Nucleaire Geneeskunde – stagevoorbereiding
JAAR 1 SEMESTER 1 – BEELDENDE VORMING
BV CONG1: INTRODUCTIE EN SKELETONDERZOEK
INLEIDING
• Ioniserende straling → de patiënt straalt, er wordt (meestal) intraveneus een radiofarmacon
toegediend
• De gammacamera/SPECT-CT/PET-CT zijn in staat om de radioactieve stoffen in beeld te brengen en
daardoor een beeld te krijgen van de (patho-)fysiologische processen in het lichaam zichtbaar te
maken
• Toepassing 95% diagnostisch, 5% therapeutisch
BEELDVORMING
RADIOACTIVITEIT
• Instabiele atoomkernen vervallen naar stabiele kernen
• Hierbij komt straling vrij, waarvan de energie sterk genoeg is om een ionisatie in
materie te veroorzaken
• De straling die daarbij ontstaat is vooral van belang bij NG
• De snelheid van dit verval wordt uitgedrukt in halveringstijden. Er geldt: hoe sneller
het verval, hoe korter de halveringstijd
• Bij NG moet je hier rekening mee houden: je kunt geen stof injecteren waarvan de
halveringstijd dusdanig snel is dat de gammastraling niet gemeten kan worden. Wanneer de
halveringstijd te lang duurt, geeft dit teveel schade aan de patiënt
BEELDVORMING
RADIOFARMACON
• Radionuclide waar een tracer aan gekoppeld is. Wordt geïnjecteerd of oraal ingenomen (eten, drinken,
inademen).
• Het radionuclide vervalt in de patiënt, waarbij gammastraling ontstaat. Deze wordt gedetecteerd met
de SPECT-camera.
• De tracer is een chemische verbinding die wordt opgenomen door een specifieke structuur of orgaan.
• Radiofarmaca vallen onder de geneesmiddelenwet (GW), de Kernenergiewet (KEW), de Kwaliteitswet
zorginstellingen en de wet beroepen in de individuele gezondheidszorg (BIG).
SKELETSCINTIGRAFIE
• 99mTC-HDP geïnjecteerd
• Radioactief fosfaat
• Energie van 140 keV (hierop wordt ook de camera ingesteld)
COLLIMATOR
• Zorgt ervoor dat zoveel mogelijk recht invallende straling wordt
waargenomen. Schuin invallende straling heeft geen positief
effect op de beeldvorming
• Lodenplaat met daarin duizenden gaatjes waardoor loodrecht
invallende fotonen worden doorgelaten
, • Men wil een betrouwbare plaatsbepaling. Je wilt weten waar de straling vandaan komt om de juiste
diagnose te kunnen stellen
• Hoe hoger de energie, hoe dikker de loodschotten (speta), omdat anders de fotonen door het lood
zullen gaan
• Collimators kunnen ook gewisseld worden (handmatig)
• De soort collimator is afhankelijk van:
o Energie
o Gevoeligheid
o Scheidend vermogen (spatiële resolutie)
• Soorten collimatoren:
o LEAP: low energy all purpose
o LEHR: low energy high resolution
o MEAP: medium energy all purpose
o HEAP: high energy all purpose
SCINTILLATIEKRISTAL
• Zorgt ervoor dat de opgevangen straling opgezet wordt in kleine lichtflitsen
• Het is de bedoeling dat alle fotonen worden opgenomen en worden omgezet in licht → natrium-
jodidekristal
• Nal-kristal is hygroscopisch: gevoelig voor vocht (bij teveel vocht of een te groot temperatuurverschil
wordt de kristal troebel)
PHOTO MULTIPLIER TUBES
• Lichtflitsen worden omgezet in een elektrisch signaal
• Elektrisch signaal wordt versterkt (x 106)
• Een gemiddelde gammacamera bevat tussen de 50-100 PMT’s → Puls Hoogte Analysator
