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

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

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

Ildikó Nagy
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 Izotópok Izotópok diagnosztikai alkalmazásai diagnosztikai alkalmazásai Izotópdiagnosztikai eljárás lépései Alkalmas, radioaktív molekulák bejuttatása Az aktivitás eloszlásának, változásának követése Képalkotó eljárásokkal nyerhető információ Anatomiai Röntgen Ultrahang MRI a szövetek eltérő fizikai tulajdonságai alapján differenciálnak A fiziológiás v. patológiás folyamatok felismerése, lokalizálása a mért eloszlás alapján. Funkcionális Izotópdiagnosztika MRI a szövetek eltérő biokémiai/élettani jellemzői alapján differenciálnak

Röntgen felvétel Információ a struktúráról

aktivitásról A nukleáris medicina atyja Hevesy György

jelzéstechnika megalapozásáért Hevesy György és

2 Röntgen felvétel Információ a struktúráról Izotópdiagnosztikai felvétel Információ a metabolikus aktivitásról A nukleáris medicina atyja Hevesy György ( ) Kémiai Nobel-díj 1943 az izotópos jelzéstechnika megalapozásáért Hevesy György és háziasszonya Az izotóp kiválasztásának szempontjai A múlt héten sem szerettem. Miért gondolja, hogy most szeretni fogom? Maximáljuk a nyerhető információt. Minimalizáljuk a kockázatot. Ennek megfelelően optimalizálandó 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!

α β γ hf > 50 kev Optimális a tisztán γ-sugárzó mag az izotóp felezési ideje Λ = λn Csökkentésének határt szabnak a vizsgálat körülményei.

3 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 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 550-1200 agy Pirofoszfát Tc 400-600 szív Dietilén-triamin pentaecetsav (DTPA) Benzoilmercapto-acetiltriglicerin (MAG3)

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 pillanatban Dinamikus kép az

4 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 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

célszervben Λ(MBq) Λ max 50 40 30 20 10 0 0 15 30 45 60 75 90 t(min) T eff Effektív

fiz biol λ = λ + λ ) t biol 10 0 0 15 30 45 60 75 90 t(min) T eff 1 T eff = 1 T fiz 1

izotóptárolási görbéje A biológiai felezési idő értékeléséhez a felvétel körülményeit

5 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 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)

A nyílások mérete, geometriája fontos az érzékenység és feloldóképesség szempontjából.

2 1/cm 10 mm rétegvastagságban ~ 90%-os elnyelődés fotoelektronsokszorozók Fényimpulzusokat elektromos jellé alakítja.

6 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. 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

csatorna * Compton-szórás révén keletkező, vagy nem a térbeli

kamera A sugárzás forrásának hely szerinti azonosítását a

7 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. 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

Jellemző paraméterek: térbeli felbontás energiaszelektivitás (felbontás)

Photon Emission Computed Tomography különböző kameraelrendezések SPECT

8 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 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.

9 Fejről részült SPECT -felvételek PET Positron Emission Tomography Tc- HMPAO Koincidencia a detektálásban koincidencia elemzés izotópeloszlás 1. csatorna adatfeldolgozás 2. csatorna összegzés annihiláció Egyidejű detektálás annihiláció képrekonstrukció

A PET-ban leggyakrabban alkalmazott radionuklidok természetes

izotóp β + energia (MeV) β + hatótáv (mm) Τ felhasználás

morfológiai képet adó módszerrel stroke onkológia/neurológia A

10 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. Kapcsolódó fejezetek: Damjanovich, Fidy, Szöllősi: Orvosi Biofizika II VIII. 3.2 VIII. 4.4 CT PET PET/CT PET IX.3

Hasonló dokumentumok

Izotópok. diagnosztikai alkalmazásai. Képalkotó eljárásokkal nyerhető információ. Izotópdiagnosztikai eljárás lépései

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