การฉายรังสีทางคลินิก

การฉายรังสีทางคลินิกคือการวัดกัมมันตภาพรังสีของร่างกายทั้งหมดหรือบางส่วนหลังจากนำยาเภสัชรังสีเข้าสู่ร่างกาย โดยปกติแล้วจะใช้เรดิโอนิวไคลด์ที่ปล่อยรังสีแกมมาในทางคลินิก หลังจากนำยาเภสัชรังสีที่มีเรดิโอนิวไคลด์ดังกล่าวเข้าสู่ร่างกายแล้ว รังสีจะถูกตรวจจับโดยเครื่องตรวจจับประกายแสงซึ่งอยู่เหนือส่วนที่เกี่ยวข้องของร่างกายผู้ป่วย ผลการศึกษามักจะแสดงบนกระดานไฟเป็นจำนวนพัลส์ที่บันทึกได้ในช่วงระยะเวลาหนึ่งหรือเป็นอัตราการนับ (เป็นพัลส์ต่อนาที) ในทางคลินิก วิธีนี้ไม่มีความสำคัญมากนัก โดยปกติจะใช้ในกรณีที่จำเป็นต้องระบุและประเมินการรวมตัวของเรดิโอนิวไคลด์เมื่อเข้าสู่ร่างกายมนุษย์โดยไม่ได้ตั้งใจ เช่น เกิดจากความประมาทเลินเล่อ หรือจากภัยพิบัติ

วิธีที่น่าสนใจกว่าคือการฉายรังสีแบบทั้งร่างกาย วิธีนี้จะทำให้คนๆ หนึ่งอยู่ในห้องที่มีพื้นหลังต่ำพิเศษซึ่งมีเครื่องตรวจจับประกายแสงที่ปรับทิศทางได้หลายตัว วิธีนี้ทำให้สามารถบันทึกรังสีกัมมันตภาพรังสีจากทั้งร่างกายได้ และภายใต้สภาวะที่รังสีพื้นหลังตามธรรมชาติมีอิทธิพลน้อยที่สุด ซึ่งอย่างที่ทราบกันดีว่าอาจมีปริมาณสูงมากในบางพื้นที่ของพื้นผิวโลก หากระหว่างการฉายรังสี พบว่าส่วนใดของร่างกาย (อวัยวะ) ถูกปกคลุมด้วยแผ่นตะกั่ว ก็สามารถประเมินการมีส่วนสนับสนุนของส่วนนั้นของร่างกาย (หรืออวัยวะที่อยู่ใต้แผ่นตะกั่ว) ต่อกัมมันตภาพรังสีโดยรวมของร่างกายได้ วิธีนี้ทำให้สามารถศึกษาการเผาผลาญของโปรตีน วิตามิน ธาตุเหล็ก และกำหนดปริมาตรของน้ำนอกเซลล์ได้ วิธีนี้ยังใช้ในการตรวจคนที่มีการปนเปื้อนของนิวไคลด์กัมมันตภาพรังสีโดยไม่ได้ตั้งใจ (แทนการฉายรังสีทางคลินิกแบบธรรมดา)

เรดิโอมิเตอร์อัตโนมัติใช้สำหรับเรดิโอเมตรในห้องปฏิบัติการ เรดิโอเมตรมีหลอดทดลองที่มีสารกัมมันตรังสีอยู่บนสายพานลำเลียง ภายใต้การควบคุมของไมโครโปรเซสเซอร์ หลอดทดลองจะถูกป้อนไปที่หน้าต่างเคาน์เตอร์บ่อน้ำโดยอัตโนมัติ หลังจากเรดิโอเมตรเสร็จสิ้น หลอดทดลองจะถูกเปลี่ยนโดยอัตโนมัติ ผลการวัดจะถูกคำนวณในคอมพิวเตอร์ และหลังจากประมวลผลที่เหมาะสมแล้ว จะถูกส่งไปยังอุปกรณ์พิมพ์ เรดิโอมิเตอร์สมัยใหม่ทำการคำนวณที่ซับซ้อนโดยอัตโนมัติ และแพทย์จะได้รับข้อมูลที่พร้อมใช้งาน เช่น เกี่ยวกับความเข้มข้นของฮอร์โมนและเอนไซม์ในเลือด ซึ่งบ่งชี้ถึงความแม่นยำของการวัดที่ทำ หากปริมาณงานในเรดิโอเมตรในห้องปฏิบัติการมีขนาดเล็ก เรดิโอมิเตอร์ที่ง่ายกว่าจะถูกใช้กับการเคลื่อนย้ายหลอดทดลองด้วยมือและเรดิโอเมตรด้วยมือในโหมดที่ไม่ใช่อัตโนมัติ

