Samenvatting Nucleaire Geneeskunde OP2.1 – PET-scan
PET Techniek
Algemeen
De PET (Positronemissietomografie) is een beeldvormende techniek waarbij een radioactief isotoop
wordt toegediend aan een patiënt. Bij het verval produceren deze atoomkernen een positron en een
neutrino. PET scanners scoren heel hoog op sensitiviteit en specificiteit als het gaat om het
fysiologisch proces volgen (functionele beeldvorming). Sensitiviteit is het terecht aantal positieve
uitslagen, specificiteit is het terecht aantal negatieve uitslagen. Hoe hoger beide, hoe beter de
diagnose. PET kan de functie van biochemische processen afbeelden. De basis van al het
weefselfunctioneren is chemisch en ziektes zijn het resultaat van fouten in het chemische systeem.
18F-FDG uptakemechanisme
Bij onderzoeken op de PET-scan wordt er het meest gebruik gemaakt van de tracer FDG
(Fluordioxiglucose), dit is een soort radioactief suiker. Deze tracer hecht zich aan weefsels. Als een
stuk weefsel veel FDG absorbeert, kan dit een tumor of infectie indiceren. De PET-scan vangt signalen
op van annihilatiestraling (de straling die vrijkomt wanneer een positron van het stofje interactie
heeft met een omliggend elektron en deze 180 graden van elkaar weg stralen). Je ziet de processen
die te maken hebben met glucosestofwisseling. De patiënt moet zich
voorbereiden door een half uur na de injectie stil te liggen (geen TV, radio en
telefoon). Patiënten moeten nuchter zijn, water drinken mag wel, zeker
geen suiker.
Uptake
- Normaal = Bij elke patiënt hetzelfde. Altijd zie je bijvoorbeeld de hersenen terug.
o Hersenen
o Myocard
o Lever
o Milt
- Fysiologisch = Het is niet afwijkend maar het hoeft niet bij elke patiënt zichtbaar te zijn.
Bijvoorbeeld als iemand zijn spieren heeft gebruikt net na de toediening van de injectie.
o Tonsillen/adenoid
o Stembanden
o Oogspieren
o Nieren
o Maag/darmen
o Intercostale spieren
o Bruin vet
o Beenmerg
- Pathologisch = Ziek weefsel. Tumoren en ontstekingen.
o Tonsillen/adenoïd
o Milt
o Lymfe
o Schildklier
o Aanhechting pezen en bot
, PET vs. Conventioneel
PET Conventioneel
Positronemissie Gamma-emissie
Detectie van indirect ontstane gammafotonen Detectie directe gammafotonen
Nagenoeg alle fotonen uit het lichaam kunnen Alleen loodrecht invallende fotonen worden
voor beeldvorming gebruikt worden verwerkt
Resolutie 2-6 mm Resolutie 6-12 mm
Sensitiever/specifieker
Absolute kwantificatie Relatieve kwantificatie
(Relatief) korte HVT Lange HVT
F/O/N TC
Fysica
1. B+ verval + annihilatie
2. Coïncidentie detectie
Bètaverval en annihilatie
Bv 18F heeft te veel protonen (gemaakt in een cyclotron). Waterstofdeeltjes, die 1 proton bevatten,
die versneld worden en op deze stof (18F) worden geschoten. Vervolgens heeft deze stof een proton
te veel en dat vindt hij niet fijn. De stof gaat een proton omzetten in een neutron. Als je iets positiefs
(proton) omzet in iets neutraals (neutron), dan verlaat iets positiefs de kern en dat is je positron.
Deze positron heeft een begin energie en een kinetische energie. De kinetische energie bepaalt hoe
ver dat het positron komt. Hij zal dus een aantal interacties aangaan. En als hij dan na een aantal
interacties een deel van zijn energie is verloren, zal die annihileren met een elektron. (Het positron is
positief en de elektron is negatief en deze komen samen in de lucht). Op het moment van annihilatie,
heeft het foton een energie van 511 keV.
Hoe hoger de energie, hoe verder hij komt. Dit is ongunstig voor je beeld. Want je wilt dat het
geregistreerd wordt op de plek waar het gebeurt en niet verderop. Dus hoe langer je weg die de
proton aflegt tot annihilatie, hoe slechter je signaal-ruisverhouding.
Annihilatie = Twee deeltjes gaan 180 graden van elkaar af en worden hier door detectoren
opgevangen. Beide deeltjes dienen dus opgevangen te worden.
Bèta-plus verval: Dit is te verklaren door twee behoudswetten aan te halen:
1. De wet van behoud van energie: E = m x c2 E =(2x511keV) x c2 = 1022 keV. M= 9.11x10x31kg = 511 keV
2. De wet van behoud van impuls. Impuls wordt alleen behouden wanneer er twee fotonen worden
uitgezonden in tegenovergestelde richtingen.
Positron-emitters
- Hoe meer positrondeeltjes, hoe gunstiger dat voor het beeld is.
- Maar hoe hoger ook de kinetische energie, dus hoe verder het deeltje komt.
Dit is niet gunstig voor het beeld.
Coïncidentie detectie
Dit is de detectie van twee annihilatiefotonen op 180 graden van elkaar vandaan. Is
er aan de ene kant een deeltje geregistreerd dan moet er binnen een bepaalde tijd
180 graden daar tegenover een ander deeltje worden geregistreerd. Is dit niet het
geval, dan is er ook geen sprake van coïncidentie detectie. Een detector staat met
een hele fanbeam aan detectoren in connectie. Je beeld de plaats af waar de
annihilatie heeft plaats gevonden, niet waar de positron is uitgezonden (tenzij je
scant met TOff).
