной для серийных массовых анализов. В свою очередь, совершенствование спектрометрических методов позволяет обеспечить более высокую надежность идентификации радионуклидов и понизить требования к операциям разделения и очистки препаратов, поскольку любая дополнительная стадия анализа, в том числе и концентрирование, несет в себе опасность некотролируемых потерь определяемых элементов. Кроме того, применение концентрирования связано с повышением радиационной опасности.[ …]

Необходимость непрерывного контроля пылесодержания в атмосферном воздухе ставит задачу перехода от традиционного гравиметрического (весового) метода анализа, связанного с отбором пробы и ее взвешиванием, к оптическому к радиоизотопному методам анализа концентрации пьта.[ …]

Оказалось также, что фенилаланин является предшественником кофейной кислоты в растениях табака /23, 24/, где последняя находится в форме хлорогеновой кислоты. Механизм образования производных коричной кислоты из ароматических аминокислот показан на рис. 6.[ …]

При введении в резиновые смеси оксид цинка диспергируется в виде кристаллических частиц и согласна [2] он не диффундирует в резиновой смеси. Такое предположение подтверждено авторами работы [308] радиоизотопным методом. Об этом свидетельствует также рассмотрение диспергируемо-сги оксида цинка с кристаллохимической точки зрения.[ …]

При введении в резиновые смеси оксид цинка диспергируется в виде кристаллических частиц и согласна [2] он не диффундирует в резиновой смеси. Такое предположение подтверждено авторами работы [308] радиоизотопным методом. Об этом свидетельствует также рассмотрение диспергируемо-сги оксида цинка с кристаллохимической точки зрения.[ …]

Вместе с повышением интенсивности процессов обмена веществ растение сильнее поглощает те минеральные соединения, в которых оно нуждается для нормального течения этого обмена. Применительно к фосфору на незначительность пассивного поступления указывают данные опытов, выполненных с применением радиоизотопного метода. Они продемонстрировали, что передвижение Р32 с транспирационным током воды обычно ничтожно и отмечается лишь в случае высокой концентрации минеральных солей этого элемента как в растении, так и в почве, что, как известно, бывает крайне редко. В нормальных условиях такого высокого содержания воднорастворимых минеральных фосфатов не отмечается ни в почве, ни в растении. Больше того, растения удивительно приспособились к питанию из крайне разведенных растворов. Исследования М. К. Домонтовича (1928) показали это с большой убедительностью. Независимо от природы испытанных им растений (кукуруза, овес, пшеница, горох, горчица и гречиха) минимальная концентрация, при которой эти культуры еще могли питаться фосфором, составляла от 0,01 до 0,03 мг Р205 на 1 л.[ …]

По расчетам максимальный теоретический выход метана должен составлять 0,266 м3/кг сухих твердых отходов. Однако в основу этих расчетов положены допущения, которые, по мнению Хэма, не выполняются, поэтому он считает более реальной цифру 0,047 м3/кг [308]. Провести сопоставление реальных и теоретических значений выхода метана затруднительно, так как информации о реальных системах очень мало и имеющиеся значения были получены косвенными методами [303], а не гораздо более достоверным методом радиоизотопных методик [244].[ …]

Применение меченых фосфорных удобрений позволило пересмотреть вопрос о коэффициенте использования фосфора из удобрений. Прежние представления о сравнительно низком коэффициенте использования фосфатов, основанные на сравнении выноса растениями фосфора, получившими и не получившими удобрения, оказались неверными. Они основывались на предположении, что растения потребляют одинаковые количества фосфора из почвы, удобренной и неудобренной. Применение радиоизотопного метода позволило находить коэффициент использования фосфатов растениями путем непосредственного определения количества фосфора, взятого растением из удобрения. Если в почву внесен меченый Р32 фосфат определенной удельной активности, то по радиоактивности растений можно подсчитать, сколько фосфора в него поступило из меченого удобрения.[ …]

Радиоизотопное датирование Википедия

Радиоизото́пное или радиометри́ческое дати́рование — метод определения возраста различных объектов, в составе которых есть какой-либо радиоактивный изотоп. Основан на определении того, какая доля этого изотопа успела распасться за время существования образца. По этой величине, зная период полураспада данного изотопа, можно рассчитать возраст образца.

