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放射性同位素及辐射技术(五)

(2019-03-02 10:09:10)
标签:

放射性消毒

伽玛刀

放射治癌

肝扫描

同位素造影术

杂谈

分类: 前沿科技

核医学

当代国际医学科学界将原子能电脑光纤技术等最新科技应用于医疗事业,建立了生物医学工程,并由此产生了一门崭新的现代化医学新学科——核医学

 

首先是显像技术,尽管近年来出现了超声电子显像技术,但是核素(又称同位素)显像仪仍有其独特优点,对一些重要疾病的诊断有着重要的作用,例如放射计算机体层照相机,它能综合核素追踪和电子显像的优点,不仅对各种内脏器管及其病变进行立体显像,而且可以观察各种功能和代谢的动态变化

其次是体外放射分析技术的革新,该种革新虽然开始不久,但它已从基础理论研究转向综合临床研究,对乳腺癌糖尿病的诊断和治疗,都有重要指导作用后来,核医学的应用又得到了进一步发展,将显像与功能代谢结合起来,如:将γ射线成像技术电脑图像分析与血液动力学心肌代谢放射性追踪等结合起来,已形成了完整的心脏核医学,可对心脏的泵功能,心肌血流灌注血液通路心肌代谢心室壁运动等进行全面观察它已成为现代对心脏病研究及诊断中不可缺少的一个重要步骤

此外,利用放射性核素放出射线的能量来产生电能的“核电池”,为心脏起搏器提供动力至今,世界上已有许多人使用了核电池心脏起搏器

临床心脏病学的诊断手段不断增多,除传统的听诊器心电图和X射线胸片外,现代心脏病学还离不开心导管及X射线心血管造影但是创伤性心导管检查给病人带来一定的痛苦,并有一定的危险性,不宜重复检查,亦不适合于重症患者

近年来,非创伤性检查技术,如超声心动图及放射性同位素检查法,获得快速发展后者十余年来已逐步形成了临床核医学的一个分支一核心脏学

由于放射性药物的发展,仪器的改进以及计算机的配合应用,核心脏学临床应用逐渐扩大它包括应用首次通过法或平衡法了解心脏解剖与功能的变化;应用放射性同位素病灶“热区”或“冷区”显像,诊断心肌梗塞;以及应用放射性同位素体外竞争分析法诊断急性心肌梗塞等核技术在心脏病治疗中的应用:这就是同位素热电发生器还可应用于人造心脏

医学跟踪

与对农作物的内部需要派侦察兵进去了解情况的要求相同,甚至更为重要,人们当然也想到了运用示踪剂技术——也就是派一些放射性同位素到人体里去当侦察兵,通过它们进入人体后不断放出的射线,人们就可以知道人体内部的一些情况,原子放射性在这方面的应用,我们把它叫做医学示踪剂技术

 

医学示踪剂技术的基本原理是这样的:示踪剂原子隐藏着“射线发报机”,与表面完全相同的稳定原子混在一起,打进需要了解的对象内部它能与其它伙伴——稳定原子一样地行动;同时,又能通过射线的信号把它们的行动即表现详细地发送出来外面只要准备好一个射线探测器进行跟踪,不需要动一个手指头,就能真实地了解到内部的秘密

示踪剂技术在医疗方面用得很多例如,有一种用途是与检查血液循环系统有关的可能大家有过体验,舐一舐手指伤口上的血,会有咸味的感觉这是因为血液中含有1%的盐分(即氯化钠)人这里,我们应该注意的就是这个氯化钠在做示踪实验时,需要加进带有放射性标志的钠-24,以代替普通氯化钠中的钠-23,(像这样,带上了放射性标志的物质叫做放射性标记化合物)

将事先制备好的放射性同位素侦察兵——氯化钠-24的溶液,注射到手臂或脚部的静脉中于是,它随着血液一起在体内流动同时,它会不断地放出射线这时你可以把测量探头很小的放射性计数器放在人体的各个不同部位,等待着氯化钠-24的到来这种情况犹如等待一名接力赛跑的运动员一样当计数器的指针摆动起来时,表明运动员已经到达此地这样,你就可以测出:体内的血液循环到达各个部位所需要的时间于是,可以查明血液循环系统是否有狭窄或障碍的情况

为了能够进行测定,当然需要把放射性溶液注射到体内但是,做一次实验所需要的注射量是极其微小的,决不会对人体造成任何伤害放射性探测器的灵敏度非常高,只要很少的注射量就完全够用了

