Разработка портативной радиометрической системы и методик ее применения для медицинской радионуклидной диагностики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Панкин Савва Викторович

• Панкин Савва Викторович
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Панкин Савва Викторович

Введение

1. Методы радионуклидной диагностики (РНД) в медицине и приборные комплексы для их реализации

1.1 Краткая история развития приборов и методов РНД

1.2 Основные методы РНД

1.2.1 Поисковые методы исследования

1.2.2 Статические методы исследования

1.2.3 Динамические методы исследования

1.3 Современное состояние приборного парка, применяемого в РНД -исследованиях

1.4 Проверка работоспособности радиологического оборудования методами фантомного моделирования

1.5 Выводы и постановка задач

2. Разработка портативной радиометрической системы (ПРС)

2.1 Особенности разрабатываемой ПРС, требования к ней и ее структуре

2.2 Детекторный модуль ПРС и блок обработки сигнала

2.2.1 Разработка основных элементов детекторного модуля ПРС и его совместная работа с блоком обработки сигнала

2.2.2 Разработка общей структуры детекторного модуля

2.2.3 Методика расчета коллиматоров для детекторных модулей ПРС

2.3 Программное обеспечение ПРС и особенности пользовательского интерфейса

2.4 Определение основных параметров и тестирование ПРС

2.4.1 Экспериментальное определение параметров ПРС

2.4.2 Оценка возможностей ПРС при поисковых исследованиях

2.4.3 Тестирование ПРС в режиме сцинтиграфии на фантоме печени

2.4.4 Разработка методики проверки работоспособности ПРС

2.5 Выводы

3. Возможные варианты применения ПРС в ангиографических исследованиях

3.1 Требования к аппаратуре для радионуклидной ангиографии (РНА) и основные параметры системы кровообращения

3.2 Методические особенности применения ПРС в РНА-исследованиях и разработка алгоритмов обработки данных

3.3 Фантомное моделирование РНА-обследования с применением ПРС

3.3.1 Разработка фантомной модели малого круга кровообращения

3.3.2 Тестирование ПРС на фантоме малого круга кровообращения

3.4 Выводы

4. Разработка методик и алгоритмов проведения РНД-исследований слезного аппарата с использованием ПРС

4.1 Критерии выбора информационных параметров при динамических РНД -исследованиях слезного аппарата

4.2 Разработка методик исследования слезного аппарата с применением ПРС

4.3 Фантомное моделирование РНД- исследований слезного аппарата с применением ПРС

4.3.1 Разработка фантомных моделей для тестирования ПРС в рамках исследования слезного аппарата

4.3.2 Тестирование ПРС на разработанных фантомах слезного аппарата

4.4 Выводы

Заключение

Перспективы дальнейшей разработки темы

Сокращения

Список источников

Введение

Актуальность и степень разработанности темы исследования.

Радионуклидная диагностика (РНД) в медицине существует с середины прошлого века [1]. Принципы РНД основаны на введении радиофармацевтического препарата (РФП) и анализе локализации и динамики его распределения в органах и тканях [2]. Гамма-излучение от вводимого пациенту РФП регистрируется радиометрами разных типов [3]. Так, эволюция приборного оснащения начиналась от крупногабаритных систем, состоящих из сцинтилляционных детекторов, оснащенных вакуумными фотоэлектронными умножителями (ФЭУ), и постепенно двигалась в сторону более сложных систем с возможностью визуализации, выполненных в виде матрицы из таких детекторов [4]. В конце 20 века был создан новый тип ФЭУ - это твердотельный кремниевый фотоумножитель (Silicon photomultiplier или SiPM в иностранной литературе) [5]. Он обладает существенно меньшими по сравнению с вакуумными ФЭУ габаритами и сниженными требованиями к источникам питания, но близкими характеристиками при регистрации оптических излучений [5]. Так, например, минимальный размер сцинтилляционного детектора на основе SiPM для медицинских применений определяется габаритами требуемого сцинтилляционного кристалла и может быть, например при использовании РФП на основе Tc99m, не более 5x5x5 мм3. Кроме того, напряжение питания у SiPM не превышает несколько десятков вольт, что в десятки раз ниже, чем у вакуумных ФЭУ. Все вышеуказанное позволило существенно уменьшить габариты сцинтилляционных детекторов без ухудшения их функциональных свойств [6]. Как некий итог, начался новый этап в применении медицинских радиометров, связанный с их миниатюризацией [7].

Наиболее сложной из применяемых сейчас РНД- систем является однофотонный эмиссионный компьютерный томограф (ОФЭКТ) [8]. Он предназначается для РНД- исследований в двух режимах: запись динамики распределения РФП и получение 2D- изображений распределения активности с возможностью последующей реконструкции 3D- модели из множества таких снимков. Основным ограничением ОФЭКТ при динамическом исследовании является небольшое поле зрения детектора, как правило, не превышающее

400^500 мм2, что существенно снижает его диагностический потенциал. [4]. ОФЭКТ также обладает большими размерами и массой, что предполагает его размещение только в специально оборудованных помещениях, а, следовательно, проведение диагностирования пациентов в стационарных условиях [9].

В современной медицине возникает все больше диагностических задач, для решения которых требуется увеличенное поле зрения, расширенный временной диапазон исследования и мобильность, что не могут пока предоставить ОФЭКТ -системы. Одним из вариантов решения такого рода задач может быть использование систем с несколькими детекторами, установленными в удаленных друг от друга зонах [10]. Так, некоторые методики, например оценки параметров кровотока или гемодинамики, основаны на анализе распределения РФП в нескольких областях тела пациента, находящихся на значительном расстоянии друг от друга [11]. Ранее для решения подобных задач применялись системы с несколькими сцинтилляционными детекторами, оснащенными вакуумными ФЭУ и позиционирующимися в индивидуальных проекциях. Отказ от таких систем в конце 20-го века был вызван появлением ОФЭКТ, а также их громоздкостью и устаревшими технологиями обработки диагностической информации. Однако исследования, проведенные с помощью многодетекторных систем, в ряде случаев позволяют получить аналогичную или более полную диагностическую информацию. В связи с этим требуется разработка подобных систем, но с использованием современной элементной базы и детекторной техники, например на основе Б^РМ. Гамма-зонд, появившийся в начале 2000х, стал самым простым из существующих приборов для РНД и при этом достаточно функциональным. Он обладает малыми габаритами из-за применения Б^РМ и разработан исключительно для поиска мест наибольшего скопления РФП [12]. Востребованность в гамма-зондах, особенно при малоинвазивном хирургическом вмешательстве, была обусловлена не только их малыми габаритами, но и достаточно высокой чувствительностью к обнаружению РФП [13].

Таким образом, РНД и ее методы широко распространены во многих областях медицины. Современная медицина ставит задачи, которые не могут быть решены с использованием одного универсального диагностического прибора [1]. В настоящее время основное внимание производителей оборудования для РНД

направлено на развитие и усложнение ОФЭКТ-систем, так как они были наиболее коммерчески успешны. Их развитие связано, в том числе, с появлением новых вычислительных возможностей и методов обработки данных. Однако потенциал развития РНД-систем с детекторами на основе кремниевых ФЭУ реализован лишь частично, так как они развивались в узкоспециализированных областях на протяжении лишь последних двух десятилетий [14]. В связи с этим, крайне интересно рассмотреть новые направления внедрения портативных радиометров на основе Б^РМ и в частности те, для которых могут быть наиболее полезны малые габариты детекторных модулей и возможность их максимально близкого подведения к объекту исследования. Важно заметить, что портативные устройства потенциально могут быть применены для проведения малозатратного локального 2Э- сканирования таких крупных органов, как печень. Более частным возможным примером применения портативных радиометров может быть РНД- исследование слезного аппарата, состоящего из множества подсистем малых размеров и с невысокой функциональной активностью. Поэтому целью работы является разработка портативной радиометрической системы для РНД биологических объектов и методик ее применения, реализуемых в трех режимах: гамма-зондирование, 2Э- сканирование и динамическая сцинтиграфия.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать портативную радиометрическую систему (ПРС) с несколькими миниатюрными сцинтилляционными детекторными модулями на основе SiPM для работы в режимах гамма-зондирования, 2D- сканирования и динамической сцинтиграфии.

