Strålning och teknik II 2015 Nuklearmedicin Kap 3.10 sid 85 tom 99 Radiologi, Aspelin & Pettersson Medicinsk användning av radioaktiva ämnen 1896 naturlig radioaktivet upptäcktes av Becquerel Artificiella radioaktiva ämnen börjar produceras på 1940-talet i reaktor och cyklotron Nuklearmedicin startar 1947 Nu görs ca 100 000 undersökningar per år i Sverige 1
Diagnostisk användning av radioaktiva ämnen Injektion av det radioaktiva ämnet (oftast i.v.) Mätning av innehållet - i blodprov, urinprov - i kroppen med enkelt mätinstrument - i kroppen med gammakamera eller PET kamera (bilder) Principen för gammakameran Gammafotoner passerar ut ur kroppen Gammakamera avbildar det radioaktiva ämnet 2
Gammakameran Gammakameran 3
Gammakameran Används för att - göra en bild av radionuklidfördelningen i kroppen - bestämma mängden (aktiviteten) av radionukliden i en viss region (organ, tumör) Stor NaI kristall Många PM-rör (för att bestämma positionen x och y) Kollimator Pulshöjdsanalysator med energifönster Dator för a) behandling av bilder b) lagring av bilder Gammakameran Matrisstorlek: I regel 64x64, 128x128, 256x256 eller 512x512 Energifönster: 130-150 kev Peak värde och bredd anges. T ex peak 140 kev, fönsterbredd 15 % 4
Hur alstras en bild? Vinkelrätt infallande fotoner kan passera genom kollimatorhålen Fotonerna växelverkar i kristallen PM rören ger en x och y koordinat för händelsen (och energiinnehåll) Godkända händelser (rätt energi) ger en puls som lagras i ett minne. Många tusen händelser (counts) samlas in en bildmatris Innehållet i bildmatrisen kan kodas till grå- eller färgskalor för visning på en skärm Grå- eller färgskalan kan ändras kontinuerligt ( rattas ) för att underlätta bedömningen av bilden Antalet counts i olika pixel kan avläsas Kollimatorns uppbyggnad Hållängd 40 mm Septum tjocklek 0.2-2 mm Hålstorlek 2-5 mm Skalenligt 5
En intressant substans görs radioaktiv genom märkning Nuklearmedicinsk princip Efter injektion av mycket små mängder fördelas ämnet i kroppen (minuter - dagar) Fördelningen avbildas med gammakamera Visar: blodflöde + cellfunktion = organfunktion 6
Radioaktiva substanser (radiofarmaka) En substans kan ansamlas på eller i vissa celler Monoklonala antikroppar binder till ytan på tumörceller Sköldkörteln - det först undersökta organet Normal Knöl med överfunktion 7
Radionuklider Teknetium Tc-99m 140 kev 6 h Indium In-111 170 kev 3 d Tallium Tl-201 80 kev 3 d Jod I-123 159 kev 13 h Jod I-131 365 kev 8 d Undersökningstyper Planar statisk (stillbild) dynamisk (rörliga bilder) Tomografisk (snittbilder), SPECT 8
Exempel på planar avbildning Skelettundersökning Mest känsliga metoden för att hitta processer i skelettet t ex metastaser, mikrofrakturer Gammakamera med flera detektorer Ger ökad effektivitet kortare mättid eller fler pulser eller mindre aktivitet till patienten 9
Planara bilder (flera projektioner) Exempel på blodflödesavbildning (den radioaktiva substansen når bara fram till områden där det finns blodflöde) SPECT system Ett kamerahuvud Två motstående huvuden Hjärt-SPECT (90 mellan huvuden) 10
SPECT Avbildning av en punkt T i SPECT Single photon emission tomography Kroppen avbildas från olika håll. Kameran rör sig ett varv runt patienten och bild tas ca var 3:e grad. 11
SPECT Avbildning av en punkt T i Fusion av CT och SPECT bild Kombinerad röntgen och gammakamera 12
Kombinerad röntgen och gammakamera Fusion av CT och SPECT bild Hybridkamera SPECT/CT generation I. Röntgenrör monterat på gammakameran Hybridkameror SPECT/CT - generation II Diagnostisk CT 13
