1 / 55

Aplikace ionizujícího záření a radionuklidů v medicíně

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva. Aplikace ionizujícího záření a radionuklidů v medicíně Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí CZ.1.07/2.4.00/31.0224.

rae-roberson
Download Presentation

Aplikace ionizujícího záření a radionuklidů v medicíně

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Aplikace ionizujícího záření a radionuklidů v medicíně Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí CZ.1.07/2.4.00/31.0224

  2. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Záření Korpuskulární záření Elektromagnetické záření Elektrony Pozitrony Částice alfa Neutrony Rádiové vlny Infračervené záření Viditelné světlo Ultrafialové záření Záření gama X záření

  3. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Záření (radiace) • Definice • Šíření energie prostorem • Ionizující záření • Energie větší než 5 keV • Vlnová délka menší než 100 nm • Frekvence větší než 3.1015 Hz • Sdělená energie objektu může být příčinou změn • Fyzikálních • Chemických • Biologických

  4. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Rozdělení efektivních dávek obyvatelstva ČR

  5. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Ionizující záření v medicíně • Aplikace ionizujícího záření • Využití umělých zdrojů ionizujícího záření • Diagnostika • Rozpoznávání chorob • Terapie • Způsob léčení • Hlavní lékařské obory využívající ionizující záření • Radiodiagnostika • Radioterapie • Nukleární medicína

  6. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Využití IZ v medicíně

  7. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Aplikace ionizující záření Transmisní a emisní metoda IZ v medicíně • Transmisní metody • Zdroj záření (rentgenka) mimo tělo pacienta • Využití v • Rentgenová diagnostika (RTG) • Výpočetní tomografie (CT) • Mamografie • Digitální subtrakční angiografie (DSA) • Emisní metody • Zdroj záření (radionuklid) v těla pacienta • Využití v • Nukleární medicína

  8. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Princip transmisní a emisní metody Emisní metoda (nukleární medicína) Transmisní metoda (CT)

  9. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Radiodiagnostika

  10. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Radiodiagnostika • Využití ionizujícího záření • RTG zobrazení na základě rozdílné hodnoty pohlcení procházejícího svazku RTG záření v různých tkáních • Skiagrafie (snímkování) • Statický obraz (trvalé snímky) • RTG film, paměťová folie, flatpanel • Skiaskopie (přímé pozorování obrazu) • Dynamický obraz • Nutnost fluorescenčního stínítka • Obraz je pozorován, ale není zachycen na detekční médium

  11. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Uspořádání konvenčního RTG přístroje • Využití ionizujícího záření • Kryt rentgenky • Stínění, odvod tepla • AL, Cufiltry • Zadržení nízkoenergetického záření • Primární clona • Pb lamely zmenšující pole dopadu záření • Kolimátor umístěný pod pacientem • Film • Ionizační komora x expoziční automat

  12. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Rentgenka • Stručné shrnutí • Generátor ionizujícího záření • Válcová skleněná nádoba obsahující • Katodu • Anodu • Katoda (wolframová spirála) • Emise elektronů směrem k anodě • Anoda (Wo, Rh, Mo) • Při dopadu elektronů se energie mění v • RTG záření (1 %) • Teplo (99 %)

  13. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Rentgenka II. • Rentgenka s rotační a pevnou anodou • Rentgenka s pevnou anodou • Rentgenka s rotační anodou

  14. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Spektrum RTG záření • Brzdné a charakteristické RTG záření

  15. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Konvenční RTG přístroj • Konstrukce Stojan Rentgenka Výsledný obraz Vertigraf Stůl pro pacienta

  16. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Výpočetní tomografie Konstrukce Gantry (rentgenka a detektory záření) Výsledný obraz Stůl pro pacienta

  17. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Mamografie Konstrukce Rentgenka Výsledný obraz Detektor

  18. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Skiaskopie • Využití ionizujícího záření • Přímá skiaskopie • Dříve • Nutnost, aby se lékař „přizpůsobil“ vidění ve tmě • Vysoká radiační zátěž lékaře i pacienta • Nepřímá skiaskopie • Dnes • Dynamické děje, intervenční výkony • C rameno, U rameno, sklopné stěny

  19. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Skiaskopie • Využití ionizujícího záření Nepřímá skiaskopie (C rameno) Přímá skiaskopie

  20. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Digitální subtrakční angiografie Konstrukce Rentgenka Výsledný obraz Detektor

