ФГБОУ ДПО Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования Минздрава России

последние новости

  • 29 ноября 2021

    На этой неделе выходит четвертый номер нашего журнала за 2021 год. Большинство материалов для него подготовлено преподавателями и сотрудниками Академического образовательного центра фундаментальной и трансляционной медицины (АОЦФТМ) ФГБОУ ДПО РМАНПО (г. Москва).

  • 20 ноября 2021

    Уважаемые коллеги! Поздравляем с профессиональным праздником — Днем преподавателя высшей школы (19 ноября). Дата праздника установлена приказом Министерства науки и высшей школы РФ.

  • 28 сентября 2021

    Начался новый учебный год и мы выпускаем третий номер нашего журнала. Основу номера составляют статьи специалистов Пензенского института усовершенствования врачей (ПИУВ).

  • 27 апреля 2021

    Выходит в свет наш второй номер за 2021 год. В него вошли публикации специалистов НГИУВ — Новокузнецкого государственного института усовершенствования врачей. Также мы публикуем статьи наших коллег из Москвы и Иркутска.

  • 15 февраля 2021

    Публикуем первый номер 2021 года, составленный из статей сотрудников Казанской государственной медицинской академии (КГМА). Тематика: история медицинских научных школ Казани и научной библиотеки КГМА, опыт преподавания различных дисциплин в условиях пандемии и многое другое. В состав номера также вошли две…

  • 29 декабря 2020

    Вот и вышел в свет четвертый номер нашего журнала за 2020 год! Его основу оставили статьи наших коллег из Иркутска — Иркутской государственной медицинской академии.

Выпуск #4/21

УДК 616-7: 539.16
Шифр специальности ВАК 5.8.7. Методология и технология профессионального образования

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИН ПО НАУЧНЫМ И ПРАКТИЧЕСКИМ АСПЕКТАМ ЯДЕРНОЙ МЕДИЦИНЫ В СИСТЕМЕ НЕПРЕРЫВНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Аннотация:

В статье представлены аналитические исследования состояния и новых трендов ядерной медицины, ее особенностей в отношении обеспечения радиационной безопасности персонала, участвующего в реализации передовых методов и технологий. На основе результатов исследований разработаны дополнительные профессиональные программы повышения квалификации и профессиональной переподготовки по физико-техническим аспектам ядерной медицины, которые реализуются на кафедре медицинской техники ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России (Москва). В статье также отражены результаты научно-исследовательских и учебно-методических работ кафедры, внедренные в учебный процесс на нескольких циклах.

Ключевые слова:

ядерная медицина, радиофармацевтический лекарственный препарат, радионуклид, ПЭТ, радиационная безопасность, образовательная программа, повышение квалификации, ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России.

Ядерная медицина (ЯМ) – раздел клинической медицины, который занимается применением радиофармацевтических лекарственных препаратов (РФЛП) в диагностике и лечении, прежде всего, для целей онкологии, кардиологии и неврологии. Сегодня ЯМ, базирующаяся на стыке радиационной физики, компьютерных технологий, химии, биологии, клинической медицины, является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей медицины. В РФ утверждена и действует Дорожная карта «Развитие центров ядерной медицины», представляющая собой комплекс мероприятий, направленных на создание благоприятных условий для повышения доступности и улучшения качества диагностики и лечения социально значимых заболеваний с использованием технологий ЯМ путем развития соответствующей инфраструктуры, а также направленных на развитие производства РФЛП [1].

В настоящее время быстрыми темпами идет развитие технических средств ЯМ, технологий ее обеспечения и научного их сопровождения, мониторинг и изучение которых является актуальной задачей курсов повышения квалификации специалистов по ЯМ. Активное развитие новых методов радионуклидной диагностики (РНД) и радионуклидной терапии (РНТ), как и особенности обеспечения радиационной безопасности (РБ) при их проведении все больше претендуют на самостоятельное рассмотрение в качестве отдельно преподаваемых курсов, в том числе слушателям системы непрерывного профессионального образования. Профессиональная переподготовка специалистов, работающих в области ЯМ, является в настоящее время весьма актуальной и востребованной.

