Радиоактивный йод

Радиоактивный йод (методы диагностики). Щитовидная железа избирательно фиксирует йод. Введение радиоактивного йода в организм позволяет проследить за состоянием функции щитовидной железы. При различных функциональных состояниях железы меняется скорость выделения йода из организма. 24-часовое накопление J131 в щитовидной железе, выраженное в процентах от введенной дозы, подвержено некоторым колебаниям. Различия в данных связаны с особенностями применявшихся методик, местности, где проводились исследования, и т. д. Для эутиреоидных групп эти данные равны 8—32%.
Результаты исследований, превышающие верхние границы этих колебаний, могут быть связаны с гиперфункцией щитовидной железы, при снижении функции они должны быть ниже нижней границы. Практически встречается довольно существенный процент перекрытий — до 10—15%. Таким образом, тест 24-часового накопления, будучи весьма простым и удобным, не всегда дает правильное представление о функции щитовидной железы. У больных тиреотоксикозом максимум накопления иногда наступает раньше 24 часов. Этим, очевидно, объясняется стремление многих исследователей определять накопление J131 в железе через короткое время после введения йода. Помимо этого, «раннее» исследование дает более четкое представление о характере йодзахватывающей функции щитовидной железы, так как к моменту «раннего» исследования меченый йод еще не успевает выделиться из щитовидной железы. Накопление в этот момент характеризует только захват йода из плазмы железой.
Л. Ларсен и Л. Янсен предлагают определять поглощение J131 после внутривенного введения раствора, содержащего радиоактивный йод. Этим избегается влияние всасывания J131 в пищеварительном тракте. Раннее определение накопления проводилось через 5—10 минут сцинтилляционным счетчиком, который помещался в 27 см от щитовидной железы. Больному вводилось 50—100 микрокюри J131. Специальным устройством проводилась постоянная запись счета на железе. Сразу же после введения раствора на кривой возникает высокий пик, вызванный появлением йода в больших сосудах шеи. Пик держится около 10 секунд, затем наблюдается снижение кривой и вновь подъем, более  медленный. Этот подъем более выражен при тиреотоксикозе, менее — при эутиреоидном зобе и снижен при гипотиреозе.
Н. М. Дразнин предложил определять накопление J131 в щитовидной железе через 2, 4 и 24 часа после введения радиоактивного йода, что позволяет обнаружить пик накопления, если он наступит ранее 24 часов. По полученным данным вычерчивают кривую накопления, оценка которой дает возможность судить о функции щитовидной железы.



Исследователи, занимавшиеся изучением кривой накопления J131 в железе у эутиреоидных лиц, обратили внимание на ее экспоненциальный характер. Такая кривая могла быть выражена уравнением, которое могло бы отражать процессы, происходящие в железе. Попытку математически выразить кривую накопления предприняла Н. А. Габелова, которая пренебрегла влиянием множества биологических факторов и подчинила процесс диффузии йода из крови в щитовидную железу закону, выраженному формулой

