Сканирование всего тела с йодом-123 для оценки рака щитовидной железы. Вышеупомянутое исследование было выполнено после тотальной тиреоидэктомии и стимуляции ТТГ с отменой препаратов гормонов щитовидной железы. Исследование показывает небольшую остаточную ткань щитовидной железы на шее и поражение средостения, что соответствует метастатическому заболеванию раком щитовидной железы. Наблюдаемое поглощение в желудке и мочевом пузыре является нормальным физиологическим явлением.
Код науки по 4-значной классификации ЮНЕСКО (англ.) — 3204.01 (раздел — медицина)[2]
Как отрасль медицины официальный статус получила в 1970—1980 годах. Применяется главным образом при кардиологических и онкологических заболеваниях, потребляет свыше половины радиоактивных изотопов в мире. В развитии отрасли лидируют США, Япония и некоторые европейские страны. Россия входит в число стран-лидеров по производству сырьевых медицинских изотопов, однако принятие федеральной целевой программы по развитию ядерной медицины пока находится на повестке дня.
Ядерная медицина применяется в следующих областях (на примере США): кардиология — 46 % от общего числа диагностических исследований, онкология — 34 %, неврология — 10 %[3]. В частности, в онкологии (радиобиология опухолей) ядерная медицина выполняет такие задачи, как выявление опухолей, метастазов и рецидивов, определение степени распространённости опухолевого процесса, дифференциальная диагностика, лечение опухолевых образований и оценка эффективности противоопухолевой терапии[4].
В 1980 году в Милане создано Европейское общество терапевтической радиологии и онкологии (European Society for Therapeutic Radiology and Oncology, ESTRO)[14], а в 1985 году в Лондоне — Европейская ассоциация ядерной медицины.
Снимки ПЭТ-томографа: здоровый мозг и больной. 2013 год
По отношению к человеческому телу различается диагностика in vitro (в пробирке) и in vivo (в теле). В первом случае у человека отбираются образцы тканей и помещаются в пробирку, где взаимодействуют с радиоактивными изотопами — метод называется радиоиммунным анализом[15].
В случае диагностики in vivo производится инъекция радифармпрепаратов внутрь человеческого организма, а измерительные приборы фиксируют излучение (эмиссионная томография). В качестве изотопов используются гамма-излучатели — чаще всего 99Tcm, 123I и 201Tl, а также позитронные излучатели — в основном 18F[16]. Изотопы производятся в ядерных реакторах и на циклотронах, затем синтезируются с биологическими маркёрами в готовые радиофармпрепараты[15].
Первым методом лечения в ядерной медицине была брахитерапия (французы предпочитают термин кюритерапия[19]). Она подразумевает доставку к поражённому органу внутри человеческого тела радиофармпрепарата — микроисточника радиации, который уничтожает или изолирует больные клетки. Изначально широко применявшимся для лечения радиоактивным изотопом был 32P[6]. Однако выявилось повреждающее действие на костный мозг большинства пациентов, поэтому применение фосфора-32 было ограничено лечением гемофилии, полицитемии и заболеваний суставов. Главным используемым для лечения изотопом является сейчас 131I (радиойодтерапия), источник гамма-лучей и электронов. Набирают также популярность такие излучатели электронов, как 153Sm, 89Sr и 90Y[20].
Сегодня в качестве вероятного направления эволюции брахитерапии рассматривается тераностика, которая объединяет в рамках одной процедуры как диагностику, так и лечение[5].
Спорным является вопрос о возможности отнесения дистанционной лучевой терапии (нейтрон-захватная терапия, протонная терапия, гамма-нож[21][22]) к методам лечения в ядерной медицине. Теоретики стремятся отделить дистанционную лучевую терапию от ядерной медицины, ограничивая терапевтические методы последней применением радиоактивных препаратов. В частности, подобной позиции придерживается Ассоциация Медицинских Физиков России в рубрикаторе журнала «Медицинская физика»[23], а также российское Общество ядерной медицины — в разработанном им проекте национального стандарта «Ядерная медицина. Термины и определения»[24] и названии газеты «Вестник ядерной медицины и лучевой терапии»[25].
В то же время на практике разделение ядерной медицины и дистанционной лучевой терапии соблюдается далеко не всегда. Так, Немецкий кардиологический центр в Мюнхене объединяет ядерную медицину и лучевую терапию под крышей Института радиологии и ядерной медицины (Institut für Radiologie und Nuklearmedizin)[26], Центр ядерной медицины МИФИ готовит специалистов как по ядерной медицине, так и по лучевой терапии[27]. Открываемые в российских регионах центры ядерной медицины тоже часто предусматривают в составе оказываемой медицинской помощи лучевую терапию (напр, центр в Казани[28], проекты в Томске[29] и Владивостоке[30]).
роботехническое устройство, позволяющее направлять энергию на любую часть тела с любого направления.
Метод воздействия системы основан на лучевой терапии с целью более точного воздействия, чем при обычной лучевой терапии.