2. Разработать методику расчета коллиматоров детекторных модулей ПРС для конкретных объектов исследования и подбора оптимального сочетания пространственного разрешения и чувствительности.

3. Предложить и отработать методики поисковых и статических РНД -исследований при 2D- сцинтиграфии с использованием ПРС и разработанного сканирующего устройства.

4. Разработать методики применения ПРС для динамических РНД -исследований сердечно-сосудистой системы и слезного аппарата в расширенном

временном диапазоне и одновременно при высоком временном разрешении и сниженной относительно стандартной вводимой активности РФП.

5. Разработать фантомные модели малого круга кровообращения, слезопродуцирующей и слезоотводящей систем. На них провести апробацию предложенных методик РНД и подтвердить заложенные в ПРС возможности.

6. Предложить и отработать в рамках фантомного тестирования алгоритм расчета минимально достаточной активности вводимого РФП при выполнении РНД-исследований с использованием ПРС в соответствии с предложенными методиками.

7. Разработать улучшенный алгоритм оценки дозовой нагрузки на хрусталик глаза при проведении РНД слезоотводящей системы с учетом особенностей и преимуществ ПРС.

Решение задач диссертационного исследования позволило получить следующие новые научные результаты:

1. Для расчета индивидуальных параметров коллиматоров разработан графико-аналитический алгоритм, который позволяет обеспечить оптимальное соотношение пространственного разрешения и чувствительности детекторных модулей, используемых в статических и динамических исследованиях при близком расположении объектов или в стесненных условиях.

2. Предложены оригинальные методики применения ПРС для определения объема циркулирующей крови без взятия пробы, определения секреторно-экскреторного коэффициента слезной железы при прямом исследовании ее функциональной активности и оценке эффективности функционирования слезоотводящей системы.

3. Разработан алгоритм расчета дозовой нагрузки на хрусталик глаза, в котором учитывается динамика изменения количества РФП в различных зонах слезоотводящей системы во время исследования.

4. Для расчета минимально достаточной активности вводимого радиофармпрепарата при радионуклидной ангиографии разработан алгоритм, который учитывает требования методик радионуклидной диагностики к

временному разрешению, точности оценки таких параметров, как объема циркулирующей крови, минутного и ударного объемов сердца, а также особенности строения и работы системы кровообращения.

Практическая и теоретическая значимость работы

Теоретическая значимость. Предложены новые методики и алгоритмы радионуклидной диагностики, позволяющие не только разнообразить возможные подходы к исследованию лимфатической, сердечно -сосудистой, слезоотводящей и слезопродуцирующей систем, но и способствовать более глубокому изучению каждого клинического случая.

Практическая значимость. Разработанная ПРС позволяет реализовать новые методики и алгоритмы медицинской радионуклидной диагностики и решить актуальные задачи, связанные с наиболее высокими требованиями к временному диапазону исследования и дозовой нагрузке.

Методы исследования. В работе использованы методы математического анализа и статистики, цифровой обработки сигналов/изображений.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Созданная портативная радиометрическая система может эффективно применяться в поисковых, статических и динамических РНД-исследованиях, включая изучение протяженных и малых объектов и систем, коротких и длительных процессов, а также 2D-визуализацию распределения введенного радиофармпрепарата, в том числе при пониженной его исходной активности.

2. Разработанный аналитико-графический алгоритм расчета индивидуальных параметров коллиматоров детекторных модулей ПРС учитывает свойства материалов, из которых они изготавливаются, и наиболее точно и наглядно определяет для них оптимальное соотношение между пространственным разрешением и чувствительностью при заданных энергии излучения вводимого изотопа, размерах и глубинах залегания исследуемых органов, систем, сосудов и участков тканей.

3. Предложенные методики применения ПРС для проведения динамической сцинтиграфии сердечно -сосудистой, слезопродуцирующей и

слезоотводящей систем позволяют определять функциональное состояние исследуемых объектов и углубленно исследовать быстрые составляющие протекающих процессов с использованием меньших относительно стандартных количеств активности радиофармпрепарата без ухудшения точностных характеристик.

4. Разработанные фантомные модели малого круга кровообращения, слезопродуцирующей и слезоотводящей систем человека достаточно точно имитируют протекающие в них биологические процессы и могут быть применены не только для периодического тестирования ПРС и предложенных методик динамической сцинтиграфии, но и для отработки новых РНД -процедур.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка портативной радиометрической системы и методик ее применения для медицинской радионуклидной диагностики»

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и получили положительную оценку на: 5th, 6th, 7th International congress on energy fluxes and radiation effects (г. Томск, Россия, 2016 г.; 2018 г., 2020 г.); Luminescent Detectors and Transformers of Ionizing Radiation, (г. Прага, Чехия, 2018 г.); четвертая и шестая молодежные конференции «Физика Технологии Инновации» (г. Екатеринбург, Россия, 2017 г.; 2019 г.). За устный доклад на 7 Международном Конгрессе EFRE в 2020 получен Диплом второй степени.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены на кафедре «Экспериментальной физики» Уральского федерального университета и используются в научных исследованиях и учебном процессе, связанных с ядерной медициной. Кроме того, результаты диссертационной работы внедрены в Екатеринбургском центре: межотраслевой научно -технический комплекс «Микрохирургия глаза».

Личный вклад автора. Определение цели и задач диссертационной работы, интерпретация полученных результатов, формулирование выводов и защищаемых положений выполнены совместно с научным руководителем.

Автор принял участие в написании технического задания для разработки ПРС, написании методик применения ПРС в исследованиях сердечно -сосудистой, слезопродуцирующей и слезоотводящей систем. Кроме того, автором созданы

фантомные модели малого круга кровообращения, слезоотводящей и слезопродуцирующей систем и проведены на них экспериментальные исследования, направленные на разработку ряда РНД - методик и их апробацию.

Совместно с сотрудниками научно -исследовательской лаборатории электроники рентгеновских приборов, возглавляемой гл.н.с. Игнатьевым О.В., и ведущим инженером инновационно -внедренческого центра радиационной стерилизации Сарычевым М.Н спроектированы и изготовлены три варианта исполнения ПРС. Фантомное тестирование ПРС и разработка методик проведены при участии заведующего лабораторией радионуклидной диагностики областной детской клинической больницы №1 Зеленина А.А., помощника генерального директора по клинико -экспертной работе Межотраслевой научно -технический комплекс «Микрохирургия глаза» Ободова В.А., заведующего лабораторией электронных ускорителей и радиационных технологий уральского федерального университета Панкина В.В., а также магистранта Кротова А.Д.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 13 научных статьях, включая 3 статьи в ведущих российских и зарубежных рецензируемых научных журналах из списка ВАК и соответствующих научной специальности 2.2.12, одной статье уровня Web of Science, а также патенте РФ на полезную модель RU 185203 U1.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Ее объем составляет 157 страниц, включая 54 рисунков, 15 таблиц и библиографический список из 115 наименований.

1. Методы радионуклидной диагностики (РНД) в медицине и приборные комплексы для их реализации

В главе 1 описаны основные методы РНД, применяемые в лечебных учреждениях. Проведен анализ приборных комплексов для РНД и их использования для реализации различных методик РНД, а также описаны фантомные модели и методы тестирования радиологического оборудования. На основании проведенного обзора литературных источников сформулированы задачи работы.

1.1 Краткая история развития приборов и методов РНД

Радионуклидная диагностика - это клинический раздел эмиссионной медицинской радиологии, цель которого количественная оценка распределения радиофармпрепарата (РФП) в биологическом объекте [4]. Значительный диагностический интерес представляет скорость или динамика распространения РФП в тех или иных органах пациента, в том числе, имеющих протяженные размеры, например, циркуляция крови в конечностях [9]. В качестве РФП используются радиоактивные изотопы и их соединения со специально подобранными неорганическими или органическими веществами - носителями. Такие носители подбираются из условий их предрасположенности накопления в том или ином органе [1]. Специально подобранные РФП способны накапливаться и включаться в биологические процессы исследуемого органа или ткани [15]. Немаловажно, что при правильном подборе РФП и соответствующих методов РНД-исследования существенного влияния на течение нормальных или патологических процессов в организме человека не оказывается, а следовательно оценивается их естественное течение [3].