где I — относительное количество J131 в железе, %; t — время после введения и

S — суммарная поверхность фолликулов; Vкр—объем циркулирующей крови; Д — коэффициент диффузии; В — численный коэффициент, который может отражать влияние регуляторных факторов. Величина К в железе — число постоянное, поэтому количество J131 в железе прямо пропорциональна √t. Если это предположение верно, то полученные экспериментальные точки в системе координат √t I  должны лежать на прямой линии. Наклон этой линии автор характеризует угловым коэффициентом К, который называется коэффициентом поглощения. Этот коэффициент должен характеризовать скорость начального поглощения J131 щитовидной железой, но не может служить достаточно хорошим диагностическим тестом, так как области перекрытий обнаруживались в разных группах. Другим моментом, который препятствует применению теста в клинике, автор считает многообразие факторов, влияющих на уровень К. Диффузионное поглощение идет на протяжении всего времени, поэтому функцию щитовидной железы можно характеризовать величиной спрямленного участка кривой.
Непосредственного представления о процессе гормонообразования по степени выведения J131 из железы получить нельзя. На кривой, характеризующей содержание J131 в железе, периоду выведения будет соответствовать снижающийся участок кривой. Автор допускает, что этот процесс также осуществляется посредством диффузии, и применяет уравнение
I=Iте—λt
где I — относительное количество J131 в железе; Iт — максимальное количество; t — время после введения; λ = DS/AV где D — коэффициент диффузии; А — высота эпителия; S/V — среднее отношение поверхности фолликула к его объему.
Однако экспериментальные данные показывают, что формула диффузии неприменима к этому отрезку кривой, на основании чего автор полагает, что в этот период происходит более сложный процесс, чем диффузия, возможно, протеолиз. Относительную скорость выведения J131 из железы можно характеризовать временем, в течение которого количество радиоактивного вещества в железе уменьшилось вдвое. Это время называется периодом биологического полувыведения Тσ .
По данным Н. А. Габеловой, максимальное количество J131, задержанное щитовидной железой, у здоровых 20% с колебаниями 8—32%, при пониженной функции 1—11%, при тиреотоксикозе 20— 40%. Время, за которое достигается максимальное накопление (tт). может также характеризовать состояние щитовидной железы. У здоровых оно составляет 33 часа, у больных с низкой функцией — 2—3 суток, с повышенной функцией — 5—6 или 15—20 часов. Автор находит показатель tт наиболее надежным и считает, что он может характеризовать тяжесть состояния, так как чем раньше наступает максимум, тем тяжелее форма тиреотоксикоза. Этот метод позволяет избавиться от субъективной оценки кривой накопления.
Е. А. Александрова полагает, что в щитовидной железе происходит процесс хемосорбции, выражающийся формулой Лэнгмюра:

где i  — количество J131, адсорбированного щитовидной железой; I — максимально возможное при данных условиях количество адсорбированного йода; с — концентрация J131 в плазме (для различных видов кривых будет различна); b1 —  коэффициент, выражающий адсорбционную активность щитовидной железы. Для кривых первого типа с =kt2, второго с =kt3/2 третьего kt, четвертого kt1/2.
Для кривой первого типа уравнение будет иметь следующий вид:

