A nukleáris medicina alapjai: Biofizika és alapelvek. Zámbó Katalin Nukleáris Medicina Intézet

Hasonló dokumentumok
Nukleáris medicinai módszerek a mellkasi betegségek differenciál diagnosztikájában. Zámbó Katalin PTE Nukleáris Medicina Intézet


Hibrid módszerek m SPECT/CT, PET/CT. Pécsi Tudományegyetem Nukleáris Medicina Intézet

Nukleáris pulmonológia. Zámbó Katalin Nukleáris Medicina Intézet

A multimodalitású képalkotás jelentősége az endokrin diagnosztikában. Zámbó Katalin PTE Nukleáris Medicina Intézet

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

A Nukleáris Medicina alapjai

3531C Radioventriculographia equilibriumban + EKG kapuzás

Radioaktív sugárzások az orvosi gyakorlatban. Az ionizáló sugárzások biológiai hatása. A sugárhatás osztályozása. A sugárhatás osztályozása

Gamma sugárzás. Gamma-kamera SPECT PET. Tömeg-energia ekvivalencia. Nukleáris medicína. γ-sugárzás előállítása. γ-sugárzás kölcsönhatása az anyaggal

Gamma-kamera SPECT PET

Biofizika és orvostechnika alapjai

Magsugárzások, Radioaktív izotópok. Az atom alkotórészei. Az atom felépítése. A radioaktivitás : energia kibocsátása

Radioaktív nyomjelzés analitikai kémiai alkalmazásai

NUKLEÁRIS MEDICINA DEFINÍCIÓ. Szilvási István SE ÁOK Nukleáris Medicina Tanszék és Honvédkórház 2013 RADIOIZOTÓPOK A MEDICINÁBAN HEVESY GYÖRGY

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Gamma-kamera SPECT PET

Az izotópdiagnosztika fizikai alapjai

Izotópos méréstechnika, alkalmazási lehetőségek

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

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

Radioaktív sugárzások az orvosi gyakorlatban. Az ionizáló sugárzások biológiai hatása. A sugárhatás osztályozása. A sugárhatás osztályozása

Országos Onkológiai Intézet, Sugárterápiás Centrum 2. Országos Onkológiai Intézet, Nukleáris Medicina Osztály 4

Sarkadi Margit1, Mezősi Emese2, Bajnok László2, Schmidt Erzsébet1, Szabó Zsuzsanna1, Szekeres Sarolta1, Dérczy Katalin3, Molnár Krisztián3,

Emberi Erőforrások Minisztériuma

Nukleáris medicina a fejnyak régió betegségeinek diagnosztikájában. PTE KK Nukleáris Medicina Intézet Dr. Bán Zsuzsanna

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

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

A képalkotó diagnosztika alapjai

Izotópvizsgálatok urológiában. Szabó Zsuzsanna PTE Nukleáris Medicina Intézet

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Tumor-keresés. Tu. kimutatás hatásmechanizmus példái. Tumordiagnosztika őrszem nyirokcsomó kimutatás, többes leképezési technikák

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

4. A nukleá ris mediciná fizikái álápjái

Klinikai SPECT/CT III. Nukleáris pulmonológia. Zámbó Katalin Pécsi Tudományegyetem Nukleáris Medicina Intézet

Bővített fokozatú SUGÁRVÉDELMI TANFOLYAM

Az Egészségügyi Szakmai Kollégium Nukleáris Medicina Tagozata és Tanácsa Módszertani Útmutatója

Pajzsmirigy. Hatásmechanizmusok, melyeket felhasználunk a radiofarmakonokkal történı tumordiagnosztikában I.

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

KARDIOLÓGIA Nukleáris Medicina vizsgálati protokolok

Radioaktív nyomjelzés analitikai kémiai alkalmazásai

NUKLEÁRIS MEDICINA (klinikai molekuláris képalkotás és molekuláris alapú sugárterápia)

Radiofarmakológiai vizsgálatok követelménymodul szóbeli vizsgafeladatai

Gamma kamera, SPECT, PET. Készítette: Szatmári Dávid PTE ÁOK, Biofizikai Intézet, március 1.

