NÜKLEER TIP NÜKLEER TIP GÖRÜNTÜLEME TEKNİKLERİGÖRÜNTÜLEME TEKNİKLERİ

Prof.Dr. Mustafa Demir

İÜ Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Nükleer Tıp Anabilim Dalı

NÜKLEER TIPNÜKLEER TIP

Tanı ve tedavi amacıyla radyonüklidlerden yararlanma tekniğidir.

Deteksiyon: Organizmaya uygulanan radyonüklidlerin stabil(kararlı) duruma geçmek üzere parçalanmaları sırasında yaydığı radyasyonların dışarıdan bu amaca uygun detektörler ile izlenmesidir.

Deteksiyon verileri ileDeteksiyon verileri ile

1. Organın morfolojik görüntüleri

2. Organın fonksiyonel davranışı ile ilgili kantitatif veriler ve görüntüler elde edilir.

Tiroid sintigrafisiTiroid sintigrafisi

Tiroit sintigrafisiTiroit sintigrafisi

Dinamik Böbrek SintigrafisiDinamik Böbrek Sintigrafisi

İskemik Kalp Sintigrafisiİskemik Kalp Sintigrafisi

İskemik ve infart bulguları olan İskemik ve infart bulguları olan kalp sintigrafisikalp sintigrafisi

RADYASYONRADYASYON

Çekirdeği stabil olmayan nüklidlerin parçalanmaları sırasında etrafa saldıkları ışınımlardır.

RADYOAKTİF IŞINLARRADYOAKTİF IŞINLAR

Radyasyon çeşitleri:

1. Tanecik özellikte: Alfa, Beta2. Elektromagnetik özellikte: X ve Gama

ışınları Tanıda; Gama ışınları ve x-ışınları,Tedavide; Beta ışınları kullanılır.

ELEKTROMAGNETİK SPEKTRUMELEKTROMAGNETİK SPEKTRUM

ATOMATOM

Proton (P), Nötron (N)

n/p < 1.5 stabil

n/p = 1.5-2 doğal radyoaktf

n/p >2.5 suni radyoaktif

Alfa ışınlarıAlfa ışınları

Menzilleri kısa,

Penetrasyon kabiliyetleri düşük,

İyonizasyon yetenekleri fazla,

LET (birim mesafede bıraktıkları enerji) çok fazladır.

Beta ışınlarıBeta ışınları

Menzilleri >alfa,

Penetrasyon kabiliyetleri > alfa,

İyonizasyon kabiliyetleri <alfa,

LET < alfa.

Gama ışınlarıGama ışınlarıMenzilleri çok uzun,

Direkt iyonizasyon yapamazlar,

Penetrasyon yetenekleri çok fazla,

LET çok az,Kütle ve yükleri yoktur.

Atomların sembolik gösterimiAtomların sembolik gösterimi

AX X-A AX z 

99mTc Tc-99m 99mTc 43

Atom ailesiAtom ailesi İZOTOP: Atom numaraları (P) aynı

131I 125I 127I 53 53 53

İZOMER: P, N aynı sadece enerjileri farklı

99mTc ile 99Tc birbirinin izomeridir. Radyoizotop: Aynı elementin radyoaktif olan farklı türevleri Radyonüklid: Farklı elementlerin radyoaktif türevleri Örn: 99mTc ve 131I radyonüklidleri

Radyasyonun enerjisiRadyasyonun enerjisi

Tanım: Etkileştiği maddede değişiklik yaratabilme kabiliyeti

Tc-99m enerjisi 140 keV (Tanı amaçlı sintigrafik görüntüleme)

I-131 enerjisi 364 keV (Tiroit hastalıklarının-hipertiroidi ve tiroit ca tedavisi)

F-18 FDG enerjisi 511 keV (PET görüntüleme- metabolik ve onkolojik hastalık tanısı)

Tc-99m’in fiziksel özellikleriTc-99m’in fiziksel özellikleri

Elektromagnetik özellikte gama radyasyonu yayar Enerjisi 140 KeV’tur. Fiziksel yarılanma süresi 6 saattir. Mo-99/Tc-99m jeneratöründen kolayca üretilebilir.