Радиоизотопное датирование широко применяется в геологии, палеонтологии, археологии и других науках. Это источник практически всех абсолютных датировок различных событий истории Земли. До его появления были возможны только относительные датировки — привязка к определённым геологическим эрам, периодам, эпохам и т. д., длительность которых была неизвестна.

В различных методах радиоизотопного датирования используются разные изотопы разных элементов. Поскольку они сильно отличаются по химическим свойствам (и, следовательно, по содержанию в различных геологических и биологических материалах и по поведению в геохимических циклах), а также по периоду полураспада, у разных методов отличается область применимости. Каждый метод применим только к определённым материалам и определённому интервалу возрастов. Самые известные методы радиоизотопного датирования — это радиоуглеродный, калий-аргоновый (модификация — аргон-аргоновый), калий-кальциевый, уран-свинцовый и торий-свинцовый методы. Также для определения геологического возраста пород широко применяются гелиевый (основанный на накоплении гелия-4 от альфа-активных природных изотопов), рубидий-стронциевый, самарий-неодимовый, рений-осмиевый, лютеций-гафниевый методы. Кроме того, используются неравновесные методы датирования, основанные на нарушении изотопного равновесия в природных радиоактивных рядах, в частности иониевый, иониево-протактиниевый, ураново-изотопный методы и метод свинца-210. Существуют также методы, основанные на накоплении изменений в физических свойствах минерала под действием облучения: метод трекового датирования и термолюминесцентный метод.

История[ | ]

Идею радиоизотопного датирования предложил Эрнест Резерфорд в 1904 году, через 8 лет после открытия радиоактивности Анри Беккерелем. Тогда же он сделал первую попытку определить возраст минерала по содержанию урана и гелия^{[Комм. 1][1][2][3]}. Уже через 2 года, в 1907, Бертрам Болтвуд, радиохимик из Йельского университета, опубликовал первые уран-свинцовые датировки ряда образцов урановой

РАДИОИЗОТОПНАЯ ДИАГНОСТИКА — Большая Медицинская Энциклопедия

РАДИОИЗОТОПНАЯ ДИАГНОСТИКА (син.: радионуклидная диагностика, изотопная диагностика) — распознавание патологических изменений отдельных органов и систем с помощью методов радиоизотопного исследования.

Р. д. основана на регистрации и измерении излучений от введенных в организм радиофармацевтических препаратов (РФП) или радиометрии биол. проб. Радиоизотопное исследование (см.) с использованием радиоактивных меченых соединений (см.) отражает их движение и распределение в органах и тканях организма и не влияет на течение физиол, процессов. С помощью радиофармацевтических препаратов (см.) можно изучать обмен веществ, функцию органов и систем, скорость движения крови, лимфы, обмена газов, секреторно-экскреторные процессы и др.

Особые успехи достигнуты в Р. д. с помощью исследования in vitro, к-рое может применяться у большого контингента лиц как скрининг-тест для раннего выявления различных заболеваний (см. Скрининг). Дальнейшее развитие Р. д. связано как с разработкой новых, так и с совершенствованием существующих методов диагностики заболеваний различных органов и систем с помощью короткоживущих радиофармацевтических препаратов. Ведутся исследования по разработке и получению ультракороткоживущих радиофармацевтических препаратов с ¹³N, ¹⁵O, ¹⁸F, по замене ¹³¹I и его производных короткоживущим аналогом ¹²³J. В клин, практику внедряют трансмиссионные компьютерные томографы, разрабатываются новые реагенты для Р. д. in vitro.

Большое значение имеет сопоставление данных Р. д. с результатами рентгенологического и ультразвукового исследований.