Из этого уравнения вычисляют b1.
Автор различает такие типы кривых: I — максимум в промежутке 2 - 8 часов; II — имеет прямую линию в течение 2 часов; III — максимум в периоде между 2 и 3 сутками; IV — максимум через 4—5 суток; V — максимум через 40—60 минут.
Автор обнаружила b1=0,7—3,0 часам у гипертиреоидных и 0,2—0,4 часа у эутиреоидных. Этот коэффициент может характеризовать тяжесть заболевания.
Мэйент и Поучин предложили определять количество плазмы (см3), очищенной от йода щитовидной железой, за единицу времени. Они выяснили, что количество йода в плазме и моче в данный период времени пропорционально содержанию йода в щитовидной железе. Точно так же, как почки очищают плазму от мочевины, определенное количество плазмы очищается от J131. В норме почки очищают от J131 2 л плазмы каждый час. Этот клиренс у больных и здоровых одинаков и остается в пределах 32 мл/мин. Так как эритроциты забирают йодид до концентрации 2/3 плазмы, то клиренс плазмы 32 мл/мин эквивалентен 37 мл крови в минуту. Клиренс щитовидной железы может вычисляться таким  же способом. Кривая накопления J131 в щитовидной железе параллельна кривой содержания J131 в плазме. Это соотношение сохраняется на протяжении первых часов опыта до поступления в ток крови J13  из дийодированного тироксина. В течение этих часов может быть также определен тиреоидный клиренс. Например, щитовидная железа накопила 6% дозы за 1 час, а плазма содержит 4% дозы на 1 л за то же время. В данном случае щитовидная железа очищает 1,5 л плазмы от J131 за 1 час. Определение клиренса по методике Мэйента и Поучина связано с выяснением активности плазмы.
С. Берсон с соавторами предлагают определять клиренс по следующей формуле:
клиренс щитовидной железы = концентрация йода в щитовидной железе /концентрация йода а плазме крови
Клиренс исследуют на протяжении 30 минут после внутривенного введения 40—750 микрокюри J131. Подсчет активности на шее ведется в течение каждой минуты первые 5—6 минут, а затем каждую минуту начиная с 25 до 30—31 минуты. Через 35 минут после введения J 131 в сосуд собирается моча, количество которой соответствует выделению J131 за 30 минут. Все расчеты ведутся в абсолютных количествах.
Активность, определяемая счетчиком на шее, слагается из активности щитовидной железы и J131 в крови и мягких тканях шеи. Таким образом, активность J131 в щитовидной железе может быть представлена разницей между общей активностью на шее и активностью крови и тканей шеи. Авторы исходят из представления о том, что активность на шее в течение 1—2 минут представляет собой активность крови и тканей шеи. Для больных тиреотоксикозом эта активность будет соответствовать действительной только в течение 1 минуты. В дальнейшем J131  уже поступает в щитовидную железу.
В первые 30 минут исследования активность щитовидной железы увеличивается, а содержание радиоактивного йодида в тканях и крови за счет этого уменьшается. Частично уменьшение активности тканей и крови происходит за счет выделения J131 с мочой.
Для идеального исследования концентрация J131 в плазме должна быть постоянной. Однако для соблюдения этого условия требуется введение очень больших доз J131. Считают достаточным определение концентрации J131 в начале и конце эксперимента, а затем выведение среднего значения. Концентрация J131 в плазме зависит от объема плазмы и содержания в ней J131.
Введенная доза без количества J131, поглощенного щитовидной железой и почками, называется удержанной дозой и может давать представление о количестве J131 в крови. Эту дозу можно определить из интегрального выражения

где Do—т — средняя доза, удерживаемая за интервал 0—Т; Do — введенная доза; Т—время в минутах; λ — средняя часть дозы, удаленная в единицу времени; Do—т можно вычислить арифметическим путем:

D т — доза, удерживаемая за время Т.
Расчеты показывают, что клиренс щитовидной железы у эутиреоидных лиц 6,3—42,0, а у гипертиреоидных 73,5—523,0 мл/мин, в то время как показатели у гипотиреоидных больных не отличались от показателей эутиреоидных лиц.
Приведенный метод, обладая, очевидно, достаточной точностью и не имея области перекрытий для гипертиреоидных и эутиреоидных лиц, требует много времени на расчеты. Поэтому пытаются его упростить. Так, предлагают вводить внутривенно больным 25—100 микрокюри радиоактивного йода в течение 5—10 минут, затем дважды определять активность шеи через 3 и 30 минут и активность мочи за 30 минут. Содержание радиоактивного йода в щитовидной железе определяют по формуле

где D — введенная доза; N3 — счет на шее через 3 минуты; N30— счет на шее через 30 минут; U — счет мочи; Th — истинное накопление в железе; D — 1/2 Th — 1/2 U — пул радиоактивного йода, очищенный за 0,5 часа щитовидной железой.
В результате получены у эутиреоидных лиц средние значения 4,6% за 0,5 часа, у больных тиреотоксикозом 25,6—142,0; микседемой 0—1,25% и соответственно 16,1; 110, 0—432, 0—5,9 мл/час.

