Inleiding tot (diagnos.sche) nucleaire geneeskunde
Examen: hoofdvraag (overzichtsvraag) en 1 kleinere bijvraag – beide open (beperk het tot the
point – maar volledig en correct)
1. Inleiding: basisprincipes, meetapparatuur, principe van radioprotec.e
1.1. Basisprincipes
Nucleaire geneeskunde
- Voornamelijk moleculaire beeldvorming
- doel: in beeld brengen van specifieke moleculaire processen in het menselijk lichaam
door middel van radiofarmaca + meten van kwan>ta>eve verdeling van het
radiofarmacon in lichaam
Radiofarmacon
- = een (moleculaire) substan>e (=farmacon) gekoppeld aan een radionuclide dat
gamma of beta-plus (positron) straling uitzendt en zo kan gelokaliseerd worden
Therapie: radionuclide therapie (RNT) = “metabole therapie”
- Radionucliden voor de behandeling van goedaardige en kwaadaardige aandoeningen
- Gebruiken van radionucliden die energie op korteafstand kunnen afgeven
o Vb. bèta-min (elektron) en alfastralers
Basisprincipe van beeldvorming in nucleaire geneeskunde = “tracerprincipe”
- Toedienen van kleine hoeveelheden stoffen (“tracers” of “speurstoffen”) à meten
van de func>e van organen in normale en/of pathofysiologische omstandigheden
o De toediening van de tracer mag het systeem niet fysiologisch of
farmacologisch verstoren
o Typisch: nano- tot picomolairhoeveelheden
o Deze stoffen zijn voorzien van een radioac>ef label = “radiofarmaca”
- Radiofarmacon: bepaalt welke fysiologische func>e gemeten wordt
- Radionuclide (als radioac>ef label - positron of gamma-emiNer): bepaalt de techniek
die gebruikt moet worden voor uitlezing, PET of SPECT
1
,KineGek van radiofarmaca
- Kine>ek van opname, distribu>e, specifieke binding en uitscheiding kennen om het
op>male >jdsvenster voor beeldvorming te bepalen + waargenomen patroon in een
orgaan/weefsel (patho)fysiologisch te interpreteren
- In prak>jk: 100% specifieke opname in orgaan is niet mogelijk
o Belangrijk om de biodistribu>e (zowel normale opname als binding bij
pathologie) en excre>eroutes (uitscheiding renaal of hepatobiliair) te kennen
Moleculaire/nucleaire beeldvorming = zeer sensiGef
- Ziekteprocessen: ontstaan op gene>sch, moleculair of cellulair vlak à ontstaan van
structurele of anatomische veranderingen
- Vroeg>jdige detec>e is mogelijk, soms zelfs voor er symptomen optreden
- Specificiteit van nucleaire beeldvorming is a\ankelijk van het proces dat in beeld
wordt gebracht
- Voor zeer specifieke radiofarmaca (vb. dopamine transporter beeldvorming bij de
ziekte van Parkinson): zeer hoge specificiteit voor het pathologisch proces
Moleculaire/nucleaire beeldvorming voor generieke processen = lagere specificiteit
- Vb. ‘botaanmaak’ als merker voor skeletale ac>viteit, ‘glucosemetabolisme’ als
merker voor energieverbruik van organen/weefsels, ...
- Vergelijken van structurele/anatomische veranderingen met de moleculaire
veranderingen à zorgt voor een hogere specificiteit (vb. tumor vs infec>e)
- Anatomische veranderingen bij klassieke, radiologische (morfologische) beeldvorming
zoals X-stralen, CT-scan, MRI, echografie, ...