 

  1. Перспективные направления ядерной медицины

В последнее время РНД in vivo (с введением в организм пациента РФЛП) получила немалые дополнительные преимущества перед другими методами лучевой диагностики. Это произошло в результате быстрой технологической эволюции, породившей уникальные возможности визуализации за счет создания более совершенного оборудования и программного обеспечения для традиционных методов (в частности, однофотонной эмиссионной томографии − ОФЭКТ) и разработки более точных методов и РФЛП для них. В настоящее время символом высокотехнологичной медицины в определенной степени становится позитронная эмиссионная томография (ПЭТ) – новый высокоточный метод молекулярной визуализации, расширяющий представления об ассоциируемых с болезнью изменениях молекулярных процессов в тканях [2], чаще всего проводимый с РФЛП, способными проникать в опухолевые клетки и тропными к их мембранам. Он позволяет отслеживать распределение в организме вводимых в него РН или меченных ими РФЛП. Внедрение его в клиническую практику привело к значительному прогрессу в расширении клинических применений процедур РНД. Метод ПЭТ с РФЛП на основе таких РН, как 18F и 11C, оказался эффективным инструментом для диагностики в онкологии. Он может успешно дополнять традиционные методы магнитно-резонансной томографии (МРТ) и рентгеновской компьютерной томографии (КТ). Относительно недавно установлена аналогичная его роль и в персонифицированной медицине [3].

Актуальными для изучения являются фундаментальные и прикладные аспекты, лежащие в основе разработки и клинического применения РФЛП для ПЭТ, которые раскрывают сущность молекулярных механизмов накопления и локализации препаратов для ПЭТ в теле человека, и важны для понимания причин их нормального физиологического и аномального распределения в организме и корректной интерпретации получаемых данных ПЭТ-исследований [4]. Участие РФЛП в биопроцессах позволяет отслеживать специфические метаболические изменения, гипооксигенацию ткани, различия в энергетических потребностях клеток, изменения экспрессии генов и протеинов, различия в васкуляризации и перфузии, рост числа чувствительных рецепторов [5].

С практической точки зрения не менее важными для изучения являются вопросы радионуклидного обеспечения ПЭТ, оптимального выбора РН по их ядерно-физическим свойствам, их доступности для масштабированного производства в клинических условиях на циклотроне [6], а также развития технических средств ПЭТ (в первую очередь, ПЭТ-сканеров) в направлении оптимизации качества ПЭТ-изображений [7] и эксплуатации оборудования [2].

Активное применение в последнее время гибридных технологий, реализуемых, в частности, на комбинированных ПЭТ/КТ-сканерах и ПЭТ/МРТ-сканерах способствует оптимизации точности интерпретации данных ПЭТ-визуализации и в целом достоверности ПЭТ-диагностики [2]. Эти технологии позволяют получать как функциональные (ПЭТ), так и анатомические (КТ, МРТ) данные, выгодно отличаясь от одномодальных технологий. В этой связи перспективы развития ПЭТ связываются с совершенствованием оборудования и технологий сбора и обработки данных ПЭТ/КТ и ПЭТ/МРТ, а также с развитием сопутствующих технологий обеспечения ПЭТ. К таким технологиям, в первую очередь, относятся циклотронное производство позитронных РН и радиохимический синтез на их основе РФЛП в «горячих» камерах. Большим потенциалом для улучшения качества ПЭТ-визуализации обладают быстрые фотоэлектронные умножители, сцинтилляторы с высокой плотностью, быстродействующая электроника и компьютеры, а также их комбинация в новом методе времяпролетной (time of flight) ПЭТ (TOF-метод) [8].

В связи с возрастающим  использованием в клинической практике методики РНД in vitro (реализуемой с добавлением РФЛП в биологические субстанции, извлеченные из организма пациента) все более актуальным становится совершенствование профессиональных компетенций специалистов и в этой активно развивающейся области. Данная методика обладает своими неоспоримыми преимуществами и может быть незаменимой, например, в случаях спорного диагноза онкологического заболевания.  Радиоиммунологический анализ является одним из самых точных иммунохимических анализов, он позволяет проводить количественное определение биологически активных веществ (гормонов, ферментов, лекарственных препаратов, маркеров злокачественных новообразований) в биологических жидкостях таких, как кровь, моча, лимфа. Высокая точность метода позволяет определять ничтожно малые концентрации опухолевых маркеров в организме, давая возможность обнаружить онкологическую патологию на ранних ее стадиях.