A csontrendszer izotópdiagnosztikája. dr. Schmidt Erzsébet PTE KK Nukleáris Medicina Intézet

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

1. Az izotópdiagnosztika fizikai alapjai

PET VIZSGÁLAT HATÁSÁRA A BETEG KÖRÜL KIALAKULÓ SUGÁRZÁSI TÉR MÉRÉSE

-A radioaktivitás a nem stabil (úgynevezett radioaktív) atommagok bomlásának folyamata. -Nagyenergiájú ionizáló sugárzást kelt Az elnevezés: - radio

Az ionizáló sugárzások el állítása és alkalmazása

Pajzsmirigy physiologia

Izotópvizsgálatok urológiában. Szabó Zsuzsanna PTE Nukleáris Medicina Intézet

Röntgendiagnosztikai alapok

A nukleáris pulmonológia fejlődése

8. AZ ATOMMAG FIZIKÁJA

Miért érdekes? Magsugárzások. Az atommag felépítése. Az atom felépítése

Az atom felépítése Alapfogalmak

Drug design Képalkotó eljárások a gyógyszerkutatásban Dr. Kengyel András GK, SPECT, PET, fmri, UH, CT, MRI Doppler UH

Sugárvédelem kurzus fogorvostanhallgatók számra. Méretek. Az ionizáló sugárzások fajtái. 1. Atomfizika, Radioaktivitás és Röntgensugázás

Radioaktív anyagok új alkalmazásai a gyógyításban

Párhuzamok: legerjedés Párhuzamok: energia átadása

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Az atommagtól a konnektorig

Kockázat/ haszon mérlegelése! ALARA-elv! beadandó aktivitás mennyiséget az EANM ajánlásai alapján határozzuk meg (ált. ttkg-ra) megfelelő előjegyzési

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

RADIOAKTIVITÁS, SUGÁRZÁSMÉRÉS

Magfizika tesztek. 1. Melyik részecske nem tartozik a nukleonok közé? a) elektron b) proton c) neutron d) egyik sem

Miért érdekes? Magsugárzások. Az atommag felépítése. Az atom felépítése

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Alapfogalmak. Magsugárzások. A magsugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Töltött részecskék ionizáló hatása. tulajdonságai.

A pajzsmirigy betegségek izotópos diagnosztikája és therápiája. PTE Nukleáris Medicina Intézet

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ. Nukleáris medicina szakasszisztens szakképesítés Klinikai nukleáris medicina (diagnosztika és terápia) modul

Radioaktivitás biológiai hatása

NUKLEÁRIS MEDICINA KÉPALKOTÁS

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

AZ ATOMMAG FIZIKÁJA. Az atommag szerkezete. Tömeghiány, kötési energia Magerők Magmodellek Az atommag stabilitása

Radioaktív elemek környezetünkben: természetes és mesterséges háttérsugárzás. Kovács Krisztina, Alkímia ma

Orvosi aktivitásmérők kalibrációinak tapasztalatai

MULTIDROG REZISZTENCIA IN VIVO KIMUTATÁSA PETEFÉSZEK TUMOROKBAN MOLEKULÁRIS LEKÉPEZÉSSEL

FIZIKA. Radioaktív sugárzás

Nukleáris medicinai technikák alapjai: Gamma- kamera, SPECT, PET

Az atom szerkezete. Az eltérülés ritka de nagymértékű. Thomson puding atom-modellje nem lehet helyes.

NUKLEÁRIS MEDICINA (klinikai molekuláris képalkotás és molekuláris alapú sugárterápia)

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

emissziós leképezés fajtái nukleáris medicina - 1 leképezés Gamma-kamera PET PET-CT

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

PROMPT- ÉS KÉSŐ-GAMMA NEUTRONAKTIVÁCIÓS ANALÍZIS A GEOKÉMIÁBAN I. rész

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei

PET Pozitronemissziós tomográfia

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár,

RADIOAKTIVITÁS. Természetes (spontán) radioaktivitásról beszélünk, ha a természetben megtalálható elemek atommagja képes átalakulni.