С августа 2001 Управление по санитарному надзору (США) разрешило использовать систему CyberKnife для лечения опухолей в любых частях человеческого тела[31]. Система используется для лечения опухолей поджелудочной железы, печени, простаты, позвоночника, рака горла и мозга и доброкачественных опухолей.
Сегодня[когда?] свыше 50 % радиоактивных изотопов в мире тратится на нужды ядерной медицины[12]. Мировой рынок радиофармпрепаратов и медтехники контролируют главным образом 5 компаний:
По оценкам аналитиков Национального исследовательского ядерного университета МИФИ, мировой объём рынка ядерной медицины с 2014 года по 2020 год вырос в полтора раза — с 16,3 млрд долларов до 24 млрд долларов. Предполагается, что к 2030 году он достигнет 43 млрд. долларов[34].
Обеспеченность страны ядерной медициной пока что довольно низка. По состоянию на 2007 год обеспеченность гамма-камерами составляла 1 на миллион жителей (для сравнения: Северная Америка — 33, Восточная Европа — 2,2, Латинская Америка — 2,1)[12]. По оценкам экспертов, для достижения заметного экономического и социального эффекта необходим 1 ПЭТ-томограф на 1 млн населения, в то время как в 2012 году в России действовало только 24 ПЭТ-томографа (при норме 143). В 2021 году Россия имела 0,52 сканера на 1 млн человек[34]. В области радионуклидной терапии функционировало только 4 % от необходимого количества койко-мест[4]. По словам бывшего министра здравоохранения Т. А. Голиковой[35], потребности населения в радиофармпрепаратах удовлетворены на 1—3 %[36].
В 2009 году в рамках национального проекта «Здоровье» в России стартовала Национальная онкологическая программа. Программа предусматривала совершенствование учёта онкологических заболеваний, повышение квалификации медицинских работников, модернизацию оборудования региональных онкологических диспансеров[37][38]. Постановлением Правительства РФ от 17 февраля 2011 года № 91 была утверждена федеральная целевая программа «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности Российской Федерации на период до 2020 года и дальнейшую перспективу»[39]. Вслед за ней ожидалось принятие ФЦП «Развитие ядерной медицины в РФ»[5][40], однако такая программа пока не принята[36].
По оценкам аналитиков Национального исследовательского ядерного университета МИФИ, российский рынок ядерных медтехнологий растёт в среднем на 5 % ежегодно. В 2020 году он составил около 1,2 млрд долларов, к 2030 году должен вырасти до 3,5-4 млрд долларов. Скромную динамику российского рынка эксперты объясняют недостатком медицинской инфраструктуры и высокой капиталоёмкостью проектов[34].
В 1993 году была создана Ассоциация Медицинских Физиков России[14], с 1995 года она издаёт журнал «Медицинская физика», в котором имеется раздел ядерной медицины[23]. В 1996 году создано российское Общество ядерной медицины[43]. 2 марта 2000 года в России официально появилась специальность 010707 «медицинская физика»[14]. Сейчас ежегодно выпускаются до 100 медицинских физиков[44] при потребности 400 специалистов в год[45].
Рассчитывая на рост спроса после принятия ФЦП по развитию ядерной медицины, «Росатом» подписал с Philips соглашение, предусматривающее размещение в стране производств однофотонных и позитронных эмиссионных томографов со степенью локализации не менее 51 %[46][36][38]. Госкорпорация нацелена также и на выпуск циклотронов[40]. Среди отечественного оборудования для автоматизированной брахитерапии котируется аппарат «Агат», производимый ОАО «Научно-исследовательский институт технической физики и автоматизации» (входит в АО «Наука и инновации»)[47][48][49].
Радиофармпрепараты для диагностики in vitro в стране не выпускаются. Из числа прочих радифоармпрепаратов в России производятся 20 наименований из 200[52]; считается, что они в основном закрывают потребности внутреннего рынка[53][46]. Ведущими отечественными производителями радиофармпрепаратов выступают:
Свердловская область приступила в 2013 году к реализации плана по созданию в Екатеринбурге Циклотронного центра ядерной медицины на месте циклотронной лаборатории ускорительного комплекса кафедры экспериментальной физики УрФУ. Предполагается, что в перспективе центр будет снабжать изотопами и радиофармпрепаратами ПЭТ-центры Уральского федерального округа[54][55].
Сейчас в России действуют более 200 подразделений радионуклидной диагностики, проводящих исследования in vivo (столько же занимаются анализами in vitro)[3]. При этом в 2012 году насчитывалось только 8 полных центров (оборудованных собственными циклотронами и лабораториями по синтезу радиофармпрепаратов[36][40]) и 4 отделения позитронно-эмиссионной томографии (Москва, Санкт-Петербург, Челябинск и Магнитогорск[56]). Данные учреждения позволяли в совокупности диагностировать и лечить 5 000 больных в год при потребности 40 000[46]. На различных стадиях подготовки и запуска находились ещё около 40 центров[4].