В зависимости от целей и задач исследования выделяют 6 основных методов Р. д.: клин, радиометрию, радиографию, радиометрию всего тела, сканирование и сцинтиграфию, определение радиоактивности биол, проб, радиоизотопное исследование in vitro.

Клин, радиометрия (см.) — предназначена для определения концентрации РФП в органах и тканях организма; заключается в измерении радиоактивности за определенный интервал времени в зависимости от биол, особенностей исследуемого органа или участка тела пациента. Оценка функционального состояния исследуемого органа проводится в относительных величинах, т. е. в процентах от введенной активности; напр., определение функции щитовидной железы (так наз. внутритиреоидного обмена йода) рассчитывается как процент накопления ¹³¹I или ^99mTc от всей введенной активности через 1,2,4 и 24 часа после введения РФП. К клин, радиометрии относится также контактная радиометрия,, предназначенная для диагностики опухолей, располагающихся на поверхности кожи, глаза, слизистой оболочки гортани, пищевода, желудка, матки и других органов. Измерение радиоактивности после введения РФП на пораженном и симметричном ему здоровом участке тела проводится с помощью радиометра, снабженного набором сцинтилляционных или газоразрядных бета-зондов. Результаты исследования оцениваются по превышению интенсивности накопления РФП в патол, очаге по сравнению с симметричным здоровым участком тела.

Радиография — динамическая регистрация накопления, перераспределения и выведения из органа РФП; применяется для исследования быстро протекающих физиол, процессов, таких, как кровообращение, газообмен, регионарный кровоток, вентиляция легких, различные функции печени, почек и др. Радиография производится с помощью радиометров, которые имеют несколько датчиков. Сразу после введения РФП прибор начинает непрерывно регистрировать в виде кривых скорость и интенсивность излучения в заданных участках тела или органа. На основании анализа кривых можно судить о функциональном состоянии того или иного органа.

Радиометрия (см.) всего тела осуществляется с помощью специального счетчика. Прибор имеет один или несколько сцинтилляционных датчиков с большим «полем зрения», позволяющим регистрировать распределение и накопление естественных и искусственных радиоактивных веществ во всем теле или в отдельных органах. Метод предназначен для изучения обмена белков, витаминов, железа, функции жел.-киш. тракта, определения внеклеточной воды, а также для исследования естественной радиоактивности организма и его загрязненности продуктами радиоактивного распада. Оценка результатов исследования основана на определении периода полу-выведения РФП (при изучении обмена веществ) или абсолютного количества радионуклида (при исследовании естественной радиоактивности).

Сканирование (см.) и сцинтиграфия (см.) предназначены для получения гамма-топографического изображения органов или участков тела, избирательно концентрирующих РФП. Получаемая картина распределения и накопления радионуклида позволяет судить о топографии, форме и размерах исследуемого органа, а также о наличии в нем патол, очагов. Гамма-топографическое исследование проводится с помощью сканографических установок или гамма-сцинтилляционной камеры. Современные гамма-камеры, снабженные ЭВМ, позволяют проводить динамическую сцинтиграфию органа, т. е. получать последовательную во времени серию картин с его изображением, и судить о характере перераспределения в нем РФП, напр, очагов с повышенным («горячий» узел) или пониженным («холодный» узел) накоплением РФП. Динамическая сцинтиграфия используется также для изучения быстро протекающих процессов (радиоизотопная ангиография сердца, легких, почек и др.).

Определение радиоактивности биол, проб предназначено для изучения функционального состояния органов, напр, щитовидной железы, измерения объема циркулирующей крови, продолжительности жизни эритроцитов, содержания воды в тканях и др. Метод основан на определении абсолютной или относительной радиоактивности мочи, сыворотки крови, слюны и др. Измерение радиоактивности производится в так наз. колодезных счетчиках. Оценка полученных результатов основана на отношении величин радиоактивности биол, проб и активности введенного препарата.

