MEDYCYNA

NUKLEARNA

Diagnostyka i terapia z

zastosowaniem izotopów

promieniotwórczych

IZOTOPY pierwiastka

Nuklidy o tej samej liczbie
protonów (Z),
ale o innej liczbie neutronów (N)

N + Z = A

N + Z = A

A

A – liczba nukleonów

ROZPAD

RADIOAKTYWNY

Przejscie nuklidu

(radionuklidu, czyli

radioizotopu) ze stanu

niestabilnego w stabilny z

równoczesnym emisją

fotonów promieniowania

elektromagnetycznego

Rodzaje

rozpadów

radioaktywnych

• Rozpad β- transformacja neutronu w

proton i elektron

• Przejscie izomeryczne (IT) - ze

stanu metastabilnego w stabilny z

emisją promieniowania γ

• Konwersja wewnętrzna (IC) – w

nuklidzie metastabilnym następuje

przekazanie energii fotonu jednemu

z elektronów

Rodzaje

rozpadów

radioaktywnych

• Wychwyt elektronów (EC) – elektron z

orbity atomu jest wychwytywany przez

jądro, gdzie lączy się z protonem, tworząc

neutron i powodując emisję

promieniowania γ

• Rozpad β+ - transformacja protonu w

jądrze w neutron i pozytron (dodatnio

naladowany elektron, czyli cząstka β+)

Energia fotonów w diagnostyce jądrowej:

30 - 400keV

ODDZIALYWANIE

PROMIENIOWANIA γ

Z MATERIĄ

• Zjawisko fotoelektryczne – calkowite

pochlonięcie energii fotonu z
równoczesną emisją elektronu z powloki
atomu

• Zjawisko Comptona – częsc energii

fotonu jest elektronowi, a czesc nowemu
fotonowi (foton rozproszony) o niższej
energii i kierunku niż foton pierwotny

ODDZIALYWANIE

PROMIENIOWANIA γ

Z MATERIĄ

• Zjawisko fotoelektryczne – jego

udzial jest tym wiekszy, im wieksza
liczba atomowa

pierwiastka

• Zjawisko Comptona – dominuje

przy dużej energii fotonu

ODDZIALYWANIE

PROMIENIOWANIA γ

Z MATERIĄ

• Wiązka fotonów wychodząca z ciala

pacjenta = wiązka pierwotna minus
oslabienie wywolane zjawiskiem
fotoelektrycznym i zjawiskiem
Comptona

• Ostateczne pochloniecie energii fotonów

następuje w krysztale fotokamery

RADIOIZOTOPY –

podzial na podstawie

sposobu uzyskiwania

• Reaktorowe – otrzymywane drogą

naswietlania w reaktorze próbki

odpowiedniego nuklidu

- przyklady:

51

Cr,

99

Mo,

59

Fe,

131

J

• Cyklotronowe – bombardowanie izotopu

matczynego przez cząsteczki (protony,

deuterony, alfa), przyspieszane w cyklotronie

- przyklady:

11

C,

13

N,

18

F,

123

J

• Generatorowe – rozpad metastabilnego

radionuklidu matczynego, znajdującego się na

kolumnie generatora z emisją promieniowania

γ

- przykład:

99m

Tc, uzyskiwany z

99

Mo

RADIOFARMACEUTYKI

– podzial na podstawie

sposobu transportu w

organizmie

• Blokujące swiatlo kapilarów
• Dyfundujące do tkanek np. DTPA
• Sekwestracja np. znakowane

leukocyty (ogniska zapalne),
trombocyty (zakrzepy), erytrocyty
(sledziona)

• Fagocytoza (subst. koloidowe w USŚ)

RADIOFARMACEUTYKI

– podzial na podstawie

sposobu transportu w

organizmie

• Aktywny transport np. jod lub nadtechnecjan

w tarczycy, jodocholesterol w korze nadnerczy

• Łożysko naczyniowe – znakowane erytrocyty
• Adsorpcja – związki fosfonianowe w kosciach
• Reakcje immunologiczne – przeciwciala

monoklonalne

RADIOFARMACEUTYKI

– sposoby uzyskiwania

• Wymiana z innym atomem – wbudowanie

radionuklidu w cząstęczkę związku chemicznego

(np. ortohippuran)

• Biosynteza – w hodowli mikroorganizmów (np.

