Ядерная медицина

Как работают технологии ядерной медицины

Диагностика заболеваний, обезболивание, терапия

Онкология

Основная статья: Рак (онкологические заболевания)

Основная область применения ядерных технологий – это онкология:

• уточнение диагноза,
• определение степени распространения опухоли и её метастазов,
• дифференциальная диагностика,
• оценка эффективности и подбор химиотерапии,
• наблюдение и контроль результатов лечения.

На 2020 год наибольший эффект лечение с помощью изотопов дает для обезболивания при множественных метастазах. Современные радиофармацевтические лекарства представляют собой препарат, который содержит радионуклид и векторную биологическую молекулу, которая обеспечивает прицельность доставки этого радионуклида в очаг болезни. Таким образом, синтез современных биотехнологий и радиофармацевтики предоставил возможность радикальной прицельной терапии при множественных распространённых метастазах, а не только обезболивание. То есть пациенты, которые вчера были «бесперспективными», сегодня получили возможность на выздоровление. Эти возможности ядерной медицины пока не имеют другой альтернативы^[1].

Кардиология, неврология и др

На втором месте по частоте применения технологий ядерной медицины на 2020 год – кардиология, неврология, эндокринология. Перспективно использование технологий ядерной медицины и в других областях, например, в трансплантологии, ортопедии, ревматологии, реконструктивной хирургии, медицине катастроф, фармакологии и многих других.

Стерилизация медицинских изделий

Радиационные технологии могут предложить технологии для стерилизации медицинских изделий и лабораторных систем для забора крови. Эти технологии позволяют уничтожать болезнетворные микроорганизмы, споры, вирусы и так далее.

В отличие от всех остальных видов стерилизации такой метод обладает достаточной проникающей способностью. Это позволяет обрабатывать герметично упакованную продукцию, например, медицинские маски: генерируемые потоки ускоренных электронов способны проникать сквозь упаковку, не нарушая её целостности, что исключает возможность повторного загрязнения продукции. Кроме того, после обработки продукции потоком ускоренных электронов изделия сразу становятся пригодными к использованию. Не требуется дегазация (в отличие от других методов стерилизации) или другие необходимые действия, перед фактическим использованием. Не стоит также забывать и об экологичности – при таком способе стерилизации отсутствует побочное химическое и иное загрязнение в процессе обработки.Чекап для искусственного интеллекта: зачем и как тестировать ИИ-решения?

В период пандемии COVID-19 в 2020 году стерилизацию проводили для большого объема медицинских масок, которые необходимы в качестве средства индивидуальной защиты как медицинским работникам, так и просто жителям. Стерилизовали лабораторные системы для забора биологического материала и последующей его транспортировки в лаборатории, специализирующиеся на обнаружении вирусов, в том числе SARS-CoV-2.

Принцип технологии стерилизации потоком электронов реализован компанией Rusatom Healthcare на предприятии «Стерион». Всё технологическое оборудование для стерилизации произведено предприятиями "Росатома":

• линейный ускоритель электронов – в Научно-исследовательском институте электрофизической аппаратуры им Ефремова;
• спец конвейер – в Научно-исследовательском институте технической физики и автоматизации.

Объем заказов в условиях пандемии был таким, что предприятие было вынуждено функционировать круглосуточно, в три смены. В основном заказы из России, есть несколько заказчиков из близлежащих стран.

Оборудование для ядерной медицины

Основная статья: Оборудование для ядерной медицины (мировой рынок)

Среди оборудования в диагностике используются в основном однофотонные эмиссионные компьютерные томографы (SPECT, улавливают гамма-излучение) и позитронно-эмиссионные томографы (ПЭТ-сканеры), а в лечении преобладает радиойодтерапия.

В России

Основная статья: Ядерная медицина в России

В мире

2024: Создан новый материал для защиты от радиации. Он безопаснее свинца

В конце мая 2024 года специалисты из Хэфэйского научно-исследовательского института физических наук Китайской академии наук сообщили о разработке нового композитного материала для защиты от радиации. Утверждается, что он безопаснее свинца и может найти широкое примение в ядерной медицине.