各种放射分析

铁,这个元素在红血球中起着重要的作用为了测定红血球生成的比例红血球的寿命血球量等数据,过去常常利用放射性同位素铁-59

 

但是,铬酸钠(Na2Cr04)分子很容易和红血球结合往血液里渗入铬酸钠分子要比掺入放射性的铁原子更为简单方便因此,在这方面的工作现在都采用带放射性的铬-51,而不再使用铁-59了

从人体采集的血样,要加入抗凝剂以防止凝固,接着,加入放射性的铬酸钠于是,铬酸钠的分子便结合到一个一个的红血球上

这个实验正是利用铬-51很容易和红血球结合的性质这样一来,红血球本身就变成了标记物质,也就是变成了带有放射性铬-51的化合物

对于贫血症患者,可以注射标记了铬-51的红血球,用以测定患者体内红血球的寿命然后,与健康人进行比较,从而可以诊断出:是红血球本身有异常呢?还是血液中含有破坏红血球的物质?

此外,为了检查从心脏输出的血液量,需要使用铬-51标记的红血球查清血液的流量就可以判断:患者是心脏本身有毛病呢?还是血液循环系统有故障?胃肠内出血及其出血量的检查,也要使用铬-51标记的红血球,此外,这种铬-51标记的红血球还可用于妇产科检查胎盘位置是否异常

在医疗中使用比较多的示踪剂元素,除了铬-51以外还有-131-131可以用来做各种各样的医疗检查例如,确定血液量或者测定心脏的血液输出量血浆含水量肝脏的功能肥大症的新陈代谢甲状腺癌的转移脑肿瘤以及测定甲状腺的大小形状和功能等等

放射性示踪剂在医学方面的应用越来越广,进展十分迅速,几乎每天都有新的研究成果报导与此同时,核医学仪器也在迅速发展投入体内的放射性同位素及其标记化合物所发出的射线,可以利用探测器进行测量;并通过计算机处理绘出图象,甚至能得到人体器官的断层照片,立即显示出肿瘤或出血点的位置这足以说明,医学诊断技术已经迈出了革命性的一步

同位素造影术

人体的重要器官——肝脏是人体进行物质代谢的重要器官人类三大营养物质:糖脂肪蛋白质的处理和加工,体内有毒物质的解毒和排泄等都必须通过肝脏来完成因此肝是人体一个极其重要的脏器如肝有了毛病,医学上检查它的方法很多,像肝功能试验血清碱性磷酸酶超声波检查和B型超声诊断等在人类进如原子时代的今天,原子核技术的飞速发展和它在医学上的广泛应用,又给诊断肝脏疾病提供了一个有力的手段,如放射性同位素金-198肝吸收检查肝病变的肝扫描和甲胎蛋白放射免疫定量测定肝扫描目前巳成为临床诊断肝脏疾病不可缺少的工具之一

 

假如患者发现右上腹有肿块,并短时间内逐渐增大,肝区隐隐作痛,不见缓解,体重明显下降,精神萎靡临床医师检查后,无疑的就会叫去作同位素肝扫描或甲胎蛋白放射免疫测定,进一步明确诊断

或者凡是怀疑有肝癌的患者,医生也常常会劝他作个肝扫描为什么肝扫描能深得广大医生的信赖呢?因为同位素用来诊断肝脏疾病的技术,国外自50年代起就用于临床,我国于1963年开始经过半个世纪来的临床实践和国内外核医学仪器的迅速发展,肝扫描对诊断肝内占位性病变(指肝的良性或恶性肿瘤如肝癌,转移性肝癌,肝脏肿,肝囊肿等)的价值最大,得到国内外普遍肯定的评价据不完全统计,国内37家医院2369例肝癌的肝扫描阳性符合率可达到86.195.17%,平均为89.36%国外报导其阳性符合率为7784%

肝脏扫描图,清晰地显示出放射性同位素药物的不同分布,它为医生诊断提供了可靠的依据这项诊断技术叫做放射性同位素(或叫放射性核素)造影术它利用放射性同位素闪烁照相机和电子计算机从体外对心肝胆等脏器进行显象或动态录象,从而为医生定量地动态地观察病人脏器的形态和功能提供了方便,有利于早期诊断,也可以免除对病人进行有痛苦的危险的检查

金-198肝扫描

作为一种新的诊断技术,同位素金-198可用来作为扫描肝脏健康与否的标记

放射性同位素金-198为什么能被肝吸收?肝扫描为什么能探索肝内占位性病变?

