Мир помнит ужасные последствия применения ядерного оружия и катастроф на атомных электростанциях. Из-за радиофобии после аварии на Чернобыльской АЭС пришлось даже изменить название одного из методов диагностики: ядерная магнитно-резонансная томография лишилась первого слова и превратилась в магнитно-резонансную томографию.
Тем не менее техногенная радиация, которую используют в медицине, — вовсе не монстр. Рентген, без которого сегодня трудно представить диагностику переломов и многого другого, — лишь вершина айсберга. Рассказываем о других радиоактивных технологиях на службе у здоровья.
Радиоактивный сахар
Рентгенография, компьютерная томография, магнитно-резонансная томография, УЗИ — эти исследования помогают изучить структуру органов и тканей, но не способны отобразить происходящие в них метаболические процессы. В этом помогает гамма-излучение. Его используют при проведении позитронно-эмиссионной томографии, сокращенно — ПЭТ.
В организм вводят безопасное радиоактивное вещество, которое накапливается в определенных клетках и которое можно зарегистрировать с помощью специального аппарата. Врач получает снимки и даже трехмерные изображения со «светящимися» пятнами, которые соответствуют местам накопления радиофармпрепарата. В качестве последнего чаще всего используют разные сахара – впоследствии организм от них легко избавляется. ПЭТ можно сочетать с компьютерной томографией — это помогает получать еще более информативные изображения.
Дозы радиации во время позитронно-эмиссионной томографии настолько низкие, что не могут причинить вреда. Исследование опасно только во время беременности. Беременным женщинам противопоказана и рентгенография, и компьютерная томография, и даже МРТ делают в крайних случаях, с большой осторожностью.
ПЭТ широко применяют в онкологии: если ввести радиофармпрепарат и просканировать все тело, можно обнаружить метастазы, которые не удается выявить другими методами. Также метод используют в неврологии, кардиологии, при некоторых инфекциях.
Лимфатический дозор
Когда хирург удаляет злокачественную опухоль, перед ним стоит сложная задача: нужно принять правильное решение относительно объема операции. Если удалить слишком мало ткани, в организме останутся раковые клетки, это грозит рецидивом. Удалять слишком много тканей тоже нежелательно.
Не всегда понятно, как быть с близлежащими – их называют регионарными — лимфатическими узлами. А вдруг в них тоже уже распространились раковые клетки? Раньше врачи удаляли их «на всякий случай». Из-за этого у многих пациентов после операции развивалось осложнение – лимфедема. Из-за удаленных лимфоузлов нарушается отток лимфы, жидкость застаивается в тканях, развивается отек. Например, после удаления лимфатических узлов при раке молочной железы бывает лимфедема руки.
Сегодня у хирургов появился надежный инструмент, который помогает оценить состояние регионарных лимфоузлов и избежать их ненужного удаления. И здесь на помощь снова приходит радиация. Процедура называется сентинель-биопсией или биопсией сторожевого лимфатического узла. По сути это аналог позитронно-эмиссионной томографии. Во время операции в опухоль вводят безопасный радиоактивный препарат. Он проникает в лимфатические сосуды и по ним начинает распространяться. В первую очередь он попадает в так называемые сторожевые, или сигнальные, лимфоузлы, которые находятся ближе всего к опухоли и первыми принимают от нее лимфу. Сигнальные лимфоузлы обнаруживают с помощью специального устройства – гамма-камеры. Радиофармпрепарат заставляет их «светиться». Эти лимфоузлы удаляют и исследуют под микроскопом. Если они «чистые», значит, опухолевые клетки не успели распространиться с током лимфы, и регионарные лимфоузлы можно не удалять.
Справедливости ради стоит отметить, что сентинель-биопсию можно проводить не только с помощью радиофармпрепаратов и гамма-камеры. Сегодня есть более безопасные методы, например, флуоресцентные красители.
Ядерное оружие против неправильных клеток
Ионизирующее излучение опасно для человека и других живых организмов в первую очередь за счет того, что оно повреждает ДНК – хранилище генетической информации. Это происходит двумя путями:
- Поток частиц может непосредственно повреждать ДНК путем ионизации.
- Вода, которая находится в клетках, поглощает радиацию, в ней образуются свободные радикалы, они повреждают генетический материал.
