Kliininen radiometria

Kliininen radiometria on koko kehon tai sen osan radioaktiivisuuden mittausta radiolääkkeen antamisen jälkeen. Yleensä kliinisessä käytännössä käytetään gammasäteilyä lähettäviä radionuklideja. Kun tällaista radionuklidia sisältävä radiolääke on annettu kehoon, sen säteily sieppaa tuikedetektori, joka sijaitsee potilaan kehon vastaavan osan yläpuolella. Tutkimustulokset esitetään yleensä valotaululla tietyn ajanjakson aikana rekisteröityjen pulssien lukumääränä tai laskentataajuutena (pulsseja minuutissa). Kliinisessä käytännössä tällä menetelmällä ei ole suurta merkitystä. Sitä käytetään yleensä tapauksissa, joissa on tarpeen tunnistaa ja arvioida radionuklidien joutumista ihmiskehoon, kun niitä on vahingossa joutunut ihmiskehoon - huolimattomuuden vuoksi, katastrofeissa.

Mielenkiintoisempi menetelmä on koko kehon radiometria. Tässä menetelmässä henkilö sijoitetaan erityiseen matalan taustan kammioon, joka sisältää useita erityisesti suunnattuja skintillaatioilmaisimia. Tämä mahdollistaa koko kehosta tulevan radioaktiivisen säteilyn tallentamisen olosuhteissa, joissa luonnollinen radioaktiivinen taustasäteily vaikuttaa vain vähän, ja taustasäteily voi tunnetusti olla melko korkea joillakin Maan pinnan alueilla. Jos radiometrian aikana jokin kehon osa (elin) peitetään lyijylevyllä, voidaan arvioida tämän kehon osan (tai levyn alla olevan elimen) osuus kehon kokonaisradioaktiivisuudesta. Tällä tavoin on mahdollista tutkia proteiinien, vitamiinien ja raudan aineenvaihduntaa sekä määrittää solunulkoisen veden määrä. Tätä menetelmää käytetään myös tutkittaessa ihmisiä, joille on vahingossa joutunut radionuklideja elimistöön (perinteisen kliinisen radiometrian sijaan).

Laboratorioradiometriassa käytetään automaattisia radiometrejä. Niissä on radioaktiivista materiaalia sisältävät koeputket kuljettimella. Mikroprosessorin ohjaamana koeputket syötetään automaattisesti kaivonlaskurin ikkunaan; radiometrian päätyttyä koeputket vaihdetaan automaattisesti. Mittaustulokset lasketaan tietokoneella, ja asianmukaisen käsittelyn jälkeen ne lähetetään tulostuslaitteeseen. Nykyaikaiset radiometrit suorittavat monimutkaisia laskelmia automaattisesti, ja lääkäri saa valmiiksi tietoa esimerkiksi veren hormonien ja entsyymien pitoisuudesta, mikä osoittaa tehtyjen mittausten tarkkuuden. Jos laboratorioradiometrian työmäärä on pieni, käytetään yksinkertaisempia radiometrejä, joissa koeputkia siirretään manuaalisesti ja radiometria suoritetaan manuaalisesti ei-automaattisessa tilassa.

Radionuklididiagnostiikka in vitro (latinasta vitrum - lasi, koska kaikki tutkimukset tehdään koeputkissa) viittaa mikroanalyysiin ja sijoittuu radiologian ja kliinisen biokemian rajamaille. Sen avulla voidaan havaita biologisissa nesteissä (veri, virtsa) erilaisia endogeenisen ja eksogeenisen alkuperän omaavia aineita, joita on niissä merkityksettöminä tai, kuten kemistit sanovat, häviävinä pitoisuuksina. Tällaisia aineita ovat hormonit, entsyymit, elimistöön terapeuttisiin tarkoituksiin annettavat lääkkeet jne.

Erilaisissa sairauksissa, kuten syövässä tai sydäninfarktissa, elimistöön ilmestyy näille sairauksille ominaisia aineita. Niitä kutsutaan merkkiaineiksi (englannin sanasta mark). Markkereiden pitoisuus on yhtä mitätön kuin hormonien: kirjaimellisesti yksittäisiä molekyylejä yhdessä millilitrassa verta.

Kaikki nämä tarkkuudeltaan ainutlaatuiset tutkimukset voidaan suorittaa radioimmunologisella analyysillä, jonka kehittivät vuonna 1960 amerikkalaiset tutkijat S. Berson ja R. Yalow, joille myöhemmin myönnettiin Nobel-palkinto tästä työstä. Sen laaja käyttöönotto kliinisessä käytännössä merkitsi mullistavaa harppausta mikroanalyysissä ja radionuklididiagnostiikassa. Ensimmäistä kertaa lääkärit saivat mahdollisuuden, ja hyvin todellisen, tulkita monien sairauksien kehitysmekanismeja ja diagnosoida ne varhaisimmassa vaiheessa. Endokrinologit, terapeutit, synnytyslääkärit ja lastenlääkärit tunsivat uuden menetelmän tärkeyden näkyvimmin.

