Gamma kamera, SPECT, PET Készítette: Szatmári Dávid PTE ÁOK, Biofizikai Intézet, 2010. március 1.
Izotópok, bomlás, magsugárzások Izotópok: kémiai részecskék, azonos rendszám de eltérő tömegszám pl.: szén atom: 12 6 C szén izotóp: 14 6 C Magbomlás: az instabil izotóp mag változása, kvantált energiaszint csökkenés, Magsugárzások: a mag bomlása során energia és részecske sugárzódik ki α sugárzás: A Z X szülő A-4 Z-2 X leány + 4 2 α2+ β sugárzás: 1 0 n 1 1 p+ + 0 0 e- + ν 1 1 p + 1 0 n + 0 0 e+ + ν γ sugárzás: 99 42 Mo βneg. 66 óra 99m 43 Tc γ 6óra 99 43 Tc
Bomlási jelenségek, kölcsönhatások, dózis Bomlási idő: dn/ dt = - λn N = N 0 e -λt aktivitás: Λ = - dn/ dt felezési idő: T = ln 2/ λ időfüggő mértékegységek: cpm, tpm, Bq (tps) Sugárzás elnyelése: I = I 0 e -λx felező rétegvastagság: x 1/2 = ln 2/ λ Kölcsönhatásaik: LET v. fékezőképesség s = de/ dx ionizálóképesség, áthatolóképesség, nagy energiájú fotonok (Compton szórás, foton emisszió, párképződés) Dózisfogalmak: D = de/ dm ( J/kg v. Gy gray) T szövet, R sugárzást nyel el D R,T, w R sugárzási súlytényező egyenértékdózis: H T = Σ R w R, D R,T ( J/kg v. Sv sievert)
Képalkotás, tomográfia Képalkotás: Direkt és Számított módszerek Pásztázás (Scanning) 2 dimenziós és 3 dimenziós képalkotás, voxel kollimáció A/D konverzió Tomográfia: tomos : réteg, sík, szelet, direkt: MRI, Ultrahang számított: CT, SPECT, PET
Gamma kamera mátrix áramkör Detektor x Y Y differenciál diszkriminátor Y ADC x x Y tárolócsöves oszcilloszkóp x γ- sugárzó biológiai minta számítógép
Kollimátor: lyukas ólomlemez Szcintillációs kristály: NaI, CsF, BaF 2 Fénycsatoló közeg: csak a foton elektronok jutnak át rajta Fotoelektron-sokszorozó: több foton is becsapódik egy csőbe, intenzitás-pixel erősítés Képalkotás: digitális és/vagy analóg szcintigramok, dinamikus vagy átlag kép
Alkalmazás - prekurzorokhoz vagy ligandokhoz kémiailag kötik a gamma sugárzó izotópot, majd i.v. beadják pl.: furosemid- 99m Tc - 2 dimenziós leképezés, teljes testszken vagy ROI (Region of Interest) - tumorok anyagcserezavarok diagnosztikája, akár gyors tesztként is
Radiofarmakonok: 133 Xe tüdőventilláció vizsgálata, 123 I pajzsmirigyszcintigráfia, tumorvizsgálat (jelzett MIBG) 131 I pajzsmirigyvizsgálat 99m Tc szívizom perfúzió (jelzett MIBI), agyi perfúzió, gyulladásos folyamatok (jelzett HMPAO) Mini gamma kamera:
SPECT gamma kamera 131 I- cg250 CT Röntgen Copyright 2007 by Ian D. Davis
111 In-jelölt CD4 limfociták 1, 3, és 24 h azután, h i.v. beadták egy HIV fertőzött és egészséges embernek Copyright 2002 by the Society for Leukocyte Biology.
Génterápiás alkalmazás: non invazív, adenovirális génmódosítás, A-427 tumor sejtek, szomatosztatin-r azonosítás, 99m Tc-anti-HA 2009 Nature Publishing Group, a division of Macmillan Publishers Limited. All Rights Reserved.
Fotonemissziós számítógépes tomográfia, SPECT Millenium VG 90 radial
Normál agyi SPECT Tc- 99m-HM- PAO jelölés
Funkcionális SPECT: 65 éves úr, 26 hónappal előtte jelentős mennyiségű klorpiryfost (neurotoxikus szerves foszfor) evett, társulnak még hozzá az időkori dementiák és kognitív memóriazavarok is
MRI SPECT: a lelet minősége és felbontása jobb, könnyebb lokalizációt tesz lehetővé, pontosabb diagnózis Parkinson kór lelete: [123I]b-CIT jelölés,
Pozitronemissziós tomográfia, PET Működési elv: egy β + sugárzó anyag metabolizmusának, 3 dimenziós nyomonkövetése, feltétele, hogy kis távolságon belül annihilálódjon, Radiofarmakonok pontos térbeli funkciója és eloszlása. ciklotron radiokémia PET kamera, szcintillációs gyűrű, számítógépes képfeldolgozás injekció v. inhalálás izotóp termelés jelzőanyag szintézis adatgyűjtés kiértékelés
Néhány β + sugárzó radiofarmakon: 55 Co kelátorokkal való jelölés 61 Cu rézmetabolizmus 70-74 As foszforanalóg 76 Br direkt-indirek jelölések 18 F glükózanyagcsere 15 O - oxigénanyagcsere Szcintillációs gyűrű: anyaga: CsF, BaF 2, Bi 4 Ge 3 O 12, kristályok Detektor: koincidencia köröket alkotnak, a két jel ns-os késése alapján számolja az annihiláció pontos helyét,
Alkalmazási területek: Belgyógyászat - anyagcserezavarok Sebészet - implantátumok Immunológia - sejtvonalak Neurológia - dementiák Pszichiátria kognitív hiper- és hipofunkciók, stb.
Köszönöm a figyelmet!