- Hybride toestellen = combina>e van één nucleaire en radiologische techniek
o Verhoogde accuraatheid bij structurele en moleculaire informa>e
- Bij aanvraag van beeldvorming: vermeld klinische gegevens die rich>nggevend in de
(differen>aal)diagnose zijn en de specificiteit verhogen
2
,Nucleaire beeldvorming – intensiteit van afwijking
- Verhoogt de specificiteit (vb. milde verhoging van glucosemetabolisme bij chronische
infec>e versus zeer hoge toename bij vele tumoren)
- Het kenmerkt het pathofysiologisch proces
- Zorgt voor een bepaling van de ernst van de afwijking
- Intensiteit uitdrukken in verschillende grootheden naargelang de complexiteit van de
beeldanalyse
o Op basis van radioac>viteitsdistribu>e
§ Vb. “standarduptake value” of SUV = een maat voor de opname in een
orgaan ten opzichte van ingespoten ac>viteit en gewicht van pa>ënt
o Volledig kwan>ta>ef
§ Vb. bindingspoten>aal = concentra>e aan bindingsplaatsen (Bmax) /
affiniteit van de tracer (Kd)
o De hoeveelheid glucose per g weefsel per minuut verbruikt
1.2. Radiofarmaca
Soorten radioacGeve straling in nucleaire geneeskunde
- Deeltjesstraling: alfastraling (heliumkern), bèta-min straling (elektron) of bèta-plus
straling (positron)
o Bèta-plus straling: enkel diagnos>sch gebruiken
o Bij bèta plus verval: uitzenden van positron dat interageert (botst) met
elektron à annihileren elkaar (materie/an>materie)
§ Vorming van 2 gammastralen van 511 keV voor diagnosebeeldvorming
o Toedienen in therapeu>sche hoeveelheden: hoge LET (lineaire energie
transfer) à veel energie op korte afstand afzeNen (hoge dosis)
§ Gebruiken voor RNT-toepassingen waarbij de uitgezonden deeltjes
plaatselijk de weefsels beschadigen
§ Vb. hyperfunc>e van schildklier, behandeling van
schildkliercarcinomen, neuro-endocriene tumoren, prostaatkanker, ...
- Elektromagne1sche straling (gammastraling)
o Enkel gebruiken voor beeldvorming
o Lage LET + weinig interac>e met weefsel à uitwendig detecteerbaar
3
, Slechts enkele proton-neutron atoomkern combinaGes (±2300 gekende radionucliden)
geschikt voor diagnosGsche of therapeuGsche doeleinden
- Deze nucliden komen niet in de natuur worden en moeten worden aangemaakt
- Produc>e via kernreactor en radionuclide-generator
- Produc>e door cyclotron (versneller)
Wat voor radionuclide is het best geschikt voor diagnosGek?
- = maximale informa>e geven + minimale stralingsbelas>ng
- Rela>ef kort halfleven + vergelijkbaar met de duur van de onderzoeksprocedure en
dus de fysiologische lichaamsprocessen
o Halfleven = de >jd die nodig is om de radioac>viteit op de heln te laten
terugvallen
- Hoogst mogelijke specifieke ac>viteit gebruiken = werken volgens tracerprincipe
o = een zo hoog mogelijke radiochemische zuiverheid = hoge verhouding
radioac>ef isotoop versus stabiel isotoop
o Om geen farmacologische bijwerkingen te induceren
- Meest gebruikte gammastraler: “techne>um-99m” (metastabiel-99Tc, 99mTc)
o Halfleven = 6,02 uur
o Stralingsenergie = 140 keV (kilo elektronvolt)
§ Hoog genoeg om niet geabsorbeerd te worden door het lichaam en de
uitwendige camera bereikt
§ Niet te hoog zodat de straling door het meeNoestel kan gestopt
worden voor detec>e
ProducGe van 99mTc via Molybdeen-TechneGum generator
- Gedurende 1 week gebruiken in ziekenhuis
- Omzeqng van 99Mo (molybdeen)(uit kerncentrales) naar 99mTc
- In een chromatografische kolom van aluminiumoxide (AlO) waaraan molybdaat (MoO
42- ) sterk adsorbeert, zal na verval tot Tc-99m (onder de vorm van pertechnetaat
