Terápia az izotópok, mint nyomjelzık alkalmazásáért a kémiai folyamatok tanulmányozására

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Terápia az izotópok, mint nyomjelzık alkalmazásáért a kémiai folyamatok tanulmányozására"

Domokos Alfréd Juhász
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 ucleáris Medicina: Segédanyagok BEVEZETÉS: UKLEÁRIS MEDICIA Kötelezı: ukleáris Medicina (Szerk. Szilvási I.; Medicina, 2010) Más források: Elektronikus tankönyv: Varga József Angol tankönyv: A Clinician's Guide to uclear Medicine Biológiai izotóptechnika (Szerk.: ; Debreceni Egyetem EC - tankönyv - ÁK elıadások diái ukleáris Medicina Intézet 2 Felfedezések, melyek a ukleáris Medicina kialakulásához vezettek Értékelés Gyakorlatok DE EFK, 2006) Elektronikus segédanyagok: 3 fokozatú minısítés gyakorlatonként (kiadott kérdések, órai munka alapján) Radiológia és ukleáris Medicina szigorlati jegy ¼-e: írásbeli vizsga javasolt idıpont: február eleje Henry Marie Hevesy Becquerel Curie György Túlmőködı pajzsmirigy adenoma 3 UKLEÁRIS MEDICIA Gyógyászati alkalmazások (nukleáris medicina) alkalmazásának elve: Diagnosztika Ha egy molekulában valamelyik atomot annak radioaktív izotópjára cseréljük, ez nem változtatja meg lényegesen a kémiai és biológiai tulajdonságait. Molekuláris leképezés Terápia az izotópok, mint nyomjelzık alkalmazásáért a kémiai folyamatok tanulmányozására 5 A ukleáris Medicina részterületei: 1. In vitro koncentráció-mérés 1977: rvosi obel-díj peptide hormonok radioimmunoassay-einek kifejlesztéséért 6 Alapelv: sok fotoelektron-sokszorozó látja egyidejőleg ugyanazt az egyetlen nagy egykristályt; elektronikus áramkör dekódolja minden egyes becsapódás koordinátáit RSALY YALW (1921-) 1957: Anger-kamera sugárzásmérésen) alapuló telítési analízises eljárást dolgozott ki az inzulin plazma-koncentrációjának mérésére Laboratóriumi analitikai módszerek kombinálása radioaktív nyomjelzéssel A ukleáris Medicina részterületei: 2. In vivo leképezés A. Gamma-sugárzó radionukliddal ( egyfotonos ) 1960: Yalow és Berson radioaktív nyomjelzésen (és radioimmunoassay (versengés fehérje-kötésért; a mérendı molekula van jelezve) IRMA: immunoradiometric assay ( szendvics módszer) Diagnosztikai módszerek kutatási alkalmazása In vitro 1943: Kémiai obel-dij RIA: Kutatási alkalmazások (nukleáris medicina) In vivo Következmény: a molekula mozgása, eloszlása, HEVESY György felhalmozódása sugárzásméréssel kimutatható. ( ) 4 Radioizotópok orvosi-biológiai alkalmazásai 1924: A radioaktív nyomjelzés Hal Anger (Berkeley) az általa kifejlesztett pozitronkamerával A szcintillációs gammakamera kifejlesztıje 7 8

2 2. In vivo leképezés B. Pozitron-sugárzóval ( kétfotonos ) 1970-es évek eleje: PET Alapelv: A megsemmisülési sugárzás két, kb. 511 kev-es fotonja ellentétes irányba száll. Egyidejő detektálásukkal a bomlási helyet tartalmazó egyenes is meghatározható. Michel M. Ter-Pogossian, Mallinckrodt Institute Michael E. Phelps, UCLA 9 Radionuklid kiválasztása leképezéshez Elektromágneses sugárzást detektálunk! Gamma-sugárzás alacsony-közepes energiájú Felezési idı: ~ óra (v. nap) Megfelelı vegyület jelezhetı legyen vele Karakterisztikus röntgen (K-befogás után) e - rtg. γ Pozitron-bomlás megsemmisülési sugárzás: kev C F Mesterséges radioaktív anyag elıállítása Radionuklidok a ukleáris Medicinában, UK 2003/04 atomreaktorban (magas neutron-fluxus) Csillebérc Kr-81m; 6.1% Cr-51; 3.8% gyorsítók felhasználásával (kör-körös: ciklotron) drága! Debrecen: 2 Budapest: 1 Tc-99m; 79.5% Tl-201; 2.4% I-131; 2.3% F-18; 1.5% C-14; 1.2% Xe-133; 0.8% I-123; 0.7% Ernest Lawrence (Berkeley) a ciklotron feltalálója In-111; 0.4% Egyéb; 1.3% Mo- 99m Tc generátor Anger-rendszerő rendszerő gamma-kamera felépítése Vákuumos edény ldószeres edény Szőrı Légszőrı Ólom árnyékolás Aluminium-oxid oszlop Kollimátor 2. Kristály: ai (Tl) 3. Fotoelektronsokszorozók 4. Impulzusok 5. Anger-áramkör 6. X, Y Koordináták 7. Jó események 8. Tárolócsöves oszcilloszkóp 9. Analóg-digitál átalakítók 10. Számítógép 14 Kollimátoros képalkotás PET kamera Detektor tor IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII Kristály fotoelektron-sokszorozók + elıerısítık Mátrixáramkör Differenciáldiszkriminátor Ólomkollimátor A képalkotáshoz ismerni kell az érzékelt fotonok mozgási irányát A kollimátor azokat a γ-kvantumokat engedi tovább, amelyek kb. merılegesek a detektor síkjára. Forrás: Freek Beekman et al., Utrecht 15 16

