10) Nuklearmedizinische Diagnostik (1) · 2 114 Positronenemissionstomographie - Hochentwickelte Methode (High end) - Koinzidente Emission von zwei γ-Quanten (siehe Positronenzerfall)

1

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10) Nuklearmedizinische Diagnostik (1)

DiagnostikOrgandarstellung

- Mittlere Reichweite

- Niedrige Dosis

- γ - Strahler

- β+ - Strahler

β+ - Strahler

Isotop t1/2 γ - Energie (MeV)11C 20,4 min 0,513N 9,9 min 0,515O 2,0 min 0,518F 110,0 min 0,5

γ - Strahler

Isotop t1/2 γ - Energie (MeV)131I 8,0 d 0,36 99mTc 6,0 h 0,14

PET(Positron Emission Tomography)

SPECT(Single Photon Emission Computer Tomography)

113

DiagnostikOrgandarstellung

Positronenemissions-tomographie

Kombinierter PET / SPECT-Scanner

PET-Ring


2

114

Positronenemissionstomographie- Hochentwickelte Methode (High end)

- Koinzidente Emission von zwei γ-Quanten (siehe Positronenzerfall) erlaubt hoch aufgelöste Bilder

- mit 11C, 13N und 15O sind Positronenstrahler verfügbar, die die Markierung von biologisch aktiven Molekülen (Arzneistoffe, Antikörper etc.) erlauben

-‚Arbeitspferd‘:. 18F: häufige Anwendung in der Arzneimittelentwicklung, Funktions-

diagnostik und der medizinischen Forschung

Vorteile

- ‚Biologische‘ Isotope

- Hohe Auflösung

- Darstellung biologischer Aktivität

- Reale Funktionsdiagnostik

Nachteile

-Extrem kurze Halbwertszeit von 11C, 13N

und 15O

- Isotopenproduktion über Cyclotronreaktionen

- hoher Preis


115

Positronenemissionstomographie

ComputerbearbeitungPET-Scanner


3

116

Positronenemissionstomographie

Häufig verwendetes Molekül

PET-Prinzip PET-Darstellung

18F- Desoxyglucose


117

DiagnostikOrgandarstellung Positronenemissionstomographie

PET-Scan mit 18F-markiertem Dopamin

Schizophrenie-Patient:

Untersuchung zur Rezeptorbindung unter dem Einfluss von Psychopharmaka


4

118

PET-Scans mit 18F- markiertem Fluoroethylpiperon zur Darstellung des Serotonin-Rezeptors- Korrelation mit NMR-Tomographie


DiagnostikOrgandarstellung Positronenemissionstomographie

119

- reiner γ - Strahler

- Emax = 140 KeV

- keine Teilchenstrahlung

- T1/2 = 6 h

- permanent verfügbar

(Generatornuklid)

- Konzentration ca. 10-9 mol/l

- schwacher ß-- Strahler

- Emax = 290 KeV

- T1/2 = 2,12 • 105a

- in makroskopischen Mengen

verfügbar

- „konventionelle“ Chemie ist

möglich

Technetium - das „Arbeitspferd“ der diagnostischen Nuklearmedizin Sìngle Photon Emission Computer Tomography (SPECT)

99mTc 99Tc


5

120

KernreaktionenHerstellung von 99Mo aus Uran-Brennelementen

9999MoMo

99m99mTcTc9999TcTc

9999Ru (stabil)Ru (stabil)

66h

6h6h

14 %

86 %

2,13 • 105a

99Mo/99mTc-Isotopengenerator (ein Mutter-Tochter-Gleichgewicht)


121

99Mo/99mTc-Isotopengenerator

Konzentration von 99mTc im Generator-Eluat: ca. 10-9 mol/lChemische Form: Pertechnetat, TcO4

-

Konzentration von 99mTc im Generator-Eluat: ca. 10-9 mol/lChemische Form: Pertechnetat, TcO4

-


6

122

99mTcO4- + „Instant kit“ injizierbares 99mTc Radiopharmakon

99m99mTcOTcO44-- + + „„Instant Instant kitkit““ injizierbaresinjizierbares 99m99mTc Tc RadiopharmakonRadiopharmakon

Ein „Kit“-Fläschchen enthält:

Ligand

Reduktionsmittel

Katalysatoren + Stabilisatoren

Ein Ein „„KitKit““--FlFlääschchenschchen enthenthäält:lt:

LigandLigand

ReduktionsmittelReduktionsmittel

Katalysatoren + Katalysatoren + StabilisatorenStabilisatoren

in in vivovivo--VerteilungVerteilung

Reduktion von Reduktion von TcOTcO44--

reproduzierbare reproduzierbare ReaktionsbedingungenReaktionsbedingungen


123

Unterschiedliche SPECT-Scanner SPECT mit integriertem Computertomographen

SPECT-Kamera


7

124

StrukturIschIschäämischermischerSchlaganfallSchlaganfall

Hirndarstellung mit einer 99mTc-Verbindung


125

Komplex

Ischämischer Schlaganfall(Schnittdarstellung)

LigandLigand

NN

OH

NH NH

OH

Typische Hirndarstellung mit 99mTc - HMPAO (CERETEC) einem kommerziell verfügbaren 99mTc-Radiopharmakon


8

126

Ligand

NN

OH

NH NH

OH

Komplex

Hyperperfusion während eines akuten Schlaganfalls(Wireframe-Darstellung)



127

Ligand

NN

OH

NH NH

OH

Komplex

Hyperperfusion während eines akuten Schlaganfalls(oberflächengerendertes Bild)



9

128

Ligand Komplex

N

CH2

CH3 CH3

O

C

CH3

GesunderProband

Präthrombische SPECT-Aufnahme

Diagnostischer Befund

Typische Herzaufnahmen mit 99mTc – MIBI -einem kommerziell verfügbaren 99mTc-Radiopharmakon

∗ reduzierter Blutfluss

∗ Infarktrisiko


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Durchschnittliche Strahlenbelastung der Bevölkerung in Deutschland 1999: ca. 2,4 mSv/a (1 -10 in Abhängigkeit von der geographischen Lage)

Röntgendiagnostik

ZahnaufnahmeThoraxMammographieLeber/GalleNiere

0.01 mSv0.03 mSv0.50 mSv4.00 mSv5.00 mSv

Nuklearmedizin mit 99mTc

NierenfunktionsuntersuchungHirnperfusionMyocard-DiagnostikSchilddrüseLeberszintigraphieSkelett-Untersuchung

1.3 mSv2.0 mSv3.0 mSv1.0 mSv4.0 mSv4.5 mSv

CT SchädelCT ThoraxCT Magen/Darm

3 mSv10 mSv20 mSv

Quelle: Bundesamt für Strahlenschutz, 2000

Strahlenbelastung für den Patienten während nuklearmedizinischer Untersuchungen


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