(TcO4 -) dit minder sterk chemisch adsorberen (hechten aan andere stof), waardoor
elu>e met fysiologisch water (0,9 % NaCl) mogelijk wordt
- Via een vacuüm flesje op regelma>ge >jds>ppen een hoeveelheid 99mTc uit generator
halen (onder chemische vorm van pertechnetaat Na99mTcO4 )
o Gebruiken om verschillende radiofarmaca aan te maken in func>e van de te
onderzoeken pa>ënt (vb. 99mTc + HDP (difosfonaat) à botaanmaak)
4
Examen: hoofdvraag (overzichtsvraag) en 1 kleinere bijvraag – beide open (beperk het tot the
point – maar volledig en correct)
1. Inleiding: basisprincipes, meetapparatuur, principe van radioprotec.e
1.1. Basisprincipes
Nucleaire geneeskunde
- Voornamelijk moleculaire beeldvorming
- doel: in beeld brengen van specifieke moleculaire processen in het menselijk lichaam
door middel van radiofarmaca + meten van kwan>ta>eve verdeling van het
radiofarmacon in lichaam
Radiofarmacon
- = een (moleculaire) substan>e (=farmacon) gekoppeld aan een radionuclide dat
gamma of beta-plus (positron) straling uitzendt en zo kan gelokaliseerd worden
Therapie: radionuclide therapie (RNT) = “metabole therapie”
- Radionucliden voor de behandeling van goedaardige en kwaadaardige aandoeningen
- Gebruiken van radionucliden die energie op korteafstand kunnen afgeven
o Vb. bèta-min (elektron) en alfastralers
Basisprincipe van beeldvorming in nucleaire geneeskunde = “tracerprincipe”
- Toedienen van kleine hoeveelheden stoffen (“tracers” of “speurstoffen”) à meten
van de func>e van organen in normale en/of pathofysiologische omstandigheden
o De toediening van de tracer mag het systeem niet fysiologisch of
farmacologisch verstoren
o Typisch: nano- tot picomolairhoeveelheden
o Deze stoffen zijn voorzien van een radioac>ef label = “radiofarmaca”
- Radiofarmacon: bepaalt welke fysiologische func>e gemeten wordt
- Radionuclide (als radioac>ef label - positron of gamma-emiNer): bepaalt de techniek
die gebruikt moet worden voor uitlezing, PET of SPECT
1
,KineGek van radiofarmaca
- Kine>ek van opname, distribu>e, specifieke binding en uitscheiding kennen om het
op>male >jdsvenster voor beeldvorming te bepalen + waargenomen patroon in een
orgaan/weefsel (patho)fysiologisch te interpreteren
- In prak>jk: 100% specifieke opname in orgaan is niet mogelijk
o Belangrijk om de biodistribu>e (zowel normale opname als binding bij
pathologie) en excre>eroutes (uitscheiding renaal of hepatobiliair) te kennen
Moleculaire/nucleaire beeldvorming = zeer sensiGef
- Ziekteprocessen: ontstaan op gene>sch, moleculair of cellulair vlak à ontstaan van
structurele of anatomische veranderingen
- Vroeg>jdige detec>e is mogelijk, soms zelfs voor er symptomen optreden
- Specificiteit van nucleaire beeldvorming is a\ankelijk van het proces dat in beeld
wordt gebracht
- Voor zeer specifieke radiofarmaca (vb. dopamine transporter beeldvorming bij de
ziekte van Parkinson): zeer hoge specificiteit voor het pathologisch proces
Moleculaire/nucleaire beeldvorming voor generieke processen = lagere specificiteit
- Vb. ‘botaanmaak’ als merker voor skeletale ac>viteit, ‘glucosemetabolisme’ als
merker voor energieverbruik van organen/weefsels, ...
- Vergelijken van structurele/anatomische veranderingen met de moleculaire
veranderingen à zorgt voor een hogere specificiteit (vb. tumor vs infec>e)
- Anatomische veranderingen bij klassieke, radiologische (morfologische) beeldvorming
zoals X-stralen, CT-scan, MRI, echografie, ...
