Использование радионуклидов и нейтронов в медицине

 

Медицинские приложения радионуклидов можно представить двумя группами. Одна группа – это методы, использующие радиоактивные индикаторы (меченные атомы) с диагностическими и исследовательскими целями. Другая группа методов основана на применении ионизирующего излучения радионуклидов для биологического действия с лечебной целью. Метод меченных атомов заключается в том, что в организм вводят радионуклиды и определяют их местоположение и активность в органах и тканях. Так, например, для диагностирования заболеваний щитовидной железы в организм вводят радиоактивный йод часть которого концентрируется в этой железе. Счетчиком расположенным поблизости от нее, фиксируют накопление йода. По скорости увеличения концентрации радиоактивного йода можно сделать диагностический вывод о состоянии щитовидной железы.

Рак щитовидной железы может давать метастазы в разные органы. Накопление радиоактивного йода в них может дать информацию о метастазах.

Для обнаружения распределения радионуклидов используют гамма-топограф (сцинтиграф), который автоматически регистрирует распределение интенсивности радиоактивного препарата. Гамма-топограф представляет собой сканирующий счетчик, который постепенно проходит большие участки над телом больного. Регистрация излучения фиксируется, например, штриховой отметкой на бумаге. На рисунке 34а схематично показан путь счетчика, а на рисунке 34б – регистрационная карта.

Рисунок 34.

 

Применяя радиоактивные индикаторы, можно проследить за обменом веществ в организме. Объемы жидкостей в организме трудно измерить непосредственно, метод меченых атомов позволяет решить эту задачу. Так, например, вводя определенное количество индикатора в кровь и выдержав время для его равномерного распределения по кровеносной системе, можно по активности единицы объема крови найти ее общий объем.

Гамма-топограф дает сравнительно грубое распределение источников ионизирующего излучения в биологических тканях. Более детальные сведения можно получить методом авторадиографии.

В этом методе на исследуемый объект, например биологическую ткань, наносится слой чувствительной фотоэмульсии. Содержащиеся радионуклиды оставляют след в соответствующем месте эмульсии, как бы фотографируя себя (отсюда и название метода). Полученный снимок называют радиоавтографом или авторадиограммой. На рисунке 35 схематически показан слой биологического препарата, содержащий радионуклиды (радиоактивные метки) и слой фотоэмульсии, в котором, после проявления, возникнут темные точки от ионизирующего излучения.

Рисунок 35.

 

В живой организм радиоактивные атомы вводятся в небольшом количестве, что ни они, ни продукты их распада не оказывают вреда организму.

Лечебное применение радионуклидов в основном связано с использованием γ-излучения (γ-терапия). Гамма установка состоит из источника, обычно ⁶⁰С, и защитного контейнера, внутри которого помещен источник; больной размещается на столе. Применение γ-излучения высокой энергии позволяет разрушить глубоко расположенные опухоли, при этом поверхностно расположенные органы и ткани подвергаются меньшему губительному действию.

Терапевтическое применение имеют и α-частицы. Так как они обладают значительной линейной плотностью ионизации, то поглощаются даже небольшим слоем воздуха. Поэтому использование α-частиц в терапии возможно лишь при их непосредственном контакте с организмом, либо при введении внутрь организма. Характерным примером является радоновая терапия: минеральные воды содержащие радон и его дочерние продукты используются для воздействия на кожу (ванна), органы пищеварения (питье), органы дыхания (инголяция)

Еще одно лечебное действие α-частиц связано с использование потока нейтронов. В опухоль предварительно вводятся элементы, ядра которых под действием нейтронов вступают в ядерную реакцию с образованием α-частиц. Облучая после этого больной орган потоком нейтронов, вызывают ядерную реакцию и, следовательно, образование α-частиц. Таким образом, они образуются внутри органа на который должны оказать разрушительное действие. Можно ввести радиоактивный препарат в больной орган на острие иглы.

И другие приемы лечебного воздействия ионизирующим излучением радионуклидов и нейтронами.

 

Вопросы для самоконтроля

 

1) Что представляет собой рентгеновское излучение?

2) На какие виды подразделяют рентгеновское излучение? Опишите их.

3) Какие процессы протекают при взаимодействии рентгеновского излучения с веществом?

4) Что называют радиоактивностью? Сформулируйте закон радиоактивного распада.

5) Какие виды радиоактивного распада известны?

6) Каким образом количественно оценивают взаимодействие ионизирующей частицы с веществом?

7) Что представляет собой излучение Черенкова-Вавилова?

8) Какими методами фиксируют распределение радионуклидов в организме?

9) Приведите примеры лечебного применения радионуклидов.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

Основная

 

1. Пронин, В.П. – Краткий курс физики/ В.П. Пронин. – Саратов. СГАУ. 2007 г., 200с.

2. Рогачев, Н.М. – Курс физики. Учебное пособие/ Н.М. Рогачев. – С.-Петербург: Издательство «Лань», 2010г.- 448с.

3. Основы физики и биофизики./ А.И. Журавлев [и др.] М.: Мир. 2005. – 384 с.

 

Дополнительная

 

1. Белановский, А.С. Основы биофизики в ветеринарию/А.С. Белановский. – М.: Агропром–ИЗДАТ, 1989-271с.

2. Грабовский, Р.И. – Курс физики. 6-е изд./ Р.И. Грабовский – С.-Петербург: Издательство «Лань», 2002.- 608 с.

3. Медицинская и биологическая физика: Учеб. Для вузов/ А.Н. Ремизов [и др.] – 4-е изд., перераб. и дополн.. – М.: Дрофа, 2003. – 560 с.