3 Terápia nyílt radioizotópokkal rvosi leképezı eljárások yílt radioaktív preparátum beadása betegeknek terápiás céllal. A radioaktívan jelzett anyag az elpusztítandó sejt közvetlen közelébe kerül, és ott (lokálisan) fejti ki hatását. A terápiát általában béta-sugárzó radionuklidokkal végezzük (max. úthossz testszövetben: ~ mm) agyon specifikus radiofarmakonok kellenek! 17 Forrás: What is uclear Medicine? (SM) 18 Targets and tools of medical imaging United ations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiations Average of health-care level I, (USCEAR) Brachytherapy Teletherapy Radionuclide therapy uclear imaging Therapy Diagnosis Interventional Angiography CT X-ray, medical X-ray, dental umber of procedures / million population Funkcionális és strukturális leképezés: Alacsony malignitású glioma újrafejlıdése (FDG) PET Centrum, Debrecen Leképezı technikák érzékenysége a jelzı- ill. kontrasztanyagok kimutatására Leképezı jelzı/kontrasztanyag módszer koncentrációja (mol/kg testtömeg) UH 10-3 CT 10-3 gamma-kamera PET MRI 10-5 MRS 10-5 Forrás: G. von Schulthess, University Hospital, Zürich Prof. Wolfgang Mohnike 23 Emissziós leképezés: Vizsgálattípusok Statikus: egyensúlyi eloszlás leképezése Dinamikus: képek sorozata a radiofarmakon beépülésérıl / kiválasztásáról Egésztest: összekapcsolt statikus képek Tomográfiás: gamma: single photon emission tomography (SPECT) pozitron: positron emission tomography (PET) 24

4 Különálló képek Pajzsmirigy-kép (helyreállító szőrıvel) Kóros: aktivitás-kiesés Egésztest yers kép Metz-szőrt Pozitív szcintigram: Toxikus göbös golyva Kóros: aktivitás-fokozódás Más vegyület más eloszlást mutat Rosszindulatú pajzsmirigy-daganat csökkent aktivitás pertechnetáttal 99mTc-Pertechnetát 99mTc-MIBI fokozott MIBI-halmozás Példák: Dinamikus vizsgálatok Információ dinamikus vizsgálatokból Vese yelıcsı Kapuzott szív vértartalom Részterületek idı-aktivitás görbéi Parametrikus képek Körülrajzoljuk a kívánt terület(ek)et Idı-aktivitás görbéket képezünk belılük Képsorozat Színkódolt kijelzés Színkódolva kijelezzük SPECT: single photon emission computed tomography Gamma-kamerák általában 360 -os ív szív: 180 -os képek 3-6 -onként ( vetület) keresztmetszeti eloszlások kiszámolása 31 32

5 Visszavetítés Felhasznált nézetek: 3 dimenziós ábrázolás PET-ligandumok különbözı receptor-rendszerek leképezésére Koincidencia-detektálás 180 -on: - magasabb érzékenység (nincs kollimátor) - jobb jel/zaj viszony Könnyebb elnyelés-korrekció (a két út összege = testvastagság) Fiziológiásabb radiofarmakonok (C-11, -13, -15, F-18) Agyi receptorok leképezése PET - elınyök [F-18] fluoro-2deoxy-glucose * [C-11]-flumazenil (benzodiazepinereceptor) [C-11]-b-CPPIT (dopamine transporter) [C-11]-raclopride (dopamine D2 receptor) [F-18]-memantin (MDA-receptor) [C-11]-Mc 5652 (serotonin transporter) H2 H H H3C H Ph CH2CH3 H H FH2 C Cl CH3 F CH2 CH3 H F SCH3 Cl H Dinamikus tomográfiás leképezés lehetséges (egyidejő adatgyőjtés minden irányból) CH3 Cl H CH3 Forrás: G. von Schulthess, University Hospital, Zürich Funkcionális és szerkezeti leképezés: egymást kiegészítı szerep 37 Hibrid készülékek PET & SPECT CT, MR funkcionális információ strukturális / morfológiai információ jelentıs résztérfogat-hatás jobb felbontás nagyobb zaj CT: magas betegdózis az elnyelés és szórás lerontja a képet MR: inhomogén kép, geometriai torzítások (a mágneses mezı inhomogenitása miatt) Hibrid leképezés 1: CT PET és CT vagy SPECT és CT egy állványon Leképezés egymás után, de a beteg változatlan testhelyzetben fekszik SPECT/CT 39

