Радиометрия в медицине — это измерение активности источника ионизирующих излучений. Различают абсолютную и относительную радиометрию.
При абсолютной радиометрию. определяют количество радиоактивных распадов в веществе данного источника за 1 с.
Существует несколько методов абсолютной радиометрии. Все они основаны на измерении полного количества или некоторой доли частиц или квантов, испускаемых источником в единицу времени.
По результатам измерений вычисляют величину активности путем внесения поправок на эффективность регистрации детектора, расстояние между детектором и источником, их размеры, схему радиоактивного распада источника и др.
При относительной радиометрии, применяемой для сравнения различных источников, вначале регистрируют поток частиц или квантов, попадающих на детектор из данного источника, а затем в тех же условиях — поток излучения другого эталонного источника, и результаты измерений сравнивают между собой.
Приборы для радиометрии, называются радиометрами.
Каждый из них содержит детектор для регистрации частиц или квантов путем преобразования их энергии в электрические сигналы, электронные узлы для обработки этих сигналов и блок представления результатов радиометрии.
В некоторых радиометрах обработку результатов измерений проводят с помощью компьютера. Радиометры различают по назначению (для абсолютной и относительной радиометрии.), по типу регистрируемого излучения (гамма-кванты, бета-частицы, реже нейтроны) и по области применения (в промышленности, научных исследованиях, медицине).
В зависимости от специфики объекта измерений радиометры могут быть одно- и многодетекторными, снабжаться устройствами для формирования потока излучения (коллиматорами), для защиты от излучения (низкофоновые камеры, теневая защита).
Радиометрия всего тела — исполняется с помощью особого счетчика.
Метод
назначен для изучения обмена белков, витаминов, функции
желудочно-кишечного тракта, а также для проведение исследования естественной радиоактивности организма и его загрязненности продуктами радиоактивного
распада.
Клиническая радиометрия
Клиническая радиометрия — измерение радиоактивности всего тела или его части после введения в организм РФП. Обычно в клинической практике используют гамма-излучающие радионуклиды.
После введения в организм РФП, содержащего такой радионуклид, его излучения улавливаются сцинтилляционным детектором, расположенным над соответствующей частью тела пациента. Результаты исследования обычно представляются на световом табло в виде количества импульсов, зарегистрированных за определенный промежуток времени, либо в виде скорости счета (в импульсах в минуту).
В клинической практике данный метод не имеет большого значения. Обычно его используют в тех случаях, когда необходимо выявить и оценить инкорпорацию радионуклидов при случайном их попадании в организм человека — по неосторожности, при катастрофах.
Радиометрия всего тела
Более интересный метод — радиометрия всего тела.
При ее проведении человека помещают в специальную низкофоновую камеру, содержащую несколько специально ориентированных сцинтилляционных детекторов. Это позволяет регистрировать радиоактивное излучение всего тела, причем в условиях минимального влияния естественного радиоактивного фона, который, как известно, в некоторых областях поверхности Земли может быть весьма высоким.
Если во время выполнения радиометрии закрыть свинцовой пластиной какую-либо часть тела (орган), то можно оценить вклад именно этой части тела (или располагающегося под пластинкой органа) в общую радиоактивность организма.
Таким путем удается изучить метаболизм белков, витаминов, железа, определить объем внеклеточной воды. Этот метод применяют также при обследовании людей со случайной инкорпорацией радионуклидов (вместо обычной клинической радиометрии).
Автоматизация в радиометрии
Для лабораторной радиометрии используют автоматизированные радиометры. В них на конвейере располагаются пробирки с радиоактивным материалом. Под управлением микропроцессора пробирки автоматически подаются к окну колодезного счетчика; после выполнения радиометрии происходит автоматическая смена пробирок.
Результаты измерения подсчитываются в компьютере, и после соответствующей обработки они поступают на печатающее устройство. В современных радиометрах в автоматическом режиме производятся сложные расчеты, и врач получает готовую информацию, например о концентрации в крови гормонов и ферментов с указанием точности выполненных измерений.
