SPECT (Single Photon Emission Computer Tomography)

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1 10) uklearmedizinische Diagnostik (1) Diagnostik Organdarstellung β + -Strahler - Mittlere Reichweite - iedrige Dosis - γ - Strahler - β + - Strahler Isotop t 1/2 γ -Energie (MeV) 11 C 20,4 min 0,5 13 9,9 min 0,5 15 O 2,0 min 0,5 18 F 110,0 min 0,5 PET γ -Strahler (Positron Emission Tomography) Isotop t 1/2 γ -Energie (MeV) 131 I 8,0 d 0,36 99m Tc 6,0 h 0,14 SPECT (Single Photon Emission Computer Tomography) ) uklearmedizinische Diagnostik (2) Diagnostik Organdarstellung Kombinierter PET / SPECT- Scanner PET-Ring 113

2 10) uklearmedizinische Diagnostik (3) - Hochentwickelte Methode (High end) - Koinzidente Emission von zwei γ-quanten (siehe Positronenzerfall) erlaubt hoch aufgelöste Bilder -mit 11 C, 13 und 15 O sind Positronenstrahler verfügbar, die die Markierung von biologisch aktiven Molekülen (Arzneistoffe, Antikörper etc.) erlauben - Arbeitspferd :. 18 F: häufige Anwendung in der Arzneimittelentwicklung, Funktionsdiagnostik und der medizinischen Forschung Vorteile - Biologische Isotope - Hohe Auflösung - Darstellung biologischer Aktivität - Reale Funktionsdiagnostik achteile -Extrem kurze Halbwertszeit von 11 C, 13 und 15 O - Isotopenproduktion über Cyclotronreaktionen - hoher Preis ) uklearmedizinische Diagnostik (4) PET-Scanner Computerbearbeitung 115

3 10) uklearmedizinische Diagnostik (5) PET-Prinzip PET-Darstellung Häufig verwendetes Molekül 18 F- Desoxyglucose ) uklearmedizinische Diagnostik (6) Diagnostik Organdarstellung PET-Scan mit 18 F- markiertem Dopamin Schizophrenie-Patient: Untersuchung zur Rezeptorbindung unter dem Einfluss von Psychopharmaka 117

4 10) uklearmedizinische Diagnostik (7) Diagnostik Organdarstellung PET-Scans mit 18 F- markiertem Fluoroethylpiperon zur Darstellung des Serotonin-Rezeptors - Korrelation mit MR-Tomographie ) uklearmedizinische Diagnostik (8) Technetium - das Arbeitspferd der diagnostischen uklearmedizin Sìngle Photon Emission Computer Tomography (SPECT) 99m Tc 99 Tc -reiner γ -Strahler -E max = 140 KeV - keine Teilchenstrahlung -T 1/2 = 6 h - permanent verfügbar (Generatornuklid) - Konzentration ca mol/l - schwacher ß - -Strahler -E max = 290 KeV -T 1/2 = 2, a - in makroskopischen Mengen verfügbar - konventionelle Chemie ist möglich 119

5 10) uklearmedizinische Diagnostik (9) 99 Mo/ 99m Tc-Isotopengenerator (ein Mutter-Tochter-Gleichgewicht) Kernreaktionen Herstellung von 99 Mo aus Uran-Brennelementen 86 % 99 Mo 66h 14 % 99m Tc 99 6h 99 Tc 2, a 99 Ru (stabil) ) uklearmedizinische Diagnostik (10) 99 Mo/ 99m Tc-Isotopengenerator Konzentration von von 99m 99m Tc Tc im im Generator-Eluat: ca. ca mol/l mol/l - Chemische - Form: Form: Pertechnetat, TcO TcO

6 10) uklearmedizinische Diagnostik (11) 99m 99mTcO -TcO44 ++ Instant Instantkit kit 99m 99mTc Radiopharmakon injizierbares injizierbares Tc Radiopharmakon Ein Flä ält: Fläschchen enthä enth Ein Kit Kit --Fläschchen enthält: in vivovivo-verteilung Reduktionsmittel Reduktionsmittel Reduktion von TcO4 Katalysatoren Katalysatoren++ Stabilisatoren Stabilisatoren reproduzierbare Reaktionsbedingungen ) uklearmedizinische Diagnostik (12) Unterschiedliche SPECT-Scanner SPECT mit integriertem Computertomographen SPECT-Kamera 123 6

7 10) uklearmedizinische Diagnostik (13) Hirndarstellung mit einer 99m Tc-Verbindung Ischämischer Schlaganfall Struktur ) uklearmedizinische Diagnostik (14) Typische Hirndarstellung mit 99m Tc - HMPAO (CERETEC ) einem kommerziell verfügbaren 99m Tc-Radiopharmakon Komplex H H OH HO Ischämischer Schlaganfall (Schnittdarstellung) 125

8 10) uklearmedizinische Diagnostik (15) Typische Hirndarstellung mit 99m Tc - HMPAO (CERETEC ) einem kommerziell verfügbaren 99m Tc-Radiopharmakon Komplex H H OH HO Hyperperfusion während eines akuten Schlaganfalls (Wireframe-Darstellung) ) uklearmedizinische Diagnostik (16) Typische Hirndarstellung mit 99m Tc - HMPAO (CERETEC ) einem kommerziell verfügbaren 99m Tc-Radiopharmakon Komplex H H OH HO Hyperperfusion während eines akuten Schlaganfalls (oberflächengerendertes Bild) 127

9 10) uklearmedizinische Diagnostik (17) Typische Herzaufnahmen mit 99m Tc MIBI - einem kommerziell verfügbaren 99m Tc-Radiopharmakon O CH 3 H 2 C H 3 C CH 3 C Komplex Gesunder Proband Präthrombische SPECT-Aufnahme Diagnostischer Befund reduzierter Blutfluss Infarktrisiko ) uklearmedizinische Diagnostik (18) Strahlenbelastung für den Patienten während nuklearmedizinischer Untersuchungen Durchschnittliche Strahlenbelastung der Bevölkerung in Deutschland 1999: ca. 2,4 msv/a (1-10 in Abhängigkeit von der geographischen Lage) Röntgendiagnostik uklearmedizin mit 99m Tc Zahnaufnahme Thorax Mammographie Leber/Galle iere CT Schädel CT Thorax CT Magen/Darm 0.01 msv 0.03 msv 0.50 msv 4.00 msv 5.00 msv 3 msv 10 msv 20 msv Quelle: Bundesamt für Strahlenschutz, 2000 ierenfunktionsuntersuchung Hirnperfusion Myocard-Diagnostik Schilddrüse Leberszintigraphie Skelett-Untersuchung 1.3 msv 2.0 msv 3.0 msv 1.0 msv 4.0 msv 4.5 msv 129