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei. Konzultáció: minden hétfőn 15 órakor. 1. Fizikai történések

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

Hibrid technikák, SPECT-CT,PET-CT, Dabasi Gabriella SE-TK/2014.Kötelező Szintentartó Radiológia január. 20.

Néhány PET Radiofarmakon. F-18 FDG Aminosav transzport C-11 MET C-11 Cholin F-18 FET Celluláris proliferáció: F-18 FLT

FIZIKA. Atommag fizika

Általános Kémia, BMEVESAA101

Átírás:

A nukleáris medicina alapjai: Biofizika és alapelvek Zámbó Katalin Nukleáris Medicina Intézet

Nukleáris medicina Lényege: a radioaktív izotópok diagnosztikai és terápiás célból való felhasználása.

Radioaktivitás Az egyes atommagoknak azon tulajdonsága, hogy külső behatás nélkül, spontán, bizonyos sugárzások kibocsátása révén elbomlanak, miközben a kezdeti mag más maggá alakul át.

A Bohr-féle atom-modell

Az atom részecskéi

Protonszám = rendszám Protonszám + neutronszám = tömegszám Az azonos rendszámú és eltérő tömegszámú atomokat izotópoknak nevezzük. Ugyanazon elem izotópjai a különböző biokémiai folyamatokban ugyanúgy viselkednek.

Radioaktiv izotóp A kedvezőtlen proton-neutron arány miatt valamilyen sugárzás kibocsátása közben magátalakuláson megy át, elbomlik.

Aktivitás A radioaktív izotópok mennyiségét aktivitásukkal adjuk meg. Az aktivitást az időegységre eső bomlások számával jellemezzük. Mértékegysége 1 Bq = 1 bomlás/sec 1 kbq = 10 3 bomlás/sec 1 MBq = 10 6 bomlás/sec (a diagnosztikában használt aktivitások nagyságrendje) Mérése Beütésszám: count/min (cpm), count/sec (cps)

Felezési idő Az az idő amely alatt a kiinduláskor meglévő atomok száma a felére csökken. - Fizikai felezési idő (egy adott izotópra nézve állandó, külső körülmények nem befolyásolják) - Biológiai felezési idő (befolyásolható pl. fokozott folyadék bevitellel) - Effektív felezési idő: 1/T eff = 1/T fiz + 1/T biol Energia A bomlás közben leadott energiamennyiség állandó, jellemző az adott izotópra. Mértékegysége: ev, kev vagy MeV

A radioaktív bomlást kísérő sugárzás Korpuszkuláris jellegű (, -, + ) Elektromágneses hullámtermészetű ( )

Korpuszkuláris sugárzás: - sugárzás pozitív töltésű hélium atommagok (2 proton + 2 neutron) ionizáló képessége és biológiai effektivitása igen nagy hatótávolsága kicsi, emberi szövetben mindössze néhány micrometer terápiára alkalmazzák, kívülről nem detektálható pl. 223-rádium (Xofigo) prostata carcinoma csontmetastasisai

Korpuszkuláris sugárzás: -sugárzás (nagy sebességű pozitív vagy negatív töltésű elektronok) - -sugárzás: - neutron felesleggel bíró atomok bomlása - biológiai hatásossága kisebb, mint az - sugárzásé - hatótávolsága emberi szövetben néhány mm, a testfelszínen nem detektálható - terápiára alkalmazzák - pl. 131-jód a pajzsmirigy betegségekben

Az α- részecskék rövid hatótávolsága csökkenti a csontvelő sugárexpozicióját a β-sugárzáshoz képest 1,2 α-részecskék hatótávolsága (rövid: 2-10 sejt átmérő 2 ) β-részecskék hatótávolsága (hosszú: 10-1000 sejt átmérő 3 ) Rádium Ra 223 diklorid Csontvelő Csont Csontvelő Csont α β 1. Henriksen G, et al. Cancer Res. 2002;62:3120-3125. 2. Bruland Ø, et al. Clin Cancer Res. 2006;12:6250s-6257s. 3. Brechbiel M. Dalton Trans. 2007;43:4918-4928.

