Co je to nukleární medicína?
Nukleární medicína je obor, který využívá malé množství radioaktivních látek k vyšetření nebo léčbě různých nemocí. Tyto látky se podají do těla (například injekcí) a pomáhají lékařům vidět, co se děje uvnitř – třeba jak fungují orgány nebo kde je nemoc. Někdy se používají i k léčbě, například při některých typech rakoviny [1].
Rentgen, počítačová tomografie (CT) nebo magnetická rezonance ukazují hlavně, jak tělo vypadá uvnitř – tedy jeho stavbu (například kosti, orgány nebo svaly). Oproti tomu vyšetření v nukleární medicíně (například pomocí metod, jako jsou planární scintigrafie, SPECT¹ či PET²) nám říká, jak tělo funguje – třeba jestli srdce správně pumpuje krev nebo jestli se nádorové buňky chovají jinak než zdravé. Nukleární medicína je proto velmi užitečná hlavně v oblasti kardiologie (vyšetření srdce) a onkologie (vyšetření nádorů), ale používá se i pro vyšetření téměř všech orgánů v těle [2, 3].
Radiofarmakum
Radioaktivní látka, která se podává pacientovi, se nazývá radiofarmakum. Je to speciální lék, který obsahuje dvě části:
- radioaktivní prvek (radionuklid) – ten září a umožňuje zobrazení nebo léčbu, např. 99mTc; Tc = zkratka pro radioaktivní látku technecium; 99 = počet protonů a neutronů (jak těžké je jádro); m = metastabilní (speciální stav, kdy je jádro atomu nabito energií a chce se jí zbavit – to dělá tak, že vysílá radioaktivní záření),
- nosič (farmakum) – ten pomáhá radioaktivní látce dostat se na správné místo v těle.
Výběr správného typu radioaktivního prvku závisí hlavně na tom, k čemu vyšetření slouží. Pro vyšetření (diagnostiku) se používají látky, které vydávají přesné záření s co nejmenší zátěží pro pacienta – tedy takové, které ukážou potřebné informace a zbytečně nezatěžují organismus dalšími typy záření [1].
Nejčastěji používanou radioaktivní látkou při vyšetřeních je 99mTc (metastabilní technecium), protože má ideální vlastnosti – dobře zobrazí potřebné informace a zatěžuje tělo jen minimálně. Pro vyšetření plic se používá 81mKr (metastabilní krypton), který má ještě menší radiační zátěž. K léčbě štítné žlázy se využívá 131I (jód-131), což je nejdůležitější radioaktivní látka pro terapeutické (léčebné) použití. Při hledání nádorů pomocí PET vyšetření je klíčovým radionuklidem 18F (fluor-18) [2, 3].
Lékaři vybírají vhodné radiofarmakum podle toho, jak se chová v těle. Musí mít schopnost navázat se na konkrétní orgán nebo tkáň, které se mají vyšetřit (například na srdce, štítnou žlázu nebo kost). Na tento „cílový lék“ se připojí radioaktivní prvek (radionuklid). Po podání se radiofarmakum rozptýlí v těle a začne z něj vycházet slabé záření, které se zachytí speciální kamerou mimo tělo [1, 2]. Z takto získaného signálu se pak vytvoří obraz, který ukáže, jak orgán funguje – a pomůže odhalit případné nemoci nebo změny [2, 3].
Ideální radiofarmakum by nemělo mít žádné nežádoucí účinky. To znamená, že by nemělo škodit – jeho úkolem je jen pomoci s vyšetřením nebo léčbou. Radiofarmaka se hromadí v různých částech těla podle toho, kam jsou určena – například do kostí, plic nebo štítné žlázy. Každý typ působí trochu jinak. Po vyšetření se radioaktivní látka postupem času z těla vyloučí, většinou močí, stolicí, potem nebo dýcháním – podle toho, jaký druh byl použit [1].
Průběh vyšetření
- Příchod pacienta:
Pacient přichází na oddělení s doporučením od lékaře. Nejdříve je poučen o průběhu vyšetření.
- Podání radiofarmaka:
Následuje aplikace radiofarmaka – látky s malým množstvím radioaktivity. Její množství se měří v jednotkách zvaných becquerel (Bq).
- Způsoby podání:
Radiofarmaka se mohou podávat:
- intravenózně (do žíly) – nejčastější forma, ve formě roztoku,
- perorálně (ústy) – například jako roztok nebo tobolka,
- inhalačně (vdechnutím) – ve formě plynu nebo aerosolu [1].
- Čekání na účinek:
Po podání je potřeba počkat, než se látka dostane do správného místa v těle. To může trvat od několika minut až po několik hodin – podle typu vyšetření [2].
- Samotné vyšetření:
Probíhá na speciálním přístroji – pacient leží na lůžku a okolo něj se pohybují detektory, které sledují rozložení radiofarmaka v těle.
- Zpracování výsledků:
Vyšetření trvá obvykle několik minut. Po skončení se nasnímaná data zpracují a lékař na jejich základě stanoví diagnózu.