Radioimmunologisen menetelmän periaate koostuu haluttujen stabiilien ja samankaltaisten leimattujen aineiden kilpailevasta sitoutumisesta spesifiseen reseptorijärjestelmään.

Tällaisen analyysin suorittamiseksi valmistetaan standardireagenssisarjoja, joista jokainen on suunniteltu määrittämään tietyn aineen pitoisuus.

Kuten kuvasta voidaan nähdä, sitoutumisjärjestelmä (yleensä spesifiset vasta-aineet tai antiseerumi) on vuorovaikutuksessa samanaikaisesti kahden antigeenin kanssa, joista toinen on haluttu antigeeni ja toinen sen merkitty analogi. Käytetään liuoksia, joissa merkitty antigeeni sisältää aina enemmän kuin vasta-aineita. Tässä tapauksessa käydään todellinen taistelu merkittyjen ja merkitsemättömien antigeenien välillä vasta-aineista. Jälkimmäiset kuuluvat G-luokan immunoglobuliineihin.

Niiden on oltava erittäin spesifisiä eli reagoitava vain tutkittavan antigeenin kanssa. Vasta-aineet hyväksyvät vain spesifisiä antigeenejä avoimiin sitoutumiskohtiinsa ja määrinä, jotka ovat verrannollisia antigeenien lukumäärään. Tätä mekanismia kuvataan kuvaannollisesti "lukko ja avain" -ilmiönä: mitä suurempi halutun antigeenin alkupitoisuus reagoivissa liuoksissa on, sitä vähemmän antigeenin radioaktiivista analogia sitoutumisjärjestelmään jää ja sitä suurempi osa siitä jää sitoutumatta.

Samanaikaisesti halutun aineen pitoisuuden määrittämisen kanssa potilaan veressä, samoissa olosuhteissa ja samoilla reagensseilla, suoritetaan standardiseerumien tutkimus, jossa on tarkasti määritetty halutun antigeenin pitoisuus. Reagoineiden komponenttien radioaktiivisuuksien suhteen perusteella konstruoidaan kalibrointikäyrä, joka heijastaa näytteen radioaktiivisuuden riippuvuutta tutkittavan aineen pitoisuudesta. Sitten vertaamalla potilaalta saatujen materiaalinäytteiden radioaktiivisuutta kalibrointikäyrään määritetään halutun aineen pitoisuus näytteessä.

Radionuklidien in vitro -analyysiä alettiin kutsua radioimmunologiseksi, koska se perustuu immunologisten antigeeni-vasta-aine-reaktioiden käyttöön. Myöhemmin luotiin kuitenkin muuntyyppisiä in vitro -tutkimuksia, jotka olivat tarkoitukseltaan ja menetelmiltään samankaltaisia, mutta yksityiskohdiltaan erilaisia. Jos leimatun aineena käytetään vasta-ainetta eikä antigeeniä, analyysiä kutsutaan immunoradiometriseksi; jos sitoutumisjärjestelmänä käytetään kudosreseptoreita, puhutaan radioreseptorianalyysistä.

In vitro -radionukliditutkimus koostuu neljästä vaiheesta.

• Ensimmäinen vaihe on analysoidun biologisen näytteen sekoittaminen antiseerumia (vasta-aineita) ja sitoutumisjärjestelmää sisältävien reagenssien kanssa. Kaikki liuosten käsittelyt suoritetaan erityisillä puoliautomaattisilla mikropipetteillä, joissakin laboratorioissa ne tehdään koneilla.
• Toinen vaihe on seoksen inkubointi. Se jatkuu, kunnes dynaaminen tasapaino on saavutettu: antigeenin spesifisyydestä riippuen sen kesto vaihtelee useista minuuteista useisiin tunteihin ja jopa päiviin.
• Kolmas vaihe on vapaiden ja sitoutuneiden radioaktiivisten aineiden erottaminen. Tätä varten käytetään pakkauksessa olevia sorbentteja (ioninvaihtohartseja, hiiltä jne.), jotka saostavat raskaampia antigeeni-vasta-ainekomplekseja.
• Neljäs vaihe on näytteiden radiometria, kalibrointikäyrien konstruointi ja halutun aineen pitoisuuden määritys. Kaikki nämä työt suoritetaan automaattisesti mikroprosessorilla ja tulostimella varustetulla radiometrillä.

Kuten yllä olevasta voidaan nähdä, radioimmunologinen analyysi perustuu radioaktiivisen antigeenileiman käyttöön. Periaatteessa antigeeni- tai vasta-aineleimana voidaan kuitenkin käyttää muita aineita, erityisesti entsyymejä, luminoforeja tai erittäin fluoresoivia molekyylejä. Tämä on perusta uusille mikroanalyysimenetelmille: immunoentsyymi, immunoluminesoiva ja immunofluoresoiva. Jotkut niistä ovat erittäin lupaavia ja kilpailevat radioimmunologisen tutkimuksen kanssa.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]