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/

ČVUT v Praze - FEL - Katerdra telekomunikační techniky
ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Hz Sdělená energie objektu může být příčinou změn Fyzikálních Chemických Biologických Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Rozdělení efektivních dávek obyvatelstva ČR Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Využití IZ v medicíně Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Nukleární medicína Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Princip transmisní a emisní metody Emisní metoda (nukleární medicína) Transmisní metoda (CT) Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Radiodiagnostika Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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, flat panel Skiaskopie (přímé pozorování obrazu) Dynamický obraz Nutnost fluorescenčního stínítka Obraz je pozorován, ale není zachycen na detekční médium Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Uspořádání konvenčního RTG přístroje Využití ionizujícího záření Kryt rentgenky Stínění, odvod tepla AL, Cu filtry Zadržení nízkoenergetického záření Primární clona Pb lamely zmenšující pole dopadu záření Kolimátor umístěný pod pacientem Film Ionizační komora x expoziční automat Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 %) Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Rentgenka II. Rentgenka s rotační a pevnou anodou Rentgenka s pevnou anodou Rentgenka s rotační anodou Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Spektrum RTG záření Brzdné a charakteristické RTG záření Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Konvenční RTG přístroj Konstrukce Stojan Rentgenka Výsledný obraz Vertigraf Stůl pro pacienta Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Výpočetní tomografie Konstrukce Gantry (rentgenka a detektory záření) Výsledný obraz Stůl pro pacienta Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Mamografie Konstrukce Rentgenka Výsledný obraz Detektor Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Skiaskopie Využití ionizujícího záření Nepřímá skiaskopie (C rameno) Přímá skiaskopie Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Digitální subtrakční angiografie Konstrukce Rentgenka Výsledný obraz Detektor Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Radioterapie Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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), Cyber knife, protonová terapie atd. Brachyterapie ZIZ ve velké blízkosti nádoru Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva RTG ozařovače Konstrukce RTG ozařovač Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Radionuklidové ozařovače Konstrukce Cesiový radionuklidový ozařovač Kobaltový radionuklidový ozařovač Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Lineární urychlovač Konstrukce LU - ElectaSynergy LU - Varian Clinac 2010 C/D Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Leksellův gama nůž Konstrukce Princip LGN Konstrukce LGN Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Kyberntický nůž (Cyber Knife) Využití ionizujícího záření v medicíně Stereotaktické radiochirurgické zařízení Robotický ozařovač Ozařování „pohyblivých“ tkání s nádorem Plíce Játra Až 30x větší přesnost zacílení oproti LU Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Lineární urychlovač Využití ionizujícího záření v medicíně LU, LINAC (LINear ACcelerator) 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 Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Kybernetický nůž Konstrukce Princip Cyber Knife Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Braggovým píkem jsou „šetřeny“ Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Protonová terapie Konstrukce Princip protonové terapie Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Intrakavitální zavedení Metoda afterloadingu Manuální Dříve se zářič zaváděl na požadované místo manuálně Automatický Dnes, zásobní kontejner pro ZIZ (pracovní, nepracovní poloha ZIZ) Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Brachyterapie III. Zdroje ZIZ pro brachyterapii Izotop Energie T1/2 Poznámka 226Ra 0,83 MeV 1 620 let Radiofor RaSO4 60Co 1,25 MeV (Estř) 5,02 let Bodový zdroj, ↑ E 137Cs 0,66 MeV 33 let Cs tuby, Cs pelety (aktivní + neaktivní spacery) 192Ir 0,34 MeV 74 dní NEJPOUŽIVANĚJŠÍ 198Au 0,412 MeV 2,7 dní Zrna potaženy Pt 125I 28,5 keV 60 dní Jódová zrna Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Brachyterapie III. Zdroje ZIZ pro brachyterapii Kontaktní brachyterapie Intersticiální brachyterapie Endoluminární brachyterapie Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Nukleární medicína Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Nukleární medicína Diagnostika Terapie Gama zářiče Alfa zářiče (ojedinělé případy Beta zářiče Smíšené zářiče gama a beta Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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 Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Nukleární medicína - diagnostika Jednofotonová emisní počítačová tomografie SPECT Single Photon Emission Copmputerized Tomography = 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 Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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) Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Nukleární medicína - diagnostika Princip gamakamery Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Nukleární medicína - diagnostika Jednofotonová emisní počítačová tomografie SPECT Single Photon Emission Copmputerized Tomography = 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 Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra 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: 201 Tl (T1/2= 72 h) 67 Ga (T1/2 =77,9 h) 111 In (T1/2 =2,8 d) 123 I (T1/2 = 13,2 h) 81Rb (+, T1/2 = 4,57h, /81mKr(T1/2 = 13 s) Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Nukleární medicína - diagnostika Manipulace s radiofarmakem Radionuklidový generátor Příprava radiofarmaka Aplikace radiofarmaka Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Nukleární medicína - diagnostika Přístrojové vybavení Gama kamera SPECT Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Nukleární medicína - diagnostika Pozitronová emisní tomografie PET Aplikace pozitronových radiofarmak 18F (T1/2= 110 min) 11C (T1/2= 20 min) 13N (T1/2=10 min) 15O (T1/2=2 min) Výroba radiofarmak v cyklotronu Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Nukleární medicína - diagnostika Radiofarmaka pro planární zobrazení či SPECT Princip PET Pozitron je emitován radionuklidem - v blízkosti místa emise anihiluje s elektronem Při anihilaci vzniká dvojice fotonů Z místa anihilace odlétají opačnými směry (180o) Energie každého fotonu je 511 keV Registrace fotonů pomocí detektorů Elektronická kolimace na základě koincidenčních obvodů PET/CT Hybridní metoda kombinující výhody CT – diagnostická informace PET – funkční informace Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva Nukleární medicína - diagnostika Přístrojové vybavení pro PET Princip anihilace PET přístroj Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

ČVUT v Praze Fakulta biomedicínského inženýrství Katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva DĚKUJI ZA VAŠÍ POZORNOST! Práce byla vytvořena za podpory CZ.1.07/2.4.00/ Ochrana obyvatelstva a řešení krizových a mimořádných událostí

Aplikace ionizujícího záření a radionuklidů v medicíně

Podobné prezentace

Prezentace na téma: "Aplikace ionizujícího záření a radionuklidů v medicíně"— Transkript prezentace:

Podobné prezentace

O projektu

Kontaktní formulář

Přihlásit se

Přihlásit se přes sociální síť:

Aplikace ionizujícího záření a radionuklidů v medicíně

Podobné prezentace

Prezentace na téma: "Aplikace ionizujícího záření a radionuklidů v medicíně"— Transkript prezentace:

Podobné prezentace

O projektu

Kontaktní formulář