Узнайте, какие изотопы применяются в медицине для диагностики и лечения различных заболеваний. Изотопы, такие как 131I, 99mTc, 18F и 123I, играют важную роль в ядерной медицине, обеспечивая точную диагностику и эффективную терапию. Ознакомьтесь с основными применениями радиоактивных изотопов в медицине.
Ядерная медицина (ЯМ) – медицинская специальность, использующая радионуклиды (радиоактивные “трейсеры”) и ионизирующее излучение с диагностико-терапевтической (тераностической) целью. ЯМ возникла и развивается на стыке физики, химии и клинической медицины. Излучение, испускаемое радиоактивными изотопами, может состоять из гамма-лучей, бета- и альфа-частиц или их комбинации. Выбор радиоизотопа для медицинских целей осуществляется в соответствии со следующими требованиями: низкая радиотоксичность, подходящий тип радиоактивного излучения, энергия и период полураспада (от нескольких минут до нескольких часов и дней), а также удобное для регистрации гамма-излучение. Радионуклид входит в состав радиофармацевтического лекарственного препарата (РФЛП) и выполняет роль его маркера. РФЛП накапливается в анатомических структурах, становится переносчиком координированной информации от пациента к гамма-камере или другому медицинскому прибору и отражает динамику процессов, протекающих в исследуемом органе. В 2021 году ЯМ отмечает 80-летний юбилей. Траектория развития ЯМ объединяет современные методы радиотераностики, включая прикладные геномные и постгеномные технологии.
Один из первых искусственно полученных радиоизотопов, используемых в медицине вот уже 80 лет, — изотоп 131I. Его выделяют в форме йодида натрия (NaI) из продуктов распада урана или нейтронной бомбардировки теллура-130 в ядерном реакторе. Изотоп 131I излучает β- и γ-лучи, период полураспада — 8,02 дня.
Метод "меченых" атомов
Метод "меченых" атомов — это использование стабильных и радиоактивных изотопов в качестве индикаторов для изучения распределения и путей перемещения вещества в разнообразных системах.
В биологии — исследование процессов биосинтеза, обмена веществ, изучение структуры и функций сложных биологических молекул.
В медицине — изучение динамики активности тех или иных органов, диагностика заболеваний, радиоимунный анализ, авторадиография, сцинтиграфия и т.д.
В сельском хозяйстве — изучение процессов фотосинтеза, изучение усвояемости удобрений и определение эффективности использования растениями азота, фосфора, калия, микроэлементов, водных ресурсов; определение солевого режима почв, исследование эффективности применения, переноса и динамики распада агрохимикатов и пестицидов.
В экологии — определение причин и масштаба загрязнения, исследование глобальных путей переноса, накопления и динамики распада загрязняющих веществ в воде, воздухе и почвах, исследование причин возникновения парникового эффекта.
В гидрогеологии — изучение подземных и поверхностных вод, определение механизмов подпитки подземных вод, получение данных о литологии, пористости и проницаемости водоносных горизонтов, динамика озёр и водоёмов, утечка через дамбы, измерение расхода рек, перенос донных и взвешенных отложений.
В физике — исследование кристаллизации веществ, структуры и однородности высокотемпературных сверхпроводников, тонких плёнок, изучение диффузии примесей в полупроводниках.
В химии — определение качественного и количественного состава веществ, определение растворимости, плотности насыщенных паров, коэффициентов диффузии, исследования в области химической кинетики и электрохимии, изучение гетерогенного катализа, изучение механизмов и кинетики органических реакций.
В промышленности — определение расхода материалов, скорости и длительности протекания технологических процессов, исследование процессов диффузии, сорбции, фазовых превращений.
Применение изотопов в медицине
Стабильные изотопы широко применяются в медицине для диагностики и терапии различных заболеваний. Основная область применения стабильных изотопов — ядерная медицина. Они облучаются в ядерных реакторах или циклотронах, после чего используются для создания радиофармацевтических препаратов. Эти препараты применяются в медицинских учреждениях для диагностики и лечения различных заболеваний, включая онкологические, брахитерапию и радиофармакологию.
Примером такого изотопа является 131I, который используется уже более 80 лет в медицине. Он обладает β- и γ-излучением и периодом полураспада 8,02 дня.
Кроме стабильных изотопов, в медицине также применяются радиоактивные изотопы. Они используются для диагностики и терапии различных заболеваний, включая онкологические. Некоторые из радионуклидов, используемых в медицине, включают:
- Технеций-99m (99mTc) - один из наиболее широко используемых радионуклидов в медицине. Он обладает коротким периодом полураспада (6 часов) и излучает γ-лучи, что делает его идеальным для диагностики различных заболеваний, включая рак, сердечно-сосудистые заболевания и заболевания костей.
- Флуор-18 (18F) - используется в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), позволяющей визуализировать метаболическую активность в теле и обнаруживать опухоли и другие патологические изменения.
- Йод-123 (123I) - используется для диагностики щитовидной железы и ее функции.
- Галлий-67 (67Ga) - применяется для диагностики опухолей и воспалительных процессов.
Это лишь некоторые примеры радиоактивных изотопов, используемых в медицине. Каждый из них имеет свои особенности и применяется в зависимости от конкретной задачи и области медицины.
Таким образом, использование изотопов в медицине является важным и эффективным методом диагностики и лечения различных заболеваний. С постоянным развитием и совершенствованием технологий, ожидается, что применение изотопов в медицине будет продолжать расти и улучшаться, способствуя более точной диагностике и эффективной терапии.
См. также
Что нам скажет Википедия?
Ядерная медицина применяется в следующих областях (на примере США): кардиология — 46 % от общего числа диагностических исследований, онкология — 34 %, неврология — 10 %. В частности, в онкологии (радиобиология опухолей) ядерная медицина выполняет такие задачи, как выявление опухолей, метастазов и рецидивов, определение степени распространённости опухолевого процесса, дифференциальная диагностика, лечение опухолевых образований и оценка эффективности противоопухолевой терапии.
