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

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

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

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

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

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei

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

1. Az izotópdiagnosztika fizikai alapjai

Az izotópdiagnosztika fizikai alapjai

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

Izotópos méréstechnika, alkalmazási lehetőségek

A Nukleáris Medicina alapjai

Sugárvédelem kurzus fogorvostanhallgatók számra. Töltött részecskék elnyelődése. Sugárzások és anyag kölcsönhatása. A sugárzások elnyelődése

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

Biofizika és orvostechnika alapjai

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

Sugárzás kölcsönhatása az anyaggal 1. Fény kölcsönhatása az anyaggal. 2. Ionizáló sugárzás kölcsönhatása az anyaggal KAD

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

4. A nukleá ris mediciná fizikái álápjái

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

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

Gamma-kamera SPECT PET

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

Ionizáló sugárzások dozimetriája

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

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

Gamma-kamera SPECT PET

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

Röntgendiagnosztikai alapok

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

1. Az ionizáló sugárzások és. az anyag kölcsönhatása. Prefixumok. levegőben (átlagosan) 1 ionpár keltéséhez 34 ev = 5.4 aj energia szükséges

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

Röntgensugárzás az orvostudományban. Röntgen kép és Komputer tomográf (CT)

1. Az ionizáló sugárzások és az anyag kölcsönhatása

A röntgendiagnosztika alapjai

Bővített fokozatú SUGÁRVÉDELMI TANFOLYAM

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

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

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

1. Az ionizáló sugárzások és az anyag kölcsönhatása (2-34) 2. Fizikai dózisfogalmak. 3. A sugárzás mérése (42-47) Prefixumok

Az ionizáló sugárzások el állítása és alkalmazása

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

1.Kollimátor 2.Kristály: NaI (Tl) 3.Fotoelektronsokszorozók

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

PET Pozitronemissziós tomográfia

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

Radioaktivitás biológiai hatása

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

A röntgendiagnosztika alapjai

Modern fizika vegyes tesztek

RADIOAKTIVITÁS, SUGÁRZÁSMÉRÉS

minipet labor Klinikai PET-CT

Az atommag összetétele, radioaktivitás

-A homogén detektorok közül a gyakorlatban a Si és a Ge egykristályból készültek a legelterjedtebbek.

Képrekonstrukció 5. előadás

Az atommag összetétele, radioaktivitás

STABIL IZOTÓPOK FELHASZNÁLÁSA

8. AZ ATOMMAG FIZIKÁJA

A gamma-sugárzás kölcsönhatásai

Radioaktív nyomjelzés analitikai kémiai alkalmazásai

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

3. Nukleá ris fizikái álápismeretek

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal


A GYULLADÁSOS BÉLBETEGEK EURÓPAI NAPJA május 23. szombat Petıfi Sándor Mővelıdési Ház (1103 Budapest, Kada u )

A terhelés megoszlása a források között. A becsült átlagos évi dózis természetes és mesterséges forrásokból 3.6 msv.

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

Compton-effektus. Zsigmond Anna. jegyzıkönyv. Fizika BSc III.

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

Orvosi aktivitásmérők kalibrációinak tapasztalatai

Orvosi Fizika 2. Az izotópos nyomjelzés alapjai, orvosi alkalmazások szempontjai, sugárzási formák és orvosi alkalmazási területek. Részecskegyorsítók

AZ IZOTÓPOK KÍSÉRLETES ÉS ORVOSI ALKALMAZÁSAI. RÉSZECSKE GYORSÍTÓK, GAMMA KAMERA

NEUTRONAKTIVÁCIÓS ANALÍZIS (NAA) II. rész

Abszolút és relatív aktivitás mérése

Atomfizika. Radioaktív sugárzások kölcsönhatásai Biofizika, Nyitrai Miklós

Radioaktív nyomjelzés analitikai kémiai alkalmazásai

Párhuzamok: legerjedés Párhuzamok: energia átadása

Képalkotó diagnosztikai eljárások. Krasznai Zoltán. DEOEC Biofizikai és Sejtbiológiai Intézete

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

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

A ciklotron működési elve. Ciklotron. A ciklotron működési elve

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Az elektromágneses hullámok

Magspektroszkópiai gyakorlatok

Modern Fizika Labor. 21. PET (Pozitron Annihiláció vizsgálata) Fizika BSc. A mérés száma és címe: A mérés dátuma: nov. 15.