Радиоизотопное исследование in vitro — определение концентрации гормонов, антигенов, ферментов и других биологически активных веществ в плазме и сыворотке крови. При этом радионуклиды и меченые соединения в организм не вводят, а все исследование осуществляется в пробирке.

Р. д. осуществляется в специально оборудованных радиологических лабораториях, имеющих помещения (хранилища) для получения и хранения РФП, процедурные для их приготовления и введения больным, кабинеты для радиометрии, радиографии, сканирования и сцинтиграфии, определения радиоактивности биол. проб. Кабинеты и процедурные оснащены радиодиагностической аппаратурой — бета- и гамма-радиометрами, циркулографами, сканерами, гамма-камерами, автоматическими счетчиками проб, комплектом дозиметров для общей и индивидуальной дозиметрии (см. Радиоизотопные диагностические приборы, Радиологическое защитно-технологическое оборудование).

В основе каждого диагностического теста лежат физиол, и биохим, функции организма. Поэтому Р. д. заболеваний основана на участии радионуклидов и меченых соединений в физиол, процессах. Кроме того, индифферентные радионуклиды при введении их в сосудистое русло могут циркулировать вместе с кровью и лимфой и временно задерживаться в определенных органах, на основании чего судят о скорости и направлении их распределения.

В гастроэнтерологии Р. д. позволяет исследовать функцию, положение и размеры слюнных желез, печени, селезенки, поджелудочной железы, а также двигательную и всасывательную функцию жел.-киш. тракта. Так, с помощью радиодиагностических методов определяют различные стороны функциональной деятельности печени (секреторно-экскреторную, антитоксическую, протеолитическую) и состояние портального кровообращения. Сканирование и сцинтиграфия печени с коллоидными препаратами ¹⁹⁸Au, ^99mTc и ^113mJn дают представление о форме, расположении, размере органа, а также об очаговых и диффузных изменениях в нем при хрон, гепатите, циррозе, эхинококкозе и злокачественных новообразованиях. Динамическая сцинтиграфия с бенгальским розовым ¹³¹I или РФП ^99mTc дает обширную информацию о функциональном состоянии гепатобилиарной системы.

Сцинтиграфия поджелудочной железы с радиоактивным коллоидом ¹⁹⁸Au или ^99mTc позволяет получать изображения органа и судить о воспалительных и объемных изменениях в нем. Методом динамической сцинтиграфии желудка с помощью меченной 99mTc пищи изучают состояние моторно-эвакуаторной функции жел.-киш. тракта. Исследование абсорбции меченых жиров, белков и витамина В₁₂ дает возможность оценить состояние функции всасывания жел.-киш. тракта при хрон, гастроэнтеритах, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

В гематологии Р. д. играет большую роль в определении продолжительности жизни эритроцитов, распознавании пернициозной анемии с помощью витамина В₁₂, меченного ⁵⁸Co, и в изучении состояния селезенки .

Р. д. в кардиологии включает: исследование гемодинамики с помощью измерения скорости движения радионуклида по сосудам и полостям сердца, и изучение состояния миокарда (по характеру распределения РФП в здоровых и пораженных участках миокарда). Исследование центральной (радиокардиография) и периферической (радиоциркулография) гемодинамики путем введения в кровеносное русло РФП позволяет определить минутный объем сердца, т. е. количество крови, выбрасываемой сердцем в 1 мин. На основании этого показателя рассчитывают и другие параметры: минутный индекс, ударный объем сердца, ударный индекс. Кроме того, радиоциркулография отражает скорость кровотока в малом и большом круге кровообращения. Радиокардиография имеет также большое значение в диагностике врожденных и приобретенных пороков сердца. При исследовании гемодинамики с помощью гамма-камеры получают одновременно с функциональными показателями динамическое изображение сердца и крупных сосудов (см. Ангиография, радиоизотопная; Радиоциркулография).