Korpuszkuláris sugárzás: -sugárzás (nagy sebességű pozitív vagy negatív töltésű elektronok) + -sugárzás: protonfelesleggel bíró atomok bomlása, mesterséges radioaktív izotópoknál élettartama rendkívül rövid, egy környezetében lévő elektronnal egyesül, miközben megsemmisülési vagy annihilációs sugárzás keletkezik (2x511 KeV) diagnosztikus jelentősége a PET-nél pl. 18F-FDG a cukoranyagcsere vizsgálatában

Elektromágneses hullámtermészetű sugárzás -sugárzás - nagy áthatoló képesség, a betegbe juttatva kívülről jól detektálható - a rutin diagnosztikában alkalmazható - a rtg sugárzással teljesen azonos hatású, a különbség: a rtg sugárzás fékezési sugárzás, a -sugárzás az atommagból származik - pl. 99meta-technetium (99mTc)

Mo-Tc generátor - metastabil állapot Az - és -bomlás során az új atom gerjesztett állapotban marad, ebből az állapotból -sugárzás kibocsátásával kerül alapállapotba. 99mTc (6 órás felezési idő, 140 KeV -sugárzás - diagnosztikához ideális)

Izotóp Energia (kev) Felezési idő Tc-99m 141 6.03 h Vizsgálat agy, pajzsmirigy, szív, tüdő, máj, csont, vese, stb. Előállítás generátor Tl-201 68-80 73.1 h szívizom ciklotron I-131 364 8 nap pajzsmirigy dg + terápia reaktor I-123 159 13 h pajzsmirigy ciklotron Ga- 67 93, 185, 300 78.1 h In-111 172 2.81 nap tumor-keresés, gyulladás tumor-keresés, immunoszcintigráfia ciklotron ciklotron F-18 511 (2x) 109 min PET ciklotron

Szcintillációs detektor

A leképezést szolgáló készülékek I. Gammakamera:

Gammakamera Számítógéppel összekapcsolva az időben gyorsan zajló folyamatok nyomon követése is lehetséges.

A leképezést szolgáló készülékek SPECT (Single Photon Emissziós Computer Tomográf) SPECT/CT (Multimodalitású készülék)

A SPECT működési elve

SPECT + CT fúziója 2007-től CT SPECT FÚZIÓ CT SPECT SPECT/CT

A leképezést szolgáló készülékek III. PET (Pozitron Emissziós Tomográf) PET/CT: multimodalitás!

PET működési elve - a beadott radiofarmakon pozitron sugárzó anyag, a megsemmisülési vagy annihilációs sugárzást detektálja - ultrarövid felezési idejű izotópok (11C, 15O, 13N, 18F) melyekkel az anyagcsere - folyamatok (glukóz, aminósav, amyloid, hypoxia, stb.) részletes megismerésére nyílik lehetőség

PET működési elve

PET/CT (2000-től) CT PET

SUGÁRTERHELÉS Kockázat-várható haszon (ALARA elv) megfelelő indikáció! Általános irányelvek: - terhességben csak kivételes esetben - gyermekeknél különösen nagy körültekintéssel (testsúly kg-ra számított dózis!)

Képalkotó módszerek Anatómia Fiziológia Metabolizmus Molekulák Rtg. / CT MRI NM / SPECT / PET MR spektroszkópia fmri Ultrahang Hibrid képalkotás: SPECT/CT, PET/CT, (PET/MRI)

Rövid történeti áttekintés - A radioaktivitás felfedezése (Bequerel 1885) - Radioaktív anyag nyomjelzőként való felhasználása (Hevesy György 1943) - A mesterséges radioaktivitás felfedezése (Irene Curie és Frederic Joliot 1934) - Gamma kamera (Anger 1951)

Izotópdiagnosztikai módszerek: szcintigráfiák - gamma sugárzó izotóp, amely kívülről detektálható - hordozó molekula, amely részt vesz a vizsgálandó szerv valamely funkciójában - 1 + 2 = radiofarmakon - steril fiziológiás NaCl-ban oldva intravénásan adjuk be - várakozási idő különböző - képalkotás szcintillációs detektorral