Повреждение ДНК приводит к апоптозу — запрограммированной клеточной смерти, вредным мутациям, которые могут передаваться потомкам, злокачественному перерождению клеток. К радиации наиболее чувствительны ткани, в которых происходит активное размножение клеток: кожа и слизистые оболочки, красный костный мозг, тестикулы и женские яичники.
Очень быстро размножаются опухолевые клетки – а значит, ионизирующее излучение можно поставить на службу медицине для борьбы с раком. Эта идея возникла почти сто лет назад, она привела к возникновению лучевой терапии. Для облучения опухолей используют разные виды ионизирующих излучений: рентгеновское (доза при этом многократно выше, чем при обычной рентгенографии), альфа-, бета- и гамма-излучение, поток нейтронов, протонов.
Главная проблема лучевой терапии в том, что облучать нужно только опухолевую, но не здоровые ткани. В противном случае возникают серьезные осложнения. Решения есть. Например, при 3D-конформной лучевой терапии выполняют объемное планирование, процедуру проводят специальным аппаратом. Пациент должен быть неподвижен, чтобы облучаемый объем в точности соответствовал положению опухоли. Это помогает существенно снизить лучевую нагрузку на здоровые ткани.
При некоторых типах рака применяют брахитерапию — источник излучения помещают прямо в организм пациента, рядом с опухолью. Например, при раке простаты в предстательную железу можно поместить небольшую капсулу размером с рисовое зернышко. Она в течение нескольких месяцев выделяет ионизирующее излучение, которое задерживается в опухоли и не распространяется в окружающую здоровую ткань.
Нож без ножа
Радиация способна «вырезать» некоторые патологические образования не хуже скальпеля. При этом не нужно делать разрез: гамма-лучи отлично проникают через кожу. Высокая точность вмешательства, отсутствие выраженной травмы тканей и кровопотери, быстрое восстановление (заниматься привычными делами можно уже спустя несколько часов после операции) — все это преимущества стереотаксической радиохирургии. Правда, пока она нашла применение только в неврологии.
Операции без скальпеля проводят с помощью специального аппарата – гамма-ножа, разработанного в 1968 году. Он генерирует 201 луч, который сходится в одной точке — там, где находится опухоль или другое патологическое образование. Каждый луч по отдельности очень слаб и не может навредить тканям, через которые проходит. Но в «эпицентре» доза разрушительна. С помощью гамма-ножа можно лечить метастазы разных опухолей в головном мозге, артериовенозные мальформации, невралгию тройничного нерва, менингиомы, акустические невриномы, глиомы, опухоли гипофиза. На данный момент процедуру прошло более 850 000 пациентов.
В России есть три установки гамма-нож: в Москве, Санкт-Петербурге и в Ханты-Мансийске. Аналог гамма-ножа – кибернож. Он работает по схожему принципу, но использует рентгеновские лучи. Кибернож появился позднее – в 1992 году. На данный момент в мире 250 таких аппаратов, лечение прошло более 100 000 пациентов.
Убийца микробов
Ионизирующее излучение отлично убивает болезнетворные микроорганизмы, вирусы, насекомых-вредителей. С помощью радиации можно стерилизовать разные предметы и даже продукты.
Например, гамма-излучением можно быстро обрабатывать огромные партии шприцев, катетеров, наборов для переливания крови и других медицинских изделий прямо в упаковке. При этом для микроорганизмов наступает самый настоящий конец света – в живых остается лишь одна бактерия на миллион изделий.
Сегодня в Европе и США радиацией обрабатывают более 68 видов пищевых продуктов: полуфабрикаты, мясо, рыбу, морепродукты, картофель, концентраты фруктовых соков, ягоды и фрукты, корма для сельскохозяйственных животных. В западных странах процесс поставлен на промышленный поток.
Исследования показывают, что ионизирующее излучение не делает продукты «зараженными» радиацией и опасными для людей. И все же для облученных продуктов существует специальная международная маркировка – в магазине их можно легко отличить по яркому зеленому значку. Из ионизирующих излучений для дезинфекции используют гамма- и рентгеновские лучи. А для обработки поверхностей применяют неионизирующее излучение – ультрафиолетовое. Лампы для «кварцевания» можно встретить в любой больнице.
Читайте также, как защититься от радиации в экстренных ситуациях.
