Welkom op de afdeling Nucleaire Geneeskunde Stage studenten eerste master arts Academisch jaar 2009-2010
11/3/2009
1
Inleiding Beste studenten, Geachte toekomstige collega‟s, • Welkom op de afdeling nucleaire geneeskunde. • Deze presentatie legt u de basisprincipes uit van de nucleaire geneeskunde. • Daarna zullen jullie meevolgen in twee onderzoekszalen, één waar conventionele scintigrafieën worden uitgevoerd en één PET zaal. • Na elk van deze zalen volgen jullie een tijdje mee in de dokterskamer waar de onderzoeken bekeken worden. • Indien u bijkomende vragen heeft, is iedereen van het personeel ter uwer beschikking. Met vriendelijke groeten, Prof. Dr. Luc Mortelmans Diensthoofd 11/3/2009
V2-KVL-MS
2
Wat is nucleaire geneeskunde ? Nucleaire geneeskunde maakt gebruik van radioactieve stoffen, radiofarmaca genaamd, om : 1. De werking van een orgaan of weefsel in het lichaam in beeld te brengen of te meten (diagnostiek) Deze stoffen worden in zeer kleine, onschadelijke hoeveelheden toegediend (de stof wordt daarom ook “speurstof” of tracer genoemd). 2. Anderzijds kan ook abnormaal werkend weefsel behandeld en bestraald worden van binnenuit (therapie). 11/3/2009
V2-KVL-MS
3
Wat is radioactiviteit ?
Radioactiviteit is een uiting van instabiliteit van de kern. Indien een kern teveel energie bevat zal die een deel hiervan uitzenden onder de vorm van straling. De kern bestaat uit
neutronen en protonen
Soorten radioactieve straling
Diagnostiek Therapie
Deeltjesstraling:
Hoge LET -straling: 2p + 2n (He-kern) (lineare energie transfer) Berokken veel celschade -straling: elektronen Uitwendig niet detecteerbaar +-straling: positronen Gebruikt voor THERAPIE neutronen
Elektromagnetische straling: golf, materieloos
X-stralen - -straling
Lage LET (lineare energie transfer) Weinig celschade Uitwendig detecteerbaar Slechts pmol radionuclide vereist Weefsel is transparant voor straling Gebruikt voor BEELDVORMING
Het menselijk lichaam… s onvoldoende transparant voor licht (Energie per foton ~ 2 à 3 eV) Voldoende transparant voor X of gammastraling (E>100.000 eV) Deze straling laat toe om binnen in het menselijk lichaam te kijken.
Radiofarmaca Voor moleculaire beeldvorming (diagnose)
Radionuclide: Zendt bij zijn verval uitwendig detecteerbare straling uit
Vectormolecule: Zorgt voor specifieke moleculaire interactie met doelwit (receptor, transporter, enzyme,…)
Radiofarmaca Voor therapie
Radionuclide: Zendt bij zijn verval deeltjesstraling uit voor destructie van doelwitcellen
Vectormolecule: Zorgt voor specifieke moleculaire interactie met doelwit (receptor, transporter, enzyme,…)
Welke soort onderzoek kan gebeuren? Nagenoeg alle organen kunnen onderzocht worden, en dit door het gebruik van verschillende vectormolecules. Enkele voorbeelden : Hersenen
Schildklier Long
Tumoren en Infectiehaarden
Skelet 11/3/2009
Hartspier
9
Hoe worden radionucliden gemaakt ? Er zijn twee manieren : • Aangeleverd, na produktie in een een kernreactor of industriele versneller (cyclotron)
• Ter plaatse gemaakt, via een deeltjesversneller (klinisch cyclotron) of via een generator
11/3/2009
V2-KVL-MS
10
Hoe gebeurt het onderzoek ? • De radionucliden worden aan een chemische molecule gehecht onder toezicht van een radioapotheker. • • Deze molecule, het radioligand, bepaalt waar de stof naartoe gaat en welke lichaamsfunctie in beeld wordt gebracht. • De toediening van dit radioligand gebeurt meestal via inspuiting in een bloedvat, soms ook door inademing of langs de mond.
