In der Nuklearmedizin wird dem Patienten ein bestimmtes Radionuklid verabreicht, um ein bestimmtes physiologisches Phänomen durch einen speziellen Detektor, üblicherweise eine Gammakamera, die sich außerhalb des Körpers befindet, zu untersuchen. Das injizierte Radionuklid wird selektiv in bestimmten Organen (Schilddrüse, Niere usw.) abgelagert, und die Größe, Form und Funktion dieser Organe kann aus der Gammakammer abgelesen werden. Die meisten dieser Verfahren sind diagnostisch, obwohl in einigen Fällen Radionuklide zu therapeutischen Zwecken verabreicht werden.
Die in der Nuklearmedizin nützlichen Radionuklide sind die folgenden:
- In-vivo-Diagnose: Gamma-Emitter mit kurzer Halbwertszeit (Technetium-99 metastabil, Indian-111, Jod-131, Xenon-133 und Thallium-201) und Positronen-Emitter mit ultrakurzer Halbwertszeit (Kohlenstoff-11, Sauerstoff-15) Fluor-18 und Rubidium-82).
- In-vitro-Diagnose: Gamma-Strahler (Jod-125, Chrom-51 und Kobalt-57) und Beta-Strahler ( Tritium und Natrium-24).
- Therapie: Betastrahler (Jod-131, Ytrio-90 und Estrium-90).
Verwendung von Radiopharmazeutika
Radiopharmaka sind Substanzen, die dem lebenden Organismus zu diagnostischen oder therapeutischen Zwecken verabreicht werden können, um die Funktion eines Organs zu untersuchen. Derzeit werden 100 bis 300 Radiopharmaka zu diagnostischen Zwecken eingesetzt.
Die verwendeten Isotope haben eine kurze Halbwertszeit von Minuten, Stunden oder Tagen und werden in Radiopharmazielabors hergestellt, wodurch ihre Eigenschaften und ihre Reinheit garantiert werden.
Radiopharmazeutika werden normalerweise als Teil einfacher Moleküle verabreicht oder an komplexere Moleküle gebunden, die in den zu untersuchenden Organen verteilt werden sollen.
Positronenemittierende Radionuklide werden in der sogenannten Positronenemissionstomographie (PET) eingesetzt. Die von diesen Radionukliden emittierten Positronen werden mit den Atomelektronen vernichtet, wodurch zwei Gammastrahlen entstehen, die sich in entgegengesetzte Richtungen ausbreiten und mit einer Gammakamera erfasst werden, deren Detektoren sich auf beiden Seiten des Patienten befinden. Mit dieser Methode wird unter anderem die Funktion von Herz und Gehirn bewertet.
Die Qualität der mit diesem Gerät aufgenommenen Bilder ist der herkömmlicher Geräte überlegen. Derzeit werden aufgrund der hohen Kosten und der hohen Technologie nur Geräte in Ländern mit einem hohen medizinischen Technologiestand verkauft. Die hohen Kosten und die erforderliche Hochtechnologie beruhen auf der Tatsache, dass zur Herstellung dieser Isotope ein Zyklotron verfügbar sein muss.
Eine weitere wichtige Technik ist die Szintigraphie, bei der die Gammastrahlung des an das zu untersuchende Organ gebundenen Radiopharmakons in einer so genannten Gammakamera erfasst wird, deren Detektor auf dem Organ angeordnet ist und Photonen vom Radiopharmakon empfängt.
Diese Signale werden in elektrische Impulse umgewandelt, die von einem Computer verstärkt und verarbeitet werden. Diese Transformation ermöglicht die räumliche Darstellung auf einem Bildschirm oder einer Röntgenplatte, auf Papier oder die Visualisierung aufeinanderfolgender Bilder des Organs zur weiteren Untersuchung.
Gegenwärtig ermöglichen Gammakameras dreidimensionale Schnitte des Organs, wodurch die Qualität der Untersuchungen und die diagnostische Empfindlichkeit verbessert werden.
Die Schilddrüsenszintigraphie besteht darin, das Bild der Schilddrüse zu erhalten und dem Patienten ein Isotop wie Jod-131 und Technetium-99 zu geben, das in den Zellen dieser Drüse fixiert ist. Es wird zur Diagnose von Veränderungen der Schilddrüsenform, des Schilddrüsenvolumens oder der Schilddrüsenfunktion wie Kropf, Schilddrüsenüberfunktion, Schilddrüsenkrebs usw. angewendet.
Die Nebennieren-Szintigraphie ermöglicht es, Informationen über Form und Funktion der Nebennieren zu erhalten, deren Fehlfunktionen das Auftreten von Krankheiten wie Morbus Addison, Cushing-Syndrom usw. verursachen können.
Mit verschiedenen Isotopen und Darreichungsformen können Herz-Kreislauf-Erkrankungen (Angina pectoris und Myokardinfarkt), Verdauungsstörungen (von Zysten oder Tumoren bis hin zu Verdauungs- oder Darmabsorptionsstörungen) und Lungenerkrankungen (tumoröse Beteiligung der Lunge) untersucht werden.
Die Knochenszintigraphie ermöglicht die Diagnose von Infektionen und Tumoren in den Knochen, indem die Anhäufung des dem Patienten injizierten Radiopharmakons in den betroffenen Bereichen erfasst wird.
Die Untersuchungen des Zentralnervensystems (ZNS) mit diesen Szintigraphietechniken sind sehr nützlich, um die verschiedenen Arten von Demenzen, Epilepsien und Gefäß- oder Tumorerkrankungen zu untersuchen, die durch Kernspinresonanz oder Computertomographie (CT) nicht erfasst werden können.
Radioinmunoanálisis
Die als Radioimmunoassay bezeichnete Analysetechnik ermöglicht den Nachweis und die Quantifizierung vorhandener Substanzen in Blut und Urin, die mit herkömmlichen Techniken nur schwer nachzuweisen sind. Es erfolgt durch die Kombination der Antikörper-Antigen-Bindung mit der Markierung mit einem Isotop, im allgemeinen Iod-125, einer dieser beiden Komponenten, üblicherweise dem Antigen.
Um diese Art der Analyse durchzuführen, kommt der Patient nicht mit Radioaktivität in Kontakt, da die Analysen an dem dem Patienten entnommenen Blut durchgeführt werden. Aus diesem Grund wird diese Spezialität der Nuklearmedizin "in vitro" genannt.
Es ist eine Technik von großer Sensibilität, Spezifität und Genauigkeit, die auf verschiedenen Gebieten angewendet wird:
- Endokrinologie: Bestimmung von Schilddrüsen-, Nebennieren-, Gonaden- und Pankreashormonen mit dynamischen Stimulations- und Bremstests.
- Hämatologie: Bestimmungen von Vitamin B12, Folsäure usw.
- Onkologie: Bestimmung von Tumormarkern zur Diagnose und Überwachung von Tumoren.
- Virologie: Bestimmungen der Hepatitis B- und C-Marker.
- Pharmakologie und Toxikologie: Bestimmungen von Arzneimitteln im Blut, Nachweis einer möglichen Sensibilisierung des Organismus gegen Allergien.
