Я́дерная медици́на — раздел клинической медицины, который занимается применением радионуклидных фармацевтических препаратов в диагностике и лечении. Ядерная медицина связана с использованием радионуклидов в медицине для диагностики, определения стадии заболевания, терапии и мониторинга реакции на процесс заболеванияФизика ядерной медицины: пособие для преподавателей и студентов. МАГАТЭ / Препринт / Перевод на русский под ред. Н.М. Богатов, А.Л. Еремин, Л.Р. Григорьян, М.С. Коваленко. – Краснодар: КубГУ, 2024. – 724 с.. Иногда к ядерной медицине относят также методы дистанционной лучевой терапии. В диагностике использует главным образом однофотонные эмиссионные компьютерные томографы (SPECT, улавливают гамма-излучение) и позитронно-эмиссионные томографы (ПЭТ-сканеры), в лечении преобладает радиойодтерапия.
Код науки по 4-значной классификации ЮНЕСКО (англ.) — 3204.01 (раздел — медицина)
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.
Области применения Ядерная медицина применяется в следующих областях (на примере США): кардиология — 46 % от общего числа диагностических исследований, онкология — 34 %, неврология — 10 %. 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.
История
Диагностирование
Отцом радиоизотопной диагностики считается венгр Д. Хевеши, в 1913 году предложивший использовать в биологических исследованиях метод меченых атомов, за что в 1943 году удостоился Нобелевской премии по химии. В 1951 году Бенедикт Кассен с коллегами создал для целей радионуклидной диагностики . Сканер Кассена более чем на два десятилетия стал главным инструментом ядерной медицины. В 1953 году Гордон Броунелл создаёт в Массачусетском технологическом институте первый прототип ПЭТ-сканера. В 1958 году усовершенствовал свою первую гамма-камеру, создав «сцинтиляционную камеру» (камера Anger), которая дала возможность одномоментного диагностирования объекта без перемещения сканера. создаёт в 1959 году в Пенсильванском университете предшественника однофотонного эмиссионного компьютерного томографа. В 1960 году Розалин Сасмен Ялоу и Соломон Берсон опубликовали информацию об открытом ими методе радиоиммунного анализа, открывшем дорогу для диагностики in vitro. В 1961 году Джеймс Робертсон создаёт в Брукхейвенской национальной лаборатории ПЭТ-томограф современного типа.
Лечение В 1901 году французские физики и Эжен Блох впервые применили радий для лечения кожного туберкулёза. Американский изобретатель Александр Белл предложил в 1903 году использовать радий для лечения опухолей. В 1923 году Наркомат здравоохранения СССР издал приказ о применении 224Ra для облегчения болей в суставах. В 1936 году Джон Лоуренс, брат изобретателя циклотрона, лечит в Радиационной лаборатории Беркли лейкемию с помощью 32P. В январе 1941 года приготовил первый лечебный препарат на основе 131I для пациента Массачусетского госпиталя, страдавшего диффузным токсическим зобом. В 1952 году тот же Джон Лоуренс совместно с Корнелиусом Тобиасом использует пучок альфа-частиц для лечения опухоли гипофиза.
Препараты
В 1929 году Эрнест Лоуренс изобрёл циклотрон, ставший главным инструментом для получения радионуклидов. В 1938 году Гленн Сиборг вместе с Эмилио Сегре получили на циклотроне Лоуренса 99TC. 26 ноября 1940 года зав. биофизическим отделом Всесоюзного института экспериментальной медицины Г. М. Франк выступил на V Всесоюзном совещании по вопросам атомного ядра с докладом об использовании радиоактивных изотопов в биологии. В августе 1946 года был создан изотоп специально для медицинских целей — 14C, и первые образцы его переданы для использования в Barnard Free Skin&Cancer Hospital и Mallinckrodt Institute of Radiology (оба — Сент-Луис). В 1946 году в СССР под руководством Г. М. Франка создаётся Радиационная лаборатория № 8, которая через 2 года преобразуется в Институт биологической физики АМН СССР (с 2007 года — Федеральный медицинский биофизический центр имени А. И. Бурназяна). С момента создания Институт являлся ведущим советским разработчиком радиофармпрепаратов. В 1951 году американское Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств официально разрешает 131I к применению на людях.