В середине 20-го века исторически первыми приборами для РНД были радиометрические системы с одним или несколькими детекторами на основе сцинтилляционных счетчиков с вакуумными ФЭУ (Рисунок 1.1а) [16]. Сканирующая радиометрическая система с возможностью ее программно-

А

Б

В

Рисунок 1.1 - Смена поколений оборудования для РНД: А - начало 50х, система с несколькими детекторами [17]; Б - начало 70х, сканирующая система [4]; В - начало 2000х, однофотонный эмиссионный компьютерный томограф [18]

управляемого перемещения стала следующим этапом развития радионуклидной визуализации. В ней радиометрический датчик перемещается по прямой линии вдоль исследуемого органа, останавливаясь на определенное время счета через равные расстояния (Рисунок 1.1б). В результате получался один линейный срез, а на основе серии таких срезов, выполненных со смещением на одну единицу расстояния, строилось изображение проекции органа [2]. Однако первые сканирующие радиометрические системы имели ряд недостатков: большие габариты и отсутствие возможности автоматической обработки массива полученных данных [7].

Позже, в 80-90-е годы, появились более сложные системы, например, гамма-камеры и ОФЭКТ [9]. Указанные системы выполняют визуализацию исследуемой структуры посредством компьютерной обработки больших массивов данных (рисунок 1.1в) [8]. Их отличие состоит в том, что при РНД-исследованиях детекторная подсистема гамма-камеры остается неподвижной, а у ОФЭКТ вращается вокруг стола с пациентом и делает несколько кадров под различными углами наклона [4]. Компьютерная обработка данных с гамма-камеры дает в

результате 2D-распределение РФП, а с ОФЭКТ реконструирует срезы любой толщины в любом направлении и преобразует их в объемное 3D-изображение исследуемого органа [3].

Тем не менее, ОФЭКТ-системы и гамма-камеры обладают рядом недостатков:

- При исследовании изменения распределения РФП в теле пациента (динамический режим), детектор должен оставаться без движения, что ограничивает область диагностики его полем зрения.

- При проведении динамического исследования зачастую требуется подвести детекторную подсистему максимально близко и в оптимальной проекции к измеряемой структуре, что не всегда возможно из-за ее существенных размеров и из-за конструктивных особенностей подсистемы сканирования/перемещения.

Таким образом, развитие методов ядерной медицины проходило в несколько этапов: от применения простых систем с одним детектором на первом этапе до полностью автоматизированных сканирующих систем с возможностью компьютерной обработки больших массивов данных в настоящее время.

1.2 Основные методы РНД

Как отмечено выше, радионуклидная диагностика относится к эмиссионным методам медицинской радиологии. Такие методы предполагают детектирование излучений РФП после его введения пациенту, а сам РФП подбирается из условия предрасположенности его накопления в определенных органах или тканях. Тогда исследование распределения РФП, специфики накопления РФП в разных областях и скорости изменения концентрации РФП позволяет оценить функциональное состояние отдельных органов и тканей.

1.2.1 Поисковые методы исследования

Лимфа, омывающая органы и ткани, протекает по лимфатическим сосудам через лимфатические узлы, выполняющие функцию биологического фильтра [19].

Сигнальные лимфоузлы (СЛУ) стоят на пути преимущественного оттока лимфы от опухолевой ткани. На определенной стадии развития онкологического заболевания новообразование начинает распространять патологические клетки через лимфатическую систему. Поисковый тип диагностики заключается в нахождении СЛУ методами РНД и их гистологическом исследовании [20]. Нахождение опухолевых клеток в СЛУ считается поводом для удаления всего лимфатического коллектора (группы лимфатических узлов). В противном случае, т.е. при их отсутствии в СЛУ, требуется лишь удаление опухолевой ткани [19].

Технология поиска СЛУ нашла свое применение для определения стадий заболевания при раке молочной железы [12]. Ранее хирургические операции неизбежно сопровождались удалением клетчатки и лимфоузлов из зон регионарного метастазирования, или же из тех, где существует риск распространения опухолевых клеток [21]. Основной же целью вновь разрабатываемых новых технологий является сохранение максимального количества здоровых тканей и проведения полномасштабного их удаления только в крайних случаях [12]. При современных подходах лечения рака молочной железы пациенткам по периметру опухоли вводится специально подобранный РФП коллоидного типа на основе изотопа Тс99т, который преимущественно распространяется по лимфатической системе [20]. Во время оперативного вмешательства поиск СЛУ выполняется с помощью гамма-зонда (Рисунок 1.2), который представляет собой компактную радиометрическую систему для верификации локального накопления РФП в физиологически активной или патологически измененной ткани организма человека [ 12]. Размеры СЛУ и глубина их залегания могут значительно варьироваться в зависимости от стадии заболевания [19]. Тем не менее, считается, что для выполнения хирургической операции важно различать СЛУ на расстоянии 25 мм при глубине залегания 10 мм [13].

Одним из недостатков гамма-зондового РНД-исследования является то, что оно не позволяет визуализировать исследуемую область на теле пациента, а лишь помогает локализовать при помощи звуковой сигнализации или примитивной

Рисунок 1.2 - Хирургическая операция поиска СЛУ с использованием гамма-

зонда [22]

цифровой индикации относительно высокие или низкие детектируемые активности. В некоторых случаях имело бы смысл дополнить методику, применив пошаговый манипулятор для сканирования биологической структуры в фиксированной плоскости. Более того, локальное пошаговое сканирование было бы востребовано при сканировании патоморфологического материала с целью, например, проверки качества проведенной хирургической манипуляции.

Таким образом, простейшие гамма-зондовые системы - это наиболее простые и компактные устройства. Благодаря этому они заняли свое место, в частности, в поисковых радиометрических исследованиях непосредственно во время хирургических операций, когда применение других систем невозможно или крайне затруднительно.

1.2.2 Статические методы исследования

При РНД в статическом режиме распределение РФП в биологической системе фиксируется в виде 2D-изображения. Такой тип диагностики проводится путем детектирования гамма-излучения в фиксированной проекции детектора относительно тела пациента [3]. В частности, при статическом исследовании с применением ОФЭКТ, результатом является суммированные по определенному алгоритму данные множества кадров распределения РФП, записанные без

изменения положения детектора [23]. В статическом режиме могут быть определены многие важные параметры, например, границы, размеры, форма и расположение патологической области [24]. В зависимости от объекта и поставленной задачи, исследования проводятся разными техническими средствами [4]. Так, предоперационное картирование выполняется с помощью локального сканирования малых областей портативными гамма-камерами [25]. В свою очередь сканирование всего тела пациента реализуется томографическими установками типа ОФЭКТ [11]. В качестве примера статической сцинтиграфии можно рассмотреть выявление очагов с низким накоплением РФП в ткани печени, идентифицируемых как патологические новообразования [26]. Размеры, форма и положение печени относительно других анатомических структур, определенные с использованием статических методов РНД, закладываются в критерии для оценки тяжести и характера ее поражения [24]. Например, на рисунке 1.3 наблюдаются зоны пониженного накопления РФП, соответствующие опухолевой ткани [26].

Некоторые методики статической сцинтиграфии могут быть реализованы с применением более простых систем. Например, послеоперационное сканирование патоморфологического материала не требует высокого разрешения сцинтиграфического снимка и не столь требовательно к времени записи. Поскольку подобные исследования проводят для оценки качества проведенной хирургической манипуляции, то применение ОФЭКТ не вполне целесообразно как с информационной, так и с экономической точек зрения. С указанными задачами и минимальными затратами может справиться манипулятор с одним или несколькими сканирующими детекторами.

