Page 16 - IFM_201403 całość 300 dpi

vol. 3 3/2014 Inżynier i Fizyk Medyczny

130

artykuł

\

article

medycyna nuklearna

\

nuclear medicine

emitujących pojedynczy kwant energii gamma, zbudowana jest

z głowicy zawierającej duży pojedynczy kryształ jodku sodu (NaI)

z domieszką atomów talu. Promieniowanie gamma emitowane

przez radioizotop powoduje w obrębie kryształu scyntylację

(błysk świetlny), w wyniku zjawiska fotoelektrycznego. Umiesz-

czone na powierzchni kryształu fotopowielacze przetwarzają

promieniowanie świetlne na impuls elektryczny. Impulsy elek-

tryczne z poszczególnych fotopowielaczy przewodzone są

z kolei do analizatora, który określa miejsce scyntylacji i energię

promieniowania. Zewnętrzna strona kryształu jest osłonięta

kolimatorem – płytą ołowianą z licznymi, przebiegającymi rów-

nolegle w stosunku do siebie otworami: kolimator służy do ogni-

skowania promieni gamma emitowanych z badanego narządu.

Drugim elementem gamma-kamery jest układ komputerowy

zawierający programy kliniczne pozwalające na analizę otrzy-

manych danych. W badaniach radioizotopowych stosowane są

różne typy gamma-kamer:

––

gamma-kamery jednogłowicowe planarne, pozwala-

jące na jednopłaszczyznowe odtwarzanie rozkładu

radioaktywności,

––

jedno- lub wielogłowicowe gamma-kamery ogólnego stoso-

wania rotacyjne, umożliwiające trójwymiarową – tomogra-

ficzną ocenę rozkładu znacznika radioizotopowego – tzw.

tomografia emisyjna pojedynczych fotonów SPECT (

Single

Photon Emission Computed Tomography

) – ze względu na

szczególne wymagania techniczne stosowane są również

specjalnie dedykowane gamma-kamery (np. kardiologicz-

ne), różniące się kształtem, położeniem głowic, typem

kolimatorów.

Głównymi ograniczeniami badań radioizotopowych są dwa

zjawiska fizyczne: zjawisko pochłaniania i rozproszenia promie-

niowania jonizującego w badanym obiekcie. Zjawisko pochłania-

nia związane jest z procesem absorpcji części promieniowania

przez atomy znajdujące się na drodze pomiędzy miejscem emisji

a kryształem. W wyniku tego zjawiska do głowicy gamma-kame-

ry trafia tylko część emitowanego promieniowania. Zjawisko to

może być przyczyną błędnej interpretacji wyników, w związku

z różnicami w budowie ciała – np. gruczoły piersiowe u kobiet

mogą pochłaniać część promieniowania, co imituje zaburzenia

w rozkładzie radiofarmaceutyku w sercu. Zjawisko rozprosze-

nia (zjawisko Comptona) związane jest z możliwo-

ścią przekazania napotkanemu atomowi tylko części

energii promienia gamma, co wiąże się ze zmianą

kierunku dalszego przebiegu, a więc błędną reje-

stracją przez układ elektroniczny miejsca emisji pro-

mieniowania. Dlatego współczesne gamma-kamery

wyposażone są w szereg systemów korekcyjnych, po-

zwalających na uzyskiwanie wiarygodnych wyników.

Znajomość przedstawionych ograniczeń jest jednak

ważna w ocenie wyników badań radioizotopowych.

Równolegle do klasycznych metod radioizotopo-

wych rozwija się technika pozytonowej tomografii emi-

syjnej (PET). Jej podwaliny zostały opracowane przez

Gordona Brownella i równolegle przez Terr-Pogossiana. W me-

todzie zastosowano radioizotopy emitujące pozytony. W wyniku

reakcji z elektronami następuje zjawisko anihilacji i emisja dwóch

fal gamma o ściśle określonej energii – 511 keV, przebiegających

równolegle do siebie w dwóch różnych kierunkach. Typowe urzą-

dzenie do rejestracji promieniowania składa się z szeregu par de-

tektorów położonych równolegle względem siebie. Sygnał jest

zapisywany tylko wówczas, gdy jednoczasowo zostanie wzbudzo-

na para detektorów. System ten został nazwany systemem koin-

cydentalnym. Technika PET charakteryzuje się dwiema podstawo-

wymi zaletami: rozdzielczość uzyskiwanych obrazów jest znacznie

lepsza w porównaniu ze SPECT-em (ze względu na eliminację pro-

mieniowania rozproszonego), a stosowane radioizotopy są wyko-

rzystywane do znakowania naturalnie występujących substancji

w organizmie. Należą do nich np. 15-O, 18-F, 11-C.

Zastosowania kliniczne

badań radioizotopowych

Badania radioizotopowe są wykorzystywane do badania pra-

wie wszystkich narządów. Największą jednak rolę odgrywają

w trzech dziedzinach: onkologii, badaniach układu nerwowego

i badaniach serca.

Wybrane badania radioizotopowe w onkologii

Podstawowe znaczenie w rozwoju techniki w diagnostyce okre-

ślonego schorzenia ma uzyskanie swoistego radiofarmaceuty-

ku. W badaniach onkologicznych wykorzystywane są zarówno

radiofarmaceutyki niewykazujące powinowactwa do komórek

nowotworowych, wskazujące jednak na uszkodzenie czynności

tkanki zajętej procesem chorobowym, jak i radiofarmaceuty-

ki wykazujące powinowactwo do komórek nowotworowych.

Badania z zastosowaniem pierwszej grupy znaczników charak-

teryzują się znaczną czułością, nie są jednak swoiste dla danej

jednostki chorobowej. Przykładem może być choćby scyntygra-

fia tarczycy z zastosowaniem izotopów jodu. Guzek nowotwo-

rowy tarczycy, ze względu na spaczony metabolizm jodu, nie

wychwytuje tego znacznika, ale tylko kilka procent tzw. guzków

zimnych to zmiany nowotworowe; szereg zmian chorobowych

Fot. 1

Scyntygrafia przytarczyc; a) Po podaniu 99mTc-MIBI uwidoczniono ogni-

sko zwiększonego gromadzenia znacznika odpowiadające gruczolakowi przytarczycy;

b) Ocena położenia gruczolaka przytarczycy bezpośrednio przed operacją z zastosowaniem sondy

śródoperacyjnej

a)

b)