- Hybride toestellen = combina>e van één nucleaire en radiologische techniek
o Verhoogde accuraatheid bij structurele en moleculaire informa>e
- Bij aanvraag van beeldvorming: vermeld klinische gegevens die rich>nggevend in de
(differen>aal)diagnose zijn en de specificiteit verhogen
2
,Nucleaire beeldvorming – intensiteit van afwijking
- Verhoogt de specificiteit (vb. milde verhoging van glucosemetabolisme bij chronische
infec>e versus zeer hoge toename bij vele tumoren)
- Het kenmerkt het pathofysiologisch proces
- Zorgt voor een bepaling van de ernst van de afwijking
- Intensiteit uitdrukken in verschillende grootheden naargelang de complexiteit van de
beeldanalyse
o Op basis van radioac>viteitsdistribu>e
§ Vb. “standarduptake value” of SUV = een maat voor de opname in een
orgaan ten opzichte van ingespoten ac>viteit en gewicht van pa>ënt
o Volledig kwan>ta>ef
§ Vb. bindingspoten>aal = concentra>e aan bindingsplaatsen (Bmax) /
affiniteit van de tracer (Kd)
o De hoeveelheid glucose per g weefsel per minuut verbruikt
1.2. Radiofarmaca
Soorten radioacGeve straling in nucleaire geneeskunde
- Deeltjesstraling: alfastraling (heliumkern), bèta-min straling (elektron) of bèta-plus
straling (positron)
o Bèta-plus straling: enkel diagnos>sch gebruiken
o Bij bèta plus verval: uitzenden van positron dat interageert (botst) met
elektron à annihileren elkaar (materie/an>materie)
§ Vorming van 2 gammastralen van 511 keV voor diagnosebeeldvorming
o Toedienen in therapeu>sche hoeveelheden: hoge LET (lineaire energie
transfer) à veel energie op korte afstand afzeNen (hoge dosis)
§ Gebruiken voor RNT-toepassingen waarbij de uitgezonden deeltjes
plaatselijk de weefsels beschadigen
§ Vb. hyperfunc>e van schildklier, behandeling van
schildkliercarcinomen, neuro-endocriene tumoren, prostaatkanker, ...
- Elektromagne1sche straling (gammastraling)
o Enkel gebruiken voor beeldvorming
o Lage LET + weinig interac>e met weefsel à uitwendig detecteerbaar
3
, Slechts enkele proton-neutron atoomkern combinaGes (±2300 gekende radionucliden)
geschikt voor diagnosGsche of therapeuGsche doeleinden
- Deze nucliden komen niet in de natuur worden en moeten worden aangemaakt
- Produc>e via kernreactor en radionuclide-generator
- Produc>e door cyclotron (versneller)
Wat voor radionuclide is het best geschikt voor diagnosGek?
- = maximale informa>e geven + minimale stralingsbelas>ng
- Rela>ef kort halfleven + vergelijkbaar met de duur van de onderzoeksprocedure en
dus de fysiologische lichaamsprocessen
o Halfleven = de >jd die nodig is om de radioac>viteit op de heln te laten
terugvallen
- Hoogst mogelijke specifieke ac>viteit gebruiken = werken volgens tracerprincipe
o = een zo hoog mogelijke radiochemische zuiverheid = hoge verhouding
radioac>ef isotoop versus stabiel isotoop
o Om geen farmacologische bijwerkingen te induceren
- Meest gebruikte gammastraler: “techne>um-99m” (metastabiel-99Tc, 99mTc)
o Halfleven = 6,02 uur
o Stralingsenergie = 140 keV (kilo elektronvolt)
§ Hoog genoeg om niet geabsorbeerd te worden door het lichaam en de
uitwendige camera bereikt
§ Niet te hoog zodat de straling door het meeNoestel kan gestopt
worden voor detec>e
ProducGe van 99mTc via Molybdeen-TechneGum generator
- Gedurende 1 week gebruiken in ziekenhuis
- Omzeqng van 99Mo (molybdeen)(uit kerncentrales) naar 99mTc
- In een chromatografische kolom van aluminiumoxide (AlO) waaraan molybdaat (MoO
42- ) sterk adsorbeert, zal na verval tot Tc-99m (onder de vorm van pertechnetaat
(TcO4 -) dit minder sterk chemisch adsorberen (hechten aan andere stof), waardoor
elu>e met fysiologisch water (0,9 % NaCl) mogelijk wordt
- Via een vacuüm flesje op regelma>ge >jds>ppen een hoeveelheid 99mTc uit generator
halen (onder chemische vorm van pertechnetaat Na99mTcO4 )
o Gebruiken om verschillende radiofarmaca aan te maken in func>e van de te
onderzoeken pa>ënt (vb. 99mTc + HDP (difosfonaat) à botaanmaak)
4