11/3/2009
11
Hoe gebeurt het onderzoek ? (2) • Dit radioligand gaat dan specifiek naar het orgaan dat onderzocht dient te worden, en stuurt daar zijn activiteit uit. • Deze activiteit wordt dan gemeten of in beeld gebracht met een camera.
11/3/2009
V2-KVL-MS
12
Conventionele nucleaire beeldvorming • Deze maakt gebruik van isotopen die bij elk verval één gammastraal uitzenden. • Deze worden gedetecteerd via een zogeheten “Gammacamera” • De gammacamera bestaat uit een collimator, een scintillatiekristal, lichversterkers en electronica. • De beelden kunnen via planaire projectie genomen worden of kunnen via een tomografie.
11/3/2009 V1.1. KVL-medstaf
13
Hoe werkt een gammacamera?
x,y,z
FWHM
Electronica NaI(Tl): 4 mm Lichtversterkers
Scintillatiekristal Collimator Bron
Impuls •Bron zend gamma-stralen uit •Collimator houdt stralen tegen die niet loodrecht op de detector inkomen •Het foton interageert met het scintillatiekristal en produceert een lichtflits •De lichtversterkers zetten de lichtflits om in een electrisch signaal •Beeld = weergave van de som van de electrische signalen 14
Hoe werkt een PET camera? Verval zet positron vrij
Positron emitter
+
-
-
-
+ -
+
+ -
+
0
0
+ + -
+
-
-
0 0
+
0
0
+
+
0
+ -
+
-
0 0
Het positron botst met Het vertraagd positron electronen en verliest vormt positronium met ekinetische energie E=mc²
11C
-
0 0
~180o
-
Bron
Foton detector
511 keV
511 keV
-
Ring van foton detectoren
Het positronium zet heel zijn massa om in energie (“annihilatie”), onder de vorm van 2 fotonen die op ~180° van elkaar worden uitgezonden
Hoe werkt een PET camera? E=mc² +
-
-
-
+ -
+
+ -
+
0
0
+ + -
+
-
0 0
+
0
0
+
+
0
+ -
-
-
0 0
+
11C
-
-
511 keV
511 keV
0 0
-
~180o
Het verval van de activiteit zorgt voor 2 fotonen. Wanneer de bron omgeven wordt door detectoren dan zullen deze fotonen vrijwel gelijktijdig in twee verschillende detectoren gedetecteerd worden
Hoe werkt een PET camera? E=mc² +
-
-
-
+ -
+
+ -
+
0
0
+ + -
+
-
0 0
+
0
0
+
+
0
+ -
-
-
0 0
+
11C
-
-
511 keV
511 keV
0 0
-
~180o
Men weet dan dat op de lijn tussen de twee aangeslagen detectoren één positron annihiliatie heeft plaatsgevonden.
Hoe werkt een PET camera? E=mc² +
-
-
-
+ -
+
+ -
+
0
0
+ + -
+
-
0 0
+
0
0
+
+
0
+ -
-
-
0 0
+
11C
-
-
511 keV
511 keV
0 0
-
~180o
Het verzamelen van een groot aantal gedetecteerde annihilaties laat toe om de drie-dimensionale verdeling van de radioactiviteit te achterhalen.
