Klinická radiometrie

Klinická radiometrie je měření radioaktivity celého těla nebo jeho části po zavedení radiofarmaka do těla. V klinické praxi se obvykle používají radionuklidy emitující gama záření. Po zavedení radiofarmaka obsahujícího takový radionuklid do těla je jeho záření zachyceno scintilačním detektorem umístěným nad odpovídající částí těla pacienta. Výsledky studie se obvykle prezentují na světelné tabuli jako počet pulzů registrovaných za určité časové období nebo jako rychlost odečtu (v pulzech za minutu). V klinické praxi tato metoda nemá velký význam. Obvykle se používá v případech, kdy je nutné identifikovat a vyhodnotit zabudování radionuklidů při jejich náhodném vstupu do lidského těla - neopatrností, při katastrofách.

Zajímavější metodou je celotělová radiometrie. Při této metodě je člověk umístěn do speciální komory s nízkým pozadím, která obsahuje několik speciálně orientovaných scintilačních detektorů. To umožňuje zaznamenávat radioaktivní záření z celého těla a to za podmínek minimálního vlivu přirozeného radioaktivního pozadí, které, jak je známo, může být v některých oblastech zemského povrchu poměrně vysoké. Pokud je během radiometrie jakákoli část těla (orgán) pokryta olověnou destičkou, lze posoudit příspěvek této části těla (nebo orgánu umístěného pod destičkou) k celkové radioaktivitě těla. Tímto způsobem je možné studovat metabolismus bílkovin, vitamínů, železa a stanovit objem extracelulární vody. Tato metoda se používá i při vyšetřování osob s náhodným zanesením radionuklidů (namísto konvenční klinické radiometrie).

Pro laboratorní radiometrii se používají automatizované radiometry. Mají zkumavky s radioaktivním materiálem na dopravníku. Pod řízením mikroprocesoru jsou zkumavky automaticky přiváděny do okénka počitadla jamek; po dokončení radiometrie se zkumavky automaticky vymění. Výsledky měření se vypočítají v počítači a po příslušném zpracování se odešlou do tiskového zařízení. Moderní radiometry provádějí složité výpočty automaticky a lékař obdrží připravené informace, například o koncentraci hormonů a enzymů v krvi, které udávají přesnost provedených měření. Pokud je objem práce na laboratorní radiometrii malý, používají se jednodušší radiometry s ručním pohybem zkumavek a manuální radiometrií v neautomatickém režimu.

Radionuklidová diagnostika in vitro (z latinského vitrum - sklo, protože všechny studie se provádějí ve zkumavkách) patří do mikroanalýzy a zaujímá pomezí radiologie a klinické biochemie. Umožňuje detekovat přítomnost různých látek endogenního a exogenního původu v biologických tekutinách (krev, moč), které se tam nacházejí v zanedbatelných nebo, jak říkají chemici, mizejících koncentracích. Mezi takové látky patří hormony, enzymy, léky podávané do těla k terapeutickým účelům atd.

U různých onemocnění, jako je rakovina nebo infarkt myokardu, se v těle objevují látky specifické pro tato onemocnění. Nazývají se markery (z anglického mark). Koncentrace markerů je stejně zanedbatelná jako u hormonů: doslova jednotlivé molekuly v 1 ml krve.

Všechny tyto studie, jedinečné svou přesností, lze provést pomocí radioimunologické analýzy, vyvinuté v roce 1960 americkými vědci S. Bersonem a R. Yalowem, kteří za tuto práci následně získali Nobelovu cenu. Její široké zavedení do klinické praxe znamenalo revoluční skok v mikroanalýze a radionuklidové diagnostice. Lékaři poprvé dostali příležitost, a to velmi reálnou, rozluštit mechanismy vývoje mnoha onemocnění a diagnostikovat je v nejranějších stádiích. Endokrinologové, terapeuti, porodníci a pediatři pocítili význam nové metody nejvýrazněji.

Princip radioimunologické metody spočívá v kompetitivní vazbě požadovaných stabilních a podobně značených látek na specifický receptorový systém.

Pro provedení takové analýzy se vyrábějí standardní sady činidel, z nichž každá je určena k určení koncentrace konkrétní látky.

Jak je vidět na obrázku, vazebný systém (obvykle specifické protilátky nebo antisérum) interaguje současně se dvěma antigeny, z nichž jeden je požadovaný a druhý je jeho značený analog. Používají se roztoky, ve kterých značený antigen vždy obsahuje více než protilátek. V tomto případě se odehrává skutečný boj mezi značenými a neznačenými antigeny o spojení s protilátkami. Ty patří k imunoglobulinům třídy G.

Musí být vysoce specifické, tj. reagovat pouze se studovaným antigenem. Protilátky přijímají na svých otevřených vazebných místech pouze specifické antigeny a v množství úměrném počtu antigenů. Tento mechanismus se obrazně popisuje jako jev „zámku a klíče“: čím větší je počáteční obsah požadovaného antigenu v reagujících roztocích, tím méně radioaktivního analogu antigenu bude zachyceno vazebným systémem a tím větší jeho část zůstane nenavázaná.

Současně se stanovením koncentrace požadované látky v krvi pacienta se za stejných podmínek a se stejnými činidly provádí studie standardních sér s přesně stanovenou koncentrací požadovaného antigenu. Na základě poměru radioaktivit zreagovaných složek se sestrojí kalibrační křivka, která odráží závislost radioaktivity vzorku na koncentraci studované látky. Poté se porovnáním radioaktivity vzorků materiálu odebraného od pacienta s kalibrační křivkou stanoví koncentrace požadované látky ve vzorku.

Radionuklidová in vitro analýza se začala nazývat radioimunologická, protože je založena na použití imunologických reakcí antigen-protilátka. Později však vznikly i další typy in vitro studií, podobného účelu a metodologii, ale lišící se v detailech. Pokud se tedy jako značená látka použije protilátka, a nikoli antigen, nazývá se analýza imunoradiometrická; pokud se jako vazebný systém použijí tkáňové receptory, hovoří se o radioreceptorové analýze.

Studie radionuklidů in vitro se skládá ze 4 fází.

• První fází je smíchání analyzovaného biologického vzorku s činidly ze soupravy obsahující antisérum (protilátky) a vazebný systém. Veškeré manipulace s roztoky se provádějí pomocí speciálních poloautomatických mikropipet, v některých laboratořích se provádějí pomocí strojů.
• Druhou fází je inkubace směsi. Pokračuje, dokud není dosaženo dynamické rovnováhy: v závislosti na specificitě antigenu se její doba trvání pohybuje od několika minut do několika hodin a dokonce i dnů.
• Třetím krokem je separace volných a vázaných radioaktivních látek. K tomuto účelu se používají sorbenty dostupné v soupravě (iontoměničové pryskyřice, uhlí atd.), které vysrážejí těžší komplexy antigen-protilátka.
• Čtvrtou fází je radiometrie vzorků, konstrukce kalibračních křivek, stanovení koncentrace požadované látky. Všechny tyto práce se provádějí automaticky pomocí radiometru vybaveného mikroprocesorem a tiskárnou.

Jak je patrné z výše uvedeného, radioimunologická analýza je založena na použití radioaktivní antigenní značky. V principu však lze jako antigenní nebo protilátkovou značku použít i jiné látky, zejména enzymy, luminofory nebo vysoce fluorescenční molekuly. To je základ pro nové metody mikroanalýzy: imunoenzymové, imunoluminiscenční, imunofluorescenční. Některé z nich jsou velmi slibné a konkurují radioimunologickému výzkumu.

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