Was sind nuklearmedizinische Untersuchungen?
Welches Isotop wird am häufigsten verwendet?
Um welche Strahlung handelt es sich?
Welches Gerät verwendet man dafür?
Gibt es ein Gerät, welches Funktionsdiagnostik und morphologische Diagnostik gleichzeitig aufnimmt?
Welches sind die häufigsten Untersuchungen in der Nuklearmedizin?
Wie groß ist die Strahlenbelastung bei einer Schilddrüsendiagnostik?
Welche Kontraindikationen gibt es für Anwendung von ionisierenden Strahlen (Gamma-strahlen)?
Gibt es eine Ausnahme der Kontraindikation?
Was ist Risiko-Nutzen-Analyse in der nuklearmedizinischen Diagnostik?
Wie groß ist die Strahlenexposition in der Nähe eines nuklearmedizinisch untersuchten Patienten?
Wie hoch ist die natürliche Strahlenexposition?
Nuklearmedizinsche Untersuchungen
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Was ist Nuklearmedizin?
Nuklearmedizin ist die Nutzung der Eigenschaften von Atomkernen in der medizinischen Diagnostik und Therapie (Isotopendiagnostik mit kurzlebigen Gammastrahlern).
Die Nuklearmedizin umfasst die Anwendung radioaktiver Substanzen und kernphysikalischer Verfahren in der Medizin zur Funktions- und Lokalisationsdiagnostik sowie offener Radionuklide in der Therapie und den Strahlenschutz mit seinen physikalischen, biologischen und medizinischen Grundlagen.
Welches Isotop wird am häufigsten verwendet?
Das Technetium-99m, es hat eine Halbwertszeit von 6 Stunden.
Technetium ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 43 und wird durch das Elementsymbol Tc abgekürzt. Im Periodensystem der Elemente steht es in der 5. Periode und der 7. Gruppe und gehört damit zu den Übergangsmetallen. Technetium war das erste künstlich hergestellte Element und erhielt deswegen seinen aus dem altgriechischen Wort („künstlich“) hergeleiteten Namen. Schon 1925 war die Entdeckung des Elements durch Walter Noddack, Ida Noddack-Tacke und Otto Berg berichtet worden, die ihm den Namen Masurium gaben.
Alle Technetium-Isotope sind radioaktiv, das heißt, sämtliche Atomkerne, die 43 Protonen enthalten, sind instabil und zerfallen. Technetium und das schwerere Promethium (61) sind die einzigen Elemente mit kleinerer Ordnungszahl als Bismut (83), die diese Eigenschaft besitzen.
Um welche Art von Strahlung handelt es sich?
Gammastrahlung = elektromagnetische Wellenstrahlung, die bei radioaktiven Zerfällen im Körper freigesetzt wird; sie kann dickere Gewebeschichten durchdringen und ist außerhalb des Körpers nachweisbar.
Gammastrahlung, auch γ-Strahlung geschrieben, im engeren Sinne ist die durchdringendste Strahlung, die beim Zerfall der Atomkerne vieler natürlich vorkommender oder künstlich erzeugter radioaktiver Isotope entsteht. Die wichtigsten anderen beim Zerfall entstehenden, weniger stark durchdringenden, dennoch oft noch energiereicheren Strahlungsformen sind Alpha- und Betastrahlung. Während α- und β-Strahlung aus geladenen Teilchen besteht, handelt es sich bei den Quanten der γ-Strahlung um ungeladene Photonen.
Welches Gerät verwendet man dafür?
Eine Gammakamera, zwei Detektoren = Doppelkopfkamera.
Die Gammakamera (auch Anger-Kamera genannt, nach ihrem Erfinder Hal Anger; selten auch als Szintigraph bezeichnet) ist ein diagnostisches Gerät in der Nuklearmedizin.
Mit Hilfe dieser Langzeitkamera können Verteilungsmuster von strahlenden Radionukliden (z.B. 131Iod oder 99mTc) im Patienten dargestellt werden, die dem Arzt Aufschluss über pathologische Veränderungen geben können. Die Gammakamera besitzt eine Array-artige Anordnung von Szintillationszählern, so dass letztlich eine räumlich auflösende Struktur entsteht, da die isotopischen Anhäufungen im menschlichen Körper dargestellt werden. (Markierer)-Gammakameras bestehen aus Kollimatorblende, Einkristall, Lichtleiter und Photomultiplier. Die Auswahl der Kollimatorblenden erfolgt je nach Energie des verwendeten Radionuklids und gewünschter Bildauflösung.
Das Bild, das mit einer Gammakamera erstellt wird nennt man Szintigramm oder Szintigrafie (siehe dort für konkrete Anwendungen).