Другое направление ЯМ связано с введением в кровь пациента РФЛП с существенно большей активностью, чем при диагностике. В этом наиболее эффективном методе РНТ радионуклиды в конечном счете попадают на поверхность опухолевых клеток или даже внутрь них и разрушают их потоком короткопробежных α-частиц либо β-частиц, эмитируемых при радиоактивном распаде РН. В настоящий момент разрабатываются РФЛП, обладающие свойством избирательного накопления в определенных видах опухолевых тканей и обеспечивающие прицельное воздействие на эти ткани без повреждения нормальных тканей [9]. Используемые в данном методе таргетной радионуклидной терапии (ТРНТ) препараты адресно доставляются к специфическим местам опухолевых клеток (поверхностным мембранным рецепторам, цитоплазме, ядру). ТРНТ способна обеспечивать персонифицированное лечение злокачественных новообразований (ЗНО), поскольку для нее может быть выбран РФЛП, максимально соответствующий биологическим характеристикам конкретного пациента и молекулярным свойствам опухоли. В роли транспортеров РН могут выступать, например, биомолекулы и наночастицы [9]. В качестве молекул-носителей используются антитела, фрагменты антител и различные протеины, пептиды, а также препараты с низким молекулярным весом. Так, выбор пептидов для пептидно-рецепторной радионуклидной терапии и антител для радиоиммунной терапии обусловлен  их способностью связываться соответственно с рецепторами и антигенами, экспрессированными на поверхности опухолевых клеток.

С появлением систем медицинской визуализации стало практиковаться предварительное введение пациенту РФЛП диагностической активности с целью определения его распределения в органах и тканях и последующей дозиметрической оценки. Однако несовершенство использовавшихся при этом моделей и, как следствие, погрешности в определении терапевтической активности препарата стимулировали разработку новых методик оценки этой активности с использованием мультимодальных методов визуализации и получаемых трехмерных дозовых распределений в организме.

Тераностика представляет собой новый медицинский подход, заключающийся в комплексном решении задач диагностики и лечения с использованием меченных радионуклидами РФЛП, излучение которых можно использовать как в диагностических целях (молекулярная визуализация), так и для лечения заболеваний (ТРНТ). В тераностике используется комбинация излучений: терапевтических (α-частицы, β-частицы или оже-электроны) и диагностических (γ- фотоны или позитроны) [9].

 

  1. Особенности обеспечения радиационной безопасности

 ПЭТ-центр, оборудованный циклотронно-радиохимическим комплексом, отличается от обычных отделений ЯМ тем, что в нем нарабатываются и затем находят свое медицинское применение РН относительно большой активности (2,5 – 5 МБк/кг) [10], эмитирующие при радиоактивном распаде высокоэнергетические фотоны и позитроны. Вышеуказанные новые для традиционной ЯМ технологии привносят в жизнь медицинского учреждения дополнительные, весьма опасные для здоровья персонала радиационные факторы. Так, в бункере циклотрона представляют опасность и требуют специальной защиты первичный пучок высокоэнергетических заряженных частиц, вторичные электроны, протоны и нейтроны, а также альфа-частицы, дейтроны, тритоны, фотоны, другие продукты протекающих ядерных реакций и гамма-излучение активируемых циклотронных компонент.

В блоке радионуклидного обеспечения имеет место повышенный уровень внешнего гамма-излучения, характеристического и тормозного рентгеновского излучения от мишеней циклотрона, радионуклидных генераторов, модулей синтеза РФЛП, фасовок и упаковок с РФЛП, радиоактивных отходов. В ПЭТ-отделении присутствует гамма-излучение от РФЛП при расфасовке и от пациентов, которым введен РФЛП, а также рентгеновское излучение ПЭТ/КТ-сканеров. Для средней инъекционной активности препарата 18F-ФДГ 350 МБк на пациента расчетная доза, получаемая технологом за одну процедуру ПЭТ составляет 4,1 мкЗв, а предел допустимой дозы обслуживающего персонала достигается после обследования около 3000 пациентов в год [11]. При этом расчетная эффективная доза пациента за одну процедуру ПЭТ/КТ, получаемая в большей степени от внутреннего облучения, оказывается ~ на 3 порядка выше, чем доза внешнего облучения, получаемая технологом при ведении РФЛП пациенту и проведении этой процедуры.

