38 gama kamera, SPECT, PET

K čemu se mohou v diagnostice využívat radionuklidy?

• stopování (tracing)

• radioimmunoassay

• vyšetřování fyziologických procesů

• zobrazení orgánů/částí těla

Popiš stopování (tracing).

experimentální přístup, kdy je do organismu zaveden radionuklid a je sledován jeho biochemický vývoj

• sledování metabolických drah

• výpočet, v jakém objemu se radionuklid rozptýlil

• rychlost průchodu látky organismem

Popiš radioimmunoassay.

metoda pro zjištění velmi malých množství protilátek/hormonů v krvi

• radionuklid je aplikován mimo tělo

• in vitro sledována interakce antigen-látka

používány jsou beta-zářiče

Co to byly pohybové scintigrafy?

detektory záření, které po řádcích projížděly nad částí těla a zároveň byly zaznamenávány jednotlivé signály => mapa distribuce radionuklidů

Co je hlavní funkcí gama kamer (Angerových kamer)?

ukázat rozložení radionuklidu v těle, víceméně v reálném čase

Z jakých částí se skládá gama kamera?

kolimátor

• “filtr”, který umožňuje přesné dopady záření na scintilátor tak, aby místo dopadu reflektovalo polohu v těle

• pin-hole kolimátory

  • záření prochází jen malým otvorem

  • na scintilátoru je převrácený obraz

• absorpční kolimátory

  • lamely olova

  • fungují stejně jako Buckyho clony

scintilátor

• deska z krystalického NaI aktivovaného thaliem

• scintilace - dopad ionizujícího záření vyvolává světelné záblesky

fotonásobiče

• po jedné straně scintilátoru

• detekční systémy

• scintilace v daném bodě osvítí všechny fotonásobiče, ale každý s jinou intenzitou => odporová matrice, která slouží k výpočtu místa původu přivedených impulsů

Jaké radionuklidy se používají při vyšetřováni gama kamerou? Pro jaká vyšetření?

technecium-99m

• poločas rozpadu jen 6 hodin

  • získáváno přímo na pracovištích nukleární medicíny

  • získáván z techneciových generátorů

• vyšetřování ledvin - techneciem značená DTPA

  • dietylen-triamin-pentaoctová kyselina

• rychle se vylučuje z těla a produkuje téměř čisté gama záření

jód-123

• poločas přeměny kolem 13 hodin

• vyráběn pomocí cyklotronu

• vyšetření štítné žlázy (NaI)

Jsou gama kamery vhodné pro sledování dynamických procesů?

ano

• jde sledovat např. i průtok krve v reálném čase

• detekční kamera se může pohybovat podél těla

Jak může gama kamera pomoct při hledání metastáz?

při použití tkáňově/imunologicky specifických nosičů je možné zachytit radioaktivně značenou látku v místě nádoru

Co znamenají zkratky SPECT a PET? Co mají společného a jak se liší od CT?

SPECT

• single photon emission computed tomography

• jednofotonová emisní tomografie

PET

• positron emission tomography

• pozitronová emisní tomografie

  • jedná se o výpočetní tomografii i když to nemá v názvu

všechny využívají matematiku k získání příčného řezu

u PET a SPECT je zdroj záření v těle pacienta, u CT mimo něj

Jak funguje SPECT?

• do těla zaváděn radionuklid emitující gama záření

• radionuklid se dokáže vázat ve specifických orgánech nebo být z těla rychle vyloučen

• vyzařované fotony jsou z různých směrů detekovány scintilačními detektory => příčný řez

  • struktury viditelné na řezu = místa emitující záření

Jaké se u SPECT používají detektory? Jaká je rozlišovací schopnost?

gama kamera v kruhu

• pohybují se kolem vyšetřovaného

• často ve dvojicích - kolmo orientované

více scintilačních detektorů ve čtverci/kruhu

• celý systém se kolem pacienta může otáčet

• signál poskytují pouze zasažené detektory (ve čtverci 4) => určení souřadnic zdroje

• složitější, ale rychlejší a je na něj potřeba méně radionuklidu

rozlišovací schopnost asi 1 cm

Jaké radionuklidy se používají u SPECT?

technecium-99m

příp. jód-123

Jaké zářiče se používají u PET? Jaké jsou jejich poločasy přeměny?

pozitronové zářiče

• izotopy C, O, N, F

• nejvýznamnější fluor-18

  • váže se na deoxyglukózu => fluorodeoxyglukóza FDG

• příprava bombardováním jiných atomových jader částicemi z urychlovače částic

poločasy přeměny velmi krátké - potřeba být poblíž zdroje radionuklidů

Jak se chovají pozitrony v organismu?

dokáží urazit jen krátkou dráhu, při setkání s elektronem okamžitě anihilují

=> 2 kvanta záření gama (každé 511 keV)

• z místa vzniku letí opačnými směry

Jak se v PET zachycuje gama záření?

záření musí zachytit dva protistojné detektory v koincidenčním zapojení

• impuls musí být zachycen na obou současně (6-12 ns interval)

• detektory jsou navzájem spojeny, tvoří kruh

=> u PET není třeba kolimátor

Jak může snížení pacientské dávky znehodnotit obraz PET?

více falešných koincidencí

• např. v důsledku Comptonova rozptylu

=> zatížení šumem => potřeba vyšší výpočetní výkon

Jaké jsou výhody PET oproti SPECT?

• PET má asi dvakrát vyšší rozlišovací schopnost

• PET dokáže zobrazovat i metabolické pochody => informace morfologické i funkční

  • např. PET mozku - aktivní centra ve vyšší míře zpracovávají fluorodeoxyglukózu