• Zorgt ervoor dat er zuiver naar de 140 keV gekeken kan worden en dat de andere straling die te veel
verzwakt is (geeft geen gunstige bijdrage aan het beeld), wegvalt
PULS HOOGTE ANALYSATOR
• Zorgt ervoor dat er zuiver naar de 140 keV gekeken kan worden en dat de andere straling die te veel
verzwakt is (geeft geen gunstige bijdrage aan het beeld), wegvalt
• Plaatsbepaling en energiediscriminatie:
o Z-signaal: hoeveelheid geabsorbeerde fotonenergie in kristal
o X- en Y-signaal: coördinaten van de plek van absorptie op het kristal
• Bepaalt welke fotonen een bijdrage leveren aan de beeldvorming. Dat doet de PHA op basis van de
energiepiek van het isotoop (bij 99mTc bijvoorbeeld 140 keV)
• Alleen fotonen met ene volledige energie-overdracht dragen bij aan het foto-elektrisch effect
• Er wordt vaak gekozen voor een window van 15-20%, dus dat betekend dat 15 % aan beide kanten van
de piek wordt waargenomen
BEELDMATRIX
• De manier van de beeldopbouw
• Opgebouwd uit pixel → een geaccepteerd foton (count) wordt in de beeldmatrix geplaatst
• Afmetingen:
o 64 x 64
o 128 x 128
o 256 x 256
o 1024 x 256
• Hoe meer counts per pixel, hoe beter het contrast
• Hoe meer pixels, hoe beter de details (spatiële resolutie)
,GEVOELIGHEID
• Maat voor het totaal aantal uitgezonden gammafotonen die daadwerkelijk bijdraagt aan de
beeldvorming
• Afhankelijk van:
o Type collimator
o Dikte Nal-kristal
o Fotonenergie
o Energiewindow
PLAATSRESOLUTIE (SPATIËLE RESO LUTIE)
• Maat voor de minimale afstand tussen twee puntbronnen waarbij deze bronnen daadwerkelijk
gescheiden kunnen worden weergeven
• Wordt bepaalt door detector (kristal, PMT en PHA) en collimator
• Plaatsresolutie en gevoeligheid zijn omgekeerd evenredig met elkaar
APPARATUUR
PET/CT
• Positron Emissie Tomografie
• Positonen die annihileren in de patiënt en daarbij ontstaat een
energie van 2 x 511 keV
• De radionuclide ‘leven’ erg kort, hebben dus een korte
halveringstijd
• Deze stof wordt in een cyclotron gemaakt en kan niet ruim van
tevoren gemaakt worden, want de halveringstijd is kort
• De PET-camera kijkt welke coïncidentie (de plaats van de
annihilatie) er plaats vind. De deeltjes raken vervolgens de detector en dit moet 180 graden zijn (zie
afbeelding). Anders dragen de positronen niet mee aan de beeldvorming
• LOR (Line of Response):
o Trues: 180 graden positronen
o Scatter: strooistraling, afgebogen en verzwakte positronen. Wil je liever niet opvangen.
o Random: tegelijkertijd een coïncidentie en toevallig 180 graden tegenover elkaar, maar
hebben niets met elkaar te maken.
• Met Fluor-18 (radionuclide) wordt vooral meer in de tussenwervelschijven opgenomen. De nieren
kleuren extra aan omdat deze het radiofarmacon uitscheiden. Deze uitscheiding komt in de blaas
terecht, dus die is vaak ook extra zichtbaar.
SPECT/CT
• Wanneer de gammacamera om de patiënt heen draait wordt dit SPECT
genoemd
• Single Photon Emission Computerized Tomography
• Hierbij wordt er verwezen naar de fotonen die geïnjecteerd worden nadat er
een radiofarmacon is geïnjecteerd
• Bij PET wordt er dus gekeken naar positronen en werkt altijd op 511 keV. De
SPECT-camera kijkt naar verschillende energieën. Wel wordt er altijd naar
gamma-energie gekeken.
