Gastroenterológia PTE Nukleáris Medicina Intézet Zámbó Katalin

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

Rövid történeti áttekintés A radioaktivitás felfedezése (Bequerel 1885) Radioaktív anyag nyomjelzőként való 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 radioaktív izotópjai a különböző biokémiai folyamatokban ugyanúgy viselkednek, mint a nem radioaktív atom.

Radioaktiv izotóp A kedvezőtlen proton-neutron arány miatt valamilyen sugárzás kibocsátása közben magátalakuláson 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 1 kBq = 10 3 bomlás/sec 1 MBq = 10 6 bomlás/sec (a diagnosztikában használt aktivitások nagyságrendje) Mérése Beütésszám: count/min (cpm), count/sec (cps)

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 A bomlás közben leadott energiamennyiség, jellemző az adott izotópra. Mértékegysége: eV, keV vagy MeV

A radioaktív bomlást kísérő sugárzás 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

A radioaktív bomlást kísérő sugárzás Korpuszkuláris jellegű ( , - , +  ) Elektromágneses hullámtermészetű (  ) 

- 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) Metastabil állapot

Leggyakrabban alkalmazott izotópok Izotóp Sugárzás Felezési idő Energia 99m-Tc  6 óra 140 kev 131-jód  8 nap 364 keV  180 keV 111-indium  2.8 nap keV 201-tallium  73 óra 76 keV(95%)

A detektálás alapja a fotoelektromos abszorpció

A leképezést szolgáló készülékek Gamma kamera

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

SPECT (Single Photon Emissziós Computer Tomográf) SPECT/CT: multimodalitás! A leképezést szolgáló készülékek II.

A SPECT működési elve (sematikus ábra)

A leképezést szolgáló készülékek III. PET (Pozitron Emissziós Tomográf) PET/CT: multimodalitás!

A beadott radiofarmakon pozitron sugárzó A megsemmisülési vagy annihiláziós sugárzást detektálja (2x511 keV  foton 180 fokban) Ultrarövid felezési idejű izotópok ( 11 C, 15 O, 13 N, 18 F) melyekkel az anyagcsere- folyamatok részletes megismerésére nyílik lehetőség Indikációk: onkológia, neurológia, kardiológia PET működési elve

PET/CT (2000-től) CTPET

Sugárterhelés - kockázat-várható haszon (ALARA elv) - megfelelő indikáció! - általános irányelvek: - terhességben csak kivételes esetben - gyermekeknél különösen nagy körültekintéssel

Izotópdiagnosztikai módszerek In vitro valamely testnedv, váladék vizsgálata a betegre nézve sugárterhelést nem jelent In vivo a betegbe juttatott radioaktív izotópeloszlását, ranszportját 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 vagy rétegfelvételeket (SPECT) készítve (morphológia) Dinamikus vizsgálatok: sorozatfelvétel egy adott időintervallumban, idő-aktivitás görbék, T maximum, T 1/2 (funkció)

Statikus szcintigráfiák Negatív szcintigráfiák (kóros az aktivitás hiány) Pozitív szcintigráfiák (kóros az aktivitás többlet)

A máj anatómiája

Kolloidális májszcintigráfia A máj RES sejtjei veszik fel a jelzett kolloidot Radiofarmakon: MBq 99mTc-Fyton i.v. 20 perc várakozás Hat irányú statikus felvétel + SPECT felvétellel kiegészítve (kétfejes SPECT előnyös) A körülírt aktivitás hiány jelzi a parenchyma károsodását (primér tumor, metastasis, cysta. haemangioma)

Kolloidális májszcintigráfia Statikus felvételek

Kolloidális májszcintigráfia SPECT felvételek

Kolloidális májszcintigráfia haemangiomában CT SPECT SPECT/CT

Kolloidális májszcintigráfia + máj vér-pool vizsgálat haemangiomában SPECT felvételek Májszc. Vér-pool

Máj és máj vér-pool felvétel haemangiomában CT SPECT SPECT/CT Fokális parenchyma defektus Körülírtan fokozott vértartalom Kolloidális szcintigráfiaVér-pool vizsgálat

Fokális noduláris hyperplázia: - fokozott perfúzió - normál vagy fokozott kolloid aktivitás - fokozott vér-pool aktivitás - fokozott hepatobiliáris aktivitás

Carcinoid a pancreas fejben 111In-Octreoscan-el Statikus felvétel Has Mellkas AnteriorPosterior

Carcinoid a pancreas fejben 111In-Octreoscan-el SPECT felvétel

Multiplex carcinoid metastasis 111In-Octreoscan-el Statikus felvétel

Carcinoid a pancreas fejben, műtét után, metastasis? Statikus felvétel 111In-Octreoscan-el

Multiplex carcinoid metastasis a májban 111In-Octreoscan-el CT SPECT SPECT/CT

Multiplex carcinoid metastasis a csontokban 111In-Octreoscan-el CT SPECT SPECT/CT

Carcinoid metastasis a májban 99mTc-Fyton-al és 111-In-Octeroscan-el SPECT felvétel

Hepatobiliaris scintigraphia I. Vizsgálható: –a máj epekiválasztó tevékenysége –epeelfolyás –cholecysta funkciója (kontrakció, EF) A radiopharmacon aktív traszporttal választódik ki az epével: –epeutak –ductus hepaticus –ductus choledochus –cholecysta –vékonybél

Indikációk: –epeürülési zavar –ac. / chr. cholecystis –cholecysta dyskinesis –post - cholecystectomiás panaszok –epesipoly –epeút atresia –máj transplantatio Hepatobiliaris scintigraphia II.

Normális hepatobiliáris dinamika

Papulláris szintű epeelfolyási akadályozottság

Normális cholecysta contractilitás

Kóros cholecysta contractilitás

Nyelőcső szcintigráfia és gyomorürülés vizsgálat Radiofarmakon: MBq 99mTc-DTPA per os vízben vagy semisolid tápanyagban A lenyelés után azonnal dinamika indítása ROI-k, ill. idő-aktivitás görbék készítése a vizsgálandó területekről Paraméterek: felezési idő, áthaladási sebesség Indikációk: nyelőcső motilitás zavarai, cardia, pylorus szűkület, tumorok

Nyelőcső dinamika Cardia szűkület

Gyomorürülés vizsgálat Normális dinamika

Gyomorürülés vizsgálat Pylorus szűkület

Meckel diverticulum Radiofarmakon: 99mTc-pertechnetat i.v. Anterior irányú statikus felvétel több időpontban Körülírt dúsulás jelzi az elváltozást

Köszönöm a figyelmet!