Курсовая работа Диагностические методы ядерной медицины (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВПО «КубГУ»)

Физико-технический факультет

Кафедра физики и информационных систем

КУРСОВАЯ РАБОТА

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЯДЕРНОЙ МЕДИЦИНЫ

Работу выполнил ____________________

Курс 3

Направление 201000.62 – Биотехнические системы и технологии

Научный руководитель

доцент ______________________________________________

Нормоконтролёр ст. препод.        ____________________________

Краснодар 2014

РЕФЕРАТ

Курсовая работа: 26 с., 3 рис., 8 источников.

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЯДЕРНОЙ МЕДИЦИНЫ

ЯДЕРНАЯ МЕДИЦИНА, РАДИОНУКЛИДНАЯ ДИАГНОСТИКА, ТОМОГРАФИЯ, РАДИОФАРМПРЕПАРАТ

Цель данной работы: рассмотреть и проанализировать диагностические методы ядерной медицины.

В результате выполнения курсовой работы были рассмотрены методы ядерной диагностики. Было выявлено, что они способны увеличить раннее обнаружение заболеваний с нынешних 40% до 75% и увеличить шансы выздоровления на 25–30%. Все методы эффективны в диагностике различных заболеваний. Наиболее безопасным из них является МРТ, современное оборудование мгновенно осуществляет сканирование и обработку данных. Во время исследования на МРТ отсутствует лучевая нагрузка на пациента, а количество проводимых исследований в динамике не ограничено.

В нашей стране разрабатывается федеральная целевая программа по созданию сети высокотехнологических радиологических центров и планируется открытие не менее 14 центров ПЭТ, 90 радионуклидных лабораторий и 7 отделений радионуклидной терапии. Это позволит России выйти на новый уровень развития и удовлетворить потребность населения страны в высококвалифицированной радиологической помощи.

СОДЕРЖАНИЕ

Обозначения и сокращения…………………………………………………………  4

Введение……………………………………………………………………………...  5

1 Ядерная физика в медицине..............………………………………………….....  6

1.1 Ядерная медицина…………………………………………………………….  6

1.2 Виды исследований радионуклидной диагностики………………………...  7

1.3 Используемая аппаратура для медицинской диагностики…………………  8

1.4 Детекторы для радионуклидной диагностики……………………………..  12

2 Методы диагностики ядерной медицины……………………………………....  18

2.1        Однофотонная эмиссионная компьютерная томография………………...  18

2.2 Позитронно-эмиссионная томография……………………………………..  19

2.3 Компьютерная томография…………………………………………………  20

2.4 Магнитно-резонансная томография………………………………………..  21

2.5 Радионуклидная и лучевая терапия………………………………………...  22

  2.5.1 Облучение рентгеновским излучением высокой энергии………….. 23

  2.5.2 Гамма-терапия…………………………………………………………  23

  2.5.3 Облучение электронами……………………………………………….24

  2.5.4 Облучение протонами…………………………………………………24

  2.5.5 Облучение нейтронами………………………………………………..24

Заключение………………………………………………………………………….25

Список использованных источников……………………………………………..  26

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

КТ	компьютерная томография
ЛТ	лучевая терапия
ЛУЭ	Линейный ускоритель электронов
МРТ	магнитно-резонансная томография
ОФЭКТ	однофотонная эмиссионная компьютерная томография
ПЭВМ	персональная электронная вычислительная машина
ПЭТ	позитронно-эмиссионная томография
РФП	радиофармацевтический препарат
ФЭУ	фотоэлектронный умножитель

ВВЕДЕНИЕ

Достижения в области ядерной физики оказывают огромное влияние на развитие разных отраслей человеческого знания. Овладение атомной энергией дало в руки ученых различных специальностей новые средства и способы научного исследования. Неизмеримо выросли возможности научного познания. Открытие в конце XIX века рентгеновских лучей привело к тому, что теперь без рентгеновского аппарата не обходится даже небольшое лечебное учреждение. Исключительное значение имеет использование атомной энергии в медицине. Эта отрасль науки постепенно дополняется новыми и ценными методами изучения жизненных процессов, диагностики и лечения болезней.

В настоящее время очень хорошо развивается клиническая диагностика заболеваний человека, благодаря введению в его организм радиоизотопов. Эта область медицины называется ядерной медициной. Визуализация при помощи радиоизотопов содержит ряд методов получения изображений, которые показывают распределение в организме меченных радионуклидами веществ. Характер их распределения в организме определяется способами его введения, а также такими факторами, как величина кровотока объёма циркулирующей крови и наличием того или иного метаболического процесса.

Цель данной работы – рассмотреть и проанализировать методы диагностики ядерной медицины.

