0.05.08. Diagnoztikai ódzerek II. Pozitron eizió toográfia (PT) Diagnoztikai ódzerek II. PT,MRI Kardo Roland 0 05.0 Mágnee agrezonancia képalkotá (MRI) -Strukturáli MRI (MRI) -Funkcionáli MRI (fmri) Pozitron eizió toográfia (PT) -Ciklotron -Anniiláció - Koincidencia detektorok β ugárzó izotópok é előállítáuk (Ciklotron) Ciklotron: rézecke gyorító, ely ágnee tér egítégével piráli pályára kényzeríti a gyorított rézeckét. Pozitron (β + ) eittáló izotópok: C, 3, 5 O, 8 F, - rövid felezéi idő (perc,óra) Pozitron atótávolága zövetekben 0,-3!! Radiofarakonok : pl. radioaktívan jelölt glükóz, víz, aónia Pozitron rövid atótávolág (0,-3)!!! Mit detektálunk? Radioaktív ag Anniiláció 3 e 9,09 0, c 8 3 0 kg Hogyan történik a γ fotonok detektáláa? kritály Fotoelektron okzorozó cő intein reláció: c 4 6,374 0 J, 0 MeV Detektor blokk Pár kelté!!!,0 MeV 5 kev Anniiláció: elei rézecke antirézecke párjával találkozva, egeiülnek é a töegüknek egfelelő energia fotonok forájában távozik. Miért keletkezik két egyáal ellentéte irányú γ foton? Radiofarakon Hogyan tudjuk eldönteni ogy a két γ foton azono pontból érkezik?
0.05.08. Koincidencia detektorok Kép rekontrukció Koincidencia vizgáló egyég A 3D kép az egye pontok aktivitáán kereztül épül fel!!! A két foton detektáláa közti idő ozabb int 0 n ninc jel!!! Anniiláció Száítógépe kép rekontrukció Line of repone (LOR): két detektort özekötő egyene vonal Ha egy zignál keletkezik a koincidencia detektorokon akkor, egy anniiláció biztoan történt az adott LOR entén.! A záítógép képe regiztrálni a z egye LOR-ok entén keletkezett eeények záát é ebből feltudja építeni a 3D képet!!! Alkalazá -Onkológia: tuor, etaztázi lokalizáláa - Szív é az agy funkcionáli vizgálata - Pziciátriai kutatáok : radiofarakonok receptoroz való kötődé (zerotonin, dopain) pl. kizofrénia, drog függőég Radioaktív inta Detektált rézecke Detektor SPCT é PT özeaonlítáa PT SPCT éta ugárzó izotóp ( C, 3, 5 O, 8 F,) Gaa fotonok (Anniiláció) Gaa kaera (Koincidencia detektor) Gaa ugárzó izotóp ( 99 Tc, 3 I, 3 I, 33 Xe) Gaa fotonok Gaa kaera (Tetkörül forgó) Térbeli felbontá Jobb (3-4 ) Rozabb (8-0 ) Dózi Alaconyabb (5-7 Sv) Magaabb uclear Magnetic Reonance Iaging (MRI) Magéj odell (ASM) -Spin ágnee oentu (µ) -Precezió (Laror frekvencia) -T and T relaxáció idő A protonok é neutronok állapotai kvantáltak, aonlóan az elektronokoz kvantuzáok rendeletők ozzá egy adott állapotoz!!! A protonok é neutronok fele pinű rézeckék,elyek pin ágnee oentua a külő ágnee térez képet két irányba állat be,aonlóan az elektronokoz!!!