Рисунок 1.3 -статическая сцинтиграфия печени в правой (1), правой передней

косой (2) и передней (3) проекциях [26]

1.2.3 Динамические методы исследования

Исследования в динамическом режиме нацелены на выявление закономерностей перемещения, накопления и выведения РФП в исследуемой структуре [27]. Результат таких исследований представляется в виде зависимости интенсивности излучения в определенной области от времени, из которой вычисляются коэффициенты, характеризующие функциональные особенности органов и тканей. Такой тип диагностики позволяет выявлять закономерности участия специально подобранных РФП в биохимических и физиологических процессах и тем самым оценивать состояние органов и тканей [28]. Диагностика проводится как с применением систем с несколькими детекторами (ренографов), так и ОФЭКТ-систем и гамма-камер [29]. Так, в первом случае детекторы направляются в заранее определенные зоны исследуемой системы, а во втором детекторная система сразу захватывает все объекты и при обработке результатов они выделяются с использованием специализированного ПО.

Ренография - наиболее простой пример динамического исследования почек [30]. Оценка их функционального состояния проводится с помощью анализа кинетических зависимостей, описывающих динамику накопления и выведения РФП в поле детектора, направленного на почку [31]. Для удобства такие зависимости представляются графически в виде кинетических кривых отдельно для левой и правой почек (Рисунок 1.4, кривые 1 и 2), сегменты которых анализируются. Аналогичные кривые могут получены также при использовании ОФЭКТ и гамма-камер.

Анализ кинетических кривых (см. Рис. 1.4) проводится с учетом известных данных [31], представленных в виде графиков зависимостей. Вид первого сегмента каждой из полученных кривых (сегмент ОА) связан с эффективностью кровоснабжения конкретной почки и характеризуется быстрым подъемом кривой в первые секунды после инъекции РФП, что отражает его поступление в сосудистое русло [31]. Второй сегмент (сегмент АБ) характеризует накопительную функцию почки и в норме представлен как менее быстрое возрастание амплитуды

ОА

1, С

Рисунок 1.4 - динамическая сцинтиграфия почек [31]

ренограммы до достижения максимума накопления РФП, что связано с его извлечением из крови клетками эпителия проксимальных канальцев. Третий сегмент (сегмент БВ) показывает, как выводится РФП с мочой. Его вид, а именно скорость падения активности, позволяет оценить выделительную функцию конкретной почки. Как видно из рисунка 1.4, выделительная функция правой почки (кривая 2) значительно хуже, чем у левой (кривая 1).

В медицинской практике имеются примеры, когда применение существующих методик, методов и радиометрического приборного парка для РНД недостаточно эффективно. В частности, определенную сложность представляет оценка РНД- методами функционального состояния сердечно -сосудистой системы, т.е. объекта большой протяженности. Такая система состоит из кровеносных сосудов различной длины, что затрудняет применение ОФЭКТ с ограниченным полем зрения детектора для динамических РНД- исследований. Подобная диагностика иногда требуется, например, для раннего выявления ишемической болезни сердца, а также для оценки рисков при назначении лекарственных средств [32]. Другим примером может служить исследование структур малого размера и слабой функциональной активности, например, диагностирование

функционального состояния слезопродуцирующей и слезоотводящей систем [33]. РНД осложняется тем, что такого типа системы расположены вблизи костной ткани, частично экранирующей излучение. После введения РФП в вену интенсивность излучения от прилегающих кровеносных сосудов может существенно превышать подобную, например, в слезной железе. Указанные условия требуют высокой точности позиционирования детектора и подбора его поля зрения. В свою очередь, детекторная подсистема ОФЭКТ предполагает расположение в единой для всех структур проекции, а следовательно, отсутствие опции индивидуального подбора ориентации отдельного детектора и расстояния от него до объекта при измерении. Таким образом, на текущий момент отсутствуют специализированное оборудование и методы его применения для РНД как протяженных, так и малых структур.

Важно отметить, что идея развития портативных радиометрических систем с возможностью фиксации детекторов на теле пациента появилась не так давно и основывается на внедрении новых технологий, обеспечивающих уменьшение размеров детекторов. В частности, как описано в патенте Ш 2010/0133440 A1 [34], портативные радиометрические системы могут найти применение как в качестве носимых устройств для длительного мониторинга распределения РФП, так и для единовременной радиометрии нескольких систем тела пациента в удаленных друг от друга местах, а также удешевления некоторых из диагностических манипуляций.

1.3 Современное состояние приборного парка, применяемого в РНД-исследованиях

Оборудование для РНД может быть различной степени технической сложности и мобильности. Наиболее сложными и поэтому менее мобильными, но наиболее функциональными являются ОФЭКТ-системы и гамма-камеры. Они могут быть применены для сцинтиграфии как в динамическом, так и статическом режимах. В последнем, например при использовании ОФЭКТ, проводится сканирование всего тела пациента с последующим построением 3D-модели

распределения РФП. Помимо крупногабаритных многофункциональных систем, существуют узкоспециализированные радиометры с одним или несколькими детекторами для проведения локальной радиометрии. Таким образом, по степени сложности и связанной с ней мобильности системы для РНД могут быть классифицированы как стационарные, передвижные и портативные. Ниже каждая из указанных систем будет кратко охарактеризована, а также будут отмечены области применения и реализуемые на них выше обсужденные методы РНД.

Стационарные гамма-камеры и ОФЭКТ получили наибольшее распространение в качестве оборудования для РНД [4]. Чаще всего они состоят из одной или двух детекторных панелей, каждая из которых состоит из большого сцинтилляционного кристалла и матрицы из нескольких десятков ФЭУ (Рисунок 1.5) [9]. Пространственное разрешение гамма-камеры на расстоянии 100 мм составляет ~10 мм, эффективность регистрации излучения - не более 100 -150 имп./(с-МБк), а максимальная скорость счета - до 350 000 имп./с. Поле зрения охватывает небольшую часть тела пациента и обычно не превышает 400x500 мм2 [8]. Результатом РНД- исследований с помощью гамма-камер является 2D-изображение распределения РФП в изучаемой области.

ОФЭКТ можно представить как технически усовершенствованную гамма-камеру, детекторная подсистема которой имеет схожее строение [4]. Отличие ОФЭКТ-системы состоит в том, что она позволяет получить томографические или 3D-изображения внутреннего распределения РФП. Она имеет две или три аналогичные с гамма-камерой детекторные панели, установленные так, что они могут вращаться вокруг фиксированной горизонтальной оси (оси вращения), вдоль которой располагается пациент (Рисунок 1.5). Детекторные панели при ОФЭКТ -исследовании обычно вращаются по полной дуге 360°. Иногда, например в оценке перфузии миокарда, используются только данные сканирования в угле 180° для уменьшения вклада окружающих тканей в конечный результат [8]. Более сложное техническое оснащение ОФЭКТ- систем, их современное программное обеспечение и используемая математическая обработка в сравнении с гамма-

Сдна детекторная панель

Рисунок 1.5 - ОФЭКТ Symbia производства фирмы Siemens [18]

камерами позволяют получать высококачественные томографические или 3D-изображения распределения РФП в исследуемых органах.

Однако существуют методики РНД, для которых применение ОФЭКТ затруднено. Встречаются случаи, когда доставить пациента к стационарно размещенному ОФЭКТ достаточно сложно или невозможно. Для таких случаев были разработаны передвижные гамма-камеры. Они предназначены для исследований непосредственно во время предоперационной подготовки и операций [9]. Размеры и вес детекторной панели портативной гамма-камеры уменьшаются как благодаря снижению количества детекторных модулей в ее матрице, так и путем применения новых технологий. Например, кремниевые ФЭУ и встроенная миниатюрная полупроводниковая электроника в составе детекторной панели могут обеспечить меньшие размеры и вес. Так, портативные гамма-камеры 2020tc Imager фирмы Digirad для операционной радиографии разрабатываются с использованием детекторов на основе полупроводниковых позиционно -чувствительных ФЭУ Hamamatsu R3292 [35]. Их масса составляет ~15 кг, а технические параметры схожи с аналогичным системами на основе вакуумных

ФЭУ. Поле зрения портативных гамма-камер чаще всего не превышает 210x210 мм2.