Позитронное излучение, которое эмитирует РН-метка в составе вводимого пациенту РФЛП, и возникающее при взаимодействии позитронов с электронами аннигиляционное излучение обладают более высокой энергией по сравнению с излучениями при процедурах, используемых в медицинской диагностике, и требуют специального обеспечения радиационной защиты персонала. Из-за коротких периодов полураспада РН радиохимики вынуждены работать с высокими начальными активностями препаратов. Все это требует обеспечения лучшей радиационной защиты по сравнению с подразделениями традиционной ЯМ.

Современные ведущие онкологические клиники в развитых странах мира представляют собой сложные комплексы с развитой инфраструктурой, вооруженные новейшими радиационными технологиями, включающими, как правило, ПЭТ и РНТ. Многообещающим для развития эффективной медицины является создание объединенных центров РНД и РНТ (центров РНДТ) при крупных медицинских учреждениях, обслуживающих большой поток пациентов [9]. К ним предъявляются повышенные требования к радиационной безопасности (РБ), в частности, безопасность работы персонала должны обеспечивать автоматическая система мониторинга и сигнализации и защитные барьеры: стационарные (толстые бетонные стены и перекрытия помещений, защитное оборудование), нестационарные (собственная защита циклотрона, контейнеры и экраны) и динамические (спецвентиляция, спецканализация). В радиохимической лаборатории, где проводятся работы с высокоактивными веществами, поступающими из циклотрона, и присутствует относительно высокий фон, используются защитные «горячие» камеры (с толщиной свинца до 100 мм) и автоматизированные модули синтеза РФЛП. При планировании спецканализации «активных» палат отделения РНТ все чаще предусматривается новая герметизированная система канализации с низким вакуумом, а спецвентиляция оснащается сменными фильтрами йодной очистки воздуха. Для защиты производственных участков ПЭТ-отделения находящиеся в них источники ионизирующего излучения (ИИ) экранируются применением стационарных средств радиационной защиты (строительными конструкциями, сборными стенками из свинцовых блоков и кирпичей, вытяжными шкафами и пр.). В отличие от традиционных подразделений ЯМ повышенные требования предъявляются к защите тех его помещений, в которых существует опасность облучения от пациентов с введенным в их организм РФЛП.

 

  1. Программы повышения квалификации по физико-техническим аспектам ЯМ

Создание онкологических клиник сегодня немыслимо без включения в их состав новых подразделений для реализации данного метода – ПЭТ-центров (ПЭТ-отделений), число которых в нашей стране постоянно растет. Для эксплуатации таких подразделений наряду с медицинским персоналом широко востребованы инженерно-технические специалисты, в том числе обслуживающие ПЭТ-сканеры, циклотроны и радиохимические «горячие» производства РФП: проектировщики радиационно-опасных объектов, медицинские физики, операторы циклотрона, химики, радиохимики, радиофармацевты, медицинские технологи, что обусловливает необходимость подготовки указанных разнопрофильных кадров. Этой цели служат разработанные и действующие на кафедре медицинской техники ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России дополнительные профессиональные программы повышения квалификации слушателей по темам «Вопросы эксплуатации оборудования для ПЭТ-диагностики», «Физико-техническое обеспечение позитронно-эмиссионной томографии», «Радиационная безопасность пациентов и персонала при проведении рентгенологических (рентгенорадиологических) исследований», «Технические вопросы эксплуатации медицинской техники», «Охрана труда в учреждениях здравоохранения».