金-198是核反应堆轰击稳定性元素而产生的一种人工放射性同位素金-198所放出的伽玛射线是不带电的,穿透力强,可穿过人体,甚至很厚的金属那么金-198是怎样被肝脏摄取的呢?如果切一小块肝组织,经过处理放在高倍显微镜下观察,我们便可知道肝的结构,肝实际上是由许多肝细胞和肝窦即肝细胞之间的腔隙)组成肝窦内充满血液和许多星状细胞(又称柯否氏细胞),这种细胞如同勇敢的警卫战士一样,日夜守卫在肝窦内凡是进入肝内的细菌各种颗粒异物及衰老的红细胞都逃脱不了该细胞的捕捉和吞噬,并从血液中清除金-198由于是液体颗粒状的悬浮液,经静脉注射后,很快到达肝脏,最后90%以上均被星状细胞所摄取,浓集在肝内,因为金-198不断地释放出能透过人体的伽玛射线,便能显示自己在肝的踪迹和分布情况

伽玛射线我们眼睛虽然看不见,但通过扫描仪[或γ照相机]可以代替人的肉眼,探测和追踪到这种射线通过各种显像的方法能把金-198在肝内的分布情况如实的反映出来如金-198被肝吸收充满肝的各个角落,则扫描仪就能把整个肝的外形位置大小和同位素在肝内的分布全部打印出来正常的肝脏,肝扫描的图形呈三角形,肝内放射性分布是均匀(即打印密度均匀)无缺损的如果肝内某处有病变(肿瘤浮肿等),病变处的肝细胞和星状细胞就被破坏,病变组织就丧失了摄取金-198的能力反映在扫描图上,病变处就会出现放射性稀疏缺损区这就是同位素扫描的基本原理

扫描所用的放射性药物除了金-198以外,还有铟-113胶体-99m胶体等肝扫描的种类也繁多,如肝血池扫描,肝阳性扫描,肝胆系列扫描等总之肝扫描对诊断有较大的价值,尤其在决定肿瘤的位置方面,特别有用凡是怀疑肝内有占位性病变如癌肿囊肿脓肿血管瘤和转移性癌肿等;凡是需要区别上腹部肿块是肝内还是肝外;凡是肝癌患者治疗后需进行疗效观察的均可作肝扫描

扫描检查病变是一种比较简单,无创伤,无痛苦,阳性符合率又较高的方法之,所以深受欢迎如果用扫描再结合超声波检,甲胎蛋白放射免疫测定,还可以进一步提高诊断的准确性

放射治癌

研究核放射性的早期,科学家们对于这种物理现象还缺乏认识,因此在使用放射性物质时不很在意有一个人从居里夫人那里要了一点镭盐,装在衣服口袋里,带回家以后,发现紧贴镭盐处的皮肤被灼伤了一大块居里夫人本人由于长期接触放射性,她的手疾严重,难以握物,晚年多病,最后死于白血病放射性对人体细胞的损伤作用,才为科学家所逐步认识

 

美国参与第一颗原子弹研制实验的科学家斯洛廷,在后来的第二次水下核试验的实验中,因受强辐射伤害而去世;我国的核弹元勋邓稼先,由于忘我劳动日夜连续工作,也因受超剂量的辐射,而过早离开人世因此,放射性对健康人体是有害的

但人们又想,这种效应是否也可加以利用呢?以毒攻毒放射性同位素的杀伤力的应用,大家比较熟悉的就是在治疗方面,

其中之一是对癌症的放射治疗许多人可能已经听说过,患了癌症的病人要接受钴-60的放射治疗也就是说,利用放射性杀伤细胞的性能去杀伤癌细胞

癌症,过去一直被看作不治之症,但是,现在情况有了改变,人们能够进行早期诊断,辅之以早期治疗,因而大大增加了癌症能够被治愈的希望根据医学辞典的解释,治疗癌症最有效的手段之一就是放射治疗对于内脏器官上的癌,以手术切除为主,照射为辅但是有一些癌症表面上看来范围很小,却有可能潜藏着已经发生转移的癌细胞;一旦有癌细胞残留下来,即使是很少的一点,也有可能引起癌症的复发所以,手术的面积要大些,手术后再用射线进行照射,以杀死残余的癌细胞,根除癌症

随着射线疗法的不断发展,有很多癌症病例采用射线疗法要比手术治疗效果更好而且,有些癌症如用手术治疗已经为时过晚,对于这些患者,可以寄希望于射线疗法要是在过去,不能进行手术就意味着绝望;显然,今天的情况与过去大不一样了