В 2010 году Минздрав, Федеральное медико-биологическое агентство и «Росатом» запланировали создание трёх национальных кластеров ядерной медицины на основе существующих производств: в Томске с зонами ответственности по оказанию медицинской помощи Сибирь и Дальний Восток, в Димитровграде с зоной ответственности Урал и в Обнинске с зоной ответственности Европейская Россия[35]. В результате в конце 2013 года должен вступить в строй Центр медицинской радиологии в Димитровграде ёмкостью 400 коек, рассчитанный на обслуживание 40 000 пациентов в год[57], Томск и Обнинск пока только строят планы[58][59].
Начали строить планы и другие регионы. Так, планируется к созданию Центр ядерной медицины ДВФУ (Владивосток)[30], «Роснано» объявило об открытии до конца 2013 года ПЭТ-центров в Уфе, Липецке, Орле, Тамбове и Брянске[60]. В феврале 2012 года открылся Радиологический центр Тюменского областного онкодиспансера, рассчитанный на 4 000 процедур однофотонной и 3 000 процедур протонной эмиссионной диагностики в год, а также на 300 пациентов год по направлению радионуклидной терапии[61]. В 2013 году открылся Центр ядерной медицины в Казани, рассчитанный на 6 000 пациентов в год[62].
В октябре 2021 года в подмосковных Химках открылся крупнейший в России Институт ядерной медицины полного цикла, предлагающий весь спектр услуг в области ядерной медицины (диагностика, радионуклидная терапия) и рассчитанный на приём 26 000 пациентов в год. Институт имеет собственный циклотронно-радиохимический комплекс для производства радиофармпрепаратов[63].
2D: Сцинтиграфия(от лат. «знать») — это использование внутренних радионуклидов для создания двухмерных изображений.
Сканирование костей всего тела с помощью ядерной медицины. Сканирование костей всего тела в ядерной медицине обычно используется для оценки различных патологий, связанных с костями, таких как боли в костях, стрессовые переломы, доброкачественные поражения костей, инфекции костей или распространение рака на кость.
Сканирование перфузии миокарда с помощью ядерной медицины с таллием-201 для изображений покоя (нижние ряды) и Tc-Sestamibi для изображений стресса (верхние ряды). Сканирование перфузии миокарда с помощью ядерной медицины играет ключевую роль в неинвазивной оценке ишемической болезни сердца. Исследование не только идентифицирует пациентов с ишемической болезнью сердца; он также предоставляет общую прогностическую информацию или общий риск неблагоприятных сердечных событий для пациента.
Сканирование паращитовидной железы с помощью ядерной медицины демонстрирует аденому паращитовидной железы, прилегающую к левому нижнему полюсу щитовидной железы. Вышеупомянутое исследование было выполнено с одновременной визуализацией технеция-сестамиби (1-я колонка) и йодом-123 (2-я колонка) и методом вычитания (3-я колонка).
Нормальное сканирование гепатобилиарной системы (сканирование HIDA). Сканирование гепатобилиарной системы ядерной медицины клинически полезно для выявления заболеваний желчного пузыря.
Нормальная лёгочная вентиляция и перфузия (V/Q). V/Q-сканирование в ядерной медицине полезно при оценке лёгочной эмболии.
Сканирование щитовидной железы с йодом-123 для оценки гипертиреоза.
3D: ОФЭКТ — это трехмерный томографический метод, который использует данные гамма-камеры из многих проекций и может быть реконструирован в разных плоскостях. ПЭТ использует обнаружение совпадений для отображения функциональных процессов.
ОФЭКТ-сканирование печени ядерной медицины с мечеными технецием-99m аутологичными эритроцитами. Очаг высокого поглощения (стрелка) в печени соответствует гемангиоме.
Проекция максимальной интенсивности (MIP) позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) всего тела у женщины весом 79 кг после внутривенной инъекции 371 МБк 18F-FDG (за один час до измерения).
Гибридные методы сканирования
Нормальная ПЭТ/КТ всего тела с ФДГ-18. ПЭТ/КТ всего тела обычно используется для выявления, определения стадии и последующего наблюдения за различными видами рака.
Аномальная ПЭТ/КТ всего тела с множественными метастазами рака. ПЭТ/КТ всего тела стала важным инструментом в оценке рака.
↑Центр ядерной медицины(рус.). Золотые проекты Томской области. Официальный интернет-портал Администрации Томской области. Дата обращения: 16 июля 2013. Архивировано из оригинала 25 августа 2013 года.
↑Атомная неделя в Обнинске. Центр протонной терапии передан МРНЦ (неопр.). Портал «НГ Регион» (24 ноября 2016). — «А с начала клинического использования отечественного протонного комплекса «Прометеус» прошел ровно год. За это время уже пролечили 55 пациентов, а 6 пока ещё находятся в процессе.» Дата обращения: 1 декабря 2016. Архивировано из оригинала 1 декабря 2016 года.
↑Российское Общество ядерной медицины(рус.). Фонд развития инноваций и модернизации в медицине и спорте «Гераклион». — Карточка научного издания. Дата обращения: 18 июля 2013. Архивировано из оригинала 7 июля 2013 года.