Izotópok. diagnosztikai alkalmazásai 2. Az izotóp kiválasztásának szempontjai. hf > 50 kev. α β γ. Maximáljuk a nyerhető információt.

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Izotópok. diagnosztikai alkalmazásai 2. Az izotóp kiválasztásának szempontjai. hf > 50 kev. α β γ. Maximáljuk a nyerhető információt."

József Szőke
5 évvel ezelőtt
Látták:

Az izotóp kiválasztásának szempontjai Izotópok Maximáljuk a nyerhető információt.

Ennek megfelelően optimalizálandó diagnosztikai alkalmazásai 2.

előállíthatósága és tulajdonságai a sugárzás fajtája a sugárzás fotonenergiája Csak a

1 Az izotóp kiválasztásának szempontjai Izotópok Maximáljuk a nyerhető információt. Minimalizáljuk a kockázatot. Ennek megfelelően optimalizálandó diagnosztikai alkalmazásai 2. a sugárzás fajtája a sugárzás fotonenergiája az izotóp felezési ideje radiofarmakon előállíthatósága és tulajdonságai a sugárzás fajtája a sugárzás fotonenergiája Csak a γ-sugárzás áthatolóképessége elég nagy Legyen elég nagy az áthatolóképessége a testszövetekben! Legyen jó hatásfokkal detektálható! α β γ hf > 50 kev Optimális a tisztán γ-sugárzó mag

2 az izotóp felezési ideje Λ = λn Csökkentésének határt szabnak a vizsgálat körülményei. 0,693 = N T Legyen minél rövidebb! A paciens védelmében minimalizáljuk! radiofarmakonok radioaktív atomot hordozó molekula Vegyen rész a vizsgálni kívánt biokémiai/élettani folyamatban Ne módosítsa vizsgálni kívánt folyamatot. Csökkentésének határt szab vizsgálandó biológia folyamat időbeli lefolyása. példák farmakon izotóp aktivitás (MBq) alkalmazási terület Pertechnetát Tc agy Pirofoszfát Tc szív Dietilén-triamin pentaecetsav (DTPA) Benzoilmercapto-acetiltriglicerin (MAG3) Metilén difoszfonát (MDP) Tc tüdő Tc vese Tc csont Mekkora aktivitást használjunk? Maximáljuk a nyerhető információt. Minimalizáljuk a kockázatot. Λ ~ 100 MBq

A kép típusai A kép típusai Statikus kép az izotóp/aktivitás eloszlása egy adott pillanatban Statikus kép az izotóp/aktivitás eloszlása egy adott

egymásutánja Emissziós CT SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) PET (Positron Emission Tomography) pajzsmirigyben, Izotóp

felezési idő az aktivitás a felére csökken a célszervben Λ(MBq) Λ max 50 40 30 20 10 0 0 15 30 45 60 75 90 t(min) T eff Effektív felezési idő az

3 A kép típusai A kép típusai Statikus kép az izotóp/aktivitás eloszlása egy adott pillanatban Statikus kép az izotóp/aktivitás eloszlása egy adott pillanatban Dinamikus kép az izotóp/aktivitás mennyiségének változása egy adott helyen Statikus és dinamikus együttese statikus felvételek egymásutánja Emissziós CT SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) PET (Positron Emission Tomography) pajzsmirigyben, Izotóp felhalmozódása vesében Λ(MBq) Λ max A kép típusai Dinamikus kép az izotóp/aktivitás mennyiségének változása egy adott helyen Effektív felezési idő az aktivitás a felére csökken a célszervben Λ(MBq) Λ max t(min) T eff Effektív felezési idő az aktivitás a felére csökken a célszervben Λ = Λ effektiv 0 e ( λ +λ fiz fiz biol λ = λ + λ ) t biol t(min) T eff 1 T eff 1 = T fiz 1 + T biol