近年来,利用加速器治病获得很大发展因为加速器产生的射线具有相当高的能量,有—定的穿透能力如X射线γ射线电子束质子束中子束介子束等,都能穿过人体皮肤和组织,到达肿瘤大体上说,中子辐照时对癌细胞的杀伤力最强

伽马刀

为什么射线疗法能够用于治疗癌症呢?那是因为,细胞分裂越是活跃的组织,它对射线的耐受能力就越弱因此,像癌细胞那样,不断迅速繁殖的无法控制的细胞组织,在射线进行照射时,对它的杀伤力就显得特别大那正是射线疗法的目标,是人们所希望的当然,对于正常的细胞,如果采用大剂量射线进行辐照,也会受到损伤但是,只要对准癌细胞的巢穴,用适度的射线剂量进行适当的照射,可以做到只杀死癌细胞,而对其周围的正常组织不会造成伤害或少受伤害

 

于是,对放射治疗装置来说,归结起来就是要解决这样一个问题:怎么样能够最有效地消灭盘踞病灶部位的癌细胞,而不使周围的正常细胞受到伤害为此,事先要估计出癌病灶扩散或转移的部分,根据部位的大小和病情,计算出需要照射的范围大小,并对准这些病灶部位给予均匀的放射性照射与此同时,要设法尽可能地减少病灶范围以外的照射剂量

因此,对付癌症,先要把癌症的性质位置蔓延扩散的情况等等了解清楚然后,根据这些情况采取三种攻击的方法第一种是外照射治疗法有称“X刀”或“γ刀”,就是说,距离患部20厘米至一米远的地方,用X射线或γ射线从外部对准患者的病灶部位进行照射第二种是小辐射源治疗法就是说,把钴-60或铯-137加工成针状辐射源,插入病灶部位进行照射第三种是内用疗法就是说,让癌病灶部位吸收带放射性的药品,从病灶内部进行治疗

放射性消毒

利用放射性同位素发出的射线彻底灭菌,是射线杀伤力的一种最直接的利用这也是大家最容易想到的一种射线应用尤其是人们经常利用射线对医疗器械进行灭菌消毒这是另一种典型的以毒攻毒的方法

 

早期对手术时缝合伤口用的缝线肠壁缝合线进行消毒这些缝合线是胶质物,用牛羊的骨胶或皮胶制成,手术后缝在体内慢慢被消化吸收,不需要拆线这些原料的来源和本身的性能使得这些缝线容易沾染细菌,再说,它们本身就是蛋白质,不能利用加热的办法来消毒因此,这种缝线常常会引起感染事故所以,对耐热性差而又必须灭菌消毒的这类物品,利用射线进行消毒是非常合适的

后来,随着石油化学的发展,塑料制的一次性(用过一次就扔的)医疗器具逐渐增多因为它具有如下一些优点:可以防止在医院内部引起交叉感染使用方便节省人力等对这些医疗器械的消毒,过去一直采用气体消毒法可用高温蒸汽,或者利用环氧乙烷气体来进行,但对塑料制品来说,这种消毒法也是不能用的了现在,采用射线灭菌法进行消毒的物品迅速增加据说,目前约有近30%的包装型医疗用具是利用射线进行灭菌消毒的

平时,人们经常能看到用一次就扔掉的注射器只要把包装用的聚乙烯塑料袋剪开,取出注射器即可扎入胳膊进行注射像这样,把注射器装进塑料袋后,连同包装一起直接进行消毒,只有辐射灭菌消毒法才具备这种方便的特点

除了注射器和手术用的缝合线可以利用射线进行灭菌消毒以外,还有一些物品,例如插入支气管用的探针导管手术用的橡皮手套取血用的采血板放入子宫的避孕环人工肾脏透视器等等,也都采用射线消毒技术此外,无菌实验动物的饲料也可以采用射线进行灭菌消毒各个国家应用射线消毒的情况也是多种多样的例如在印度,盘尼西林,四环素等医药品的消毒是采用射线灭菌法而俄罗斯,甚至认为塑料制的医疗用品疫苗血清等等,只有利用射线灭菌消毒法才是唯一可靠适用的消毒方法

消毒设施的基本原理很简单:里面装有强度很大的钴-60放射源,其周围装有传送带装置;靠着传送带的不断移动,需要消毒的物品缓慢通过钴-60源的旁边,就可以达到灭菌的目的

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