PET Techniek
Algemeen
De PET (Positronemissietomografie) is een beeldvormende techniek waarbij een radioactief isotoop
wordt toegediend aan een patiënt. Bij het verval produceren deze atoomkernen een positron en een
neutrino. PET scanners scoren heel hoog op sensitiviteit en specificiteit als het gaat om het
fysiologisch proces volgen (functionele beeldvorming). Sensitiviteit is het terecht aantal positieve
uitslagen, specificiteit is het terecht aantal negatieve uitslagen. Hoe hoger beide, hoe beter de
diagnose. PET kan de functie van biochemische processen afbeelden. De basis van al het
weefselfunctioneren is chemisch en ziektes zijn het resultaat van fouten in het chemische systeem.
18F-FDG uptakemechanisme
Bij onderzoeken op de PET-scan wordt er het meest gebruik gemaakt van de tracer FDG
(Fluordioxiglucose), dit is een soort radioactief suiker. Deze tracer hecht zich aan weefsels. Als een
stuk weefsel veel FDG absorbeert, kan dit een tumor of infectie indiceren. De PET-scan vangt signalen
op van annihilatiestraling (de straling die vrijkomt wanneer een positron van het stofje interactie
heeft met een omliggend elektron en deze 180 graden van elkaar weg stralen). Je ziet de processen
die te maken hebben met glucosestofwisseling. De patiënt moet zich
voorbereiden door een half uur na de injectie stil te liggen (geen TV, radio en
telefoon). Patiënten moeten nuchter zijn, water drinken mag wel, zeker
geen suiker.
Uptake
- Normaal = Bij elke patiënt hetzelfde. Altijd zie je bijvoorbeeld de hersenen terug.
o Hersenen
o Myocard
o Lever
o Milt
- Fysiologisch = Het is niet afwijkend maar het hoeft niet bij elke patiënt zichtbaar te zijn.
Bijvoorbeeld als iemand zijn spieren heeft gebruikt net na de toediening van de injectie.
o Tonsillen/adenoid
o Stembanden
o Oogspieren
o Nieren
o Maag/darmen
o Intercostale spieren
o Bruin vet
o Beenmerg
- Pathologisch = Ziek weefsel. Tumoren en ontstekingen.
o Tonsillen/adenoïd
o Milt
o Lymfe
o Schildklier
o Aanhechting pezen en bot
, PET vs. Conventioneel
PET Conventioneel
Positronemissie Gamma-emissie
Detectie van indirect ontstane gammafotonen Detectie directe gammafotonen
Nagenoeg alle fotonen uit het lichaam kunnen Alleen loodrecht invallende fotonen worden
voor beeldvorming gebruikt worden verwerkt
Resolutie 2-6 mm Resolutie 6-12 mm
Sensitiever/specifieker
Absolute kwantificatie Relatieve kwantificatie
(Relatief) korte HVT Lange HVT
F/O/N TC
Fysica
1. B+ verval + annihilatie
2. Coïncidentie detectie
Bètaverval en annihilatie
Bv 18F heeft te veel protonen (gemaakt in een cyclotron). Waterstofdeeltjes, die 1 proton bevatten,
die versneld worden en op deze stof (18F) worden geschoten. Vervolgens heeft deze stof een proton
te veel en dat vindt hij niet fijn. De stof gaat een proton omzetten in een neutron. Als je iets positiefs
(proton) omzet in iets neutraals (neutron), dan verlaat iets positiefs de kern en dat is je positron.
Deze positron heeft een begin energie en een kinetische energie. De kinetische energie bepaalt hoe
ver dat het positron komt. Hij zal dus een aantal interacties aangaan. En als hij dan na een aantal
interacties een deel van zijn energie is verloren, zal die annihileren met een elektron. (Het positron is
positief en de elektron is negatief en deze komen samen in de lucht). Op het moment van annihilatie,
heeft het foton een energie van 511 keV.
Hoe hoger de energie, hoe verder hij komt. Dit is ongunstig voor je beeld. Want je wilt dat het
geregistreerd wordt op de plek waar het gebeurt en niet verderop. Dus hoe langer je weg die de
proton aflegt tot annihilatie, hoe slechter je signaal-ruisverhouding.
Annihilatie = Twee deeltjes gaan 180 graden van elkaar af en worden hier door detectoren
opgevangen. Beide deeltjes dienen dus opgevangen te worden.
Bèta-plus verval: Dit is te verklaren door twee behoudswetten aan te halen:
1. De wet van behoud van energie: E = m x c2 E =(2x511keV) x c2 = 1022 keV. M= 9.11x10x31kg = 511 keV
2. De wet van behoud van impuls. Impuls wordt alleen behouden wanneer er twee fotonen worden
uitgezonden in tegenovergestelde richtingen.
Positron-emitters
- Hoe meer positrondeeltjes, hoe gunstiger dat voor het beeld is.
- Maar hoe hoger ook de kinetische energie, dus hoe verder het deeltje komt.
Dit is niet gunstig voor het beeld.
Coïncidentie detectie
Dit is de detectie van twee annihilatiefotonen op 180 graden van elkaar vandaan. Is
er aan de ene kant een deeltje geregistreerd dan moet er binnen een bepaalde tijd
180 graden daar tegenover een ander deeltje worden geregistreerd. Is dit niet het
geval, dan is er ook geen sprake van coïncidentie detectie. Een detector staat met
een hele fanbeam aan detectoren in connectie. Je beeld de plaats af waar de
annihilatie heeft plaats gevonden, niet waar de positron is uitgezonden (tenzij je
scant met TOff).