ACQUISITIE TECHNIEKEN
, • Tijdens een acquisitie wordt informatie verzameld. Deze is afhankelijk van het fysisch proces/orgaan.
De acquisitie is dus een opnametechniek.
o Statisch: stilstaande foto van puur het doelgebied (detail).
o Dynamisch: het radiofarmacon wordt gevolgd.
o Whole Body: het hele lichaam wordt gescand in kleine stukken en dit wordt aan elkaar
geplakt.
• SPECT: in verschillende hoeken worden opnames gemaakt. De diepte ligging van de afwijking kan beter
bepaald worden.
• Gated: er wordt een extra opname gemaakt, zoals bijvoorbeeld ademhaling of hartfrequentie.
• Gated-SPECT: een SPECT wordt gemaakt in combinatie met een extra opname.
• Fasen:
o Fase 1: doorbloeding doelgebied, perfusiefase in de bloedvaten van het doelgebied. De scan
wordt direct na injectie gestart.
o Fase 2: weke delen doorbloeding (2 min na injectie), diffusiefase, aansluitend starten na 1e
fase
o Fase 3: 3 uur post injectie, detailopname (WB kan ook), osteoblastenactiviteit
BEELDBEWERKING
• Beeldbewerking: postprocessing
• Kwalitatief (visuele beoordeling, wat zie ik?)
o Links vs. rechts
o Mate van opname van het radiofarmacon
• Kwantitatief (ondersteuning door berekeningen)
o Links vs. rechts (aantal counts)
o Opname in of ontlediging van het radiofarmacon in een orgaan
• ROI: regions of interest
SKELETSCINTIGRAFIE
• 99mTc wordt gekoppeld aan HDP of MDP
• Er wordt gekeken naar de osteoblastenactiviteit (botopbouwende cellen). De osteoblasten gebruiken
fosfaten (zoals HDP of MDP) om het skelet op te bouwen
• Een verhoogde osteoblastenactiviteit betekend dus een verhoogde opname van 99mTc-HDP, dus meer
fotonen ter plaatse
JAAR 1 SEMESTER 1 – BEELDENDE VORMING
BV CONG1: INTRODUCTIE EN SKELETONDERZOEK
INLEIDING
• Ioniserende straling → de patiënt straalt, er wordt (meestal) intraveneus een radiofarmacon
toegediend
• De gammacamera/SPECT-CT/PET-CT zijn in staat om de radioactieve stoffen in beeld te brengen en
daardoor een beeld te krijgen van de (patho-)fysiologische processen in het lichaam zichtbaar te
maken
• Toepassing 95% diagnostisch, 5% therapeutisch
BEELDVORMING
RADIOACTIVITEIT
• Instabiele atoomkernen vervallen naar stabiele kernen
• Hierbij komt straling vrij, waarvan de energie sterk genoeg is om een ionisatie in
materie te veroorzaken
• De straling die daarbij ontstaat is vooral van belang bij NG
• De snelheid van dit verval wordt uitgedrukt in halveringstijden. Er geldt: hoe sneller
het verval, hoe korter de halveringstijd
• Bij NG moet je hier rekening mee houden: je kunt geen stof injecteren waarvan de
halveringstijd dusdanig snel is dat de gammastraling niet gemeten kan worden. Wanneer de
halveringstijd te lang duurt, geeft dit teveel schade aan de patiënt
BEELDVORMING
RADIOFARMACON
• Radionuclide waar een tracer aan gekoppeld is. Wordt geïnjecteerd of oraal ingenomen (eten, drinken,
inademen).
• Het radionuclide vervalt in de patiënt, waarbij gammastraling ontstaat. Deze wordt gedetecteerd met
de SPECT-camera.
• De tracer is een chemische verbinding die wordt opgenomen door een specifieke structuur of orgaan.
• Radiofarmaca vallen onder de geneesmiddelenwet (GW), de Kernenergiewet (KEW), de Kwaliteitswet
zorginstellingen en de wet beroepen in de individuele gezondheidszorg (BIG).