példa jobb vese bal vese Relatív aktivitás idő Hal

felezési idő értékeléséhez a felvétel körülményeit

cc 40 cm fotoelektronsokszorozók detektorkristály

4 példa jobb vese bal vese Relatív aktivitás idő Hal Anger vese izotóptárolási görbéje A biológiai felezési idő értékeléséhez a felvétel körülményeit (milyen radiofarmakon, milyen formában stb.) is figyelembe kell venni. Hal Anger munkatársaival 1952 Gamma kamera kollimátor cc 40 cm fotoelektronsokszorozók detektorkristály kollimátor Jó abszorpcióképességű anyagból (ólom) álló csöves/lemezes rendszer. Csak bizonyos szög alatt érkező fotonokat enged át. A nyílások mérete, geometriája fontos az érzékenység és feloldóképesség szempontjából.

Sajnos törékeny, hőmérsékletérzékeny, higroszkópos. Tipikusan 37-91 db, 5.1-7.

5 detektorkristály NaI(Tl) szcintillációs kristály Megfelelő detektálási hatásfok 150 kev-os fotonra μ ~2.2 1/cm 10 mm rétegvastagságban ~ 90%-os elnyelődés fotoelektronsokszorozók Fényimpulzusokat elektromos jellé alakítja. Az emittált fény hullámhossza 415 nm megfelel a PMT követelményeinek. Sajnos törékeny, hőmérsékletérzékeny, higroszkópos. Tipikusan db, cm átmérőjű PM-cső A keletkező feszültségimpulzusok nagysága változatos, mert γ-foton poziciója fényfolt kimenő elektromos jel fotoelektronsokszorozók A szcintilláció befolyásolja a pozicionálást -egy γ-foton elnyelődése nemcsak egy fotoelektronsokszorozóban indukál elektromos jelet -az elnyelődés nemcsak fotoeffektussal történik Impulzus amplitúdó spektrum a fotoeffektus révén elnyelődő γ-foton energiájával arányos nagyságú feszültségimpulzust generál. Ez a többi* feszültségimpulzustól diszkriminálással (DD) megkülönböztethető. impulzusgyakoriság szórt fotocsúcs összes energia (kev) csatorna * Compton-szórás révén keletkező, vagy nem a térbeli lokalizációnak megfelelően becsapódó fényfotonok által kiváltott. fotoelektronsokszorozók detektorkristály kollimátor Gamma kamera A sugárzás forrásának hely szerinti azonosítását a kollimátor a fotoelektronsokszorozók a diszkriminátorok együttesen teszik lehetővé.

6 Pajzsmirigy pertechnetátos (intravénásan 80 MBq) felvételek Durva göbös májlézió normál struma diffusa multinodularis struma hideg göbök Tc- fyton csontszcintigráfia Tc-MDP: 600 MBq A gamma-kamera időbeli és térbeli felbontásra is alkalmas. Statikus és dinamikus képet is nyerhetünk. Jellemző paraméterek: térbeli felbontás energiaszelektivitás (felbontás) detektálási hatékonyság normal egésztest csontmetastasis

7 SPECT Single Photon Emission Computed Tomography különböző kameraelrendezések SPECT Több gamma kamera szkennel egy réteget adatgyűjtés 360 -ban. Keresztmetszeti képeket ad. Az egyes szeletekben az aktivitás eloszlását a számítógép rekonstruálja. Szinkódolt képrekostrukció. Egymást követő rétegek felvétele az x-tengely mentén. Fejről részült SPECT -felvételek PET Positron Emission Tomography Tc- HMPAO

Koincidencia a detektálásban koincidencia

detektálás annihiláció képrekonstrukció A

felhasználás receptorfunkciók PET/CT A PET

8 Koincidencia a detektálásban koincidencia elemzés izotópeloszlás 1. csatorna adatfeldolgozás 2. csatorna összegzés annihiláció Egyidejű detektálás annihiláció képrekonstrukció A PET-ban leggyakrabban alkalmazott radionuklidok természetes szerves molekulákban is megtalálható elemek izotópjai. izotóp β + energia (MeV) β + hatótáv (mm) Τ felhasználás receptorfunkciók PET/CT A PET kombinálható pontosabb morfológiai képet adó módszerrel stroke onkológia/neurológia A rövid felezési idő miatt a felhasználás közelében kell előállítani ezeket.