Was ist SPECT?
Die Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) ist ein diagnostisches Verfahren zur Herstellung von Schnittbildern lebender Organismen. SPECT-Bilder zeigen die Verteilung eines Radiopharmakons im Körper. Sie eignen sich, je nach Art des Radiopharmakons, zur Beurteilung der Funktion verschiedener Organe.
Basierend auf dem Prinzip der Szintigrafie, wird dem Patienten zu Beginn der Untersuchung ein Radiopharmakon (ein Radionuklid oder eine mit einem Radionuklid markierte Substanz) verabreicht, meist als Injektion in eine Armvene. Die verwendeten Radionuklide emittieren Gammastrahlung, die mit Gamma-Kameras detektiert wird. Eine oder mehrere solcher Kameras rotieren um den Körper. Aus der zeitlichen und räumlichen Verteilung der registrierten Zerfallsereignisse wird auf die Verteilung des Radiopharmakons im Körperinneren zurückgeschlossen und eine Serie von Schnittbildern errechnet. Im Gegensatz zu statischen SPECT-Untersuchungen, bei denen nur die Verteilung des Radiopharmakons zu einem Zeitpunkt bestimmt wird, gibt es auch sog. dynamische Untersuchungen, wobei man durch wiederholte Messungen im Abstand von Stunden oder Tagen zu einer Beurteilung der zeitlichen Änderung der Radioaktivitätsverteilung gelangt (z.B. mit 133Xe). Häufige Anwendung findet SPECT im Rahmen der Kardiologie, wobei man die gemessenen Zerfälle in Relation mit dem Herzschlag (gemessen z.B. durch ein zusätzliches EKG) registriert. Letzteres Verfahren nennt man gated SPECT, denn die Daten werden in verschiedene Gates oder Bins einsortiert.
Was sind nuklearmedizinische Untersuchungen?
Funktionsuntersuchung, z.B. Knochenstoffwechsel beim Knochenszintigramm, d.h. sie beinhalten andersartige Informationen als bildgebende Verfahren wie bei Röntgendiagnostik, Computertomographie und Kernspintomographie. Diese sind morphologisch orientiert.
Gibt es ein Gerät, welches Funktionsdiagnostik und morphologische Diagnostik gleichzeitig aufnimmt?
PET-CT = Positronen-Emissions-Tomographie mit Fluor18 (F18-FDG) in Kombination mit einem Computertomographen = das Gerät der Zukunft in der Nuklearmedizin, da es primär bildgebende und primär funktionsorientierte Untersuchungmethoden in einer Untersuchung kombiniert.
Welches sind die häufigsten Untersuchungen in der Nuklearmedizin?
In unserem Haus sind es die Schilddrüsendiagnostik und Knochenszintigraphie.
Wie groß ist die Strahlenbelastung bei einer Schilddrüsendiagnostik?
Beim Schilddrüsenszintigramm mit Technetium99-m Pertechnetat (2 mCi = 74MBq i.v.) beträgt die effektive Äquivalentdosis 0,1mSv/Untersuchung.
Beim Knochenszintigramm mit 555MBq i.v. 4,4mSv effekte Äquivalentdosis.
Die Äquivalentdosis, angegeben in Sievert, ist ein Maß für die Strahlenbelastung durch ionisierende Strahlung. Die Gefährdung durch radioaktive Strahlung steigt mit der pro Kilogramm Körpergewicht absorbierten Energie D der Strahlung und dem Bewertungsfaktor q (RBW-Faktor), welcher der relativen biologischen Wirksamkeit Rechnung trägt. Dieser ist wiederum das Produkt aus dem Qualitätsfaktor Q und einem modifizierenden Faktor N:
Die Einheit der Äquivalentdosis ist eigentlich, wie die der Energiedosis, Joule pro Kilogramm (J/kg), da die Bewertungs- bzw. Qualitätsfaktoren nicht mit einer Einheit behaftet sind. Um jedoch den Unterschied zur Energiedosis klarzustellen, hat die Äquivalentdosis eine eigene Einheit erhalten, das Sievert, Kurzzeichen Sv. Gelegentlich wird noch die frühere Einheit Rem (radiation equivalent man) gebraucht. 1 Sv ist gleich 100 Rem.
Welche Kontraindikationen gibt es für Anwendung von ionisierenden Strahlen (Gammastrahlen)?
Bei Schwangeren ist die Applikation von Radionukliden kontraindiziert, ebenso bei stillenden Müttern.
Gibt es eine Ausnahme der Kontraindikation?
Ja. Bei Verdacht auf akute Lungenembolie. Hierbei ist die Strahlenexposition des Föten mit 0,1mSv niedriger als die natürliche Strahlung von 1mSv.