การวินิจฉัยด้วยนิวไคลด์กัมมันตรังสีในหลอดทดลอง (จากภาษาละติน vitrum แปลว่า แก้ว เนื่องจากการศึกษาทั้งหมดดำเนินการในหลอดทดลอง) หมายถึงการวิเคราะห์ด้วยจุลภาคและอยู่ในตำแหน่งที่อยู่ระหว่างรังสีวิทยาและชีวเคมีทางคลินิก ช่วยให้ตรวจจับการปรากฏตัวของสารต่างๆ ที่มีต้นกำเนิดจากภายในและภายนอกในของเหลวในร่างกาย (เลือด ปัสสาวะ) ซึ่งมีอยู่ในปริมาณที่ไม่สำคัญหรือตามที่นักเคมีกล่าวว่ามีความเข้มข้นที่ลดลง สารดังกล่าวได้แก่ ฮอร์โมน เอนไซม์ ยาที่นำเข้าสู่ร่างกายเพื่อวัตถุประสงค์ในการรักษา เป็นต้น

ในโรคต่างๆ เช่น มะเร็งหรือกล้ามเนื้อหัวใจตายเฉียบพลัน สารเฉพาะของโรคเหล่านี้จะปรากฏในร่างกาย สารเหล่านี้เรียกว่า มาร์กเกอร์ (จากคำในภาษาอังกฤษว่า mark) ความเข้มข้นของมาร์กเกอร์นั้นน้อยมากเช่นเดียวกับฮอร์โมน ซึ่งก็คือโมเลกุลเดี่ยวในเลือด 1 มิลลิลิตร

การศึกษาเหล่านี้ทั้งหมดซึ่งมีความแม่นยำเป็นพิเศษ สามารถดำเนินการได้โดยใช้การวิเคราะห์รังสีภูมิคุ้มกันวิทยา ซึ่งพัฒนาขึ้นในปี 1960 โดยนักวิจัยชาวอเมริกัน S. Berson และ R. Yalow ซึ่งต่อมาได้รับรางวัลโนเบลสำหรับผลงานนี้ การนำไปใช้ในทางคลินิกอย่างกว้างขวางถือเป็นก้าวกระโดดครั้งสำคัญในด้านการวิเคราะห์จุลภาคและการวินิจฉัยโรคด้วยเรดิโอนิวไคลด์ เป็นครั้งแรกที่แพทย์ได้รับโอกาส และเป็นโอกาสที่แท้จริงอย่างยิ่งในการถอดรหัสกลไกการพัฒนาของโรคต่างๆ และวินิจฉัยโรคได้ตั้งแต่ระยะเริ่มแรก นักต่อมไร้ท่อ นักบำบัด สูติแพทย์ และกุมารแพทย์มองเห็นความสำคัญของวิธีการใหม่นี้อย่างชัดเจนที่สุด

หลักการของวิธีการทางภูมิคุ้มกันวิทยาด้วยรังสีประกอบด้วยการจับแบบแข่งขันของสารที่เสถียรและติดฉลากคล้ายคลึงตามที่ต้องการกับระบบตัวรับเฉพาะ

ในการดำเนินการวิเคราะห์ดังกล่าว จะต้องมีการผลิตชุดสารเคมีมาตรฐาน โดยแต่ละชุดได้รับการออกแบบมาเพื่อกำหนดความเข้มข้นของสารเฉพาะอย่างหนึ่ง

ดังที่เห็นในรูป ระบบการจับ (โดยปกติคือแอนติบอดีจำเพาะหรือแอนติซีรั่ม) จะทำปฏิกิริยากับแอนติเจนสองตัวพร้อมกัน โดยตัวหนึ่งเป็นแอนติเจนที่ต้องการ และอีกตัวเป็นแอนติเจนที่ติดฉลากไว้ สารละลายที่ใช้คือแอนติเจนที่ติดฉลากจะมีแอนติบอดีมากกว่าปกติเสมอ ในกรณีนี้ แอนติเจนที่ติดฉลากและไม่ได้ติดฉลากจะต่อสู้กันอย่างจริงจังเพื่อเชื่อมต่อกับแอนติบอดี แอนติเจนที่ติดฉลากและไม่ได้ติดฉลากจะอยู่ในอิมมูโนโกลบูลินของคลาส G

แอนติบอดีจะต้องมีความจำเพาะสูง กล่าวคือ ตอบสนองเฉพาะกับแอนติเจนที่กำลังศึกษาเท่านั้น แอนติบอดีจะรับแอนติเจนเฉพาะที่ตำแหน่งการจับแบบเปิดเท่านั้น และในปริมาณที่เป็นสัดส่วนกับจำนวนแอนติเจน กลไกนี้เรียกอีกอย่างว่าปรากฏการณ์ "กุญแจและลูกกุญแจ" ยิ่งแอนติเจนที่ต้องการมีปริมาณเริ่มต้นในสารละลายที่ทำปฏิกิริยามากเท่าไร ระบบการจับก็จะจับแอนติเจนที่เป็นสารกัมมันตรังสีได้น้อยลงเท่านั้น และปริมาณของแอนติเจนจะยังคงไม่จับกับแอนติเจนมากขึ้นเท่านั้น

