A Nukleáris Medicina alapjai Szegedi Tudományegyetem Nukleáris Medicina Intézet
10-12-03
SZTE NMI
Történet 1. • • • •
1896 Henri Becquerel – titokzatos sugár (Urán) 1897 Marie and Pierre Curie - radioaktivitás 1901-1914 Rádium terápia 1924-1935 Hevesy György – radioizotópos állatkísérletek (csontanyagcsere, 32P) • 1938 Glenn Seaborg - 131I, 99mTc • 1946 Allen Reid, Albert Keston - 125I, RIA (inzulin) (1959)
10-12-03
SZTE NMI
Történet 2. • 1957 Benedict Cassen, David Kuhl rektilineáris szkenner (Picker 1959) • 1958 Hal Anger - gamma kamera (Nuclear Chicago 1962) • 1962 David Kuhl - emissziós tomográfia (SPECT, PET) • 1964 szériában gyártott 99mTc-generátor 10-12-03
SZTE NMI
Történet 3. • • • • • •
1971 önálló szakma az USA-ban 1976 John Keyes, Ronald Jaszczak - SPECT 1983 Henry Wagner- neuroreceptor PET 1990 Számítógépes hálózat 1995 koincidencia SPECT (SPECT/PET) 1999 PET/CT, SPECT/CT
10-12-03
SZTE NMI
Nukleáris Medicina • Diagnosztika (in vivo, in vitro) • Terápia • Multidiszciplinaritás
10-12-03
SZTE NMI
Radioaktív izotópok a NM-ben • Sugárzás áthatolóképessége • Elnyelődés • Felezési idő T 1/2 • Atomszám
10-12-03
SZTE NMI
Atomfizika • • • •
Atommag és elektronfelhő (héj) Elektron (e) (10-10 m) K, L, M etc. Atommag (10-15 m) proton (p)(Z), neutron (n)(N) Tömegszám A=Z+N • Izotópok z X, isobárok AX • Nuklid tábla (Karlsruher Nuklidkarte) 10-12-03
SZTE NMI
Radioaktív bomlás Bomlástípus Anya elem
Leány elem Felezési idő
10-12-03
SZTE NMI
+ részecske + energia (pl. foton)
Aktivitás • Egységnyi idő alatt elbomló atomok számát a radioaktív készítmény aktivitásának nevezzük • 1 bequerel (Bq): egy bomlás másodpercenként (dps) • 1 curie (Ci): 3.7x1010 dps (1g 226Ra)
10-12-03
SZTE NMI
Bomlástípusok 1. A
X
Alfa Pl. 224Ra
Z
Beta Pl. 131I, 14C, 99Mo
A Z
Pozitron Pl. 11C, 18F
A Z
X
Elektron befogás Pl. 111In, 125I
A Z
X+
10-12-03
A-4 Z-2
Y + 2 alfa + E
A Y Z+1
X
4
0 + -1e
+ Ev + Eß
A 0 Z-1Y ++1e + Ev + Eß+ A A e- Z-1Y* Z-1Y + gamma
SZTE NMI
Bomlások 2. • Izomerikus átalakulás (pl. 99mTc) • Belső konverzió • Maghasadás
10-12-03
SZTE NMI
Sugárzás és az anyag kölcsönhatása • Radioaktivitás mérése • Biológiai hatás • Ionizáció: ionpár (negatív töltésű elektron, pozitív töltésű mag) • Gerjesztés: fény, meleg, kémiai reakció 10-12-03
SZTE NMI
A korpuszkuláris sugárzás és az anyag kölcsönhatásai (alfa, beta) • Rugalmas ütközés (Bremsstrahlung) • Elektron gerjesztés (rtg sugárzás, Auger elektronok) • Ionizáció (ionpárok
10-12-03
SZTE NMI
Részecskék és az anyag kölcsönhatása close approach
ionization excitation
10-12-03
SZTE NMI
Elektronok hatása • Fékezési rtg sugárzás • Cserenkov sugárzás • Megsemmisülési sugárzás (pozitron)
10-12-03
SZTE NMI
Megsemmisülési sugárzás
10-12-03
SZTE NMI
Fotonok hatásai • • • • •
Fotoelekton képzés Compton szóródás Párkeltés (Rayleigh szóródás (koherens szóródás) (CT)) (Fotonukleáris hatás)
• Elnyelődés mérése (lineáris gyengülési együttható [cm -1 ])
10-12-03
SZTE NMI
Foton hatása az anyagra
10-12-03
SZTE NMI
Radioaktivitást mérő berendezések
10-12-03
SZTE NMI
Detektorok osztályozása • Anyaga szerint (szilárd, folyékony, gáz) • A kiváltott fizikai hatás szerint (gerjesztés, ionizáció, kémiai változás) • Kiváltott elektromos jel típusa szerint
10-12-03
SZTE NMI
Gázzal töltött detektorok • Ionizációs kamrák (személyi doziméterek, dóziskalibrátorok) • Proporcionális számlálók (gáz kromatográfia, sugármérő szondák) • Geiger-Müller számláló (sugármérő szondák)
10-12-03
SZTE NMI
Gázzal töltött detektorok
10-12-03
SZTE NMI
Jel nagyság görbe
10-12-03
SZTE NMI
Szilárd detektorok • Magas impulzushozam (kis pihenési idő) • Gamma sugárzás (arányosság) • NaI kristály (Tl aktiválva) (üreges mérőhely, gamma kamera, SPECT) • BGO, LSO (PET) • Félvezetők (doziméterek, kamera?) 10-12-03
SZTE NMI
Szcintillációs detektor
10-12-03
SZTE NMI
Differenciál-diszkriminátor
10-12-03
SZTE NMI
Gamma Kamera • Szcintillációs kristály (NaI) • Foto-elektronsokszorozó • Elektronika (nagyfeszültség táp, erősítők, differenciál diszkriminátor) • Számítógép • Minőség-ellenőrzés (érzékenység, homogenitás, linearitás, felbontás)
10-12-03
SZTE NMI
Anger kamera
10-12-03
SZTE NMI
Kollimátorok
Parallel-hole collimator
Converging collimator
Diverging collimator
Pinhole collimator
10-12-03
SZTE NMI
Helymeghatározó áramkör
10-12-03
SZTE NMI
Single photon emission computed tomography (SPECT) • • • • • • •
Dedikált SPECT Gamma kamera alapú SPECT (egy-több fejes) Detektor Gantry Számítógép Vizsgáló ágy Minőség-ellenőrzés (COR, 3D fantomok)
10-12-03
SZTE NMI
• • • • • • •
Positron emission tomography (PET)
Dedikált PET (agy) Egésztest PET (PET/CT) Kisállat PET Detektorok BGO, LSO Gantry, ágy Számítógép Minőségellenőrzés
10-12-03
SZTE NMI