Was ist Risiko-Nutzen-Analyse in der nuklearmedizinischen Diagnostik?
Es muss bei Anwendung von Radioisotopen der Nutzen der Untersuchung nachweisbar sein, d.h. ein diagnostischer Informationsgewinn, prognostische Erkenntnisse und mögliche thera-peutische Konsequenzen resultieren. Neben dem individuell zu erwartenden Nutzen einer Untersuchung spielt auch das Lebensalter des Patienten und die Prognose der Grunderkran-kung eine wesentliche Bedeutung. Die Höhe der Strahlenexposition ist vorwiegend bei jungen Patienten, insbesondere bei Kindern in Betracht zu ziehen. Bei älteren Patienten, insbesondere mit prognostisch ungünstigen Erkrankungen spielt die Strahlenexposition der Untersuchung dem gegenüber eine geringe Rolle. Die Bedeutung der Nutzen-Risiko-Analyse ist bei z.B. der akuten Lungenembolie besonders eindrucksvoll. Das Mortalitätsrisiko der unbehandelten Lungenembolie ist 4-mal größer, als das der behandelten.
Wie groß ist die Strahlenexposition in der Nähe eines nuklearmedizinisch untersuchten Patienten?
Diese ist abhängig vom Abstand und von der Zeit, z.B. beim Skelettszintigramm mit Technetium99-m MDP beträgt die Strahlenexposition 2 Std. nach Applikation und 10 Min. Aufenthalt am Patienten in 1m Abstand nur 0,0002mSv – d.h. sie ist zu vernachlässigen.
Wie hoch ist die natürliche Strahlenexposition?
Etwa 2mSv/Jahr (200mrem/Jahr).
Die gesamte Welt und damit auch die Menschen sind ständig ionisierender Strahlung ausgesetzt. Die Ursache dafür sind natürliche Strahlenquellen, die unabhängig vom Menschen entstanden sind und existieren.
Aus dem Weltall gelangt kosmische Strahlung auf die Erde. Aufgrund der schützenden Lufthülle ist die Stärke von der Höhenlage abhängig. Im Durchschnitt führt die kosmische Strahlung am Boden zu einer effektiven Dosis von etwa 0,3 mSv pro Jahr. Reist man mit einem Flugzeug, so reduziert sich die Schutzwirkung der Lufthülle, in Abhängigkeit von Flughöhe und geographischen Breite des Fluges. Eine Abschätzung der während eines Fluges aufgenommenen Strahlenbelastung ist mittels eines Rechenprogramms möglich, welches vom Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit (GSF) im Internet bereitgehalten wird: http://www.gsf.de/epcard2
Eine weitere Strahlungsquelle sind die natürlichen Radionuklide in den Böden und Gesteinen der Erdkruste. Sie wird als terrestrische Strahlung bezeichnet. Sie wird verursacht von Radionukliden, die vor der Entstehung des Sonnensystems gebildet wurden und nun aufgrund ihrer langen Halbwertzeit noch übrig geblieben sind. Der Mittelwert der effektiven Dosis beträgt ebenfalls etwa 0,3 mSv pro Jahr.
Aus dem Boden gelangen die natürlichen Radionuklide in Wasser, Pflanzen und Tiere und damit in die Nahrung des Menschen. Alle Nahrungsmittel und auch das Wasser enthalten geringe Konzentrationen natürlicher Radionuklide. Am häufigsten ist das radioaktive Element Kalium-40. Dies führt dazu, dass auch der Mensch selbst eine gewisse Menge natürlicher Radionuklide enthält. Im Mittel sind dies rund 9000 Bq.
Eine besondere Stellung unter den natürlichen Radionukliden nimmt das Radon ein. Radon-222 ist ein radioaktives Edelgas, das aus dem Boden stammt und in geringer Konzentration praktisch überall vorkommt. Es entsteht aus dem Zerfall von Uran und zerfällt selbst in eine Reihe weiterer Nuklide. Im Freien wird es rasch verdünnt, in Wohnungen kann es sich jedoch unter Umständen zu höheren Konzentrationen anreichern, insbesondere in einigen Gebieten Deutschlands, in denen besondere geologische Verhältnisse existieren. Die durchschnittliche Radonkonzentration in Wohnungen beträgt in Deutschland etwa 50 Bq/m³.
Insgesamt beträgt die effektive Dosis des Menschen durch natürliche Quellen etwa 2,4 mSv pro Jahr, etwa die Hälfte davon wird durch das Radon verursacht. Der Wert schwankt jedoch regional und liegt in Deutschland zwischen 1 und 5 mSv pro Jahr. In anderen Regionen der Welt kann er bei 100 mSv pro Jahr liegen.