NÜKLEER TIP GÖRÜNTÜLEME TEKNİKLERİ Prof.Dr. Mustafa Demir İÜ Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Nükleer Tıp Anabilim Dalı

NÜKLEER 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 ile 1. Organın morfolojik görüntüleri 2. Organın fonksiyonel davranışı ile ilgili kantitatif veriler ve görüntüler elde edilir.

Tiroid sintigrafisi

Tiroit sintigrafisi

Dinamik Böbrek Sintigrafisi

İskemik Kalp Sintigrafisi

İskemik ve infart bulguları olan kalp sintigrafisi

RADYASYON Çekirdeği stabil olmayan nüklidlerin parçalanmaları sırasında etrafa saldıkları ışınımlardır.

RADYOAKTİF IŞINLAR Radyasyon çeşitleri: 1. Tanecik özellikte: Alfa, Beta 2. Elektromagnetik özellikte: X ve Gama ışınları Tanıda; Gama ışınları ve x-ışınları, Tedavide; Beta ışınları kullanılır.

ELEKTROMAGNETİK SPEKTRUM

ATOM Proton (P), Nötron (N) n/p < 1.5 stabil n/p = 1.5-2 doğal radyoaktf n/p >2.5 suni radyoaktif

Alfa ışınları Menzilleri kısa, Penetrasyon kabiliyetleri düşük, İyonizasyon yetenekleri fazla, LET (birim mesafede bıraktıkları enerji) çok fazladır.

Beta ışınları Menzilleri >alfa, Penetrasyon kabiliyetleri > alfa, İyonizasyon kabiliyetleri <alfa, LET < alfa.

Gama ışınları Menzilleri çok uzun, Direkt iyonizasyon yapamazlar, Penetrasyon yetenekleri çok fazla, LET çok az, Kütle ve yükleri yoktur.

Atomların sembolik gösterimi AX X-A AX z   99mTc Tc-99m 99mTc 43

Atom 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 enerjisi Tc-99m enerjisi 140 keV I-131 enerjisi 364 keV 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 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 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 süresi Fiziksel: 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.

RADYOFARMASÖTİKLER Radyofarmasötik Radyoaktif bileşen Radyofarmasötik: Tanı ve tedavi amacıyla kullanılan radyoaktif maddeler Radyofarmasötik Radyoaktif bileşen Bulunduğu yerde radyaoaktif ışıma yaparak sintigrafi çekimini sağlar. Biyoaktif bileşen (KİT) Radyoaktif bileşeni istenilen organa taşır

İdeal Radyofarmasötik (Tanı Amaçlı) Radyasyon Tipi ve Enerjisi: Gama, 100-250 KeV Elde edilmesi, fiyatı: Kolay, ucuz Effektif yarılanma: Tetkik süresinin 1.5 katı Hedef/ zemin tutulumu:Yüksek Hasta Güvenliği: Radyasyon dozu düşük, non-toksik, steril

İdeal Radyofarmasötik (Tedavi Amaçlı) Radyasyon Tipi ve Enerjisi: Beta (ß-), > 1MeV Elde edilmesi, fiyatı: Kolay, ucuz Effektif yarılanma: Uzun (günler) Hedef/ zemin tutulumu: Yüksek Hasta Güvenliği: < 5mR/sa taburcu

Geiger-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 Üniteleri 1. Geiger-Müller tüpü 2. Elektronik devreler 3. Sayıcı ve kaydedici devreler

GAMA 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 Gama Kamera

Değişken açılı Gama Kamera Ant Post Tüm vücut kemik sint.

Gama kameralarda sistem kompanentleri

Gama 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.

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

SPECT 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 Transverse, Transaxial Frontal or Coronal Frontal, Coronal Sagittal Transverse or Transaxial Sagittal

Görüntü matrisi (bilgisayarda)

SPECT prensipleri Şematik sunum

SPECT prensipleri

SPECT prensipleri Planar AP 900 ve 2700 Lateral Projection Back-projection Back-projection Back-projection 00000 00100 00000 00100 00100 00100 + 11111 11211

Planer ve SPECT görüntüleme Planer SPECT Superimpozisyon var yok Kontrast iyi daha iyi Rezolüsyon iyi daha iyi

PET/CT Cerrahpaşa’da (Kasım-2004)

PET’te görüntü oluşması E=mC2 β+ özellikleri (F-18) Elektronun antipartikülü 695 KeV beta enerjisi Dokuda 2-3 mm.menzili Yüksek iyonizasyon gücü β+ pozitron 511 KeV e- Annihilasyon radyasyonun özellikleri Elektromagnetik radyasyon 511 KeV gama enerjisi (20 cm’de 10 mCi Tc-99m den 6 kat fazla doz hızına sahip) 1800 511 KeV 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.

PET’Foton Yayılımı Annihilasyon fotonlarının yayılım doğrultusu boyunca oluşan LOR.hattı Saçılmış fotonların oluşturduğu, gerçek olmayan LOR hattı. Random (tesadüfi oluşan) fotonların oluşturduğu LOR hattı.

.

PET görüntüsü Tüm vücut tarama

PET görüntüsü (kolon ca)

SPECT/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/CT CT SPEC T FÜZYON AVANTAJLARI 1. Anatomik lokalizasyon 2. Atenüasyon düzeltmesi

SPECT/CT