А. 3. Цфасман рекомендует определять клиренс йода исходя из концентрации радиоактивного йода в крови в данный момент, пренебрегая количеством йода, выделенного с мочой и находящегося в пищеварительном тракте. Большим преимуществом настоящей методики, кроме ее простоты, является применение малых доз J131. Внутрь больному вводят 5 микрокюри J131 в 30 мл воды. Через 40—50 минут через каждые 2 минуты начинают подсчет. Кривая накопления J131 вычерчивается обычным методом. Через час в пробирку берется 9 мл крови с 1 мл 1,35%-ного раствора оксалата. Определяется активность крови. По кривой поглощения высчитывается процент накопления в щитовидной железе J131 (берется средняя величина за последние 5 минут); разделив полученную величину на процент содержащейся в. 1 мл крови, получают количество миллилитров крови, которое щитовидная железа может очистить от J131 за 1 минуту. Величина эта условная. У эутиреоидных лиц клиренс, определявшийся по этой методике, равен 4,8—13,5 мл/мин, у больных тиреотоксикозом — 22,5—130,1, гипотиреозом — 1,1 и 3,0 мл/мин.
Йодид, циркулирующий в крови, удаляется из нее в основном щитовидной железой и почками. Определение J131 в моче может служить косвенным показателем функции щитовидной железы. Тесты, связанные с определением активности мочи, изучались многими исследователями. Преимущества исследования йода в моче заключаются в том, что определения проводятся всегда в строго идентичных геометрических условиях. Однако определение функции щитовидной железы по степени экскреции J131 осложняется существованием двух ошибок, одна из них вызывается неполным собиранием мочи, а вторая тем, что надежные результаты могут быть получены только при нормальной функции почек и отсутствии отеков.
Существовавшие до недавнего времени методики определения J131 в моче проводились с введением большого количества радиоактивного йода больному (10—100 микрокюри). Моча подвергалась обработке и высушиванию, а затем ее активность подсчитывалась счетчиком Гейгера — Мюллера.
В 1957 г. А. 3. Цфасман предложил метод, не требовавший введения такого количества радиоактивного йода. Моча собиралась через определенные промежутки времени, из собранного количества бралось 150 см3 в стакан, куда опускался до упора в дно р-счетчик. Стандартом служила вода, в которой растворяли полученную дозу. Результаты выражали обычно в процентах от введенной дозы. Активность мочи исследовали через 48 часов после введения радиоактивного йода. У здоровых людей выделение было в пределах 34—64%, у больных тиреотоксикозом — 3,4—22,5, гипотиреозом — 65,1—94,4%.
Р. Китинг и сотрудники предложили математический анализ кривой выделения J131 с 100 микрограммами носителя. Мочу собирали каждые 6 часов в течение первых суток и через 25 часов в последующие двое суток. Определялась активность каждой пробы мочи. Исследовались здоровые, эутиреоидные и больные с повышенной и пониженной функцией щитовидной железы. Результаты определения активности мочи изображались графически. Для каждой группы исследуемых были обнаружены кривые, отличавшиеся рядом особенностей. У здоровых и эутиреоидных лиц кривая имела экспоненциальный характер. У больных гипотиреозом максимум выделения наступал позже. Авторы пришли к выводу, что разница в процессе выделения радиоактивного йода с мочой людьми с различным функциональным состоянием щитовидной железы может быть представлена формулой
Q = Qf (1 — e—rt),
где Q — количество радиоактивного йода, выраженное частью общей дозы, выделенное с мочой за время t; Qf —асимптотическое количество, т. е. общее количество, которое может быть выделено; r — коэффициент, зависящий от степени выведения йода из крови. Уровень может быть определен изображением log(Qf—Q) относительно t. Для этого нужно знать Qf, которое определяется в каждом отдельном случае.
Коэффициент выведения йода из крови почками может быть выражен произведением Qfr. В первом приближении кровь освобождается от йода почками и щитовидной железой, поэтому коэффициент адсорбции йода щитовидной железой может быть представлен  разницей общего коэффициента и почечного: r — rQf = r(1—Qf). Естественно, это выражение отражает только выведение йода из крови щитовидной железой.