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

Rekonstrukciós eljárások. Orvosi képdiagnosztika 2017 ősz

Bari Ferenc egyetemi tanár

Orvosi Fizika 2. Az izotópos nyomjelzés alapjai, orvosi alkalmazások szempontjai, sugárzási formák és orvosi alkalmazási területek. Részecskegyorsítók

Magsugárzások. Előadásvázlat. Készítette: Dr. Blaskó Katalin

IDTÁLLÓ GONDOLATOK MOTTÓK NAGY TERMÉSZET TUDÓSOK BÖLCS GONDOLATAIBÓL A TUDOMÁNY ÉS A MINDEN NAPI ÉLET VONAKOZÁSÁBAN

Orvosi tomográkus képalkotás/ct technika alapja

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

Röntgendiagnosztika és CT

SE Bővített fokozatú sugárvédelmi tanfolyam, 2005 márc IONIZÁLÓ SUGÁRZÁSOK DOZIMETRIÁJA. (Dr. Kanyár Béla, SE Sugárvédelmi Szolgálat)

Jelöljük meg a kérdésnek megfelelő válaszokat! 1, Hullámokról általában: alapösszefüggések a harmonikus hullámra. A Doppler-effektus

FOTOKÉMIAI REAKCIÓK, REAKCIÓKINETIKAI ALAPOK

csontszcintigráfia - technika nukleáris medicina - 2 normál fiatal indikációk - egésztest vizsgálatok - kollimátorok Dr.

Környezetgazdálkodás ban gépészmérnöki diplomát szerzett Dr. Horváth Márk ben ő lett az első Fizikai Nobel-díj tulajdonosa.

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

A sugárzás és az anyag kölcsönhatása. A béta-sugárzás és anyag kölcsönhatása

Átírás:

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

A nukleáris medicina atyja Hevesy György (1885-1966) Kémiai Nobel-díj 1943 az izotópos jelzéstechnika megalapozásáért Hevesy György és háziasszonya A múlt héten sem szerettem. Miért gondolja, hogy most szeretni fogom? Az izotóp kiválasztásának szempontjai a sugárzás fajtája Maximáljuk a nyerhető információt. Minimalizáljuk a kockázatot. Ennek megfelelően optimalizálandó Csak a γ-sugárzás áthatolóképessége elég nagy a sugárzás fajtája a sugárzás fotonenergiája az izotóp felezési ideje radiofarmakon előállíthatósága és tulajdonságai α β γ Optimális a tisztán γ-sugárzó mag

a sugárzás fotonenergiája az izotóp felezési ideje Legyen elég nagy az áthatolóképessége a testszövetekben! Λ = λn = 0,693 T N Legyen jó hatásfokkal detektálható! Csökkentésének határt szabnak a vizsgálat körülményei. Legyen minél rövidebb! A paciens védelmében minimalizáljuk! hf > 50 kev Csökkentésének határt szab vizsgálandó biológia folyamat időbeli lefolyása. radiofarmakonok radioaktív atomot hordozó molekula példák Vegyen rész a vizsgálni kívánt biokémiai/élettani folyamatban Ne módosítsa vizsgálni kívánt folyamatot. farmakon izotóp aktivitás (MBq) alkalmazási terület Pertechnetát Tc 550-1200 agy Pirofoszfát Tc 400-600 szív Dietilén-triamin pentaecetsav (DTPA) Benzoilmercapto-acetiltriglicerin (MAG3) Tc 20-40 tüdő Tc 50-400 vese Metilén difosfonát (MDP) Tc 350-750 csont

