2) вторичных электронов
3) β-излучения
4) γ-излучения (+)
Радионуклид для диагностического радиофармпрепарата должен испускать гамма-кванты, способные покидать организм и регистрироваться гамма-камерой или SPECT-системой. Гамма-излучение представляет собой поток высокоэнергетических электромагнитных фотонов: оно не имеет электрического заряда и обладает достаточной проникающей способностью для получения информации о распределении препарата в тканях. Наиболее распространённый пример — технеций-99m с фотонной энергией около 140 кэВ.
В сцинтиграфии и однофотонной эмиссионной компьютерной томографии детектор регистрирует пространственное распределение гамма-квантов, на основании которого формируется изображение и оценивается функция органов. Альфа- и бета-излучение характеризуются небольшой дальностью пробега в тканях и преимущественно вызывают локальную ионизацию, поэтому чаще используются в радионуклидной терапии. Вторичные электроны возникают при взаимодействии фотонов с веществом и являются результатом поглощения или рассеяния энергии, а не оптимальным первичным сигналом для внешней регистрации.
Отдельным диагностическим методом является ПЭТ, при котором применяются позитрон-излучающие радионуклиды. После аннигиляции позитрона с электроном образуются два гамма-кванта по 511 кэВ, регистрируемые в режиме совпадений; поэтому и в этом случае конечным носителем диагностической информации служит фотонное излучение.
| Вид излучения или радионуклид | Физическая характеристика | Диагностическое значение |
|---|---|---|
| Гамма-излучение | Проникающие незаряженные фотоны, регистрируемые вне организма | Основной физический принцип сцинтиграфии и SPECT |
| Позитронное излучение | Распад с испусканием позитрона с последующей аннигиляцией | Используется в ПЭТ; регистрируются парные фотоны по 511 кэВ |
| Альфа-излучение | Поток ядер гелия с высокой линейной передачей энергии и малым пробегом | Преимущественно терапевтическое применение, а не внешняя визуализация |
| Бета-минус-излучение | Поток электронов с ограниченной дальностью пробега в тканях | Главным образом радионуклидная терапия; самостоятельная регистрация снаружи затруднена |
| Вторичные электроны | Образуются при фотоэффекте, комптоновском рассеянии и других взаимодействиях | Формируют сигнал внутри детектора, но не являются требуемым первичным излучением препарата |
| Технеций-99m | Источник гамма-квантов с периодом полураспада около 6 часов | Широко применяется для планарной сцинтиграфии и SPECT благодаря подходящей энергии фотонов |
| Фтор-18 | Позитрон-излучающий радионуклид с периодом полураспада около 110 минут | Основной радионуклид ПЭТ; визуализация основана на регистрации продуктов аннигиляции |
Таким образом, наличие регистрируемого фотонного излучения обеспечивает возможность неинвазивно определить локализацию радиофармпрепарата. Энергия гамма-квантов должна быть достаточной для выхода из тела, но соответствовать эффективному диапазону работы детектора. Для диагностических препаратов также важны короткий период полураспада, высокая радионуклидная чистота и минимальная лучевая нагрузка. При выборе радионуклида учитывают не только тип излучения, но и биокинетику препарата, органотропность и клиническую задачу.