Fiyatı ucuzdur Kimyasal yapısı geniş spektrumlu KIT

işaretlemeye elverişlidir.

Radyonüklidin AktivitesiRadyonüklidin Aktivitesi

Aktivite: Parçalanmaya uğrayan miktardır.

Birimi: Curie (Ci) veya Becquerel (Bq)

1mCi = 3.7x107 Bq

NOT:Tanı amaçlı sintigrafik görüntülemelerde 1-30 mCi, Tedavi amaçlı olarak 8-300 mCi aktivitede radyonüklid kullanılmakta)

Yarılanma süresiYarılanma süresiFiziksel: Aktivitenin kendiliğinden azalarak

yarıya düşmesi için geçen süre 99mTc : 6 saat, 131I: 8 gün, 18F: 110 dak.

Biyolojik: Aktivitenin metabolik yollardan azalarak yarıya düşmesi için geçen süre,

Effektif: Canlıya uygulanan aktivitenin fiziksel ve biyolojik yollar ile azalarak yarılanmadır.

RADYOFARMASÖTİKLERRADYOFARMASÖTİKLER

Radyoaktif bileşen

Bulunduğu yerde radyaoaktif ışıma yaparak sintigrafi çekimini sağlar.

Biyoaktif bileşen (KİT)

Radyoaktif bileşeni istenilen organa taşır

Radyofarmasötik: Tanı ve tedavi amacıyla kullanılan radyoaktif maddeler

Radyofarmasötik

İdeal Radyofarmasötikİdeal Radyofarmasötik(Tanı Amaçlı)(Tanı Amaçlı)

Radyasyon Tipi ve Enerjisi: Gama, 100-250 KeVElde edilmesi, fiyatı: Kolay, ucuzEffektif yarılanma: Tetkik süresinin 1.5 katı

Hedef/ zemin tutulumu:Yüksek Hasta Güvenliği: Radyasyon dozu düşük, non-toksik, steril

İdeal Radyofarmasötikİdeal Radyofarmasötik(Tedavi Amaçlı)(Tedavi Amaçlı)

Radyasyon Tipi ve Enerjisi: Beta (ß-), > 1MeVElde edilmesi, fiyatı: Kolay, ucuzEffektif yarılanma: Uzun (günler)

Hedef/ zemin tutulumu: Yüksek Hasta Güvenliği: < 5mR/sa taburcu

Geiger-Müller (GM) SayıcılarıGeiger-Müller (GM) Sayıcıları

Radyasyonun deteksiyonu için en çok kullanılan sistemlerden biridir.

Tıpta genellikle radyasyonu varlığının ve şiddetinin ölçülmesi amacıyla kullanılırlar.

Herhangi bir kontaminasyon (radyoaktif bulaşma) tespiti ve dekontaminasyon (bulaşmanın temizlenmesi) işleminden sonraki güvenlik değerlendirmelerinde sıklıkla kullanılırlar.

Bir Geiger-Müller Sayıcısının Ana Bir Geiger-Müller Sayıcısının Ana ÜniteleriÜniteleri

1. Geiger-Müller tüpü

2. Elektronik devreler

3. Sayıcı ve kaydedici devreler

GAMA KAMERALARGAMA KAMERALAR

1957’de Hall Anger icad etti.

1970’lerde SPECT yapabilen kameralar,

1990’larda PET yapabilen kameralar rutin kullanıma girdi.

Kalp ve Beyin görüntüleme amaçlı Kalp ve Beyin görüntüleme amaçlı Gama KameraGama Kamera

Değişken açılı Gama KameraDeğişken açılı Gama Kamera

Ant Post

Tüm vücut kemik sint.

Gama kameralarda sistem kompanentleriGama kameralarda sistem kompanentleri

Gama kamera komponentleriGama kamera komponentleri

Kolimatör: Fotonları yönlendirir. Saçılmış fotonları durdurur.

NaI(Tl): Gama fotonlarını sintilasyona dönüştürür.