57

Co,

58

Co)

• Synteza chemiczna np.

14

C,

75

Se- selenometionina

• Wbudowywanie radioizotopu lub związku

zawierającego radioizotop do cząsteczki

wlasciwej np. znakowanie albumin lub

przeciwcial monoklonalnych za pomocą

99m

Tc-

DTPA

METODY POMIARU

PROMIENIOWANIA

JONIZUJĄCEGO

• Detektory scyntylacyjne – najczęsciej

krysztaly jodku sodu aktywowanego talem

• Sondy scyntylacyjne – krysztal

scyntylacyjny wraz z powielaczem

fotoelektronowym umieszczonym w

kolimatorze + wzmacniacz

• Scyntygraf – ruchoma sonda scyntylacyjna +

rejestracja zmierzonego sygnalu np. drukarką

• Gamma-kamera (kamera scyntylacyjna) –

detektor o dużym polu widzenia + kolimator

+ analizator amplitud + ew. przetwornik

analogowo-cyfrowy

METODY POMIARU

PROMIENIOWANIA

JONIZUJĄCEGO

• Scyntygrafia calego ciala (whole body

imaging) – gamma-kamera z ukladem
ruchowym, umożliwiającym przesuwanie
detektora

• SPECT (single photon emission computed

tomography) – gamma-kamera z rotacyjną
glowicą + akwizycja cyfrowa jak w TK

• PET (positron emission tomography) –

aparat umożliwiający rejestrację związków
chemicznych (np. deoksyfluoroglukoza)
znakowanych cząstkami β+ (pozytronami)
uzyskanymi w cyklotronie

PARAMETRY OBRAZU

SCYNTYGRAFICZNEGO

•Kontrast obrazu
•Rozdzielczosc przestrzenna
•Stosunek sygnalu do szumu (SNR)

OCHRONA

RADIOLOGICZNA

• Stosowanie oslon: stalych (np. sciany

barytowe), ruchomych (np. oslony olowiane
do strzykawek z izotopem), osobistych (np.
fartuchy i rękawice olowiane, okulary
ochronne)

• Odpowiedni dobór dawki izotopu (krótkie

czasy póltrwania)

• Ochrona personelu: maksymalne skrócenie

czasu kontaktu z izotopem, dozymetria
(maksymalna dawka 50 mSv/rok

DOZYMETRIA

AKTYWNOSC

AKTYWNOSC – liczba
przemian jądrowych w
jednostce czasu
-jednostka– 1 bekerel(Bq),
kBq, MBq
1 kiur (Ci) = 376
Bq

DOZYMETRIA

• Dawka ekspozycyjna – miara jonizacji

powietrza (liczba par jonów/jedn. masy)

- jednostka kulomb/kg (C/kg)
1 rentgen (1R) = 2,58 x 10

-4

C/kg

•

DAWKA POCHLONIĘTA

DAWKA POCHLONIĘTA – ubytek energii

promieniowania na jednostkę masy

- jednostka 1 grej (Gy) = 1 J/kg
1 rad = 0,01 Gy

DOZYMETRIA

• RÓWNOWAŻNIK DAWKI – dawka pochlonięta

z uwzględnieniem rodzaju promieniowania: =

dawka pochlonieta x wsp. Q

- wartosci wsp. Q: pr. X i γ (ponad 30keV) 1
β (ponad 30 keV) 1
α, neutrony, protony,

ciezkie jony 25
neutrony termiczne 4,5

- jednostka 1 sievert (Sv)
1 rem = 0,01 Sv

SKAŻENIE

PROMIENIOTWÓRCZE

• Skażenia powierzchni (roboczych,

sprzętu laboratoryjnego, pomieszczeń

(scian, podlogi itp.)

• skażenia odzieży i obuwia
• Skażenia skóry rąk i innych częsci ciala
• Skażenia powietrza
- jednostki: Bq/cm

2

(powierzchnie)

Bq/m

3

(powietrze)