Свинец используется для радиационной защиты в рентгеновских установках и в ядерных реакторах: благодаря высокой плотности он эффективно останавливает гамма- и рентгеновское излучение. Однако свинец является токсичным. Другой недостаток — значительная масса готового изделия. Китайские ученые предложили альтернативу на основе самария — твердого редкоземельного металла.

𝓲

Phys.org

В ходе исследователей специалисты методом гомогенного соосаждения синтезировали набор микронных пластин Sm2O3 с различными свойствами. Затем они были использованы для армирования борсодержащего полиэтилена. В результате, удалось получить композитный материал, который обладает высокими прочностными характеристиками, хорошей термостабильностью и эффективно защищает от радиации.

Испытания показали, что лист из композитного материала нового типа толщиной 15 см может блокировать 98,7% нейтронного излучения от источника 252Cf и 72,1% гамма-излучения от источника 137Cs.

Необходимы дополнительные исследования того, как микроструктура материалов влияет на их защитные свойства. Отмечается, что разработка наполнителей со специфическими характеристиками на основе редкоземельных металлов может привести к созданию более совершенных средств защиты от рентгеновского и гамма-излучения. В перспективе такие материалы могут найти применения в различных областях, в том числе в медицине. Работа, проделанная китайскими исследователями, представляет собой новую стратегию развития технологий радиационной защиты с точки зрения материаловедения.^[2]

2023: «Росатом» поставил в Индию первую партию изотопов для диагностики онкологических заболеваний

Госкорпорация «Росатом» начала поставки российской изотопной продукции в Индию. Об этом Zdrav.Expert сообщили представители дивизиона «Технологии здоровья» госкорпорации 5 июля 2023 года.

Первая партия генераторов германия-68/галлия-68 (Ge-68/Ga-68) производства ЗАО «Циклотрон» (г. Обнинск) была поставлена ««Всерегиональным объединением "Изотоп"» (входит в дивизион «Русатом Хэлскеа») в рамках контракта с локальным дистрибьютором продукции медицинского назначения Esente Healthcare. Подробнее здесь.

2022: Россия и Египет договорились совместно создавать препараты для ядерной медицины

«Русатом Хэлскеа», единый интегратор в области радиационных технологий для медицины и промышленности в контуре Госкорпорации «Росатом», и египетская фармацевтическая компания Pharco Pharmaceuticals договорились о дальнейшем развитии сотрудничества и реализации совместных проектов. Соответствующий меморандум, закрепивший намерения сторон, компании подписали 5 июня 2022 года. Подробнее здесь.

2021: «Росатом» договорился о строительстве центра ядерных технологий в Сербии

9 декабря 2021 года было объявлено о заключении соглашения между «Росатомом» и правительством Сербии. Договор предполагает строительство в этой стране центра ядерных технологий, в который в течение трех лет войдут проекты ядерной медицины на базе циклотронного комплекса, а также объекты по производству радиофармпрепаратов. Подробнее здесь.

2020

Росатом отправил в Таиланд циклотрон, изготовленный для Института ядерных исследований

C 15 по 17 июля 2020 года на площадке АО «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова» (Санкт-Петербург) прошла отгрузка оборудования, входящего в состав изохронного циклотрона СС-30/15. Девять контейнеров общим весом груза 120 тонн отправились в таиландскую провинцию Накхоннайок. Об этом Zdrav.Expert стало известно 18 июля 2020 года. Подробнее здесь.

Росатом создал в Таиланде циклотронный комплекс для производства радиофармпрепаратов

30 марта 2020 года Zdrav.Expert стало известно, что «Русатом Хелскеа» провел приемо-сдаточные испытания циклотронного комплекса для нужд ядерной медицины в Таиланде. Радиофармпрепараты, которые можно будет синтезировать в радиохимической лаборатории комплекса Таиланда, предоставят возможность проводить высокоэффективную диагностику и терапию широкого спектра заболеваний в области онкологии и кардиологии. Подробнее здесь.