6 Hibrid leképezés 2: Emissziós Történet: tomográfia : Röntgen 1958: Gamma-kamera (Hal Anger) 1962: Emission reconstruction tomography (David Kuhl) 1971: CT (Godfrey Hounsfield) CT képrekonstrukció (Allan M. Cormack) 197~: PET (Michel Ter-Pogossian) 1976: SPECT kamera (John Keyes) Agyi SPECT kamera (Ronald Jaszczak) 1992: SPECT/CT, sugárgyengítés-korrekció CT-vel (T. F. Lang, Bruce H. Hasegawa) 2000: PET-CT (Ron utt, David Townsend) 2008: Humán PET/MRI 42 Együttes értékelés szerepe SPECT elnyelés-korrekciója 1. Elnyelés-korrekció Gyorsabban (rövidebb ideig kell fennfeküdni a betegnek) CT!!! Pontosabban (zajmentesebben) 2. Anatómiai és funkcionális információ integrálása Lokalizálás PET, SPECT: fajlagosság javítása (kevesebb álpozitív) CT: érzékenység javítása (kevesebb álnegatív) Korrigálatlan (szűrt visszavetítés) Elnyelési térkép Korrigált (SEM) PET, SPECT résztérfogat-hatás korrekciója 43 Forrás: M. King et al. 44 Tumor lokalizálása terápia-tervezéshez Effektív dózisok (msv) M, UK 2003/04 0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0% 35.0% Szívizom perfúzió ; 15.0% Csontszcintigráfia - Technika Agyi perfúzió HMPA; 0.7% Vese din. ; 5.3% Vese stat. DMSA; 4.3% Gyulladás HMPA; 1.2% Pajzsmirigy Pertechnetát; 1.6% Szív falmozgás Tc-vvt; 1.5% Pajzsmirigy-terápia I-131; 1.5% Tumor anyagcsere FDG; 1.3% Egyéb PET ; 0.4% Tüdıperfúzió MAA; 14.0% Tüdı ventilláció ; 11.3% Csont Foszfátok; 29.0% Farmakon: Felhasznált jelenség: A leképezés ideje: Szokásos képek: Számolt kvantitatív adatok: Kimutatható rendellenesség: em mutatható ki: [Tc-99m] difoszfonátok (MDP, HEDP) Vérellátás és osteoblast aktivitás. Az injekció beadása után 2-3 órával. Elöl- és hátulnézetbıl - a törzs csontjairól és a koponyáról - szükség esetén a végtagokról is. a teljes testrıl Sacroiliacalis index Aktivitás-fokozódás daganatban, áttétben, osteomyelitisben; a törés helyén, stb. steoporosis, tisztán lyticus folyamat GFR Cr-51 EDTA; 3.4% Helicobacter Pylori C-14 urea; 1.0% 47 48

7 Csontszcintigráfia - Indikációk Áttétek több helyen 1. Emlı, prosztata és tüdırák áttétei 2. Jóindulatú betegségek: - osteomyelitis - törések 3. Asepticus csont-necrosis 4. steodystrophia (vese-eredető) Kvantitatív paraméterek SACRILIACALIS IDEX Bal: 1.27 Jobb:

Hasonló dokumentumok

3. Terápia nyílt radioaktív készítményekkel A NUKLEÁRIS MEDICINA ALAPJAI NUKLEÁRIS MEDICINA. B. Pozitron-sugárzóval ( kétfotonos )

3. Terápia nyílt radioaktív készítményekkel A NUKLEÁRIS MEDICINA ALAPJAI NUKLEÁRIS MEDICINA. B. Pozitron-sugárzóval ( kétfotonos ) A UKLEÁRIS MEDICIA ALAPJAI UKLEÁRIS MEDICIA 1924: A radioaktív nyomjelzés alkalmazásának elve: Varga József DE OEC ukleáris Medicina Intézet Ha egy molekulában valamelyik atomot annak radioaktív izotópjára