Важные данные в диагностике инфаркта миокарда можно получить при сцинтиграфии миокарда. Применение тройных миокарду, т. е. избирательно накапливающихся в нем, радионуклидов (²⁰¹Te, ¹³⁷Cs и ⁴³K) позволяет получать изображение сердца и выявлять в нем патол, очаги, в т. ч. участки некроза. Другие радионуклиды, напр, пирофосфат ^99mTc, имеют тенденцию накапливаться лишь в некротизированной ткани миокарда. Поэтому последовательное применение той или иной группы РФП дает возможность не только констатировать наличие, локализацию и распространенность инфаркта миокарда, но и оценивать эффективность проводимого лечения.

В неврологии Р. д. используют для распознавания опухолей головного мозга и их рецидивов. Сцинтиграфия головного мозга с помощью пертехнета 99mTc не только позволяет выявлять опухоль, но и дает возможность судить о локализации, распространенности и характере новообразования. Проводится также диагностика поражений желудочков и сосудов головного мозга, блокады позвоночного канала.

Р. д. в нефрологии играет важную роль в оценке функции и анатомотопографического состояния почек. Радиоизотопная ренография (см. Ренография радиоизотопная) является наиболее физиологичным тестом оценки канальцевой секреции и клубочковой фильтрации. Статическая и динамическая сцинтиграфия почек с неогидрином ¹⁹⁷Hg гиппураном ¹³¹I дают возможность не только получать изображение, но и оценивать секреторно-экскреторную функцию почек.

Особое значение имеет Р. д. в онкологии. С появлением избирательно накапливающихся в опухоли радионуклидов типа цитрата (⁶⁷Ga, ¹¹¹In). ⁷⁵Se-метионина и ⁷⁵Se-селенита, ^99mTc пирофосфата, а также меченного ¹¹¹In или ⁵⁷Co блеомицина открылись новые возможности диагностики первичной опухоли и метастазов злокачественных опухолей легких, кишечника, поджелудочной железы, лимф, системы, опухолей головы, шеи и др. Эти препараты, накапливаясь в опухоли, значительно повышают разрешающую способность сцинтиграфии (выявляются небольшие опухоли, диаметром до 2 см), позволяют оценивать эффективность лечения и выявлять рецидивы. Более того, сцинтиграфические признаки костных метастазов на 3—12 мес. опережают появление их рентгенол. симптомов.

В пульмонологии методами Р. д. определяют функцию внешнего дыхания и регионарный кровоток. Сцинтиграфия легких, получаемая с помощью макроагрегатов альбумина, меченного ¹³¹J или ^99mTc, вводимых в венозное русло, дает возможность не только получать изображение легочных полей, но и оценить состояние легочного кровотока. Ингаляционная сцинтиграфия с помощью инертного газа ¹³³Xe или аэрозоля альбумина, меченного ^99mTc, является чувствительным методом оценки вентиляционной функции легких.

В эндокринологии Р. д. применяют для изучения заболеваний щитовидной железы и нарушения йодного обмена, определения концентрации гормонов гипофиза, щитовидной и паращитовидных желез, поджелудочной железы и надпочечников в сыворотке крови. Исследование внутритиреоидного и внетиреоидного обмена йода и сцинтиграфию щитовидной железы считают одним из важных тестов в диагностике гипертиреоза и гипотиреоза и рака щитовидной железы.

Отдельные методы радиоизотопной диагностики — см. статьи, посвященные этим методам, напр. Гепатография, Сиалография, Холангиография, Энцефалография и др., а также статьи, посвященные органам и отдельным физиол, процессам, напр. Азотистый обмен, Водно-солевой обмен, Головной мозг, Печень и др.