Hoe werkt een PET camera? E=mc² +
-
-
-
+ -
+
+ -
+
0
0
+ + -
+
-
0 0
+
0
0
+
+
0
+ -
-
-
0 0
+
11C
-
-
511 keV
511 keV
0 0
-
~180o
Wat is het verschil met radiologie ? Met de scanners op nucleaire geneeskunde wordt voornamelijk de fysiologie van een orgaan of weefsel onderzocht. PET
SPECT
De meeste onderzoeken op radiologie bekijken voornamelijk de anatomie van het lichaam. RX
CT
MRI MRI
Echo
Onze nieuwste scanners (PET-CT, SPECT-CT) combineren beide technieken. 11/3/2009
V2-KVL-MS
20
Wie zijn werkzaam op de klinische afdeling ? Medische staf nucleaire geneeskunde
Prof. Dr. K. Van Laere Kliniekhoofd
Prof. Dr. L. Mortelmans Diensthoofd
Prof. Dr. C. Deroose Supervisor
Artsen (specialist-in-opleiding)
Dr. L. Brepoels
Dr. M. Al-Makhzomi
Dr. R. Verscuren Consulent
Hoofdverpleegkundige
Dr. N. Lips
Mevr. L. Van „t Velt Dr. A. De Waele 11/3/2009
Dr. K. Goffin
Dr. O. Gheysens
Dr. S. Van Binnebeek
V2-KVL-MS
21
Klinisch onderzoek rond nucleaire geneeskunde • Naast dienstverlening en onderwijs, is een belangrijke taak van deze universitaire afdeling ook het verrichten van onderzoek naar nog verbeterde diagnostiek en behandeling.
11/3/2009
V2-KVL-MS
22
Onderzoek naar ziekte van Alzheimer : amyloïd PET • Biedt nieuwe vroegtijdige diagnose door het eiwit dat aan de basis van ziekte ligt in beeld te brengen • Laat toe nieuwe medicatie te testen Alzheimer
gezond
T
4
10
Amyloidafzetting bij Alzheimer 11/3/2009
V2-KVL-MS
Onderzoek in samenwerking met afdelingen neurologie en 23 psychiatrie alsook (radio)farmaceutische industrie
Onderzoek naar cannabissysteem in de hersenen
CB1R inverse agonist
Placebo
• Biedt nieuwe mogelijkheid om algemene oorzaak van verslaving (drugs, eetstoornissen) te onderzoeken. • Laat toe nieuwe medicatie te testen
11/3/2009
V2-KVL-MS
Voor en na placebo
Voor en na medicatie
Onderzoek in samenwerking met afdelingen neurologie en 24 psychiatrie alsook (radio)farmaceutische industrie
Onderzoek naar vroegtijdige voorspelling van therapie-respons bij tumoren • Laat toe sneller het effect van (chemo)therapie te voorspellen en zo nodig over te schakelen naar andere therapie
PET dag 0 H&E
CD20
PET dag 8
CD20
CT na 4 weken
CT na 24 weken
H&E
H& E Ki67
CT dag 0
Ki67
CD20
d0
Ki67
d+6
d+9
d+13 d+16
Xenogreffe implantatie
11/3/2009
V2-KVL-MS
25
Onderzoek naar nieuwe doelwitten voor beeldvorming bij kanker: bloedvataanmaak • Laat toe nieuwvorming van bloedvaten te detecteren die kankers gebruiken om te kunnen groeien en behandelingen te testen die dit verhinderen Radioligand specifiek voor nieuwe bloedvaten
Bloedvat aanmaak in tumor
Nieuwe bloedvaten bij patient
Blokkeren aanmaak van bloedvaten
11/3/2009
V2-KVL-MS
In nauwe samenwerking met de dienst radiofarmacie en de 26 (radio)farmaceutische industrie
Heet van de naald • Installatie nieuwe PET-CT scanner “hoge resolutie” april 2009
11/3/2009
V2-KVL-MS
27
Uw opmerkingen over deze kijkstage zijn welkom ! • U kan het feedback formulier aan de receptie invullen en in de suggestiebox aldaar deponeren.
• Gelieve te vermelden dat uw opmerking van een student 1e master arts komt.
11/3/2009
V2-KVL-MS
28
Einde inleiding Beste studenten, Geachte toekomstige collega‟s,
Dit is het einde van deze introductiesessie. De studenten van groep A mogen zich nu naar conventionele onderzoekszaal 2 begeven. De studenten van groep B mogen zich nu naar de PET onderzoekszaal begeven. Met vriendelijke groeten, Prof. Dr. Luc Mortelmans Diensthoofd
11/3/2009
V2-KVL-MS
29
