Nukleáris medicina Lényege: A radioaktív izotópok diagnosztikai és therápiás célból való felhasználása.

Rövid történeti áttekintés - A radioaktivitás felfedezése (Bequerel 1885) - Radioaktív anyag nyomjelzőkéntval felhasználása (Hevesy György 1923!) - A mesterséges radioaktivitás felfedezése (Irene Curie és Frederic Joliot Curie 1934) - Gamma kamera (Anger 1951)

Radioaktivitás Az egyes atommagoknak azon tulajdonsága, hogy külső behatás nélkül, spontán, bizonyos sugárzások kibocsátása révén elbomlanak, miközben a kezdeti mag más maggá alakul át.

A Bohr-féle atom-modell

Az atom részecskéi

Protonszám = rendszám Protonszám + neutronszám = tömegszám Az azonos rendszámú és eltérő tömegszámú atomokat izotópoknak nevezzük. Ugyanazon elem izotópjai a különböző biokémiai folyamatokban ugyanúgy viselkednek.

Radioaktiv izotóp A kedvezőtlen proton-neutron arány miatt valamilyen sugárzás kibocsátása közben mag- átalakuláson megy át, elbomlik.

Aktivitás A radioaktív izotópok mennyiségét aktivitásukkal adjuk meg. Az aktivitást az időegységre eső bomlások számával jellemezzük. Mértékegysége 1 Bq = 1 bomlás/sec (régebben Ci) 1Ci = 3,7x10 10 bomlás/sec 1mCi = 37 MBq Mérése Beütésszám: count/sec, count/min

Felezési idő Az az idő amely alatt a kiinduláskor meglévő atomok száma a felére csökken. - Fizikai felezési idő (egy adott izotópra nézve állandó, külső körülmények nem befolyásolják. - Biológiai felezési idő (befolyásolható pl. fokozott folyadék bevitellel) - Effektív felezési idő: 1/T eff = 1/T fiz + 1/T biol Energia eV ill. keV vagy MeV (pl. 99mTc-nál 140 kev)

A radioaktív bomlást kísérő sugárzás lehet: - Korpuszkuláris jellegű - Elektromágneses hullámtermészetű

Korpuszkuláris sugárzás:  - sugárzás – pozitív töltésű Hélium atommagok (2 proton + 2 neutron) – ionizáló képessége és biológiai effektivitása igen nagy – hatótávolsága kicsi, emberi szövetben mindössze néhány micrometer – kívülről nem detektálható – pl. 226 Rádium – új irány a therápiában

Korpuszkuláris sugárzás:  -sugárzás (nagy sebességű pozitív vagy negatív töltésű elektronok) -  sugárzás: - neutron felesleggel bíró atomok bomlása - biológiai hatásossága kisebb, mint az  - sugárzásé - hatótávolsága emberi szövetben néhány mm, a testfelszínen nem detektálható - therápia - pl. 131 J a pajzsmirigy betegségekben

- nagy áthatoló képesség, a betegbe juttatva kívülről jól detektálható - a rtg sugárzással teljesen azonos hatású a különbség: a rtg sugárzás fékezési sugárzás, a  -sugárzás az atommagból származik Elektromágneses hullámtermészetű sugárzás  -sugárzás

Az  - és  -bomlás során az új atom gerjesztett állapotban marad, ebből az állapotból  -sugárzás kibocsátásával kerül alapállapotba. Pl. 99m Tc (6 órás felezési idő, 140 KeV  -sugárzás) Metastabil állapot

Alkalmazott izotópok

A detektálás alapja a fotoelektromos abszorpció

Szcintillációs detektor

A leképezést szolgáló készülékek - Gamma kamera:

A leképezést szolgáló készülékek Gamma kamera Számítógéppel összekapcsolva az időben gyorsan zajló folyamatok nyomon követése is lehetséges.

A gamma kamera képalkotása

SPECT SPECT/CT (Single Photon Emissziós (Multimodalitású Computer Tomográf)készülék) A leképezést szolgáló készülékek

A SPECT működési elve (sematikus ábra)

A SPECT képalkotásának elve

A leképezést szolgáló készülékek - PET (Pozitron Emissziós Tomográf)

+  -sugárzás: 18-fluor – protonfelesleggel bíró atomok bomlása, mesterséges radioaktív izotópoknál – élettartama rendkívül rövid, egy környezetében lévő elektronnal egyesül, miközben megsemmisülési vagy annihilációs sugárzás keletkezik (2x512 KeV) – jelentősége a PET-nél! Korpuszkuláris sugárzás  -sugárzás: 131-jód - therápia (nagy sebességű negatív töltésű elektronok)

PET működési elve

IZOTÓPDIAGNOSZTIKAI MÓDSZEREK - In vitro valamely testnedv, váladék vizsgálata, a betegre nézve sugárterhelést nem jelent - In vivo a betegbe juttatott radioaktív izotóp eloszlását, transzportját vizsgáljuk

In vivo izotópdiagnosztikai módszerek általános jellemzői - könnyen kivitelezhetők - különösebb előkészítést nem igényelnek - szövődmény mentesek, kockázatuk minimális - érzékeny, de aspecifikus módszerek - ”szűrés”, monitorizálás - egy adott szerv vagy szervrendszer funkcióján alapulnak - szervspecifikusság : jelölő izotóp ( 99m Tc) + hordozó

In vivo izotópdiagnosztikai módszerek - Statikus vizsgálatok vagy statikus szcintigráfiák: a radiofarmakon eloszlását vizsgáljuk egy adott szervben, optimális időpontban különböző irányú szummációs- vagy réteg-felvételeket készítve (morfológia) - Dinamikus vizsgálatok: sorozatfelvétel egy adott időintervallumban, idő-aktivitás görbékből számszerű paraméterek kalkulálása (funkció)