พร้อมกันกับการกำหนดความเข้มข้นของสารที่ต้องการในเลือดของผู้ป่วย ภายใต้เงื่อนไขเดียวกันและด้วยสารเคมีเดียวกัน การศึกษาซีรัมมาตรฐานที่มีความเข้มข้นของแอนติเจนที่ต้องการที่กำหนดอย่างแม่นยำก็ดำเนินการขึ้น โดยอิงจากอัตราส่วนของกัมมันตภาพรังสีของส่วนประกอบที่ทำปฏิกิริยา กราฟการปรับเทียบจะถูกสร้างขึ้นโดยสะท้อนถึงความสัมพันธ์ระหว่างกัมมันตภาพรังสีของตัวอย่างกับความเข้มข้นของสารที่กำลังศึกษา จากนั้นโดยการเปรียบเทียบกัมมันตภาพรังสีของตัวอย่างวัสดุที่ได้จากผู้ป่วยกับกราฟการปรับเทียบ ความเข้มข้นของสารที่ต้องการในตัวอย่างก็จะถูกกำหนดขึ้น

การวิเคราะห์เรดิโอนิวไคลด์ในหลอดทดลองเริ่มถูกเรียกว่าการวิเคราะห์เรดิโออิมมูโนโลยี เนื่องจากการวิเคราะห์ดังกล่าวใช้ปฏิกิริยาทางภูมิคุ้มกันระหว่างแอนติเจนและแอนติบอดีเป็นพื้นฐาน อย่างไรก็ตาม การศึกษาในหลอดทดลองประเภทอื่นๆ ถูกสร้างขึ้นในภายหลัง โดยมีวัตถุประสงค์และวิธีการที่คล้ายกัน แต่มีรายละเอียดที่แตกต่างกัน ดังนั้น หากใช้แอนติบอดีเป็นสารที่มีฉลาก ไม่ใช่แอนติเจน การวิเคราะห์ดังกล่าวจะเรียกว่าการวิเคราะห์อิมมูโนเรดิโอเมตริก หากใช้ตัวรับเนื้อเยื่อเป็นระบบยึดเกาะ ก็จะเรียกว่าการวิเคราะห์เรดิโอรีเซพเตอร์

การศึกษาเรดิโอนิวไคลด์ในหลอดทดลองประกอบด้วย 4 ขั้นตอน

• ขั้นตอนแรกคือการผสมตัวอย่างทางชีวภาพที่วิเคราะห์แล้วกับรีเอเจนต์จากชุดทดสอบที่มีแอนติซีรั่ม (แอนติบอดี) และระบบจับยึด การปรับแต่งด้วยสารละลายทั้งหมดดำเนินการโดยใช้ไมโครปิเปตแบบกึ่งอัตโนมัติพิเศษ ในห้องปฏิบัติการบางแห่งจะดำเนินการโดยใช้เครื่องจักร
• ขั้นตอนที่สองคือการฟักส่วนผสม โดยจะดำเนินต่อไปจนกว่าจะถึงจุดสมดุลไดนามิก โดยระยะเวลาการฟักจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ไม่กี่นาทีไปจนถึงหลายชั่วโมงหรือหลายวัน ขึ้นอยู่กับความจำเพาะของแอนติเจน
• ขั้นตอนที่สามคือการแยกสารกัมมันตรังสีอิสระและสารกัมมันตรังสีที่จับกัน เพื่อจุดประสงค์นี้ จะใช้สารดูดซับที่มีอยู่ในชุด (เรซินแลกเปลี่ยนไอออน คาร์บอน เป็นต้น) เพื่อทำให้เกิดสารเชิงซ้อนแอนติเจน-แอนติบอดีที่หนักกว่า
• ขั้นตอนที่สี่คือการวัดรังสีของตัวอย่าง การสร้างเส้นโค้งการสอบเทียบ การกำหนดความเข้มข้นของสารที่ต้องการ งานทั้งหมดนี้ดำเนินการโดยอัตโนมัติโดยใช้เครื่องวัดรังสีที่ติดตั้งไมโครโปรเซสเซอร์และเครื่องพิมพ์

จากที่กล่าวมาข้างต้น จะเห็นได้ว่าการวิเคราะห์ทางภูมิคุ้มกันวิทยาด้วยรังสีนั้นใช้ฉลากแอนติเจนกัมมันตภาพรังสีเป็นหลัก อย่างไรก็ตาม โดยหลักการแล้ว สารอื่นๆ สามารถใช้เป็นฉลากแอนติเจนหรือแอนติบอดีได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเอนไซม์ สารเรืองแสง หรือโมเลกุลเรืองแสงสูง นี่คือพื้นฐานสำหรับวิธีการวิเคราะห์ด้วยไมโครใหม่ ได้แก่ อิมมูโนเอนไซม์ อิมมูโนลูมิเนสเซนต์ อิมมูโนฟลูออเรสเซนต์ บางวิธีมีแนวโน้มดีและแข่งขันกับการวิจัยทางภูมิคุ้มกันวิทยาด้วยรังสีได้

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]