Образовательные программы, касающиеся ПЭТ, нацелены на изучение как самого этого метода, так и обеспечивающих его технологий (производства РН, радиохимического синтеза РФЛП, контроля качества РФЛП), используемого для их реализации  оборудования и его эксплуатации. В них заложено изучение следующих аспектов, с разной степенью акцентируемых в первых 3-х вышеуказанных программах:

  • фундаментальные основы ИИ и радионуклидной визуализации;
  • детектирование аннигиляционного излучения;
  • сбор и обработка данных ПЭТ;
  • свойства позитронных РН и меченных ими РФЛП, механизмы накопления РФЛП в организме;
  • научно-технические и технологические вопросы производства РН на циклотронах и радионуклидных генераторах;
  • технологии синтеза и контроля качества РФЛП;
  • применение гибридных технологий ПЭТ в диагностике пациентов;
  • вопросы создания и эксплуатации ПЭТ-центров:
    — планирование ПЭТ-отделения, бункера циклотрона, радиохимической лаборатории, «чистых»  помещений;
    — валидация радиофармацевтического производства;
    — обеспечение технологического процесса и РБ.
  • конструктивные и функциональные особенности оборудования ПЭТ-Центра: ОФЭКТ- и ПЭТ/КТ-сканеров, циклотронов, радионуклидных генераторов, защитных «горячих» камер, оборудования контроля качества РФЛП;
  • технические вопросы монтажа, запуска  и эксплуатации основного и вспомогательного оборудования в ПЭТ-Центре.

Образовательные программы по РБ и охране труда предусматривают изучение физических основ процессов и мероприятий по обеспечению РБ (структуры вещества, радиоактивности, классификации РН и излучений), взаимодействия ИИ с биосистемами (механизмов и факторов, вызывающих биологические разрушения, медицинских эффектов облучения), дозиметрии и радиометрии ИИ, радиационной защиты персонала при работе с РФЛП от воздействия внутреннего и внешнего излучения (в ПЭТ-отделении, лабораториях синтеза и контроля качества РФЛП, блоке радионуклидного обеспечения) и радиационного контроля, вопросов планирования радиационной защиты в ПЭТ-Центре, нормирования радиационного воздействия и радиационного риска, радиационного контроля, нормативных документов. Методика изучения курсов предполагает проработку лекционного материала и рекомендованной литературы, выполнение тестовых работ.

В целях методического сопровождения вышеуказанных программ на кафедре медицинской техники ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России за последние 5 лет подготовлены, изданы и активно используются при проведении учебных циклов три учебных пособия: «Радионуклидная визуализация в ПЭТ-Центре», «Физико-технические аспекты ядерной медицины» и «Ядерная медицина: физика, оборудование, технологии» [9, 12, 13]. Последнее пособие является наиболее полным из них и включает в себя физические основы радиоактивности, взаимодействия ИИ с веществом, методов РНД и РНТ, селекции РН для ЯМ. В нем изложены физико-технические аспекты производства РН на циклотроне, в радионуклидном генераторе и в ядерном реакторе, синтеза и контроля качества меченных ими РФЛП. Детально проанализированы детекторные системы, конструкции и характеристики визуализирующих устройств: гамма-камер, ОФЭКТ-сканеров, ПЭТ-сканеров. Рассмотрены основы методов сбора и обработки данных измерений и факторы, определяющие качество изображений. Обсуждаются вопросы дозиметрии излучений, обеспечения РБ в подразделениях ЯМ, планирования помещений центра РНДТ, валидации радиофармацевтического производства в нем. Учебное пособие предназначено для врачей-радиологов, медицинских физиков, медицинских технологов, инженеров, научных сотрудников, слушателей системы непрерывного профессионального образования, а также студентов вузов и преподавателей, обучающих радиологическим специальностям, биомедицинской инженерии, медицинской физике.

Учебная деятельность по данной тематике основывается на результатах проводимой на кафедре научно-исследовательской деятельности в направлении развития метода ПЭТ. Результаты исследований радионуклидного и радиофармацевтического обеспечения ПЭТ, новых разработок для потенциального применения в ПЭТ, перспектив развития ПЭТ отражены в выпущенной монографии «Позитронная эмиссионная томография: физико-технические аспекты» [2] и в многочисленных научных статьях, опубликованных в журналах «Медицинская радиология и радиационная безопасность», «Вестник РОНЦ им. Н. Н. Блохина», «Медицинская физика». Представленные в них материалы аккумулируют научно-практические результаты работы ведущих учреждений ядерной медицины и многолетний собственный научно-педагогический опыт автора в области медицинской физики и ядерной медицины.