На рисунке 1.6 изображена передвижная гамма-камера Imager 2020tc [35]. Ее эффективность регистрации излучения на расстоянии 100 мм - не хуже 112 имп./(с-МБк), максимальная скорость счета - не ниже 250 000 имп./c, а пространственное разрешение близко к стационарным гамма камерам и составляет - 7,2 мм. Тем не менее, необходимо отметить, что из -за в ~2 раза меньшего в сравнении с ОФЭКТ поля зрения передвижные гамма-камеры имеют определенные ограничения, например, в их применении для динамических РНД - исследований сердечно-сосудистой системы. Так, их затруднительно или невозможно использовать для динамической РНД протяженных объектов. В некоторых случаях необходимо одновременное наблюдение за динамикой распределения РФП в двух и более областях, не входящих в поле зрения детекторной панели гамма-камеры. Для решения таких задач могут быть применены системы с несколькими одиночными детекторами.

Рисунок 1.6 - Передвижная гамма-камера для операционной радиографии

Радиометры с одним и несколькими детекторами. Системы с одним и более детекторами для динамических исследований начали использоваться с момента появления РНД. Технический прогресс позволил уменьшить размеры детекторов и снизить требования к их питанию, оптимизировать процессы обработки данных. При этом методики проведения исследований остались без

т

2020tc Imager фирмы Digirad [35]

изменений. Большинство систем подобного рода состоят из сцинтилляционных детекторов на основе кристалла NaI(Tl) толщиной ~ 50 мм и диаметром ~ 50 мм, вакуумного ФЭУ, коллиматора и системы обработки сигнала. Как итог, масса каждого детектора может составлять ~10 кг.

Наибольшее распространение получили подобные системы для диагностики заболеваний щитовидной железы (Рисунок 1.7а) и почек (Рисунок 1.7б). Такой выбор объясняется тем, что местоположение этих органов определяется крайне легко, а их размеры достаточно большие. Результаты измерений автоматически обрабатываются компьютером со специализированным программным обеспечением (ПО). ПО также используется для дополнительной обработки результатов, создания, анализа и хранения баз данных [24]. Параметры систем, изображенных на рис. 1.7) схожи. Эффективность регистрации излучения системой зависит от типа выбранного коллиматора и на расстоянии 50 мм равна ~3000 имп./(с-МБк), а максимальная скорость счета детектора - 150 000200 000 имп.^ [4].

Количество детекторов у рассматриваемых радиометров зависит от их специализации. Например, в комплектации ренографа присутствует набор из четырех детекторов гамма-излучения. Во время обследования два детектора

а б

Рисунок 1.7 -(а) - однодетекторный радиометр OrganProbe950 компании AtomLab для исследования щитовидной железы [4], (б) - радиометр «МУЛЬТИРАД-РЕНОГРАФ» компании «Амплитуда» с несколькими детекторами для диагностики заболеваний мочевыводительной системы в

динамическом режиме [36]

направлены на каждую из почек, один на височную область для измерения динамики накопления и выведения РФП из крови и один на мышечную ткань, расположенную между почками для учета фонового гамма-излучения [37]. Важно отметить, что детекторы всех вышеописанных систем обладают значительными габаритами. Тем не менее, сами системы по уровню мобильности можно отнести к передвижным. Более того, они чаще всего разрабатываются для использования в узко специализированных диагностических манипуляциях.

Гамма-зондовые системы можно подразделить две группы: автономные с встроенной в корпус батареей и соединенные кабелем с базовой станцией. Гамма-зонды - это портативные радиометры малого размера для применения во время оперативного вмешательства с целью выявления и локализации мест патологического накопления РФП. В качестве примера такого типа устройств можно привести портативный радиометр «C-track» производства компании «Care Wise» (Рисунок 1.8) [39]. Он обладает звуковой и графической индикацией на вспомогательном экране рабочей станции и предназначен для проведения операций по поиску сигнальных лимфоузлов. Пространственное разрешение детектора на расстоянии 30 мм составляет ~19 мм, его эффективность регистрации излучения - 850 имп./(с-МБк), а максимальная скорость счёта - 10 000 имп./с. Основной недостаток гамма-зонда состоит в том, что он не обладает возможностью обработки данных и не может быть использован для динамических исследований и получения информации о распределении РФП в органах и тканях.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Панкин Савва Викторович, 2022 год

Список источников

1 Бекман, И. Н. Радиационная и ядерная медицина: физические и химические аспекты: учебное пособие / И. Н. Бекман. - М.: Щёлково, Издатель Мархотин П. Ю., 2012. - 400 с.

2 Зедгенидзе, Г. А. Клиническая радиоизотопная диагностика / Г. А. Зедгенидзе, Г.А. Зубовский. - М.: Медицина, 1968. - 368 с.

3 Zimmermann Richard. Nuclear Medicine: Radioactivity for Diagnostics and Terapy / Richard Zimmermann // EDP Sciences, 2007. - 173 p.

4 Bailey D. L. Nuclear Medicine Physics. A Handbook for Teachers and Students / D. L. Bailey, J. L. Humm, A. Todd-Pokropek, A. Aswegen. - Vienna: International atomic energy agency, 2014. - 736 p.

5 Громыко, М. В. Сцинтилляционный в -радиометр: особенности применения и выбор детектора / М. В. Громыко, А. Л. Крымов, О. В. Игнатьев // Физика. Технологии. Инновации : сборник научных трудов. - Екатеринбург : УрФУ, 2015. - Вып. 1. - С. 47-53.

6 Сайт производителя кремниевых фотоумножителей SensL [Электронный ресурс] / sensl. - Электрон. дан. - [Б. м.], 2018. - Режим доступа: http://sensl.com. - Загл. с экрана. (Дата обращения: 10.02.2018).

7 Prekeges J. Nuclear Medicine Instrumentation / J. Prekeges. - WASHINGTON: Jones & Bartlett Publishers, 2012. - 550 p.

8 Tsui B. M. Quantitative single-photon emission computed tomography: Basics and clinical considerations / B. M. Tsui // Semin. Nucl. Med., 1994. - № 24 - P. 38 -65.

9 Ziessman H. Nuclear Medicine: The Requisites / H. Ziessman, J. O'Malley, // Philadelphia: Saunders, 2013. - 464 p.

10 Mahadev V. Measurement of Effective Renal Plasma Flow: Evaluation of Clinical Uses in Combination with Renography / V. Mahadev // Dynamic Studies with Radioisotopes in Medicine. Proceedings of the Symposium on Dynamics Studies with Radioisotopes in Clinical Medicine and Research International Atomic Energy Agency, Vienna (Austria). - 1971. - P. 299 - 320.

11 Iskandrian A. E. Nuclear Cardiac Imaging / A. E. Iskandrian, E. V. Garcia. - Oxford: University Press, 2016. - 749 p.

12 Krag D. The Sentinel Node in Breast Cancer - A Multicenter Validation Study / D. Krag, D. Weaver // N Engl J Med. - 1998. - V 339. - P. 941 - 946.

13 Borgstein J. P. Sentinel Lymph Node Biopsy in Breast Cancer: Guidelines and Pitfalls of Lymphoscintigraphy and Gamma Probe Detection / J. P. Borgstein, R. Pijpers // J Am Coll Surg., 1998. - № 186 - P. 275-283 p.

14 Громыко, М. В. Кремниевые фотоумножители: выбор и применение в у-спектрометрии / М. В. Громыко, О. В. Игнатьев // Проблемы спектроскопии и спектрометрии. Екатеринбург : УрФУ. - 2014. - Вып. 33. - С. 5 - 15.

15 Michael J. Welch. Radiopharmaceuticals and Other Compounds Labelled with ShortLived Radionuclides / J. Welch Michael. - Oxford: Elsevier, 2013. - 252 p.

16 Зубовский, Г.А. Клиническая рентгенорадиология (руководство в пяти томах). Т. 4: Радионуклидная диагностика. Компьютерная томография / Г. А Зубовский, Р. И. Габуния, под ред. Г. А. Зедгенидзе. - М.: АМИ СССР, Медицина, 1985. - 368 с.

17 Sharp P. F., Gemmel H. G., Smith F. W. Practical Nuclear Medicine. - Oxford: University press, 2005. - 382 p.

18 Сайт производителя Siemens [Электронный ресурс] / Siemens Healthcare. -Электрон. дан. - [Б. м.], 2019. - Режим доступа: https://www.siemens healthineers.com/ru/molecular-imaging/xspect/symbiatseries. - Загл. с экрана. (Дата обращения: 14.05.2019).