Диагностические методы ядерной медицины являются наиболее актуальными исследованиями внутренней структуры объекта. Ежегодно в нашей стране выявляется около 480 тысяч случаев злокачественных новообразований. Показатель онкозаболеваемости за последние десять лет вырос на 16%. И именно ядерная медицина (область массового использования радионуклидов) способна увеличить раннее обнаружение злокачественных опухолей с нынешних 40% до 75% и увеличить шансы выздоровления на 25–30% [1].

Методы ядерной физики в медицине

1.1 Ядерная медицина

Ядерная медицина – это раздел клинической медицины, в котором используются радионуклидные фармацевтические препараты. На ее нужды расходуется более 50% годового производства радионуклидов во всем мире.

Сущность ядерной медицины в том, что в биологический организм вводятся радиофармопрепараты (РФП) определенного типа. Затем они в результате жизнедеятельности организма проходят через исследуемые органы, удерживаются в них, остаются в сосудистом русле или проходят через гематологический барьер. Причем накопление может происходить как в нормальных тканях, так и в патологических очагах. Радиоактивность отдельных зон регистрируются с помощью детекторов. Полученные сигналы обрабатываются современными техническими средствами электроники и запоминаются, регистрируются или визуализируются [2].

Оценить качество работы органа в целом и исследовать функции, наполняемые отдельными его участками можно неинвазивно. Целостность организма и нейрогуморальные процессы регуляции в нем  не нарушаются. Также для уменьшения дозы радиационного воздействия используются только короткоживущие радионуклиды. При этом возможно увеличение их активности и снижение времени, необходимого для получения одного кадра всего изображения (до долей секунды). Это дает возможность оценивать активность органов и систем в их динамике, т. е. исследовать их функции.

1.2 Виды исследований радионуклидной диагностики

При радионуклидной диагностике разделяют сцинтиграфические и функциональные виды исследований.

Радионуклидная диагностика имеет свою нишу, где применение этого метода более целесообразно, чем использование других методов. В ряде случаев она дает возможность получить информацию, недоступную для других технических средств.

При сцинтиграфических исследованиях оценивается распределение радионуклидов в исследуемом объекте. При функциональных имеется возможность получить представление о качестве выполняемых функций определенным органом за счет получения нескольких его изображений, выполненных за короткий промежуток времени. Такое деление не является безупречно корректным, так как благодаря совершенствованию радиофармпрепаратов и технических средств сейчас появилась динамическая сцинтиграфия, при которой за короткое время исследования получают ряд изображений исследуемого органа [3].

Ядерные методы исследований используются в кардиологии, онкологии, неврологии, пульмонологии и эндокринологии.

Используемая аппаратура для медицинской диагностики

Известная аппаратура, используемая для радионуклидной диагностики, может быть разделена на две группы:

-  невизуализирующие приборы для динамических исследований качества функционирования органов;

- аппаратура для исследований пространственного распределения радиофармпрепарата в объекте исследований.

В состав невизуализирующих приборов обычно входят много - или одно-детекторные датчики, устанавливаемые над исследуемым органом, и электронная часть, обеспечивающая преобразование и обработку импульсов, созданных квантами радиоактивного излучения, а также запоминание и регистрацию полученных результатов. Эта группа приборов используется при исследованиях кровотока головного мозга (например, установка "Ксенон-2", разработка ВНИИМП, имеющая 16 детекторов), а также при мониторировании фракции выброса левого желудочка, например, амбулаторно носимые приборы "Вест". Разработан также носимый автономный прибор для мониторинга фракции выброса левого желудочка радионуклидным методом, который позволяет производить исследования при удалении на 2-3 км от ПЭВМ, которая собирает и обрабатывает получаемые данные. В состав его входят: детектор, носимый электронный блок, радиотелефон (КХТ9095); стационарная аппаратура для приема телеметрического сигнала и последующей его обработки.

Детектор выполнен на основе фотоумножителя ФЭУ-67 и сцинтилляционного кристалла NaJ(Tl), находящегося в оптическом контакте с ФЭУ. Размер кристалла 16 мм, высота 16 мм [3]. Эта сборка помещена в свинцовый корпус так, что излучение от зоны левого желудочка через коллиматор падает на боковую грань. Имеется также "фоновый" коллиматор, который нацеливается на легкое. На коробке, где закреплены эти элементы,

имеется заслонка, позволяющая направлять на детектор излучения от одного или другого коллиматора и регулировать и регистрировать либо излучение от левого желудочка, либо фоновое излучение от легкого. В этом же блоке имеется источник высокого напряжения 900 В, необходимого для работ ФЭУ, и автономный источник питания электронной части.