Ядерная медицина представляет собой область медицины, использующую открытые радионуклидные источники для диагностики, терапии и мониторинга различных заболеваний. Основу её составляют физические процессы радиоактивного распада, взаимодействия ионизирующих излучений с веществом, а также методы визуализации распределения радиофармпрепаратов в организме.
Применяемые радионуклиды могут испускать γ-кванты, β⁻-частицы, β⁺-частицы или α-частицы. Диагностические методы преимущественно используют γ-излучение, обладающее высокой проникающей способностью, что позволяет регистрировать его вне тела пациента. Терапевтические методы, напротив, базируются на применении излучений с короткой пробегом (β⁻ и α), которые обеспечивают локализованное поражение патологических тканей при минимальном повреждении окружающих.
Выбор радионуклида зависит от его физических характеристик — периода полураспада, энергии и типа испускаемого излучения, а также биологических характеристик — метаболизма, фармакокинетики, специфичности к тканям и органам.
Наиболее используемые радионуклиды:
Радиофармпрепараты (РФП) представляют собой соединения, в которых радионуклид связан с носителем — молекулой, обладающей специфичностью к определённым тканям или клеткам. Носителями могут служить белки, антитела, пептиды, гормоны и т.п.
Сцинтиграфия — метод визуализации распределения радиофармпрепарата в организме путём регистрации испускаемого γ-излучения. Наиболее распространены:
Примеры клинического применения:
Радионуклидная терапия (РТ) — метод лечения, основанный на введении радиофармпрепаратов, способных селективно накапливаться в патологических очагах и разрушать клетки посредством ионизирующего излучения.
Типы РТ:
Точное определение дозы, поглощаемой тканями, является критически важным аспектом ядерной медицины. Применяется как персонализированная дозиметрия, основанная на индивидуальных кинетических характеристиках РФП, так и статистические модели, основанные на стандартных органных массах.
Основные дозиметрические понятия:
Соблюдение принципов радиационной защиты (оптимизация, обоснование, ограничение доз) обязательно при проведении процедур. Используются экранирующие материалы, дистанционное управление, мониторинг экспозиции персонала и пациентов.
Радионуклиды получают либо в ядерных реакторах (нейтронный захват, облучение мишеней), либо в циклотроне (облучение ускоренными частицами). Период полураспада большинства радионуклидов ограничивает их географическое распространение, что требует либо наличия собственных установок, либо оперативной логистики.
Примеры:
Современные центры ядерной медицины включают:
Современная ядерная медицина движется в направлении персонализированной терапии и молекулярной визуализации. Разрабатываются альфа-терапевтические препараты (²²³Ra, ²¹¹At), обладающие высокой биологической эффективностью, а также технологии радиофармакогеномики, направленные на индивидуальный подбор радиофармпрепарата в зависимости от молекулярного профиля опухоли.
Интеграция искусственного интеллекта и машинного обучения в обработку ПЭТ и ОФЭКТ изображений позволяет повысить точность диагностики и автоматизировать анализ данных.
Развиваются также гибридные технологии — ПЭТ/МРТ, ОФЭКТ/КТ и цифровые детекторные системы, обладающие повышенной чувствительностью и разрешающей способностью.