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: 126C szén izotóp: 146C
Magbomlás: az instabil izotóp mag változása, kvantált energiaszint csökkenés,
Magsugárzások: a mag bomlása során energia és részecske sugárzódik ki α sugárzás:
A
β sugárzás:
1 n 0
Z Xszülő
1 p+ 1
γ sugárzás:
99 Mo 42
A-4 Z-2
1 p+ 1
+
1 n 0
+
βneg. 66 óra
Xleány + 42 α2+
0 e0
+ —ν
0 e+ 0
+ν
99m
43Tc
γ 6óra
99
43Tc
Bomlási jelenségek, kölcsönhatások, dózis
Bomlási idő: dN/ dt = - λN N = N0 e-λt aktivitás: Λ = - dN/ dt felezési idő:
T = ln 2/ λ
időfüggő mértékegységek: cpm, tpm, Bq (tps)
Sugárzás elnyelése: I = I0 e-λx felező rétegvastagság: x1/2= 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 DR,T, wR sugárzási súlytényező egyenértékdózis: HT= ΣR wR, DR,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 x
x
mátrix áramkör
Y Y
Detektor
γ- sugárzó biológiai minta
differenciál diszkriminátor
Y x
ADC
Y
tárolócsöves oszcilloszkóp
x
számítógép
Kollimátor: lyukas ólomlemez
Szcintillációs kristály: NaI, CsF, BaF2 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- 99mTc
- 2 dimenziós leképezés, teljes testszken vagy ROI (Region of Interest)
- tumorok anyagcserezavarok diagnosztikája, akár gyors tesztként is
Radiofarmakonok: 133Xe
– tüdőventilláció vizsgálata,
123I
– pajzsmirigyszcintigráfia, tumorvizsgálat (jelzett MIBG)
131I
– pajzsmirigyvizsgálat
99mTc
– szívizom perfúzió (jelzett MIBI), agyi perfúzió, gyulladásos folyamatok (jelzett HMPAO)
Mini gamma kamera:
SPECT
gamma kamera131IcG250
Röntgen CT
Copyright © 2007 by Ian D. Davis
111In-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, 99mTc-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 Tc99m-HMPAO 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: 55Co
– kelátorokkal való jelölés
61Cu
– rézmetabolizmus
70-74As 76Br
– foszforanalóg
– direkt-indirek jelölések
18F
– glükózanyagcsere
15O
- oxigénanyagcsere
Szcintillációs gyűrű: anyaga: CsF, BaF2, Bi4Ge3O12, 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!
