Samenvatting Opgeloste voorbeeldexamenvragen nucleaire geneeskunde

Examenvragen nucleaire
1. Welke soorten ioniserende straling afkomstig uit de atoomkern
zijn er, en hoe kunnen ze gebruikt worden in medische
diagnostiek of therapie? Wat is het voornaamste verschil in
fysische eigenschappen van de straling die voor diagnostiek
versus therapie gebruikt wordt.

Verschillende stralingsvorming worden gebruikt binnen de nucleaire
geneeskunde, men kan deze op basis van de lineaire energie transfer
(LET) opdelen in twee grote groepen:

1. Hoge LET: deeltjes straling

Alpha-straling: helium-kern (2n, 2p)

Beta (-)- straling: uitzenden elektronen

(Beta(+)-straling:) hoort technisch gezien bij de deeltjes straling doordat
er hier een kern met een overmaat aan protonen wordt gebruikt, in het
lichaam zullen de protonen spontaal verval vertonen in een neutrino en
een positron, dit positron wordt uitgestuurd en zal botsen met een e-, deze
botsing noemt men een annilihatie en hierbij komen twee fotonen vrij
dewelke 180° tov elkaar worden weggeschoten, doordat de feitelijk
gebruikte straling van dit deeltje de fotonen zijn behoort deze meer in de
diagnostische groep.

Dit zijn deeltjes met een:

- Lage penetrantie
- Hoog ioniserend vermogen

Dit zijn dus zeer destructieve deeltjes die een klein bereik hebben in het
lichaam, deze worden vaak gebruikt als THERAPIE (om kwaadaardige
cellen te doden)



2. Lage LET: Elektromagnetische straling

Gamma-straling: fotonen, ontstaan uit nucelair verval

RX: fotonen, ontstaan door elektronen van de cathode (-) naar de anode
(+) te schieten, bij impact ontstaat er fotonen.

Dit zijn stralingen met een:

- Zeer hoge penetrantie
- Laag ioniserend vermogen

Dit zijn dus deeltjes die vooral in de DIAGNOSE worden gebruikt.

,2. Leg kort en schematisch uit hoe een PET en gammacamera
werkt en wat het verschil is in gebruikte radionucliden. Geef een
paar voorbeelden van radiofarmaca die hierbij gebruikt worden.

PET = positron emission tomography

Gebruikte straling: beta+ (positronen)

Men maakt gebruik van beta+ straling (positron), hierbij wordt een kern
met een teveel aan protonen in het lichaam gebracht, eenmaal in het
lichaam zal het teveel aan protonen spontaan uit elkaar vallen tot een
positron en een neutrino. Dit positron wordt uitgezonden en zal ergens in
het lichaam botsen tegen een e-, hierbij treedt een annilihatie reactie op
waarbij TWEE FOTONEN WORDEN UITGEZONDEN, 180° TOV ELKAAR.

Bij PET gebruikt men 360° aan ringvormige detectoren rondom de patiënt,
het voordeel van het uitsturen van twee fotonen (180°) is dat de exacte
locatie van de bron zeer nauwkeurig gevonden kan worden.

Typische tracers zijn: 18F (FDG, PE2I, NAV, …), 11C en 68Ga.

PET:

- Uitzenden 2 fotonen per verval: 180° tov elkaar (COÏNCIDENTIE)
- Hoge resolutie (4-6mm)
- Zeer hoge sensitiviteit
- 18F, 11C en 68Ga
- Combineerbaar met CT (PET-CT) en MR (PET-MR)



SPECT = single photon emission computed tomography
(gammacamera)

Gebruikte straling: gamma-stralingen (fotonen)

Hierbij maakt men gebruik van radioactieve nucleïden dewelke in het
lichaam spontaan verval in de vorm van het uitzenden van fotonen
vertonen, bij elk verval wordt er slechts één foton verzonden.

Dit foton wordt opgemerkt door de gamma-camera, dewelke in een snel
tempo 360° rondom de patiënt draait, aangezien er hier slechts één foton
uitgezonden wordt zal het veel moeilijker zijn om de exacte locatie van de
bron te achterhalen.

Een mogelijk oplossing hiervoor is het gebruik van een collimator, dit is
een soort zeef die enkel loodrecht invallende fotonen toelaat, op deze
manier kan de bron nauwkeurig worden bepaald maar wordt er gebruik
gemaakt van minder fotonen, hierdoor zal de sensitiviteit dalen.

,SPECT:

- Uitzenden één foton bij verval: willekeurige richting
- Lagere resolutie (8-12mm)
- Lagere sensitiviteit
- 99Tc-m en 123I
- Combibaar met CT (SPECT-CT)

, 3. Wat is het verschil tussen 18F-FDG en glucose qua opname en
metabolisatie in een cel? In welke weefsels of cellen wordt
glucose opgenomen in normale en pathologische
omstandigheden?

18F-FDG wordt gevormd vanuit een glucose molecule, hiervoor wordt er
één OH-groep van de glucose verwijderd en vervangen door de radiotracer
18F.

Zowel glucose als 18F-FDG worden door glucose transporters (GLUT) in de
cel opgenomen en vervolgens wordt er bij beide door hexokinase een
fosfaatgroep aan toegevoegd ter vorming van glucose-6-fosfaat en 18F-
FDG-fosfaat, dit maakt dat de molecule ‘getrapt’ worden in de cel.

Het verdere verloop is voor beide molecule verschillend: glucose zal de
verdere glycolyse binnenstromen en verder worden afgebroken, 18F-FDG
ZAL DE GLYCOLYSE NIET BINNENTREDEN en stapelt zich dus op in de cel.

Het is deze opstapeling van 18F-FDG die zorgt voor een vergrote
tracercaptatie via PET.



De voornaamste pathologische oorzaak van een verhoogde FDG opname
zijn tumoren, vooral tumoren met een hoge aviditeit:

- Snelle groei
- Invasie



Deze zullen veel FDG opnemen door een verhoogde expressie van zowel
GLUT als hexokinase.



Daarnaast zijn er ook veel gezonde weefsels die in normale
omstandigheden ook veel FDG zullen opnemen:

- Actieve spieren
- Bruin vetweefsel
- hersenen
- Lacterende bortsen
- Blaas en nieren: uitscheiding FDG
- Darmen bij opname orale anti-diabetica

- Lever
- MACROFAGEN: infectie en inflammatie!!!



Praktijk:

- Scan 45-60’ na IV-injectie