Medicina nucleare

MEDICINA NUCLEARE

• Utilizza raggi, forme di energia con effetti collaterali
• Informazioni complementari alle radiologie tradizionali
• Sorgente energetica interna al corpo umano

• La generazione di fotoni in basso avviene mediante processi di riequilibrio nucleare di determinate sostanze
• Sostanze instabili, emettono spontaneamente delle radiazioni
• Viene somministrato preparato radioattivo
• Uso liquido, internalizzato mediante iniezione

La posizione delle sorgente che emette energia non si sa dove sia all'interno del paziente

• Le molecole diffondono all'interno del paziente
• Poiché sono radioattive, emettono raggi all'esterno e, andando a catturare questi fotoni, è necessario capire dove è andato a finire il radiofarmaco

SCINTIGRAFIA OSSEA:

Esame noto di medicina nucleare che va e ricercare metastasi ossee

Cosa succede: il radiofarmaco

Ha la capacità di legarsi a queste metastasi, le quali producono alcune proteine particolari; con legami particolari o epitopi

Se non ci sono metastasi, il radiofarmaco verrà espulso tramite metabolismo epatico o renale

Se ci sono metastasi, le radiofarmaco si legano ad esse ed iniziano ad emettere fotoni → bisogna catturare ed accorger dove le sorgenti

Problema

I radiofarmaci, per emettere fotoni, quantità energia in bande γ vanno incontro ad un decadimento. Il processo simile al processo nucleare.

E = h ⋅ f

• Un fotone in bande γ è molto energetico
• I sensore di medicina nucleare, non formano un come integrale di quante fotonica energia arriva, ma formano una conta fotonica

Devono essere in grado di contare i singoli fotoni che arrivano sui rivelatori.

• Poiché pochi fotoni → qualità dell’immagin morfologica molto bassa → bassa risoluzione spaziale → non rappresentano i tessuti con grande raffinatezza → immagine funzionale
• Durata: Non gestibile → è stabilita dalle caratteristiche del radiofarmaco che viene usato

Si considera il tempo che impiega per liberarsi dell’energia in eccesso e restituire sotto forma di fotoni γ.

Cosa succede:

Un neutrone si trasforma in un protone + elettrone + antineutrino

Poiché viene generato un protone, Z = Z₀ + 1

• Es. "Molibdeno" ->^{dec β−} "Tecnezio" + e⁻ + antineutrino

Non per Imaging

Tecnezio è radioattivo e viene utilizzato come marcatore di attività tumorali

Utilizzo come radiofarmaco in scintigrafia

Decadimento β⁺

protone -> neutrone + positrone + neutrino

Z = Z₀ - 1 -> protone in meno nel nucleo

β⁺: masse dell’e⁻, ma carica opposta antiparticella di β⁻

Quando une particella incontra la sua antiparticella

-> ANNULLAMENTO: tutte la massa e la carica sparisce

L’energia viene riemersa sotto forma di onde e.m o altre particelle

Statisticamente, il positrone "muore" (incontra e⁻) dopo t = 10⁻⁹ s e d = 1 mm

ENERGIA PRODOTTA: E = mc² = 1022 keV -> X 2 fotoni ciascuno 511 keV

Tubi fotomoltiplicatori: disposti uno accanto all'altro.

• Geometria esagonale: ammette gli spazi da 19 a 60.
• Moltiplicano e informazione: nel visibile pescano pochi fotoni.
• Producono una corrente d'uscita proporzionale all'energia catturata dal singolo tubo fotomoltiplicatore.
• Es.: Se ho 19 tubi ⇒ 19 correnti.

- Elettronica di posizionamento: nella parte superiore dei tubi fotomoltiplicatori.

• Ciruito elettronico vero e proprio:
• Raccoglie le uscite dei tubi fotomoltiplicati e calcola le coordinate del punto d'impatto del fotone sul piano di cristallo.
• Ogni volta che un fotone arriva in un determinato punto del cristallo, la gamma cosa in uscita dà le coordinate di un ipotetico sistema di riferimento.
• Raccando insieme i punti si ottiene un'immagine.

#Tubo fotomoltiplicatore:

• All'est. c'è tubo di vetro.
• All'int. c'è lamine metallo sulla faccia d'ingresso.
• Qui arrivano i fotoni.
• Funge da fotocato.
• È tenuta ad un potenziale di 0V.

Scheda a blocchi gamma camera

• Uscite dei PMT verso anticoinc e posizionamento
• Si calcolano XY del punto di impatto dei fotoni
• Si accende pixel a video:
  • colore tanto più intenso maggiore è il numero di fotoni caduto in quel punto
• Le stesse uscite vanno all'amplificatore di ampiezza:
  • Analizzatore del livello z
    • Con un segnale logico decide se il fotone è da scartare o meno
• Poiché è tutto analogico, si utilizza un convertitore A/D per immagazzinare l'informazione su un calcolatore
  • Dopo ciò si costruisce l'immagine in formato digitale

FALSE COINCIDENZE

• True coincidence:
  • va tutto bene
  • posizione omnichia
  • fotoni gemelli
  • annurro nelle finestra di coincidenti
  • si tira rutti dell'evento
  • Possiamo presentonsi fotoni dubbi?

• Scatter coincidence:
  • Dopo l'annur chiuson un fotone viene diffisso - la linea dell'evento è sbagliata
  • Analisi dei livelli è per correggere l'error
  • Il fotone diffisso avrà energia minora

• Random coincidence:
  • non è correggibile
  • Due annur chiuson generano due fotoni clossano per ogni punto si perde un fotoni
  • I fotoni sono all'interno delle finestra dell'evento e hanno stessa energia
  • Non è corre giobulo - linea dell'evento sbaglian