  21. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Radioterapie

  22. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Radioterapie • Využití ionizujícího záření v medicíně • Transmisní metoda • Léčba • Benigních nádorů (patní ostruhy, tenisový loket atd.) • Maligních nádorů (ca prostaty, ca prsu atd.) • Radioterapie • Teleterapie • ZIZ ve větší vzdálenosti jak 5 cm od povrchu těla • RTG terapie, radionuklidové ozařovače (RN ozařovače), terapie pomocí lineárního urychlovače (LU), Leksellův gama nůž (LGN), Cyberknife, protonová terapie atd. • Brachyterapie • ZIZ ve velké blízkosti nádoru

  23. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Rentgenová terapie • Využití ionizujícího záření v medicíně • Buckyho terapie • 10 kV • Terapie nenádorových kožních chorob • Kontaktní terapie • 50 – 60 kV • Terapie povrchových nádorů kůže a sliznice • Ortovoltážní (konvenční terapie) • 200 – 400 kV • Dnes nahrazena LU, RN ozařovači • Dřív ozáření nádorů v „hloubce“ těla

  24. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • RTG ozařovače • Konstrukce RTG ozařovač

  25. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Radionuklidové ozařovače • Využití ionizujícího záření v medicíně • Nejčastější ZIZ je umělý radionuklid 60Co • Poločas rozpadu 5,26 let • Bichromatický zářič (energie záření 1,17 a 1,33 MeV) • Výhody oproti lineárnímu urychlovači • Jednodušší konstrukce • Přirozeně stabilní energie záření • Nenáročné na napájení • Bez nutnosti nákladné klimatizace a chlazení • Nižší náklady, levný provoz • Dříve používán také radionuklid 137Cs • Poločas rozpadu 33 let, energie záření 0,66 MeV

  26. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Radionuklidové ozařovače • Konstrukce Cesiový radionuklidový ozařovač Kobaltový radionuklidový ozařovač

  27. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Lineární urychlovač • Konstrukce LU - ElectaSynergy LU - VarianClinac 2010 C/D

  28. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Leksellův gama nůž • Využití ionizujícího záření v medicíně • Stereotaktické radiochirurgické zařízení • Malý cílový objem intrakraniální tkáně • Nádory v oblasti hlavy • Kolimace paprsků, odstínění každého svazku • Prudký pokles dávky do okolí • 201 zdrojů radionuklidu 60Co • Komponenty LGN • Radiační jednotka • Leksellův stereotaktický rám • Plánovací systém

  29. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Leksellův gama nůž • Konstrukce Princip LGN Konstrukce LGN

  30. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Kyberntický nůž (CyberKnife) • Využití ionizujícího záření v medicíně • Stereotaktické radiochirurgickézařízení • Robotický ozařovač • Ozařování „pohyblivých“ tkání s nádorem • Plíce • Játra • Až 30x větší přesnost zacílení oproti LU

  31. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Lineární urychlovač • Využití ionizujícího záření v medicíně • LU, LINAC (LINearACcelerator) • Nejčastěji používaný přístroj v radioterapii • Výhody oproti RN ozařovači • Vyšší dávkový příkon s modulací • Snadná likvidace • Možnost změny energie • Bez napájení neemituje záření • Urychlení nabitých částic po přímé dráze • Existují také urychlovače s kruhovou drahou (např. cyklotron atd.) • Ozařování • Urychlení elektronů→ vyvedení ven → ozařování pomocí elektronů • Urychlení elektronů→ dopad na pevný terčík → ozařování sekundárními částicemi

  32. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Kybernetický nůž • Konstrukce Princip CyberKnife

  33. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Protonová terapie • Využití ionizujícího záření v medicíně • Využití kladně nabitých částic (protonů) • Urychlení protonů pomocí cyklotronu • Energie protonů 230 MeV – zničení nádoru v hloubce 30 cm • Vysoká přesnost zacílení protonového svazku • Braggův pík • Maximální depozice energie • Tkáně před a za Braggovýmpíkem jsou „šetřeny“

  34. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Protonová terapie • Konstrukce Princip protonové terapie

  35. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Neutronová terapie • Využití ionizujícího záření v medicíně • Léčba mozkových lézí • Aplikace 10B pacientovi • Ozáření pacienta svazkem neutronů • Rozpad jádra na α + 7Li • Depozice energie v ložisku

  36. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Brachyterapie I. • Využití ionizujícího záření v medicíně • Léčba pomocí radionuklidů zaváděných do těsné blízkosti nádoru • Zavedení přímo do nádoru (punkce, implantací) • Přiložení aplikátoru na povrch • Intrakavitálnízavedení • Metoda afterloadingu • Manuální • Dříve se zářič zaváděl na požadované místo manuálně • Automatický • Dnes, zásobní kontejner pro ZIZ (pracovní, nepracovní poloha ZIZ)

