Радиоактивные изотопы, или радиоизотопы, — это разновидности химических элементов, которые образуются в результате естественного распада атомов. Облучение обычно считается вредным для человеческого организма, но радиоизотопы очень ценны в медицине, особенно в диагностике и лечении заболеваний.
В ядерной медицине радиоактивные изотопы используются по-разному. Одно из наиболее распространенных применений — это использование в качестве трассера, когда радиоизотоп, например технеций-99m, принимается перорально, вводится в организм в виде инъекции или вдыхается. Затем радиоизотоп циркулирует по организму или поглощается только определенными тканями. Его распространение можно отследить по испускаемому им излучению. В зависимости от используемого радиоизотопа, испускаемое излучение может быть зафиксировано с помощью различных методов визуализации, таких как однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ) или позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). С помощью такой визуализации врачи могут исследовать кровоток в определенных органах, оценить работу органов или рост костей. Радиоизотопы, как правило, имеют короткий период полураспада и обычно распадаются до того, как их излучаемая радиоактивность может нанести вред организму пациента.
Терапевтическое применение радиоизотопов обычно направлено на уничтожение клеток-мишеней. Такой подход лежит в основе радиотерапии, которая обычно используется для лечения рака и других заболеваний, связанных с аномальным ростом тканей, например гипертиреоза. При лучевой терапии рака опухоль пациента подвергается бомбардировке ионизирующим излучением, обычно в виде пучков субатомных частиц, таких как протоны, нейтроны, альфа- или бета-частицы, которые непосредственно нарушают атомную или молекулярную структуру ткани-мишени. Ионизирующее излучение вносит разрывы в двухцепочечную молекулу ДНК, вызывая гибель раковых клеток и тем самым препятствуя их размножению. Хотя радиотерапия связана с неприятными побочными эффектами, в целом она эффективно замедляет прогрессирование рака или, в некоторых случаях, даже способствует регрессии злокачественного заболевания.
Использование радиоизотопов в ядерной медицине и радиотерапии значительно продвинулось вперед с момента открытия искусственных радиоизотопов в первые десятилетия 1900-х годов. Искусственные радиоизотопы производятся из стабильных элементов, которые бомбардируются нейтронами. После этого открытия ученые начали изучать возможности применения искусственных радиоизотопов в медицине, и эта работа заложила основу ядерной медицины. Сегодня диагностические и терапевтические процедуры с использованием радиоактивных изотопов стали обычным делом.