V tabulce jsou uvedena některá radiofarmaka a účel jejich použití [1, 4].
| radiofarmakum | použití |
| 99mTc-MDP | vyšetření skeletu (kostry) |
| 99mTc-MAG3, 99mTc-DMSA | vyšetření ledvin |
| 81mKr | ventilace plic = proudění vzduchu do plic |
| 99mTc-MIBI | perfuze myokardu = průtok krve srdečním svalem |
| 131I-NaI | terapie štítné žlázy |
| 18F-FDG | PET nádorů |
Dávky z jednotlivých vyšetření
Aby lékaři věděli, jak velké množství záření pacient při vyšetření dostal, provádí se tzv. dozimetrie. Jejím cílem je:
- zjistit, kolik záření zasáhlo jednotlivé orgány,
- a určit celkovou radiační zátěž pacienta po podání radiofarmaka.
Výsledkem je odhad tzv. efektivní dávky, která se měří v jednotkách sievert (Sv) – jak moc radioaktivní záření působí na lidské tělo. Tato hodnota pomáhá lékařům posoudit celkové riziko ze záření a ujistit se, že přínos vyšetření je větší než případné riziko [2].
Účinky záření na lidské tělo rozdělujeme do dvou skupin:
1. Předvídatelné (deterministické) účinky
- nastávají až při vysokých dávkách záření (např. při ozařování v léčbě rakoviny nebo při jaderných haváriích).
Příklady těchto účinků:
- zarudnutí kůže (erytém),
- poškození kostí,
- akutní nemoc z ozáření,
- zánět plic (pneumonitida).
V běžné diagnostice se s těmito účinky nesetkáme [1].
2. Náhodné (stochastické) účinky = založeny na pravděpodobnosti
- mohou, ale nemusí nastat, záleží na celkovém množství záření, které tělo během života přijme. Čím více záření, tím větší je riziko, i když zůstává nízké.
Mezi tyto možné účinky patří:
- vznik rakoviny vyvolaný zářením,
- genetické změny, které se mohou projevit u potomků.
V nukleární medicíně pro diagnostiku se uvažují pouze tyto stochastické účinky. Dávky jsou ale velmi nízké a přínos vyšetření obvykle výrazně převažuje nad riziky [1].
V nukleární medicíně se množství záření měří jako tzv. efektivní dávka. Obvykle se při vyšetření aplikuje aktivita A (kolik radioaktivní látky bylo pacientovi podáno; jednotka becquerel, zn. Bq) o velikosti několik stovek MBq (megabecquerelů, 1 MBq = 1 000 000 Bq) radiofarmaka. To odpovídá celkové dávce záření v řádu několika mSv (milisievert, 1 mSv = 0,01 Sv). Pro srovnání, běžné vyšetření v nukleární medicíně má podobnou radiační zátěž jako rentgen nebo CT – tedy zlomky až jednotky mSv.
Jaké je tedy riziko?
Odhadované riziko, že kvůli této dávce vznikne rakovina způsobená zářením, je přibližně jeden případ na 20 000 lidí na 1 mSv. Jinými slovy: riziko je velmi nízké a přínos vyšetření je mnohonásobně vyšší než riziko [1–3].
V grafu je uvedena radiační zátěž z některých vyšetření v nukleární medicíně a srovnání s radiodiagnostikou. Uvedená efektivní dávka (zn. E) je vztažena k množství aplikované aktivity A [1, 4]. Nukleárně diagnostické vyšetření představuje prvních šest sloupců, radiodiagnostické vyšetření poslední tři sloupce
Z grafu je patrné, že některá nukleární vyšetření (např. perfuze myokardu nebo PET) mají srovnatelnou nebo i vyšší efektivní dávku záření než klasická CT vyšetření. Naopak jednoduché rentgenové snímky (např. hrudníku) nebo ventilace plic mají výrazně nižší radiační zátěž. Z toho plyne, že ne všechna vyšetření s radioaktivní látkou (nukleární medicína) znamenají vyšší radiační zátěž – některá mají dokonce nižší dávky než CT. Naopak, největší zátěž vzniká kombinací vyšetření (např. PET + CT), takže je důležité tato vyšetření provádět cíleně a jen tehdy, když opravdu pomohou lékaři rozhodnout o léčbě.
1 jednofotonová emisní výpočetní tomografie
2 pozitronová emisní tomografie
Pro Zeptej se vědce odpovídala Simona
Zdroje:
[1] https://astronuklfyzika.cz/
[2] https://www.sciencedirect.com/book/9781416051985/physics-in-nuclear-medicine
[3] https://www.iaea.org/publications/10368/nuclear-medicine-physics
[4] V. Hušák, J. Ptáček, M. Mysliveček, K. Kleinbauer; Radiační zátěž a ochrana pacienta v diagnostické nukleární medicíně; Klinika nukleární medicíny LF UP; Oddělení lékařské fyziky a radiační ochrany FN Olomouc, 2004