Если объем работы по лабораторной радиометрии невелик, то применяют более простые радиометры с ручным перемещением пробирок и выполнением радиометрии вручную, в неавтоматическом режиме.
Принцип радиоиммунологического метода состоит в конкурентном связывании искомых стабильных и аналогичных им меченых веществ со специфической воспринимающей системой.
Для выполнения такого анализа выпускают стандартные наборы реагентов, каждый из которых предназначен для определения концентрации какого-либо одного конкретного вещества.
Как видно, связывающая система (чаще всего это специфические антитела или антисыворотка) вступает во взаимодействие одновременно с двумя антигенами, один из которых искомый, другой — его меченый аналог.
Применяют растворы, в которых меченого антигена содержится всегда больше, чем антител. В этом случае разыгрывается настоящая борьба меченого и немеченого антигенов за связь с антителами. Последние относятся к иммуноглобулинам класса G.
Они должны быть узкоспецифическими, т.е. реагировать только с исследуемым антигеном. Антитела акцептируют на своих открытых связывающих местах (сайтах) лишь специфичные для них антигены, причем в количествах, пропорциональных количеству антигенов.
Этот механизм образно описывают как феномен «замка и ключа»: чем больше исходное содержание искомого антигена в реагирующих растворах, тем меньше радиоактивного аналога антигена будет захвачено связывающей системой и тем большая его часть останется несвязанной.
Одновременно с определением концентрации искомого вещества в крови пациента в тех же условиях и с теми же реагентами проводят исследование стандартных сывороток с точно установленной концентрацией искомого антигена.
По соотношению радиоактивностей прореагировавших компонентов строят калибровочную кривую, отражающую зависимость радиоактивности пробы от концентрации исследуемого вещества. Затем, сопоставляя радиоактивность проб материала, полученного от пациента, с калибровочной кривой, определяют концентрацию искомого вещества в пробе.
Радионуклидный анализ in vitro стали называть радиоиммунологическим, поскольку он основан на использовании иммунологических реакций антиген-антитело.
Однако в дальнейшем были созданы другие близкие по целям и методике, но различающиеся по деталям виды исследования in vitro. Так, если в качестве меченой субстанции применяют антитело, а не антиген, анализ называют иммунорадиометрическим; если же в качестве связывающей системы взяты тканевые рецепторы, говорят о радиорецепторном анализе.
Радионуклидное исследование в пробирке состоит из 4 этапов.
Первый этап — смешивание анализируемой биологической пробы с реагентами из набора, содержащего антисыворотку (антитела) и связывающую систему. Все манипуляции с растворами проводят специальными полуавтоматическими микропипетками, в некоторых лабораториях их осуществляют с помощью автоматов.
Второй этап — инкубация смеси. Она продолжается до достижения динамического равновесия: в зависимости от специфичности антигена ее длительность варьирует от нескольких минут до нескольких часов и даже суток.
Третий этап — разделение свободного и связанного радиоактивного вешества. С этой целью используют имеющиеся в наборе сорбенты (ионообменные смолы, уголь и др.), осаждающие более тяжелые комплексы антиген-антитело.
Четвертый этап — радиометрия проб, построение калибровочных кривых, определение концентрации искомого вещества. Все эти работы выполняются автоматически с помощью радиометра, оснащенного микропроцессором и печатающим устройством.
Как видно из изложенного, радиоиммунологический анализ основан на использовании радиоактивной метки антигенов.
Однако принципиально в качестве метки антигена или антитела можно использовать другие вещества, в частности ферменты, люминофоры или высокофлюоресцирующие молекулы.
На этом основаны новые методы микроанализа:
- иммуноферментный,
- иммунолюминесцентный,
- иммунофлюоресцентный.
Некоторые из них весьма перспективны и составляют конкуренцию радиоиммунологическому исследованию.