Объем рынка $13,2 млрд

Мировой рынок ядерной медицины в 2019 году составил 13,2 млрд долларов, к 2030 году он достигнет $33,3 млрд, примерно в равном стоимостном отношении по объему производства оборудования и радиофармацевтических препаратов^[3].

2018: Риск развития катаракты у работников ядерной медицины

В выпуске за февраль 2018 года журнала Radiology было опубликовано исследование, согласно которому у рентгенологов, занимающихся ядерной медициной – как диагностическими, так и лечебными процедурами, – риск развития катаракты на 8% выше, чем у тех, кто никогда не проводил подобных процедур.

За последние десятилетия количество ядерных процедур, проводимых ежегодно, возросло с 7 миллионов в начале 1980-х до 18 миллионов в 2006 году. При этом стали чаще использоваться процедуры с высокой дозой облучения, такие как исследования сердца и ПЭТ, сообщают авторы. А специалисты, работающие в области ядерной медицины, вынуждены находиться в тесном контакте с радиоактивными препаратами во время приготовления или проведения инъекции.

Несмотря на то, что влияние радиационного облучения среди медицинского персонала широко изучено, влияние процедур ядерной медицины на рентгенологов до сих пор освещалось недостаточно. Согласно докладу Научного комитета Организации объединенных наций (ООН) за 2008 год, хотя работники ядерной медицины составляют только 5% специалистов, подвергающихся воздействию радиации на рабочем месте, они получают 10% от общей дозы облучения.

У рентгенологов, занимающихся ядерной медициной – как диагностическими, так и лечебными процедурами, – риск развития катаракты на 8% выше, чем у тех, кто никогда не проводил подобных процедур

Катаракта - это реакция ткани на излучение, которая может возникать при пороговых значениях 2 Гр, хотя в некоторых исследованиях предполагалось, что развитие катаракты может быть индуцировано и при более низких уровнях излучения. Исследователи оценили риск развития катаракты среди американских рентгенологов на основе их рабочих записей и использованных методов радиационной защиты. Авторы исследования использовали данные двух опросов, проведенных в 2003-2005 гг. и 2012-2013 гг.; в целом в опросах участвовало 42 545 радиологов, выявленных по данным Американского реестра рентгенологов. Наблюдение за этими участниками длилось в среднем 7,5 лет и проводилось с момента заполнения первого опросника до заполнения второго либо до выявления катаракты. В целом было выявлено 7137 случаев катаракты среди участников исследования.

Согласно проведенному анализу, 30% участников выполняли процедуры ядерной медицины не реже одного раза в неделю. Исследователи обнаружили повышенный риск катаракты среди рентгенологов, которые выполнили хотя бы одну процедуру ядерной медицины, по сравнению с теми, кто никогда не проводил подобных процедур: риск возрастал на 7% у специалистов, проводивших диагностические исследования, и на 10 % - у тех, кто занимался лечебными процедурами.

Кроме того, риск возникновения катаракты был выше для рентгенологов, которые выполняли диагностические процедуры в 1980-2000 годах, по сравнению со специалистами, приступившими к работе в 1950-х годах. Аналогично риск был выше у рентгенологов, занимавшихся лечебными процедурами ядерной медицины в 1970-2000 годах, по сравнению со специалистами, работавшими до 1970 года.

Хотя исследователи обнаружили, что в 1980-х годах риск развития катаракты у рентгенологов немного снизился благодаря применению защиты во время терапевтических процедур ядерной медицины, в целом не было выявлено никакой связи между риском развития катаракты и использованием методов радиационной защиты.

Впрочем, авторы отмечают, что у исследования имелись свои ограничения; в частности, не проводилась индивидуальная профессиональная дозиметрическая оценка. Авторы считают, что связь между риском развития катаракты и процедурами ядерной медицины требует дополнительных исследований.

«Чтобы подтвердить и количественно определить связь между развитием катаракты и этими процедурами, ключевым направлением дальнейшего изучения должна стать оценка индивидуальных доз облучения», - заключили исследователи.[4]

Примечания