In vivo izotópdiagnosztikai módszerek általános jellemzői - egy adott szerv vagy szervrendszer funkcióján alapulnak - érzékeny, de aspecifikus módszerek - szervspecifikus: jelölő izotóp (99mTc) + hordozó molekula - könnyen kivitelezhetők - különösebb előkészítést nem igényelnek - szövődmény mentesek, kockázatuk minimális

In vivo izotópdiagnosztikai módszerek Statikus vizsgálatok vagy statikus szcintigráfiák: a radiofarmakon eloszlását vizsgáljuk egy adott szervben, optimális időpontban, különböző irányú szummációs, vagy réteg-felvételeket készítve (morfológia) Dinamikus vizsgálatok: sorozatfelvétel egy adott időintervallumban, idő-aktivitás görbékből számszerű paraméterek kalkulálása (funkció)

A test vértartalmának jelölésén alapuló vizsgálatok Farmakon Izotóp Dózis Vizsgált szerv Vizsgálat neve saját VVT-k Tc-99m 600 MBq szív vértartalma EKG kapuzott bal kamrai falmozgás és ejekciós frakció saját VVT-k Tc-99m 600 MBq máj vértartalma máj vértartalom

A szervek vérellátásán alapuló vizsgálatok Farmakon Izotóp Dózis Vizsgált szerv Vizsgálat neve makroalbumon tallium-klorid metoxiizobutilizonitril (MIBI), tetrofosmin hexametilénpropilénamin-oxim (HM-PAO) Tc-99m 15-200 MBq tüdő perfúzió tüdőszcintigráfia Tl-201 Tc-99m 74 MBq 600 MBq szívizom perfúzió nyugalmi és terheléses szívizom perfúzió Tc-99m 800 MBq agyi vérátáramlás agyperfúzió dietiléntriaminpentaecetsav (DTPA) Tc-99m 600 MBq több szerv (szív, csont, vese, stb.) perfúziója dinamikus perfúziós vizsgálatok

A parenchyma sejtjeiben dúsuló radiofarmakonokkal végzett vizsgálatok Farmakon Izotóp Dózis Vizsgált szerv Vizsgálat neve pertechnetát Tc-99m 37-74 MBq pajzsmirigy göbök pajzsmirigy szcintigráfia kolloidok Tc-99m 150-200 MBq máj, lép RES sejtek máj-, lépszcintigráfia imino-diacetát (HIDA) Tc-99m 150-200 MBq máj poligonális sejtek hepatobiliáris szcintigráfia dimerkaptoszukcinilamid (DMSA) dietiléntriaminpentaecetsav (DTPA) merkaptoacetiltriglicil (MAG3) Tc-99m 150-200 MBq vese tubuláris sejtek veseszcintigráfia Tc-99m 400 MBq 200 MBq vese glomeruláris sejtek vese tubuláris sejtek vese perfúzió és kamerarenográfia

Tumorsejtekben halmozódó radiofarmakonokkal végzett vizsgálatok Farmakon Izotóp Dózis Dúsító tumor típusa Vizsgálat neve NaI I-131 74 MBq (dg) 1000-3700 MBq (ter) difoszfonátok Tc-99m 800 MBq metoxi-izobutilizonitril (MIBI) tetrofosmin tallium-klorid meta-jodo-benzilguanidin (MIBG) metilnorcholesterol octreotid depreotid humán szérum albumin (HSA)- nanokolloid fluoro-dezoxiglukóz (FDG) Tc-99m Tl-201 I-131 I-123 600 MBq 74 MBq 40 MBq 185 MBq differenciált pajzsmirigy cc. csonttumor és metasztázisok mellékpajzsmirigy, emlő, stb. neuroblasztóma feokromocitóma pm szcintigráfia + radioterápia csontszcintigráfia tumor, metasztázis kersesés adrenerg receptor I-131 40 MBq mellékvesekéreg adenóma hormonszintézis In-111 Tc-99m Tc-99m F-18 122 MBq 800 MBq 20-60 MBq 6 MBq/kg (111-555 MBq) karcinoid, GEP tumorok tüdőtumorok szentinel (őrszem) nyirokcsomó többféle daganat szomatosztatin receptor limfoszcintigráfia cukor-anyagcsere PET-el