0.05.08. Proton pin () é ágnee pin ( ) kvantuzáa. Proton pin kvantuzáa () a aját ipulzuoentu (S) nagyágát kvantálja. S ( Forgó ozgát végző töltött rézecke ágnee teret generál! o ) Proton ki elei rúd ágneként vielkedik!!! ( ) Proton ágnee pin kvantuzáa ( ) a aját ipulzuoentu (S) é ágnee oentu (µ) irányát kvantálja. S z ( ) Az atoag energiájának felaadáa ágnee térben nergia () Pároítatlan nukleon pinje Mágnee térerőég () lektroágnee ugárzá (f) A két pin állapot közötti energetikai különbég (felaadá értéke), a külő ágnee térerőéggel egyene arányo! Δ~f~ Rezonancia feltétel: Δ=*f nergia különbég a H atoag két pin állapota között Tela (T) ágnee tér alkalazáakor.,76 0 ev Rezonancia feltétel: f 4, 5MHz 0 7 f,86 0 6 µ : ukleár agneton(5,05*0-7 J/T) g p : g faktor (,79) : ágnee térerőég (Tela) J g p γ: giroágnee ányado Tela=0 000 Gau : ágnee térerőég (Tela) Föld ágnee tere 0,3 Gau. ~00 000 X MRI ben alkalazott ágnee tér erőég -4 Tela! Rádió frekvenciá ullá (RF) Giroágnee ányado különböző atoagok eetében f f ~ Különböző atoagok eltérő giroágnee ányadoal rendelkeznek, így azono ágnee térben á frekvenciával gerjeztetők!!! Spin ágnee oentu (µ) preceziója ágnee térben o etto pin ágnee oentu (M 0 ) vagy akrozkópiku ágneezettég. ω o: zög ebeég paralel antiparalel Laror frekvencia (f o): pin ágnee oentu (µ) egy adott ágnee térben, egy egatározott frekvenciával precezál. A föld rotáció tengelye precezál, egy telje kört 6 000 év alatt tez eg. f 0 o f ~ 0 0 f 0 A pinek gerjeztééez aznált rádió ullá frekvenciája azono kell legyen a Laror frekvenciával! Rezonancia!!! oltzann elozlá: antiparale l k T paralel Szoba őérékleten (300 K) a pin ágne oentuok paralel é antiparalel beálláa közti különbég iniáli. pl. tela ágnee térben illió H atoag eetén cupán 6-al több agnak áll be a pin ágnee oentua a ágnee tér irányába, int azzal ellentéteen! Makrozkópiku ágneezettég ennek a 6 H atoagnak közönető!! e MRI vizgálatkor a nettó pin ágnee oentuot (M 0) vizgáljuk!!!! 3
0.05.08. Érzékeny térfogat ele (voxel) kiválaztáa Képalkotá alapja -Proton denzitá: a lágy zövetek víz tartala aonló (70-80%) Gyenge kontrazt!!! -T relaxáció idő: energia cere a pin rendzer é a környezete között -T relaxáció idő: energia cere a pinek között Rádió frekvenciá jel ávzéleégének ódoítáa! Mágnee tér grádien alkalazáa x é y irányban egváltoztatja a rezonancia feltételt az egye vizgálati pontokon! rő kontrazt!!! redő ágnee oentu (M) elforgatáa 90 o -al RF pulzual T relaxáció idő (longitudináli vagy pin-rác relaxáció idő) M o M 0 A pin ágnee oentuok egy ányada a paralel állapotból átfordul az antiparalel irányba é a rájuk jellező Laror ferkvenciával precezálnak azono fáziban (koerencia)!!! A gerjezté egzűntével a pin ágnee oentuok elozláa vizatér az eredeti állapotoz ennek következtében a longitudionáli ágneezettég vizaáll a gerjezté előtti zintre. T relaxáció idő A gerjezté egzűntével az egye pin ágnee oentuok preceziója közti koerencia egzűnik ennek következtében a tranzverzáli ágneezettég leceng! T relaxáció idő A net ágnee oentu vektor (M o) rotációja 90 o al rádió frekvenciá pulzu egítégével. A net ágnee oentu vektor (M o) M Z koponenének vizatérée az eredeti elyzetbe. T relaxáció idő: a pin rendzer é a környezete (rác) közti energia cerével kapcolato! Különböző zövetek különböző T idővel jelleezetők. Kontrazt különbég különböző zövetek közt az MRI felvételen! T relaxáció idő (tranzverzáli vagy pin-pin relaxáció idő) A net ágnee oentu vektor (M o) M x,y koponenének lecengée. M x,y koponen nagyága Idő A net ágnee oentu vektor (M o) M x,y koponenének lecengée. T relaxáció idő: a pinek közti energia cerével kapcolato! Különböző zövetek különböző T idővel jelleezetők. Kontrazt különbég különböző zövetek közt az MRI felvételen! T é T relaxáció idők különböző zövetekben Szövet T () Szövet T () Zír 80 Zír 90 Máj 70 Máj 50 Lép 480 Lép 80 kéreg velő Feér Szürke 360 680 390 50 kéreg velő Feér Szürke 70 40 90 00 Izo 600 Izo 40 Vér 800 Vér 80 Cerebrop ináli foly. 000 Cerebrop ináli foly. 300 Víz 500 Víz 500 uong, Stewart C., Magnetic Reonance Iaging, nd d., Moby-Year ook, Inc., 996. 4
0.05.08. MRI Scanner lőnyök: -e invazív ódzer (ninc ionizáló ugárzá) -Térbeli felbontá: 0,3 Alkalazá -Lágy zövetek vizgálata -Agyi tuorok detektáláa -Skleroi ultiplex -pilepzia -Stroke Alkalazá é előnyök 5