Nuklearmedizin. dr. Erzsébet Schmidt Institut für Nuklearmedizin, Universität Pécs

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1 Nuklearmedizin dr. Erzsébet Schmidt Institut für Nuklearmedizin, Universität Pécs

2 Nuklearmedizin - Radioaktive Isotope zur Diagnostik (und Therapie) - Funktionelle Methoden - Man sieht nur das, was funktioniert

3 Grundprinzip der Nuklearmedizinische Diagnostik (Hevesy György 1923) - Das Tracerprinzip besagt, daß das biochemischeverhalten organischer Verbindungen unverändert bleibt, wenn stabile Atome durch entsprechende radioaktive Isotope ersetzt werden. - Bei der In-vivo-Diagnostik werden dem Patienten Tracer in geringsten Mengen (in Tracermengen ) verabreicht. - Unterschiedliche Verbindungen können mit demselben Radionuklid (Radioisotop) markiert sein.

4 Herstellung von Radionukliden -Im Kernreaktor (I-131) -Im Nuklidgenerator (99mTc - Molybdän- Technetium-Generator) -Im Zyklotron (Nuklide für die Positronenemissionstomographie (PET) z.b.18-f)

5 Einige klinisch genutzte Radionuklide und ihre Anwendung Radionuklid Emittierte Strahlung Halbwertszeit Herstellung Anwendungsbereich 99mTc γ 6 Stunden Generator Skelett, Lungen, Nieren, Hirn, Leber, Herz, usw. 123-I γ 13 Stunden Reaktor oder Zyklotron Schilddrüse, Rezeptorensz. 111-In γ 2,8 Tage Zyklotron Rezeptorensz., Liquorsz. 131-I γ und β 8 Tage Reaktor Schilddrüse, Rezeptorensz., Therapie! 153-Sm γ und β 2 Tage Reaktor Palliative Therapie von Skelettmetastasen 89-Sr β 50,5 Tage Reaktor Palliative Therapie von Skelettmetastasen 90-Y β 2,7 Tage Reaktor Palliative Therapie von Skelettmetastasen, Rezeptorenth., Radiosynoviorthese 18-F +β 1,8 Stunden Zyklotron PET, Glukosemet.

6 Radiopharmaka: chemische (organspezifische) Verbindungen, die mit einem Radionuklid markiert sind. Die chemische Natur bestimmt die biologische Verteilung der Substanz im Körper, die Strahlung des Radionuklids dient in der Diagnostik zur Bestimmung der Lokalisation. Als Radiodiagnostika eignen sich γ-strahler (ausreichende Reichweite, geringe Strahlenbelastung). Ca. 90% der diagnostischen Untersuchungen werden mit 99mTc markierten Radiofarmaka durchgeführt.

7 Szintigramm: die bildliche Darstellung der im Körper gemessenen Aktivitätsverteilung - statische szcintigraphie: die Verteilung des Radiopharmakons in einem einzigen Zeitpunkt - Sequenzszintigraphie: die Verteilung des Radiopharmakons in mehreren Zeitpunkten (dynamische Untersuchungen, Mehrphasenszintigraphie)

8 Abbildugsgeräte - Gammakemera (Anger kamera) Standardgerät der konventionellen Nuklearmedizin - großflächiges Szintillationskristall - angeschlossene Elektronik

9 Abbildugsgeräte - Gammakemera (Anger kamera) Gammastrahlung Kollimator NaI-szintillationskristall Funktion des Photomultiplier elektrische Signale digitale Aufzeichnung Der Detektor besteht aus einem einzigen großen NaI- Szintillationskristall. An der Rückseite ist eine Vielzahl von Photomultipliern angebracht Die Strahlung löst im Szintillationskristall Lichtblitze aus. Diese werden mittels eines Photomultipliers versterkt und - je nach seiner Intensität- in elektrische Signale umwandelt. Aus der Verteilung der Signalhöhen kann der Ort der Szintillation im Kristall genau bestimmt werden. Vor dem Kristall sind Kollimatoren (Bleilamellen), die nur die senkrecht zulaufende Photonen zur Detekturenfläche lassen, die schräg zulaufende werden absorbiert.

10 Bildgebung der Gammakamera Wenn sich der pathologische Prozeß mit verminderter Aufnahme für die Substanz in einem Organ mit hoher Substanzaufnahme manifestiert (cold spot) können auch größere Herde oft nicht erkennt werden.

11 Abbildugsgeräte SPECT (Single Photon Emission Computed Tomographie)

12 SPECT: eine oder mehrere Gammakameras rotieren um den Körper und nehmen Messwerte aus verschiedene Projektionen auf, aus denen Schnittbilder in 3 Ebenen rekonstruiert werden.

13 Bildgebung der SPECT

14 Abbildugsgeräte PET (Positron Emissions Tomographie)

15 PET basiert auf der Entstehung von Vernichtungsstrahlung beim +ß Zerfall: das bei der Kernumwandlung ausgesendete Positron annihiliert sich innerhalb unmeßbar kleiner Zeit mit einem Elektron zu zwei Photonen mit einer Energie von je 511 kev, die sich in diametral entgegengesetzter Richtung bewegen. Im Tomographiegerät befindet sich ein Detektorring. Die Detektoren sind in einer Koinzidenzschaltung miteinender verbunden. Durch die Koinzidenzschaltung der gegenüberliegende Detektoren wird das zeitgleiche Auftreffen zweier Photonen registriert.

16 Multimodalität CT, MR PET, SPECT

17 PET/CT SPECT-CT

18 Bildgebende diagnostische Verfahren Anatomie Physiologie Stoffwchsel Molekülen Rtg. / CT PET / SPECT MRI MR Spektroskopie fmri Ultraschall Hybridbildgebung : SPECT/CT, PET/CT, PET/MRI

19 Stellwert der nuklearmedizinischen Methoden im Vergleich zu anderen diagnostischen Verfahren - Stehen nicht in Konkurrenz zu anderen bildgebenden Verfahren, sondern ergänzen und erweitern sie: liefern wichtige Informationen über die Funktion von Organen und Geweben - sind sensitive aber im allgemeinen nicht spezifisch

20 Nuklearmedizinische Methoden - In vitro Diagnostik: Untersuchung von Körperproben (Blut, Urin), der menschliche Organismus kommt dabei nicht mit Radioaktivität in Berührung - In vivo Diagnostik: Die Tracer werden in geringsten Mengen in den menschlichen Stoffwechsel eingeschleust um die Funktion von Organen zu prüfen und Stoffwechsel sichtbar zu machen. Verwendet werden vorwiegend reine γ oder Positronenstrahler.

21 STRAHLENBELASTUNG - cost benefit Prinzip (ALARA Prinzip) -entsprechende Indikation -Kontraindikationen: Schwangerschaft -Bei Kinder: große Vorsicht!

22 Strahlenbelastung (msv) IAEA, Radiology 2008;248(1):

23 Strahlenbelastung (msv) IAEA, Radiology 2008;248(1):

24 Strahlenbelastung (msv)