19 Krag D. N. Surgical resection and radiolocalization of the sentinel lymph node in breast cancer using a gamma probe / D. N. Krag, D. L. Weaver // Surgical Oncology. -1993. - V. 2. - I. 6. - P. 335 - 340.

20 Tiourina T., Arends B. Evaluation of surgical gamma probes for radioguided sentinel node localisation / T. Tiourina, B. Arends // European Journal of Nuclear Medicine. -1998. - V. 25. - №. 9. - P. 31.

21 Woolfenden J. M., Barber H. B. Radiation detector probes for tumor localization using tumor-seeking radioactive tracers / J. M. Woolfenden, H. B. Barber // American Journal of Roentgenology, 1989. - V. 153 - №. 1 - P. 35 - 39.

147

22 Сайт производителя Siemens [Электронный ресурс] / gammafinder. - Электрон. дан. - [Б. м.], 2019. - Режим доступа: http://www.gammafinder.ru/. - Загл. с экрана. (Дата обращения: 23.01.2020).

23 Todd E. Peterson. SPECT detectors: the Anger Camera and beyond / E. Peterson Todd, Lars R. Furenlid // Phys. Med. Biol., 2011. - V. 56 - №. 17 - P. 145 - 182.

24 Zaidi Habib. Quantitative Analysis in Nuclear Medicine Imaging / Habib Zaidi // New York: Springer Science, 2006. - 583 p.

25 Trotta C. New high spatial resolution portable camera in medical imaging / C. Trotta et al. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 2007. - V. 577 - №. 3 -P. 604 - 610.

26 Frank H. Deland. The Status of SPECT in Tumor Diagnosis / H. Deland Frank, Wei-Jen Shih // J Nucl Med, 1984. - V. 25. - P. 1375 - 1379.

27 Kharfi F. Principles and Applications of Nuclear Medical Imaging: A Survey on Recent Developments / F. Kharfi. - London: Intech Open, 2013. - 212 p.

28 Королюк, И. П. Лучевая диагностика: учебник. 3-е изд. перераб. и доп. / И. П. Королюк, Л. Д. Линденбратен. - М.: БИНОМ, 2013. - 496 с.

29 Webb Andrew. Introduction to Biomedical Imaging / Andrew Webb, C. Kagadis. -George: Medical Physics, 2003. - 252 p.

30 Лазарева, Е. Н. Радионуклидные методы исследования почек / Е. Н. Лазарева, М. Л. Чехонацкая // Bulletin of Medical Internet Conferences, 2015. - V. 5. - I. 6. - P. 906 - 910.

31 Лишманов, Ю. Б. Радионуклидная диагностика для практических врачей / Ю. Б. Лишманов, В. И. Чернов. - Томск: STT, 2004. - 294 с.

32 Vaughan D. A heathy citizenry: Gifts of the New Era. A Vital Legacy: Biological and Environmental Research in the Atomic Age / D. Vaughan // Berkley, 1997. - P. 20 - 29.

33 BNMS Clinical Guidelines. Lacrimal Scintigraphy [Электронный ресурс] / BNMS. - Электрон. дан. - [Б. м.], 2019. - Режим доступа: https://www.bnms.org.uk. - Загл. с экрана. (Дата обращения: 23.08.2020).

34 Georgi J.C., inventor; Philips, Inc., assignee. System for determining a distribution of

radioactive agents in a subject. United States patent US 0133440 A1. 2010 June 27.

148

35 Сайт производителя Digirad [Электронный ресурс] / Digirad. - Электрон. дан. -[Б. м.], 2019. - Режим доступа: https://www.digirad.com. - Загл. с экрана. (Дата обращения: 04.06.2020).

36 Сайт производителя «Радикал» [Электронный ресурс] / «Амплитуда». -Электрон. дан. - [Б. м.], 2019. - Режим доступа: http://amplituda.ru. - Загл. с экрана. (Дата обращения: 17.03.2019).

37 Robert H., Whitaker, Muriel S., Buxton-Thomas S. A comparison of pressure flow studies and renography in equivocal upper urinary tract obstruction / H. Whitaker Robert, S. Buxton-Thomas Muriel // The journal of urology, 1984. - V. 131. - P. 446 - 448.

38 Сайт производителя c -track [Электронный ресурс] / Carewise. - Электрон. дан. -[Б. м.], 2019. - Режим доступа: https://carewise.eom/c -trak-gamma-probe-intruments/c-trak-galaxy. - Загл. с экрана. (Дата обращения: 10.06.2020).

39 Wydra D. Evaluation of surgical gamma probes for sentinel node localization in cervical and vulvar cancer / D. Wydra, R. Matuszewski, G. Romanowicz, T. Bandurski // Nucl Med Rev Cent East Eur. 2005. - V. 8. - I. 2. - P. 105 - 101.

40 Wadah Ali Mohamed. Development of Quality Control Phantom for Gamma Camera and SPECT System / Wadah Ali Mohamed, LAMPERT Acadimic Publisher, 2017. - 111 p.

41 Recommendations for implementing SPECT instrumentation quality control Nuclear Medicine Section // National Electrical Manufacturers Association (NEMA), European Journal of Nuclear Medic, 1999. - V. 26. - I. 5. - P. 527 - 532.

42 Takashi K., Tadashi W. Simplified Dynamic Phantom for Pediatric Renography: A Description of Instrument and Its Performance / K. Takashi, W. Tadashi // Winter and Spring, 2019. - V. 7. - I. 1. - P. 38 - 48.

43 Панкин, С. В. Разработка системы коллимирования для медицинского радиометра // С. В. Панкин, М. Н. Сарычев, А. И. Сюрдо, В. Ю. Иванов // Известия высших учебных заведений. Физика. - 2016. № 59, 9-2. - С. 180 -183.

44 Патент на полезную модель №185203 Российская Федерация, RU 185203 U1. Детектирующий модуль гамма-излучения [Текст] / Панкин С. В., Мильман И. И.,

Сарычев М. Н., Зеленин А. А.; заявитель и патентообладатель ООО «Стагирит Медицинские Инновации» - № 2018121357; приор. 08.06.2018, опубл. 26.11.2018.

45 Панкин, С. В. Портативная радиометрическая система для радионуклидной диагностики / С. В. Панкин, М. Н. Сарычев, В. В. Панкин, А. И. Сюрдо, А. Д. Кротов, В. Ю. Иванов, А. В. Зеленин // АНРИ. - 2018. - № 2 (93). - С. 40 - 47.

46 Pankin S. V. A portable radiometric system for nuclear medicine / S. V. Pankin, A. I. Surdo, A. D. Krotov, M. N. Sarychev, V. V. Pankin, A. V. Zelenin, A. V. Kruzhalov // Radiation Measurements, 2019. - P. 10 - 12.

47 Pankin S. V. Design of collimation System for gamma probe. / S.V. Pankin, A. I. Surdo, V.V. Pankin, M. N. Sarychev // Abstract book of the 5th International congress on radiation physics, high current electronics and modification of materials. - Tomsk. -2016. - P. 394.

48 Pankin S. V. A Portable Radiometric System, Its Basic Elements, and Applications/ S. V. Pankin, A. I. Surdo // Russian Journal ofNondestructive Testing, 2021. - V. 57. -№10.. - 890-896 p.

49 Панкин С.В., Сюрдо А.И. Портативная радиометрическая система, ее основные элементы и варианты применения / С.В. Панкин, А.И. Сюрдо // Дефектоскопия. -2021. - № 10. - С. 55-61.

50 Горн, Л. С. Приборы для радионуклидной диагностики в медицине / Л. С. Горн. - М: Атомиздат. - 1978. - 296 с.

51 Изотопы: свойства, получение, применение / Под ред. В. Ю. Баранова. - М.: ИздАТ, 2000. - 704 с.

52 Государственное санитарно -эпидемиологическое нормирование Российской Федерации: [МР 2.6.1.0098-15 Утверждены: Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека - Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации А.Ю. Поповой 6 апреля 2015 г.]. - М: ЦЕНТРМАГ - 101 с.