SKELETSCINTIGRAFIE
• 99mTC-HDP geïnjecteerd
• Radioactief fosfaat
• Energie van 140 keV (hierop wordt ook de camera ingesteld)
COLLIMATOR
• Zorgt ervoor dat zoveel mogelijk recht invallende straling wordt
waargenomen. Schuin invallende straling heeft geen positief
effect op de beeldvorming
• Lodenplaat met daarin duizenden gaatjes waardoor loodrecht
invallende fotonen worden doorgelaten
, • Men wil een betrouwbare plaatsbepaling. Je wilt weten waar de straling vandaan komt om de juiste
diagnose te kunnen stellen
• Hoe hoger de energie, hoe dikker de loodschotten (speta), omdat anders de fotonen door het lood
zullen gaan
• Collimators kunnen ook gewisseld worden (handmatig)
• De soort collimator is afhankelijk van:
o Energie
o Gevoeligheid
o Scheidend vermogen (spatiële resolutie)
• Soorten collimatoren:
o LEAP: low energy all purpose
o LEHR: low energy high resolution
o MEAP: medium energy all purpose
o HEAP: high energy all purpose
SCINTILLATIEKRISTAL
• Zorgt ervoor dat de opgevangen straling opgezet wordt in kleine lichtflitsen
• Het is de bedoeling dat alle fotonen worden opgenomen en worden omgezet in licht → natrium-
jodidekristal
• Nal-kristal is hygroscopisch: gevoelig voor vocht (bij teveel vocht of een te groot temperatuurverschil
wordt de kristal troebel)
PHOTO MULTIPLIER TUBES
• Lichtflitsen worden omgezet in een elektrisch signaal
• Elektrisch signaal wordt versterkt (x 106)
• Een gemiddelde gammacamera bevat tussen de 50-100 PMT’s → Puls Hoogte Analysator
• Zorgt ervoor dat er zuiver naar de 140 keV gekeken kan worden en dat de andere straling die te veel
verzwakt is (geeft geen gunstige bijdrage aan het beeld), wegvalt
PULS HOOGTE ANALYSATOR
• Zorgt ervoor dat er zuiver naar de 140 keV gekeken kan worden en dat de andere straling die te veel
verzwakt is (geeft geen gunstige bijdrage aan het beeld), wegvalt
• Plaatsbepaling en energiediscriminatie:
o Z-signaal: hoeveelheid geabsorbeerde fotonenergie in kristal
o X- en Y-signaal: coördinaten van de plek van absorptie op het kristal
• Bepaalt welke fotonen een bijdrage leveren aan de beeldvorming. Dat doet de PHA op basis van de
energiepiek van het isotoop (bij 99mTc bijvoorbeeld 140 keV)
• Alleen fotonen met ene volledige energie-overdracht dragen bij aan het foto-elektrisch effect
• Er wordt vaak gekozen voor een window van 15-20%, dus dat betekend dat 15 % aan beide kanten van
de piek wordt waargenomen
BEELDMATRIX
• De manier van de beeldopbouw
• Opgebouwd uit pixel → een geaccepteerd foton (count) wordt in de beeldmatrix geplaatst
• Afmetingen:
o 64 x 64
o 128 x 128
o 256 x 256
o 1024 x 256
• Hoe meer counts per pixel, hoe beter het contrast
• Hoe meer pixels, hoe beter de details (spatiële resolutie)
,GEVOELIGHEID
• Maat voor het totaal aantal uitgezonden gammafotonen die daadwerkelijk bijdraagt aan de
beeldvorming
• Afhankelijk van:
o Type collimator
o Dikte Nal-kristal
o Fotonenergie
o Energiewindow
PLAATSRESOLUTIE (SPATIËLE RESO LUTIE)
• Maat voor de minimale afstand tussen twee puntbronnen waarbij deze bronnen daadwerkelijk
gescheiden kunnen worden weergeven
• Wordt bepaalt door detector (kristal, PMT en PHA) en collimator
• Plaatsresolutie en gevoeligheid zijn omgekeerd evenredig met elkaar
APPARATUUR
PET/CT
• Positron Emissie Tomografie
• Positonen die annihileren in de patiënt en daarbij ontstaat een
energie van 2 x 511 keV
• De radionuclide ‘leven’ erg kort, hebben dus een korte
halveringstijd
• Deze stof wordt in een cyclotron gemaakt en kan niet ruim van
tevoren gemaakt worden, want de halveringstijd is kort
• De PET-camera kijkt welke coïncidentie (de plaats van de
annihilatie) er plaats vind. De deeltjes raken vervolgens de detector en dit moet 180 graden zijn (zie
afbeelding). Anders dragen de positronen niet mee aan de beeldvorming
• LOR (Line of Response):
o Trues: 180 graden positronen
o Scatter: strooistraling, afgebogen en verzwakte positronen. Wil je liever niet opvangen.
