10 мая 1898 года родился человек, за свою короткую жизнь успевший сделать отличную научную карьеру и заложивший основы нового направления в медицине, без которого сегодня сложно представить борьбу с целым рядом заболеваний. Немецкий еврей, биохимик, доктор наук Рудольф Шёнхеймер покончил с собой в сентябре 1941 года. Ученому удалось вовремя покинуть Германию, ставшую опасной для людей его национальности, и осесть в Нью-Йорке. Но скрытое психическое заболевание, как считают его современники, несмотря на наличие любимой работы, стало причиной его преждевременной гибели.
Доктор Шёнхеймер по праву считается одним из основателей ядерной медицины. Если бы он не умер так рано, его наверняка бы ждала Нобелевская премия. Потому что сегодня диагностика и лечение заболеваний при помощи радиоизотопов являются неотъемлемым компонентом современной медицины.
Следует отметить, что «радиационный» ореол ядерной медицины послужил источником различных мифов и фобий. MedAboutMe выяснял, как врачи используют радиоизотопы и стоит ли верить всему, что о них рассказывают.
Что такое радиоизотопы?
Суть ядерной медицины заключается в использовании короткоживущих элементов, которые в процессе своего распада генерируют ионизирующее излучение. Это излучение можно отслеживать — и на этом основана диагностика в ядерной медицине, а можно использовать его для разрушения раковых клеток — и эта технология лежит в основе лечения методами ядерной медицины.
У каждого из химических элементов, перечисленных в таблице Менделеева, есть свои короткоживущие версии — радиоизотопы. Ядра их не стабильны и распадаются. Скорость распада может варьировать от миллиардов лет (уран-238) до месяцев (стронций-89), дней (йод-131), часов (теллурий-201), минут (кислород-15) и секунд (полоний-214). Причем испускаемые радионуклидами альфа-, бета- и прочие частицы имеют фиксированный, известный пробег в биологических тканях.
То есть, если поместить такой распадающийся изотоп прямо в раковую опухоль, зная, что дальше пораженной раком клетки излучение не распространяется, то можно уничтожать злокачественную опухоль прямо в месте, где она расположена. И повреждения для окружающих опухоль здоровых тканей будут минимальны, что выгодно отличает данный метод лечения от химиотерапии с ее разнообразными тяжелыми побочными эффектами.
Ядерная медицина в диагностике заболеваний
Для диагностики в ядерной медицине используют вещества-органогены — речь идет о химических элементах, которые составляют 98% массы любой живой клетки, то есть это самые распространенные элементы. Если взять короткоживущий изотоп такого элемента, то при помощи устройства под названием сцинтиллятор можно отслеживать его перемещение по всему организму благодаря испускаемым им гамма-квантам. А если взять серию сцинтиграмм и обработать их на компьютере, то можно получить объёмное изображение органа — чем и занимаются однофотонные эмиссионные компьютерные томографы.
Для разных органов используются разные изотопы. Более того, при различных патологиях также можно применять разные радионуклиды: воспаленные участки миокарда определяют при помощи галлия-67, а костный мозг можно рассмотреть при помощи технеция-99m, что используется при острых лейкозах, лимфогранулематозе и др. Щитовидная железа традиционно обследуется при помощи йода-131 или того же технеция, и т. д.
Наконец, следует сказать о позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) — одном из самых современных методов диагностики. Суть метода — та же: вводится радиофармпрепарат с активными изотопами, чей период полураспада измеряется минутами, и с очень коротким пробегом испускаемых позитронов. При их аннигиляции образуются гамма-кванты — и происходит это, можно сказать, там же, где находился изотоп. С разных сторон пациента специальным образом расположены датчики, которые после регистрации достаточно большого числа моментов аннигиляции позволяют визуализировать исследуемый орган во всех подробностях.
Например, при помощи ПЭТ исследуют работу мозга в режиме реального времени. Чем активнее участки мозга, тем больше глюкозы они потребляют. Ученые цепляют на глюкозу фтор-18, кислород-15, азот-13 или углерод-11 и отправляют ее в мозг. И это позволяет определять, какой участок мозга активен при выполнении, например, разных видов деятельности.
Радионуклидная терапия в лечении болезней
Одним из вариантов лечения при помощи радионуклидов является радиоиммунотерапия — сочетание радио- и иммунотерапии. В качестве «транспорта» для доставки радионуклидов к раковым клеткам используют моноклональные антитела, которые умеют их распознавать и связываться с их поверхностью. Чаще всего для радиоиммунотерапии используются изотопы висмута, которые при распаде образуют теллурий и полоний, в свою очередь распадающиеся с образованием стабильного изотопа свинца.