53 Schauer Alfred. The Sentinel Lymph Node Concept / Alfred Schauer, Wolfgang Becker, Maximilian F. Reiser, Kurt Possinger // Springer Science & Business Media, 2005. - 565 p.

54 Roelof J. Bennink. Liver Function Testing with Nuclear Medicine Techniques Is Coming of Age / J. Bennink Roelof // Seminars in Nuclear Medicine, Elsevier, 2012. -V. 42. - I. 2. - P. 124 - 137.

55 ГОСТ Р 50444-92 Приборы, аппараты и оборудование медицинские. - М.: Госстандарт России, 1994. - 35 с.

56 ГОСТ 30208-94 Инструменты хирургические металлические материалы. - М.: Стандартинформ, 1996. - 7 с.

57 Сайт производителя сцинтилляционных кристаллов [Электронный ресурс] / saint-gobain, 2019. - Режим доступа: https://www.crystals.saint-gobain.com/. - Загл. с экрана. (Дата обращения: 19.08.2019).

58 Dinua N., AitImandoa T. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research // N. Dinua, T. AitImandoa // Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 2015. - V. 787. - P. 367 - 372.

59 Robert J., Wilson J. Collimator Technology and Advancements / J. Robert, J. Wilson // Nucl. Med. Technol., 1988. - P. 198 - 203.

60 Румянцев, С. В. Справочник по радиационным методам неразрушающего контроля / С. В. Румянцев, А. С. Штань, В. А. Гольцев. - М: Энергоиздат, 1982. -240 с.

61 Beck R. N. Collimators for radioisotope scanning systems - medical radioisotope scanning / R. N. Beck // Vienna: International Atomic Energy Agency, 1964. - P. 211 -232.

62 Постановление главного государственного санитарного врача российской федерации от 20 июля 2015 г. N 31: [Об утверждении СанПиН 2.6.1.3288-15 "Гигиенические требования по обеспечению радиационной безопасности при подготовке и проведении позитронной эмиссионной томографии"]. - М: ЦЕНТРМАГ - 90 с.

63 Сайт производителя программного пакета [Электронный ресурс] / originlab. -Электрон. дан. - [Б. м.], 2019. - Режим доступа: https://www.originlab.com/origin. -Загл. с экрана. (Дата обращения: 23.05.2019).

64 Сайт производителя программного пакета [Электронный ресурс] / excel. -Электрон. дан., 2019. - Режим доступа: https://products.office.com/ru-ru/excel. - Загл. с экрана. (Дата обращения: 12.08.2018).

65 NEMA Standards Publication NU 3-2004 Performance Measurements and Quality Control Guidelines for Non-Imaging Intraoperative Gamma Probes National Electrical Manufacturers Association, 2004. - 24 p.

66 ГОСТ Р МЭК/ТО 61948-2-2008 Оборудование для радионуклидной диагностики. Эксплуатационные испытания. Часть 2. Сцинтилляционные камеры и однофотонные компьютерные томографы. - М.: Стандартинформ, 2009. - 11 с.

67 Wengenmair H. Quality criteria of gamma probes: requirements and future developments / H. Wengenmair, J. Kopp, J. Sciuk. -Berlin: International atomic energy agency Springer, 2005. - P. 113 - 125.

68 Сайт производителя дозкалибратора [Электронный ресурс] / «Амплитуда». -Электрон. дан., 2019. - Режим доступа: http://www.amplituda.ru - Загл. с экрана. (Дата обращения: 24.02.2019).

69 Krishna B. Clough, Oncoplastic Techniques Allow Extensive Resections for Breast-Conserving Therapy of Breast Carcinomas // Clough B. Krishna, Jacqueline S. Lewis // Benoit Couturaud, Annals of surgery, 2003. - V. 237. - № 1. - P. 26 -34.

70 Каталог продукции предприятия «Гамма». - Венгерская народная республика: Комбинат Гамма, 1985. - С. 50 - 53.

71 Gorgas D., Luder P. Scintigraphic and radiographic appearance of the sacroiliac region in horses with gait abnormalities or poor performance / D. Gorgas, P. Luder, J. Lang, M.G. Doherr, G. Ueltschi, P. Kircher // Vet Radiol Ultrasound, 2009. - V. 50. - I. 2. - P. 208 - 214.

72 Pankin S. V. Dynamic tests of multi-detector radiometric system on central blood circulation phantom // S. V. Pankin, A. D. Krotov, A. I. Surdo, V. V. Pankin, M. N. Sarychev, A. A. Schelkanov, A. V. Zelenin // IOP Publishing Ltd Journal of Physics: Conference Series, 2018. - V. 1115. - I. 5. - № 052038.

73 Pankin S. V. Dynamic tests of multi-detector radiometric system on a phantom model

with variable speed flow of radiopharmaceutical / S. V. Pankin, A. D. Krotov, A. I. Surdo,

152

V. V. Pankin, M. N. Sarychev, A. A. Schelkanov, A. V. Zelenin. Abstract book of international congress on energy fluxes and radiation effects, 2018. - P. 548 - 557.

74 Панкин, С. В. Медицинская радиометрическая система для радиокардиографии / С. В. Панкин, А. И. Сюрдо, В. В. Панкин, А. В. Зеленин, М. Н. Сарычев. - Тезисы докладов конференции «Физика. Технологии. Инновации. ФТИ-2017», Екатеринбург: УрФУ, 2017. - 166 c.

75 Сайт производителя программного пакета [Электронный ресурс] / scintron. -Электрон. дан., 2019. - Режим доступа: https://mie-scintron.com/scintron/planar-software/cardiac-first-pass. - Загл. с экрана. (Дата обращения: 11.08.2019).

76 Underwood S. R. The current and future status of nuclear cardiology: a consensus report / Underwood S. R. // European Heart Journal Cardiovascular Imaging, 2014. - V.

- 15. - I. 9. - P. 949 - 955.

77 Hesse B. EANM/ESC guidelines for radionuclide imaging of cardiac function / Hesse B. // European journal of nuclear medicine and molecular imaging, 2008. - V. 35. - №.4.

- P. 851 - 885.

78 Christiaan F. Mooij. Reproducibility of MRI Measurements of Right Ventricular Size and Function in Patients with Normal and Dilated Ventricles / F. Mooij Christiaan, J. de Wit Cornelis, A. Graham Dionne, J. Powell Andrew, Tal Geva // J Magn Reson Imaging. 2008. - V. 28. - I. 1. - Р. 67 - 73.

79 Линденбратен Л. Д. Медицинская радиология / Л. Д. Линденбратен, Ф. М. Лясс. - М.: Рипол Классик, 1986. - 368 с.

80 Лишманов, Ю.Б. Национальное руководство по радионуклидной диагностике / Ю.Б. Лишманов / под ред. Ю. Б. Лишманова, В. И. Чернова. - В 2-х т. - Томск : STT, 2010. - Т. 2. - 418 с.

81 Zarret B., Beller G. Clinical Nuclear Cardiology / State of the Art and Future Directions: Fourth Edition. Mosby Elsevier. 2010. - P. 183 - 193.

82 Сайт с доступом к базе данных МРТ [Электронный ресурс] / mridataset. -Электрон. дан., 2019. - Режим доступа: http://www.cse.yorku.ca/~mridataset/. - Загл. с экрана. (Дата обращения: 04.04.2019).

83 Сайт производителя программного пакета [Электронный ресурс] / radiantviewer.

- Электрон. дан., 2019. - Режим доступа: https://www.radiantviewer.com/ru/. - Загл. с экрана. (Дата обращения: 22.11.2019).

84 Савчук, В. П. Обработка результатов измерений. Физическая лаборатория. Ч. 1.

- Одесса: ОНПУ, 2002. - 54 с.

85 Masood Y. Clinical validation of SPECT attenuation correction using x-ray computed tomography-derived attenuation maps: multicenter clinical trial with angiographic correlation / Y. Masood, Y. H. Liu, G. DePuey, R. Taillefer, L. I. Araujo, S. Allen, V. Tsatkin // Journal of nuclear cardiology, 2005. - V. 12. - I. 6. - P. 676 - 686.