o Random: tegelijkertijd een coïncidentie en toevallig 180 graden tegenover elkaar, maar
hebben niets met elkaar te maken.
• Met Fluor-18 (radionuclide) wordt vooral meer in de tussenwervelschijven opgenomen. De nieren
kleuren extra aan omdat deze het radiofarmacon uitscheiden. Deze uitscheiding komt in de blaas
terecht, dus die is vaak ook extra zichtbaar.
SPECT/CT
• Wanneer de gammacamera om de patiënt heen draait wordt dit SPECT
genoemd
• Single Photon Emission Computerized Tomography
• Hierbij wordt er verwezen naar de fotonen die geïnjecteerd worden nadat er
een radiofarmacon is geïnjecteerd
• Bij PET wordt er dus gekeken naar positronen en werkt altijd op 511 keV. De
SPECT-camera kijkt naar verschillende energieën. Wel wordt er altijd naar
gamma-energie gekeken.
ACQUISITIE TECHNIEKEN
, • Tijdens een acquisitie wordt informatie verzameld. Deze is afhankelijk van het fysisch proces/orgaan.
De acquisitie is dus een opnametechniek.
o Statisch: stilstaande foto van puur het doelgebied (detail).
o Dynamisch: het radiofarmacon wordt gevolgd.
o Whole Body: het hele lichaam wordt gescand in kleine stukken en dit wordt aan elkaar
geplakt.
• SPECT: in verschillende hoeken worden opnames gemaakt. De diepte ligging van de afwijking kan beter
bepaald worden.
• Gated: er wordt een extra opname gemaakt, zoals bijvoorbeeld ademhaling of hartfrequentie.
• Gated-SPECT: een SPECT wordt gemaakt in combinatie met een extra opname.
• Fasen:
o Fase 1: doorbloeding doelgebied, perfusiefase in de bloedvaten van het doelgebied. De scan
wordt direct na injectie gestart.
o Fase 2: weke delen doorbloeding (2 min na injectie), diffusiefase, aansluitend starten na 1e
fase
o Fase 3: 3 uur post injectie, detailopname (WB kan ook), osteoblastenactiviteit
BEELDBEWERKING
• Beeldbewerking: postprocessing
• Kwalitatief (visuele beoordeling, wat zie ik?)
o Links vs. rechts
o Mate van opname van het radiofarmacon
• Kwantitatief (ondersteuning door berekeningen)
o Links vs. rechts (aantal counts)
o Opname in of ontlediging van het radiofarmacon in een orgaan
• ROI: regions of interest
SKELETSCINTIGRAFIE
• 99mTc wordt gekoppeld aan HDP of MDP
• Er wordt gekeken naar de osteoblastenactiviteit (botopbouwende cellen). De osteoblasten gebruiken
fosfaten (zoals HDP of MDP) om het skelet op te bouwen
• Een verhoogde osteoblastenactiviteit betekend dus een verhoogde opname van 99mTc-HDP, dus meer
fotonen ter plaatse