Организационное оформление В 1954 году в Рестоне (штат Вирджиния) создаётся неправительственное , начиная с 1964 года оно издаёт «». В 1971 году Общество выступило одним из учредителей . Будучи членом , Палата получила право официально сертифицировать специалистов в области ядерной медицины. В 1974 году появилась , которая уполномочена присваивать специалистам в области ядерной медицины степень .
В 1980 году в Милане создано Европейское общество терапевтической радиологии и онкологии (European Society for Therapeutic Radiology and Oncology, ESTRO), а в 1985 году в Лондоне — .
Технологии
Диагностика
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.
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. Изотопы производятся в ядерных реакторах и на циклотронах, затем синтезируются с биологическими маркёрами в готовые радиофармпрепараты.
Гамма-излучение в диагностике in vivo улавливается гамма-камерами, метод называется сцинтиграфией. Первоначально использовалась планарная сцинтиграфия, дающая плоскостную проекцию, сейчас набирает популярность однофотонная эмиссионная компьютерная томография (SPECT), работающая уже с трёхмерными моделями.
Позитронное излучение фиксируют позитронно-эмиссионные томографы (ПЭТ-сканеры).
Терапия
Брахитерапия
Первым методом лечения в ядерной медицине была брахитерапия (французы предпочитают термин кюритерапия). 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. 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.
Сегодня в качестве вероятного направления эволюции брахитерапии рассматривается тераностика, которая объединяет в рамках одной процедуры как диагностику, так и лечение.
Лучевая терапия Спорным является вопрос о возможности отнесения дистанционной лучевой терапии (нейтрон-захватная терапия, протонная терапия, гамма-нож) 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», а также российское Общество ядерной медицины — в разработанном им проекте национального стандарта «Ядерная медицина. Термины и определения» и названии газеты «Вестник ядерной медицины и лучевой терапии».
В то же время на практике разделение ядерной медицины и дистанционной лучевой терапии соблюдается далеко не всегда. Так, объединяет ядерную медицину и лучевую терапию под крышей Института радиологии и ядерной медицины (Institut für Radiologie und Nuklearmedizin), Центр ядерной медицины МИФИ готовит специалистов как по ядерной медицине, так и по лучевой терапии. Открываемые в российских регионах центры ядерной медицины тоже часто предусматривают в составе оказываемой медицинской помощи лучевую терапию (напр, центр в Казани, проекты в Томске и Владивостоке).
Кибер-нож Кибернож (CyberKnife) — радиохирургическая система производства компании Accuray, состоящая из 2 элементов: небольшой линейный ускоритель, создающий излучение; 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«Reimbursement Information» . CyberKnife. Web. 10 March 2010.. Система используется для лечения опухолей поджелудочной железы, печени, простаты, позвоночника, рака горла и мозга и доброкачественных опухолей.
Современное состояние отрасли Сегодня свыше 50 % радиоактивных изотопов в мире тратится на нужды ядерной медицины. Мировой рынок радиофармпрепаратов и медтехники контролируют главным образом 5 компаний: (Великобритания), входит в состав GE HealthCare; (Италия); Bristol Myers Squibb (США); (США), бывшая Tyco Healthcare; Schering (Германия), бывшее CIS Bio international.
По степени обеспеченности ядерной медициной можно выделить следующие группы государств (по состоянию на 2005 год): высокообеспеченные — США, Япония, Германия, Бельгия, северная Италия; быстро развивающиеся — Франция, Испания, Турция; только начинающие — Канада, Бразилия, Португалия, Польша, Венгрия, Марокко, Словакия, Великобритания, Китай, Индия; ещё не принявшие решения — Алжир, Тунис, страны СНГ, Южная Америка и т. д.
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.
Россия 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). 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. В области радионуклидной терапии функционировало только 4 % от необходимого количества койко-мест. По словам бывшего министра здравоохранения Т. А. Голиковой, потребности населения в радиофармпрепаратах удовлетворены на 1—3 %.
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. 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». Вслед за ней ожидалось принятие ФЦП «Развитие ядерной медицины в РФ», однако такая программа пока не принята.