86 Панкин С. В. Диагностика перфузионно-функциональных соотношений при патологии слезопродуцирующего аппарата / С. В. Панкин, Ю. В. Фалина, В. А. Ободов, В. В. Панкин, А. А. Смирнов, А. А. Щелканов // Отражение. - 2018. - № 1(6) - С. 188 - 193.

87 Pankin S. V. In vivo radionuclide assessment of morpho-functional lacrimal gland / Y. V. Falina, V. A. Obodov, V. V. Pankin, A. A. Smirnov, S. V. Pankin, A. V. Zelenin, A. A. Shchelkanov // AIP. Proceedings of the V International Young Researchers' Conference. 2018. - №020021.

88 Pankin S. V. A phantom model of the lacrimal and salivary glandular structures / S. V. Pankin, A. I. Surdo, V. V. Pankin, A. V. Zelenin, A. N. Ageev, Obodov V. A. // AIP Conference Proceedings, 2019. - V. 2174. - №020152.

89 Pankin S., Zelenin A. A Portable Radiometric System for Evaluating Lacrimal Drainage / S. Pankin, A. Zelenin, A. Surdo, V. Pankin // IEEE Xplore, 2020. - P. 964966.

90 Панкин С.В. Портативная радиометрическая система для медицинской радионуклидной диагностики: структура и основные возможности применения / С.В. Панкин // Биомедицинская радиоэлектроника - 2021. №2 (24). - С. 47 -55.

91 Панкин С.В., Сюрдо А.И. Портативная радиометрическая система и возможности ее применения в дакриосцинтиграфии / С.В. Панкин // Известия высших учебных заведений. Приборостроение - 2021. №8 (64). - С. 680 -687.

92 Панкин, С. В. Динамические испытания многодатчиковой радиометрической системы на фантоме с изменяемой скоростью протекания радиофармпрепарага / С. В. Панкин, А. И. Сюрдо, В. В. Панкин, А. В. Зеленин, М. Н. Сарычев, А. А. Щелканов // Физика. Технологии. Инновации Сборник тезисов ФТИ-2018. - 2018. - С. 83.

93 Панкин С. В., Сюрдо А. И. A method for diagnosing pathologies of the lacrimal and salivary glandular structures using combined tomographic methods of transmission and emission diagnostics // С. В. Панкин, А. И. Сюрдо, В. В, Панкин, А. В. Зеленин, М. Н. Сарычев, Агеев А. Н., Ободов В.А. // Материалы четвертой международной молодежной научной конференции «Физика. Технологии. Инновации. «ФТИ-2019», 2019. - С. 1026.

94 Pankin S.V. A portable radiometric system for evaluating lacrimal drainage / S. V. Pankin, A. I. Surdo, V. V. Pankin, A. V. Zelenin // Abstract book of the 7th International congress on radiation physics, high current electronics and modification of materials. -Tomsk, 2020. - P. 484.

95 Kang H., Takahashi Y. Lateral canthal anatomy: a review. / H. Kang, Y. Takahashi, A. Ichinose, T. Nakano, K. Asamoto, H. Ikeda, M. Iwaki, H. Kakizaki // Orbit, 2012. -V. 31. - I. 4. - P. 279-285.

96 Friedrich P. Paulsen. Drainage of Tears: Impact on the Ocular Surface and Lacrimal System / P. Paulsen Friedrich, Ulrich Schaudig // Clinical Science the ocular surface, 2003. - V. 1. - I. 4. - P. 180 - 191.

97 В. Ю. Сухов, В. А. Поспелов. Методики радионуклидной диагностики: методические рекомендации. 2015 г. - СПб.: Балтийский медицинский образовательный центр, 2016. - 28 с.

98 Афанасьев, В. В. Слюнные железы. Болезни и травмы / В. В. Афанасьев. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. - 296 с.

99 Christopher D. Conrady, Zachary P. Joos. Review: The Lacrimal Gland and Its Role in Dry Eye / D. Conrady Christopher, P. Joos Zachary, C. K. Patel Bhupendra // J. Ophthalmol, 2016. - 11 p.

100 Mohammad-Ali Javadi, Sepehr Feizi. Dry Eye Syndrome / Mohammad-Ali Javadi, Sepehr Feizi // J Ophthalmie Vis Res. 2011. - V. 6. - I. 3. - P. 192 - 198.

101 Efstathios T. Detorakis. Lacrimal Outflow Mechanisms and the Role of Scintigraphy: Current Trends / T. Efstathios Detorakis, Athanassios Zissimopoulos, Konstantinos Ioannakis, Vassilios P. Kozobolis // World Journal of Nuclear Medicine, 2014. - V. 13.

- I. 1. - P. 16 - 21.

102 Бржеский, В. В. Заболевания слезного аппарата: пособие для практикующих врачей / В. В. Бржеский, Ю. С. Астахов, Н. Ю. Кузнецова - 2-е изд., испр. и доп. -СПб.: «Изд-во Н-Л», 2009. - 108 с.

103 Chen S., Wang Y. Virtual Touch Quantification of the Salivary Glands for Diagnosis of Primary Sjögren Syndrome / S. Chen, Y. Wang, S. Chen, Q. Wu, S. Chen // J. Ultrasound Med., 2016. - V. 35. - I. 12. - P. 2607-2613.

104 Jones L.T. An anatomical approach to problems of the eyelids and lacrimal apparatus // L.T. Jones // Arch Ophthalmol. 1961. - P. 111 - 124.

105 Barna S. Clinical utility of SPECT/CT and CT-dacryocystography-enhanced dacryoscintigraphy in the imaging of lacrimal drainage system obstruction / S. Barna, I. Garai, K. Kukuts, R. Gesztelyi, L. Toth, A. Kemeny-Beke // Ann. Nucl. Med. 2019. - V. 33. - I. 10. - P. 746 - 754.

106 Rose J. D. Clayton C. B., Scintigraphy and contrast radiography for epiphora / Rose J. D., Clayton C. B. // The British Journal of Radiology, 1985. - V. 58. - I. 696. - P. 1183 - 1186.

107 СанПин 2.6.1.2523(09). Нормы радиационной безопасности (НРБ (99/2009). -М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. - 101 с.

108 Радиационная защита и безопасность источников излучения: Международные основные нормы безопасности. Промежуточное издание. - Вена: МАГАТЭ, 2011.

- 458 с.

109 Вит В. В. Строение зрительной системы человека / В. В. Вит. - Одесса: Астропринт, 2010. - 664 с.

110 Saito T. Salivary gland scintigraphy with 99mTc-pertechnetate in Sjogren's syndrome: relationship to clinicopathologic features of salivary and lacrimal glands / T. Saito, H. Fukuda, M. Horikawa, K. Ohmori, M. Shindoh, A. Amemiya // J. Oral Pathol. Med., 1997. - V. 26. - I. 1. - P. 46 - 50.

111 Malbouisson J. M. Quantitative study of the effect of dacryocystorhinostomy on lacrimal drainage / J. M. Malbouisson, M. D. Bittar, H. N. Obeid, F. C. Guimaraes, A. A. Velasco e Cruz // Acta Ophthalmol Scand., 1997. - V. 75. - I. 3. - P. 290 - 294.

112 James S. Robertson. Radiation Absorbed Dose to the Lens in Dacryoscintigraphy with 99mTcO4-1 / James S. Robertson, Manuel L. Brown, D. Michael Colvard // Radiation Physics, Radiology, 1979. - V. - 133. - № 3. - P. 747 - 750.

113 Amanat L. A. Lacrimal scintigraphy. Its role in the diagnosis of epiphora / L. A. Amanat, T. E. Hilditch, C. S. Kwok // British Journal of Ophthalmology, 1983. - V. 67, I. 11. - P. 720 - 728.

114 Filippou Valeria. Recent advances on the development of phantoms using 3-D printing for imaging with CT, MRI, PET, SPECT, and ultrasound / Valeria Filippou, Tsoumpas Charalampos // Medical Physics, 2018. - V. - 45. - I. 9. - P. 740 - 760.

115 Сайт производителя General Electric [Электронный ресурс] / Discovery GE NM 630 - Электрон. дан. - [Б. м.], 2020. - Режим доступа: https://www.ge.com/ru/ - Загл. с экрана. (Дата обращения: 12.02.2020).