Izomer magátalakulás Némely gerjesztett magok felezési ideje néhány órától 600 évig is eltarthat Am A Z X ZX + γ 99 42 Mo 43 43 + T 1/2 =67 óra - 99 Tc + β Tc γ T 1/2 =6 óra Technécium- generátor (0.9% NaCl) Na 99 MoO 4 200-800 MBq Na TcO 4 Aktivitás (GBq) idő hf=140 kev első elúció második elúció Mekkora aktivitást használjunk? Maximáljuk a nyerhető információt. Minimalizáljuk a kockázatot. Λ ~ 100 MBq A kép típusai 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)

A kép típusai Statikus kép az izotóp/aktivitás eloszlása egy adott pillanatban Λ(MBq) A kép típusai Dinamikus kép az izotóp/aktivitás mennyiségének változása egy adott helyen 50 40 30 Effektív felezési idő az aktivitás a felére csökken a célszervben Λ max 20 10 pajzsmirigyben, Izotóp felhalmozódása vesében 0 0 15 30 45 60 75 90 t(min) T eff Λ(MBq) 50 példa Λ max 40 30 20 10 0 0 15 30 45 60 75 90 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 1 T eff 1 = T fiz 1 + T biol ) t biol Relatív aktivitás idő jobb vese bal vese vese izotóptárolási görbéje A biológiai felezési idő értékeléséhez a felvétel körülményeit (milyen radiofarmakon, milyen formában stb.) is figyelembe kell venni.

Tc-mal jelzett skorpioméreg eloszlása patkányban vér izom máj vese szív Relatív aktivitás Hal Anger 1920-2005 t (óra) 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.

detektorkristály Na(Tl) szcintillációs kristály Megfelelő detektálási hatásfok 150 kev-os fotonra μ ~2.2 1/cm 10 mm rétegvastagságban ~ 90%-os elnyelődés Az emittált fény hullámhossza 415 nm megfelel a PMT követelményeinek. Sajnos törékeny, hőmérsékletérzékeny, higroszkópos. A szcintilláció befolyásolja a pozicionálást fotoelektronsokszorozók Fényimpulzusokat elektromos jellé alakítja. Tipikusan 37-91 db, 5.1-7.6 cm átmérőjű PM-cső A keletkező feszültségimpulzusok nagysága változatos, mert -egy γ-foton elnyelődése nemcsak egy fotoelektronsokszorozóban indukál elektromos jelet -az elnyelődés nemcsak fotoeffektussal történik γ-foton poziciója fényfolt kimenő elektromos jel fotoelektronsokszorozók 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 pertechnetásos (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

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 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.

Agyterületek aktivitásának vizsgálata CT PET PET/CT PET nyugalom hallás látás Sugárterápia 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 energiaeloszlású tipikus energia: néhány MeV gyorsított elektron - 10-20 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- Az átlagos úthossz a energiától függ. α β - e- γ : Rtg, p n γ-kés: összesen kb. 200 db izotóp pl. 60 Co Eγ MeV, használt aktivitás: TBq γ, Rtg: p n Részecskegyorsító a rtg. sugárzás előállításában. Néhány MeV fotonenergia. Besugárzás ideje jól szabályozható. agysebészeti célra különösen alkalmas

α β - e- γ, Rtg, p : n Ideális lenne, de nagyon drága! Óriási gyorsító kell! Neutronsugár előállítása: nagy energiájú proton (66 MeV) ütközése berillium targetbe ( p(66) +Be) α β - A neutronok magreakciókat indukálnak. e- γ, Rtg, P, n: Nagy LET Primer ionizáció neutron DNS kiindulási atom Elektronok rtg-sugárzás hatására Elektronok neutron sugárzás hatására termékek 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 5.0 6.2 2.0 0.2 1.25 2.0 10.0 90 21 17 2.5 0.3 0.3 II. 3.2.3 3.2.4 3.2.5 VIII. 3.2 VIII. 4.4 IX.3