Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Transkrypt

1 Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej Wykład 3-12 marca 2019 Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów szef@fuw.edu.pl

2 Oddziaływanie z materią

3 Oddziaływania fotonów Zawsze produkowany jest w oddziaływaniu elektron, który jest obiektem jonizującym bezpośrednio. Fotony komptonowskie lub anihilacyjne mogą oddziaływać w kolejnych procesach

4 Absorpcja promieniowania C efekt Comptona F zjaw. fotoelektryczne P tworzenie par

5 Filtracja Zmiana ILOŚCI FOTONÓW & Zmiana JAKOŚCI WIDMA Widmo bardziej twarde (wyższe energie) 1- Widmo z anody 2- Po okienku lampy RTG (INHERENT filtration) 3- Po DODATKOWEJ filtracji

6 Zmiany osłabienia w funkcji liczby atomowej ośrodka

7 Oddziaływanie fotonów, zależność od energii Obszar terapeutyczny Promieniowania X

8 Zasada działania skanera CT

9 Co otrzymujemy ze skanu??

10 rekonstrukcja 1 kąt

11 rekonstrukcja 2 kąty

12 rekonstrukcja 4 kąty

13 rekonstrukcja 8 kątów

14 rekonstrukcja 16 kątów

15 rekonstrukcja 60 kątów

16 rekonstrukcja 180 kątów

17 REKONSTRUKCJA

18 Narzędzia medycyny nuklearnej

19 Detektor Geigera-Müllera

20 Scyntylatory (historia) -NaI(Tl) (Hofstadter, 1948) (+) silna emisja światła, tani ( -) niskie Z, niska gęstość, powolny, higroskopijny -BGO (1977) (+) wysokie Z, wysoka gęstość, ( -) niska emisja światła, powolny -LSO (Melcher,1990) (+) wysokie Z, wysoka gęstość, silna emisja światła, szybki, (-) wewnętrzna radioaktywność -GSO (~1995) (+) wysokie Z, wysoka gęstość, szybki, ( -) niska emisja światła

21 Własności scyntylatorów Scyntlator Liniowy współczynnik osłabienia 2 (Wydajność) 2 Czas zaniku świecenia [ns] Względne natężenie scyntylacji NaI(Tl) 0,34 0, BGO 0,95 0, LSO 0,88 0, GSO 0,70 0, BaF 2 0,44 0,09 0.6, 620 6, 20 P.Zanzonico, Sem. in Nucl. Med. 34 (2004) 242 L. Ericson et al. Nucl. Instr. Meth. in Phys. Research A525 (2004) 242

22 Detekcja fotonów Scyntylatory i fotopowielacze

23 Detekcja fotonów

24 Widma

25 Widmo rentgenowskie

26 N dn dt Rozpady sekwencyjne N1 1N1 2N 3 2 2N2 Rozwiązania: 1 N N e 1 01 t dn dt 1 2 N2 N N t t 1 2 t e e N e dn dt t 2 1t 1 2t 1 e e N e N

27 Rozpady sekwencyjne Bardzo często mamy do czynienia z przypadkiem, gdy na początku mamy tylko jądra N 1. Wtedy N 02 =0 i N 03 =0, a rozwiązania opisujące liczby jąder 2 i 3 w rozpadzie sekwencyjnym są znacznie prostsze: W przemianach sekwencyjnych często przeplatają się rozpady różnych rodzajów t t e e N N t t t e N N e e N N ,

28 Tc generator T 1/2 ( 99 Mo) = 66h T 1/2 ( 99m Tc) = 6h

29 Schemat rozpadu 99-Mo

30 Kolumna z zaadsorbowanym na trójtlenku glinu (Al 2 O 3 ) molibdenianem sodu 99 Generator molibdenowo - technetowy Fiolka z podciśnieniem Fiolka z wodą

31 99m Tc Generator

32 Radiofarmaceutyki N N e 2 1 t

33 Radiofarmaceutyki Part of the Body Brain Example Radiotracer 99m Tc-HMPAO Thyroid (tarczyca) Na 99m TcO 4 Lung (wentylacja) Lung (uszkodzenie) Liver (wątroba) Spleen (śledziona) Pancreas (trzustka) Kidneys (nerki) 133 Xe gas 99m Tc-MAA 99m Tc-Tin Colloid 99m Tc-Damaged Red Blood Cells 75 Se-Selenomethionine 99m Tc-DMSA

34 Najszersze zastosowanie mają: 99m Tc - okresie połowicznego rozpadu 6 h. Najczęściej wykorzystywany. 201 Tl półokres zaniku 73h gromadzony w komórkach serca 67 Ga T 1/2 3,3 dnia zmiany zapalne 131 I - T 1/2 8 dni nowotwór, niedoczynność tarczycy 123 I - T 1/2 13,1 h niedoczynność tarczycy