Библиография: Агранат В. 3. Радиоизотопная диагностика злокачественных опухолей, М., 1967, библиогр.; Боголюбов В. М. Радиоизотопная диагностика заболеваний сердца и легких, М., 1975, библиогр.; Габуния Р. И. Метод радиометрии всего тела в клинической диагностике, М., 1975, библиогр.; Зедгенидзе Г. А. и Зубовский Г. А. Клиническая радиоизотопная диагностика, М., 1968, библиогр.; Зубовский Г. А. Гаммасцинтигра-фия, М., 1978, библиогр.; И ш м у х а-м е т о в А. И. Радиоизотопная диагностика заболеваний органов пищеварения, М., 1979; Линденбратен JI. Д. и J1 я с с Ф. М. Медицинская радиология, М., 1979; Применение радиоактивных нуклидов в клинических исследованиях, под ред. Р. И. Габуния, М., 1979, библиогр.; Baum Sh. а. о. Atlas of nuc-lear medicine imaging, N. Y., 1981; Handbuch der medizinischen Radiologie, hrsg. v. O. Olsson u. a., Bd 15, T. 2, B. u. a.,

1978.

P. И. Габуния.

Радиоизотопное датирование — Вики

Радиоизото́пное или радиометри́ческое дати́рование — метод определения возраста различных объектов, в составе которых есть какой-либо радиоактивный изотоп. Основан на определении того, какая доля этого изотопа успела распасться за время существования образца. По этой величине, зная период полураспада данного изотопа, можно рассчитать возраст образца.

Радиоизотопное датирование широко применяется в геологии, палеонтологии, археологии и других науках. Это источник практически всех абсолютных датировок различных событий истории Земли. До его появления были возможны только относительные датировки — привязка к определённым геологическим эрам, периодам, эпохам и т. д., длительность которых была неизвестна.

В различных методах радиоизотопного датирования используются разные изотопы разных элементов. Поскольку они сильно отличаются по химическим свойствам (и, следовательно, по содержанию в различных геологических и биологических материалах и по поведению в геохимических циклах), а также по периоду полураспада, у разных методов отличается область применимости. Каждый метод применим только к определённым материалам и определённому интервалу возрастов. Самые известные методы радиоизотопного датирования — это радиоуглеродный, калий-аргоновый (модификация — аргон-аргоновый), калий-кальциевый, уран-свинцовый и торий-свинцовый методы. Также для определения геологического возраста пород широко применяются гелиевый (основанный на накоплении гелия-4 от альфа-активных природных изотопов), рубидий-стронциевый, самарий-неодимовый, рений-осмиевый, лютеций-гафниевый методы. Кроме того, используются неравновесные методы датирования, основанные на нарушении изотопного равновесия в природных радиоактивных рядах, в частности иониевый, иониево-протактиниевый, ураново-изотопный методы и метод свинца-210. Существуют также методы, основанные на накоплении изменений в физических свойствах минерала под действием облучения: метод трекового датирования и термолюминесцентный метод.

Идею радиоизотопного датирования предложил Эрнест Резерфорд в 1904 году, через 8 лет после открытия радиоактивности Анри Беккерелем. Тогда же он сделал первую попытку определить возраст минерала по содержанию урана и гелия^{[Комм. 1][1][2][3]}. Уже через 2 года, в 1907, Бертрам Болтвуд, радиохимик из Йельского университета, опубликовал первые уран-свинцовые датировки ряда образцов урановой руды и получил значения возраста от 410 до 2200 млн лет^[4]. Результат имел большое значение: он показал, что возраст Земли во много раз больше 20—40 млн лет, полученных десятью годами ранее Уильямом Томсоном на основании скорости остывания планеты. Однако тогда не было известно про образование части свинца в результате распада тория и даже про существование изотопов, и поэтому оценки Болтвуда обычно были завышены на десятки процентов, иногда почти вдвое^[5][6].

В последующие годы шло интенсивное развитие ядерной физики и усовершенствование технологий, благодаря чему к середине 20 века была достигнута хорошая точность радиоизотопных датировок. Этому особенно помогло изобретение масс-спектрометра^[7]. В 1949 году Уиллард Либби разработал радиоуглеродный анализ и продемонстрировал его пригодность на образцах дерева известного возраста (в интервале 1400—4600 лет)^[8], за что в 1960 году получил Нобелевскую премию по химии.