Таким образом, система повышения квалификации специалистов по физическим и техническим аспектам ЯМ на кафедре медицинской техники ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России организована на высоком профессиональном уровне и направлена на получение обучающимися новых знаний, умений, навыков и профессиональных компетенций.

 

Список литературы

  1. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 23.10.2015 № 2144-р «Об утверждении плана мероприятий («дорожной карты») «Развитие центров ядерной медицины». – URL: http://www.consultant.ru/188022/ (дата обращения 17.11.2021).
  2. Хмелев, А. В. Позитронная эмиссионная томография: физико-технические аспекты. – М.: Изд-во «Тровант», 2016. – 336 с.
  3. Smith, S. V. Challenges and opportunities for positron-emission tomography in personalized medicine // IDrugs. – 2005. − V. − № 10. − P. 827–833.
  4. Хмелев, А. В. Радиофармацевтические лекарственные препараты для ПЭТ-исследований // Медицинская физика. – 2021. − № 1. − С. 99–11
  5. Wadsak, W, Mitterhauser, M. Basic and principles of pharmaceuticals for PET/CT // EJR. – 2010. − № 73. − P. 461-469.
  6. Хмелев, А. В. Анализ состояния радионуклидного обеспечения позитронной эмиссионной томографии // Медицинская радиология и радиационная безопасность. – 2019. – Т. 64. − № 6. – С. 70–81.
  7. Хмелев, А. В., Ширяев С. В.Факторы оптимизации качества ПЭТ-изображения // Медицинская физика. – 2004. – № 2. – C. 72–81.
  8. Хмелев, А. В. Разработки для потенциальных применений в ПЭТ // Медицинская физика. – 2017. – № 2. – C. 122–133.
  9. Хмелев, А. В. Ядерная медицина: физика, оборудование, технологии. Учебное пособие. – М.: НИЯУ МИФИ, 2018. – 440 с.
  10. Boellaard, R., O’Doherty, M. J., Weber, W. A., Mottaghy, F. M., Lonsdale, M. N., Stroobants, S. G., et al. FDG PET and PET/CT: EANM procedure guidelines for tumour PET imaging: version 1.0. // Eur J Nucl Med Mol Imaging. − 2010. – № 37. − P. 181–200.
  11. Seierstad, T., Stranden, E., Bjering, K., Evensen, M., Holt, A., Michalsen, H. M., Wetteland, O. Doses to nuclear technicians in a dedicated PET/CT centre utilising 18F fluorodeoxyglucose (FDG) // RadiatProtDosimetry. – 2007. − V. 123. − № 2. − P. 246-249.
  12. Хмелев, А. В. Радионуклидная визуализация в ПЭТ-Центре. Учебное пособие. – М.: ФГБОУ ДПО РМАНПО, 2015. – 368 с.
  13. Хмелев, А. В. Физико-технические аспекты ядерной медицины. Учебное пособие. – М.: ФГБОУ ДПО РМАНПО, 2018. – 335с.

 

Сведения об авторе

Хмелев Александр Васильевич – доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры медицинской техники ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России (Москва). 

Статья поступила в редакцию в октябре 2021 г.

 

THE RELEVANCE OF THE DISCIPLINE TEACHING ON SCIENTIFIC AND PRACTICAL ASPECTS OF NUCLEAR MEDICINE IN THE SYSTEM OF CONTINUOUS VOCATIONAL EDUCATION

A. V. Khmelev – Doctor of Sciences in Physics and Mathematics, Professor, Professor of the Medical Equipment Department of the RMACPE (Moscow).

Received Оctober 29, 2021

Abstract:

Analytic studies of nuclear medicine status and its promising trends as well as distinctive features of operating personnel radiation safety assurance participating in realization of it advanced methods and technologies are performed. On basis of the study’s results additional professional programs of upgrade training and professional retraining on nuclear medicine physical and technical aspects are developed and actualized on Mediсal Equipment Department at the RMACPE (Moscow). The article reflects the results of research and teaching and guiding for studies in a few cycles of this Department.

Практика 29.11.2021