  37. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Brachyterapie II. • Využití ionizujícího záření v medicíně • Brachyterpie permanentní či dočasná • Dle dávkového příkonu dělíme brachyterapii • LDR: 0,2 – 2 Gy/hod • MDR: 2 – 12 Gy/hod • HDR: nad 12 Gy/hod • PDR: záření aplikováno v pulzech • Dělení brachyterapie dle umístění ZIZ • Intersticiální • Kontaktní • Povrchová • Intraluminární • Intrakavitární • Endovaskulární

  38. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Brachyterapie III. • Zdroje ZIZ pro brachyterapii

  39. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Brachyterapie III. • Zdroje ZIZ pro brachyterapii Kontaktní brachyterapie Intersticiální brachyterapie Endoluminárníbrachyterapie

  40. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Nukleární medicína

  41. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Nukleární medicína • Využití ionizujícího záření v medicíně • Vědní obor zabývající se • Diagnostikou • Terapií • Základem je aplikace radiofarmaka do vnitřního prostředí organismu • Radiofarmakum se skládá z • Radionuklidu (zdroj ionizujícího záření) • Transportního nosiče (dopraví radionuklid na požadované místo) • Aplikace radiofarmaka • Nitrožilně • Ingescí • inhalací

  42. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Nukleární medicína • Využití ionizujícího záření v medicíně • Emisní metoda • Vědní obor zabývající se • Diagnostikou • Terapií • Aplikace radiofarmaka do vnitřního prostředí organismu • Radiofarmakum se skládá z • Radionuklidu (zdroj ionizujícího záření) • Transportního nosiče (dopraví radionuklid na požadované místo) • Aplikace radiofarmaka • Nitrožilně • Ingescí • inhalací

  43. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Nukleární medicína Diagnostika Terapie Alfa zářiče (ojedinělé případy Beta zářiče Smíšené zářiče gama a beta Gama zářiče

  44. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Nukleární medicína - diagnostika • Využití ionizujícího záření v medicíně • Scintigrafie je metoda zobrazení distribuce radiofarmaka v organismu na základě zevní detekce vycházejícího záření gama • Snímání pomocí zařízení • Angerova gama kamera, SPECT či PET • Druhy scintigrafie • Z časového hlediska • Statická - jeden či více statických obrazů orgánů bez ohledu na čas • Dynamická - zjištění funkce orgánu (děj měnící se s časem) • Z prostorového hlediska • Planární – obraz projekce do 2D roviny • Tomografická – poskytuje 3D zobrazení (SPECT, PET

  45. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Nukleární medicína - diagnostika • Jednofotonováemisní počítačová tomografie • SPECT • SinglePhotonEmissionCopmputerizedTomography= jednofotonová emisní počítačová tomografie • Nedochází k překryvu struktur • Rychlejší způsob detekce pomocí SPECT s více detektory • Série planárních obrazů vyšetřovaného místa, snímaných pod mnoha různými úhly • Počítačová rekonstrukce

  46. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Nukleární medicína - diagnostika • gamakamera • konstrukce • Kolimátor • Pb lamely, které propouští záření jen v určitém směru • Scintilační krystal • Konverze gama záření na viditelné světlo • Fotonásobič • Fotokatoda - konverze viditelného světla na elektrony • Dynody – zmnožení elektronů • Anoda • Zesilovač • A/D převodník • Výstup (čítač atd)

  47. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Nukleární medicína - diagnostika • Princip gamakamery

  48. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Nukleární medicína - diagnostika • Jednofotonováemisní počítačová tomografie • SPECT • SinglePhotonEmissionCopmputerizedTomography= jednofotonová emisní počítačová tomografie • Nedochází k překryvu struktur • Rychlejší způsob detekce pomocí SPECT s více detektory • Série planárních obrazů vyšetřovaného místa, snímaných pod mnoha různými úhly • Počítačová rekonstrukce • SPECT/CT • Hybridní metoda kombinující výhody • CT – diagnostická informace • SPECT – funkční informace

  49. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Nukleární medicína - diagnostika • Radiofarmaka pro planární zobrazení či SPECT • 99mTc • Radiofarmaceutický prekurzor • Zdroj je RN generátor - 99Mo (-,T1/2=66,2 h) / 99mTc (T1/2=6,02 hod) • Další radionuklidy využívané pro planární zobrazení či SPECT: • 201Tl (T1/2= 72 h) • 67Ga (T1/2 =77,9 h) • 111In (T1/2 =2,8 d) • 123I (T1/2 = 13,2 h) • 81Rb (+, T1/2 = 4,57h, /81mKr(T1/2 = 13 s)

  50. ČVUT v PrazeFakulta biomedicínského inženýrstvíKatedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva • Nukleární medicína - diagnostika • Manipulace s radiofarmakem Příprava radiofarmaka Aplikace radiofarmaka Radionuklidový generátor

More Related