Işık yönlendirici: Sintilasyonları PMT’ye fokuslar.

PMT (Foton çoğaltıcı tüp) : Sintilasyonları elektrik enerjisine dönüştürür.

KOLİMATÖRLERKOLİMATÖRLER

Paralel hol Pin hol Koll.-Obje yakın olmalıdır. Obje fokus mesafesinde olmalı Büyük organlar görüntülenir. Tiroid ve göz sintigrafilerinde kullanılır. Objeyi büyütür, rezolüsyonu artırır.

SPECTSPECT

1917’de J.Radon tarafından teorik prensipler 1922’de x-ışını tüpü hasta etrafında döndürüldü. 1963’de Kulh ve Edward’ın emisyon tomografisi 1966’da ossiloskop kamera ile projeksiyon

görüntüleri elde edildi. 1967’de Anger detektörü hasta etrafında

döndürdü. 1980’lerde Bilgisayar teknolojisi ile yaygın

kullanım oldu.

Body Tomographic Planes

Sagittal

Frontalor Coronal

Transverseor Transaxial

Transverse,Transaxial

Sagittal

Frontal, Coronal

Görüntü matrisiGörüntü matrisi(bilgisayarda)(bilgisayarda)

SPECT prensipleriSPECT prensipleri

Şematik sunum

SPECT prensipleriSPECT prensipleri

SPECT prensipleriSPECT prensipleri

Planar AP 900 ve 2700 Lateral Projection Back-projection Back-projection Back-projection

00000 00100 00000 00100 00000 00100 00000 00100 00100 00100 + 11111 11211 00000 00100 00000 00100 00000 00100 00000 00100

Planer ve SPECT görüntülemePlaner ve SPECT görüntüleme

Planer SPECTSuperimpozisyon var yok

Kontrast iyi daha iyi

Rezolüsyon iyi daha iyi

PET/CT Cerrahpaşa’da PET/CT Cerrahpaşa’da (Kasım-2004)(Kasım-2004)

PET’te görüntü oluşmasıPET’te görüntü oluşması

1800

511 KeV

511 KeV

e-

β+ pozitron

β+ özellikleri (F-18)

Elektronun antipartikülü695 KeV beta enerjisiDokuda 2-3 mm.menziliYüksek iyonizasyon gücü

Annihilasyon radyasyonun özellikleri

Elektromagnetik radyasyon511 KeV gama enerjisi(20 cm’de 10 mCi Tc-99m den 6 kat fazla doz hızına sahip)

Hastaya uygulanan F-18 den yayılan β+ etkileştiği dokuyu oluşturan atomun elektronu ile çarpışarak yok olur. Bu sırada pozitron ve elektronun kütleleri 511 KeV enerjili anhilasyon fotonlarına dönüşür. Bunlar da karşılarına yerleştirilen detektörler tarafından algılanır.

E=mC2

PET’Foton Yayılımı PET’Foton Yayılımı

A. Annihilasyon fotonlarının yayılım doğrultusu boyunca oluşan LOR.hattıB. Saçılmış fotonların oluşturduğu, gerçek olmayan LOR hattı.C. Random (tesadüfi oluşan) fotonların oluşturduğu LOR hattı.

..

PET görüntüsüPET görüntüsü

Tüm vücut tarama

PET görüntüsüPET görüntüsü(kolon ca)(kolon ca)

SPECT/CTSPECT/CT

Fonksiyonel ve Anatomik hasta bilgisini tek bir görüntüde yakalayabilen hibrit görüntüleme teknolojisi

Yaygın olarak kullanıldığı yerler Nöroendokrin tümörlerin yerleri MIBG Ektopik tiroid dokusu Lenfosintigrafi ve SLN Kemik sintigrafisi (metastaz)

KC hemangioma tanısı Ga-67 sintigrafisi

SPECT/CTSPECT/CT

CT SPEC T FÜZYON

AVANTAJLARI1. Anatomik lokalizasyon2. Atenüasyon düzeltmesi

SPECT/CTSPECT/CT