При брахитерапии радионуклиды изначально стараются ввести максимально близко к опухоли в виде микрокапсул, катетеров, газа (радон), коллоидных растворов и т. п. Это дополнительно снижает риск повреждения здоровых тканей. Иногда врачи комбинируют внутреннее облучение опухоли с внешним воздействием — тоже с использованием лучевой терапии.
Например, аппликаторы с теллурием-204, фосфором-32 используют для наложения на пораженные участки при раке кожи, роговицы глаза и т. п. Коллоидный раствор с иттрием-90, золотом-198 или тем же фосфором-32 — вводят в полые органы: матка, мочевой пузырь, носоглотка, прямая кишка и т. п. Инъекции или пероральное введение используют для внутритканевого размещения радионуклидов. Изотопы йода-131 стремятся попасть в щитовидную железы, а также в клетки раковой опухоли щитовидки, отправившихся создавать метастазы в других частях тела. Фосфор-32 и стронций-89 собираются в костях. В простату при наличии злокачественной опухоли в этом органе вводят «семена» — капсулы с йодом-125. При помощи катетера радиоизотопы фосфора, стронция и др. доставляют в коронарные сосуды для уменьшения рестеноза (то есть, повторного сужения сосуда) после стентирования.
Стереотаксическая радиохирургия: ГаммаНож и КиберНож
О Гамма- и КиберНоже слышали многие, но не все представляют себе, о чем идет речь. А суть данного направления радиотерапии заключается в следующем: берется источник ионизирующего излучения (радионуклиды), используется ускоритель для усиления эффекта и полученное излучение направляется точно в область расположения раковой опухоли или артериовенозной мальформации, грозящей кровоизлиянием в мозг.
Данный метод используется для лечения злокачественных опухолей головного мозга. Чтобы обеспечить нужную точность попадания с минимальными рисками поражения здоровых тканей, используют стереотаксическую раму — голову пациента фиксируют с точностью до миллиметра. Впрочем для точного наведения на цель могут использоваться также так называемые системы стереоскопической рентгеновской навигации.
Существует несколько видов установок для радиохирургии:
- ГаммаНож
Источник излучения — кобальт-60. Голова пациента при этом фиксируется в стереотаксической раме. В ходе диагностического исследования проводится определение томографических координат и их привязка к раме. Процедура безболезненная, более того, врач общается с пациентом при помощи аудио- или видеосвязи. Процесс может длиться от 10 минут до нескольких часов — это зависит от количества и вида опухолей.
- КиберНож
Суперсовременная установка, представляющая собой сочетание лучевой терапии, ускорителя и устройство, позволяющего фокусировать энергию на заданном участке тела. Кибер-ножу не нужна стереотаксическая рама — ее заменяется роботехническое ложе RoboCouch. Управление процессом и определение мишеней происходит при помощи мгновенных рентгеновских изображений, обрабатываемых тут же компьютером. Кибернож используется для лечения не только опухолей мозга, но и рака печени, поджелудочной, простаты, позвоночника и др.
Сегодня в России работает несколько аппаратов CyberKnife. На 2012 год стоимость одной такой установки составляла около 300 млн рублей.
Мифы о ядерной медицине
Ядерная медицина — это облучение и радиация
С одной стороны, это утверждение верное, действительно радионуклиды, отличающиеся нестабильностью, распадаются, испуская так называемое ионизирующее излучение — именно его присутствие позволяет говорить о радиации и облучении. С другой стороны, ведь именно это от радионуклидов и требуется — облучать раковые клетки, приближая их гибель.
В данном случае смертельно опасное для раковых клеток излучение локализовано в заданной точке и не распространяется на здоровые ткани вокруг. То есть, речь не идет о лучевой болезни. Вред от терапии рака методами ядерной медицины несравнимо меньше, чем от убивающей организм опухоли. А доза радионуклидов, вводимых в диагностических целях, и вовсе столь минимальна, что к негативным последствиям для организма не приведет.
Методом ПЭТ можно провериться «на все»!
Этот миф по сути своей обратен предыдущему. Теоретически можно обследовать все тело человека с применением радиофармпрепаратов. Однако это все-таки «радиация и облучение» — для обширной диагностики требуется введение больших доз радионуклидов, а это уже точно не может считаться ни безопасным, ни тем более полезным для организма.
Вывод: метод точный, эффективный, но использовать его надо только при необходимости, которую определяет врач.
Методы ядерной медицины гарантировано излечивают рак
Увы, нет таких методов в медицине, которые бы гарантировано избавляли человека от рака. Более того, не все виды рака лечатся при помощи методов ядерной медицины и не во всех случаях вообще имеет смысл ее применять.