Функциональное состояние щитовидной железы по Р. Китингу
Группы исследуемых Qf r Qfr r(1—Qf)

Здоровые.............
Эутиреоидные..........
Больные микседемой.......
Больные тиреотоксикозом

65,2±5.0
65,1±11,0
48,6±4,5
24,8±22,2
11,1±3,6
8,9±2,1
6,8±1,8
28,9±5,1
7,2±2,1
5,7±1,8
5,8± 1,4
5,4±2,0
3,9±2,8
3,2±1,7
1,0±0,6
23,5±8,0

Таким образом, предложено четыре тоста: почечная фракция — часть дозы, выделенная с мочой (Q); коэффициент выведения J131 из крови (r); коэффициент выведения J131 почками из крови (rQf); коэффициент поглощения J131 из крови остальными тканями, без почек (1 — Qf )r.
Лаборатория для работы с радиоактивными изотопами должна располагать по крайней мере тремя комнатами: для хранения радиоактивных веществ и стандартов, для введения испытуемым радиоактивных веществ и для измерения радиоактивности. Стены в них должны иметь высокую панель, покрытую кафелем или масляной краской, позволяющую произвести полное удаление попавших на панель радиоактивных веществ. С этой же целью рекомендуется, чтобы полы были покрыты линолеумом или метлахской плиткой.
Лабораторные помещения должны иметь хорошую вентиляцию. Все ручные манипуляции с радиоактивными веществами и их растворами надлежит производить в вытяжном шкафу, рабочая поверхность которого покрыта стеклом. Заполнение пипеток радиоактивными веществами производится с помощью соответствующих механизмов, из которых наиболее удобна пипетка, соединенная системой трубок с обычным шприцем.  Для предотвращения убыли жидкости из системы необходимо поместить между пипеткой и шприцем кран, закрывая который можно стабилизировать давление в системе.
Во избежание ошибки измерения надо время от времени проверять загрязнение рук при помощи счетчика. Лучшим веществом для удаления остатков радиоактивных веществ является то, которое образует с данным радиоактивным веществом наиболее легкорастворимые соединения. Активный ион йода, попавший на руки, легко удалить с помощью окислителя, например перманганата калия, и последующего смывания раствором сульфата. Соблюдение предосторожности при работе с радиоактивными веществами позволяет в значительной степени уменьшать фон счетчика.
Дозу радиоактивного йода вычисляют ежедневно исходя из паспортных данных вещества и таблицы распада радиоактивного йода.

Распад J131
Время, дни Активность, % Время, дни Активность, %
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
91,70
84,09
77,11
70,70
64,83
59,46
54,53
50,00
45,84
42,05
38,56
35,36
32,40
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

29,70
27,30
25,00
22,90
21,00
19,30
17,30
16,20
14,87
13,60
12,50
11,50

Паспортные данные проверяются с помощью сравнения образца с урановым стандартом. Ежедневный расчет дозы проводится следующим образом: по таблице распада находится соответствующий данному дню процент; зная, сколько микрокюри содержалось в 1 мл раствора, определяют, какому количеству микрокюри в 1 мл соответствует найденное в таблице количество процентов; зная количество микрокюри в 1 мл в данный день, высчитывают, сколько требуется взять раствора для получения требуемого количества микрокюри. Пример. 1 мл раствора содержал 1 января 360 микрокюри радиоактивного йода. Требуется 22 января дать больному 2 микрокюри J131. Расчет: 22 января раствор содержит
(14,87·360) /100  = 53,532 микрокюри.
Чтобы узнать, сколько требуется взять раствора, следует 2 разделить на 53,532, что составит 0,037 мл раствора J131.
Для учета радиоактивного распада обычно берут две порции раствора J131: одну дают больному, другая служит стандартом. Активность стандарта подсчитывают несколько раз в день, и для расчетов берут среднюю арифметическую из нескольких определений.
С увеличением количества отсчетов вероятная ошибка измерения уменьшается. Зависимость вероятной ошибки измерений от количества зарегистрированных импульсов можно выражать соотношением
Еn = 0,67 √N,
где Еn вероятная ошибка измерения, а N — общее число сосчитанных импульсов. На основании формулы можно составить таблицу, из данных которой видно, какое количество импульсов нужно, чтобы ошибка измерения не превышала заданной величины.