Fusion av CT och SPECT bild Kombinerad röntgen och gammakamera Fusion av CT och SPECT bild 14
Terapi med radiofarmaka Tumörspecifik substans märks med lämplig radionuklid Stor aktivitet injiceras Tumörcellerna bestrålas och dör Positronkamera PET - Positron emission tomography Positronkameran detekterar de samtida fotonerna Koincident registrering. 15
PET/CT PET Avbildning av en punkt Koincidensmätning Många små detektorer 16
PET kamerans fördelar jfr med gammakameran Ger bättre upplösning än gammakameran, ca 5 mm jfr med ca 10 mm Det finns en bra tumörsökande substans, FDG, där radionukliden, F-18 är en positronstrålare Isotoper av C, N och O finns som positronstrålare men ej som gammastrålare. Helt organiska molekyler kan användas - speciellt viktigt inom forskning. Nackdel: Cyklotron måste finnas i närheten p g a kort halveringstid på F-18, C-11, N-13 och O-15. 17
Avbildning av metastaser med FDG ( 18 F märkt glukos) CT PET CT+PET 18
Positronkamera Radionuklider för positronkameran Fluor F-18 511 kev110 min Kol C-11 511 kev20 min Kväve N-13 511 kev 10 min Syre O-15 511 kev2 min Positronstrålare produceras i cyklotron Närmsta cyklotron i Lund, Köpenhamn 19
Gammakamera och PET-diagnostik Radionuklidterapi Beredning av radiofarmaka Strålskydd Forskning och utbildning Gammakamera och PET-diagnostik Undersökningarna genomförs av Nuklearmedicin, Klinisk Fysiologi Skelettscintigrafi Myocardscintigrafi CBF Lungscintigrafi In-111 Octreoscan m fl Totalt ca 5500 us/år FGD PET/CT onkologi 1800 us/år 20
Beredning av radiofarmaka Ett radiofarmakon är ett radioaktivt läkemedel som innehåller en radioaktiv isotop (radionuklid) och en bärarsubstans. Bärarsubstansen ser till att den radioaktiva isotopen tas upp i det organ man vill undersöka/behandla. Ofta används samma radionuklid till olika bärarsubstanser (tex Tc-99m). Skelett 21
Myocard CBF 22
Radiospirometri Octreotid 23
Gammakamerarenografi PET/CT 24
PET/CT Radionuklidterapi Behandlingsansvarig läkare tillhör JK Terapi med I-131 ca 200 pat/år Lu-177 ca 20 st/år Andra isotoper: P-32, Y-90, Sm-153 25
JOD-131 behandling J-131TERAPI GÖRAN PERSSON 2509184673 thxbilder två terapier Bildtagning efter terapidoser 040617 och 041118 Thorax framifrån och bakifrån Upptag i vä thorax ses ej efter 1:a behandlingen 6000 MBq En del nya upptag i hö thorax 4000 MBq Nuklearmedicin SU/Sahlgrenska 26
Vanligt använda isotoper Jod-isotop vid undersökning och behandling av sköldkörteln (tyreoidea) samt Tc-99m för bildtagning. Man ger radioaktivt jod vid behandling av sköldkörteln pga att sköldkörteln använder sig av jod för produktion av hormon och tar därför upp jodet. För jod behövs ingen bärarsubstans. Isotop T ½ Stråltyp Användning I-131 8 dygn elektroner terapi fotoner bildtagning Tc-99m 6 timmar fotoner bildtagning DNA skada Strålningens effekt på celler Stoppar celldelning och ger celldöd eller Fortsatt celldelning med en mutation som kan ge upphov till en cancercell 27
Strålning: Bakgrundsstrålning 1000µ Sv 1mSv / år = 0,1 µ Sv 24 365h h Strålningsrisk Risk ( %) att få cancer under livet efter en bestrålning på 1 Sv LIFE-TIME RISK 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0 5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 AGE AT EXPOSURE 28
Undersökning Effektiv dos (msv) Skelett 2,9 Lunga; genomblödning 1,1 Lunga; ventilation 1,5 Njure 0,8 Sköldkörtel; morfologi (utseende) 1,3 Hjärna 11 29