Sugárterápia CT PET PET/CT PET Sugárterápia: ionizáló sugárzás károsító

Milyen típusú sugárzást használjunk? 2. Mekkora dózist alkalmazzunk? 3.

Hogyan juttassuk el a besugározandó testrészbe (a többi szövet károsítása

α β -, e-, γ, Rtg, p n csak célzottan a tumorba juttatva Lineáris

9 Sugárterápia CT PET PET/CT PET Sugárterápia: ionizáló sugárzás károsító hatásának felhasználása (elsősorban) daganatos szövetek elpusztítására 1. Milyen típusú sugárzást használjunk? 2. Mekkora dózist alkalmazzunk? 3. Hogyan állítsuk elő? 4. Hogyan juttassuk el a besugározandó testrészbe (a többi szövet károsítása nélkül)? α β -, e-, γ, Rtg, p n csak célzottan a tumorba juttatva Lineáris ionsűrűség: egységnyi úthosszon létrehozott ionpárok száma (n/l) LET (Linear Energy Transfer)v. linearis energiaátadás: egységnyi úthosszon leadott energia (ne ionpár /l) levegőben: E ionpár =34 ev

α β - : e - : γ, Rtg, p n Energiája nem optimális folytonos

MeV Előállítása: lineáris gyorsító csak célzottan a tumorba juttatva

1cm/3MeV gyakorlatban: 6-21 Mev => 2-7 cm felületközeli tumorok Probléma:

γ : Rtg, p n Az átlagos úthossz a energiától függ. γ-kés: összesen kb.

60 Co Eγ MeV, használt aktivitás: TBq agysebészeti célra különösen

10 α β - : e - : γ, Rtg, p n Energiája nem optimális folytonos energiaeloszlású tipikus energia: néhány MeV gyorsított elektron MeV Előállítása: lineáris gyorsító csak célzottan a tumorba juttatva hatótáv! 1cm/3MeV gyakorlatban: 6-21 Mev => 2-7 cm felületközeli tumorok Probléma: foton αelnyelődésének helye ionizáció helye = sugárkárosodás helye β - e- γ : Rtg, p n Az átlagos úthossz a energiától függ. γ-kés: összesen kb. 200 db izotóp pl. 60 Co Eγ MeV, használt aktivitás: TBq agysebészeti célra különösen alkalmas α β - e- α β - e- Ideális lenne, de nagyon drága! Óriási gyorsító kell! γ, Rtg: p n Részecskegyorsító a rtg. sugárzás előállításában. Néhány MeV fotonenergia. Besugárzás ideje jól szabályozható. γ, Rtg, p : n

11 Tipikus LET-értékek Kapcsolódó fejezetek: Damjanovich, Fidy, Szöllősi: Orvosi Biofizika LET-érték: Sugárfajta: Energia (MeV): LET(keV/µm): magas alacsony α -részecske gyors neutron protonok röntgensugár 60-Co γ sugarzás beta-sugár elektronok II VIII. 3.2 VIII. 4.4 IX.3

Hasonló dokumentumok

Izotópok. Izotópok. diagnosztikai alkalmazásai. diagnosztikai alkalmazásai. Képalkotó eljárásokkal nyerhető információ

Izotópok. Izotópok. diagnosztikai alkalmazásai. diagnosztikai alkalmazásai. Képalkotó eljárásokkal nyerhető információ Izotópok Izotópok diagnosztikai alkalmazásai diagnosztikai alkalmazásai Izotópdiagnosztikai eljárás lépései Alkalmas, radioaktív molekulák bejuttatása Az aktivitás eloszlásának, változásának követése Képalkotó