A radioaktív nyomjelzés, történeti áttekintés

A radioaktív nyomjelzés ötlete Hevesy György (1885-1966) Nobel-díjas magyar tudós nevéhez fűződik. Az alapötlet az, hogy a szervezet képtelen megkülönböztetni egy adott elem radioaktív és nem radioaktív izotópját, így egy elem radioaktív izotópja minden olyan helyre eljut a szervezetben, ahová maga az adott elem is eljutna.

A NM hőskorában a planáris leképzés volt a jellemző vizsgálat. Kezdetleges berendezéseket használtak. Alapvető áttörést jelentett 1948-ban Hofstadter felfedezése, a NaI szcintillátor-kristály, ami a mai napig a SPECT-berendezésekben leggyakrabban használt szcintillátoranyag.
Az első, izotóppal történő képalkotás 1949-ben történik, CaWO4 szcintillátor-anyag használatával (Cassen et al.)
1952-ben megjelennek a fókuszált kollimátorok.
1956-ban már az első pozitron-annihilációs képről számolnak be (Aronow és Brownell).

Az 50-es években a leggyakrabban használt radioaktív izotóp a I-131 volt, aminek a felezési ideje ~8 nap, továbbá a kiürülése is igen lassú a szervezetből. γ-energiája: 364 keV, így nagyon vastag (2”-es) NaI szcintillátorok szükségesek ahhoz, hogy megfelelő mennyiségű foton detektálása váljon lehetővé.

Az 1960-as évekre eljutunk a sokdetektoros rendszerekhez. Az Anger által készített berendezésben 50 detektor volt a beteg alatt és 50 a beteg felett, ezek mentén mozgatták a beteget. A sokdetektoros rendszerek képesek arra, hogy dinamikus képet késítsenek, míg az ún. scannerek csak statikus kép felvételére lehetnek alkalmasak.
Az első, számítógép vezérelte kétdetektoros rendszer által készített tomográfiás képet 1964-ben készíti Kuhl és Edwards. Transzverzális és longitudinális szeleteket készítettek, az általuk használt készülék elsősorban agyvizsgálatokra szolgált.

 
Az egész scanner-fej mozgatható volt a célterület felett, így minden pontban kapunk információt arról, hogy ott milyen mértékű aktivitás van jelen.

A következő igazán jelentős áttörést az jelentette, mikor elkezdték használni a Hal Anger által tervezett kamerát, azaz az Anger-kamerát (1957, Berkley). A kamera meglepően sokáig nem terjedt el. Az 1960-as évek végére már kijelenthetjük, hogy az Anger-kamerák elterjedőben vannak.

Anger berendezései:

Az 1960-as években Anger által tervezett és megvalósított pozitron emissziós kamera egy kollimátoros (fókuszáló) és egy kollimátor nélküli koincidenciába kötött detektorpárt tartalmazott. Ez abból a szempontból volt hasznos, hogy így a szórt fotonok detektálása elkerülhetővé vált. A teljes-test képeket több átfedő képből rakták össze, az alábbi képen látható felvételhez Fe-52 izotópot használtak.

 

Az 1970-es évekre megjelent az Anger-féle „tomoszkenner”. Ez tulajdonképpen egy gamma-kamera, amire fókuszáló kollimátor van szerelve. Az újítás az, hogy a kollimátor különböző mélységekbe tudott fókuszálni, így lévén alkalmas a „tomoszkenner” elnevezésre, azaz, hogy tomográfiai felvételeket készítsenek vele. Tehát mindig egy adott mélység van, ami teljesen kitölti a kamera látóterét, azt látjuk élesen. A módszer nem terjedt el.

 

Csontszken (szcintigráfia) különböző módszerekkel

Három különböző módszerrel felvett csontszken látható az alábbi képen. Baloldalt az 1 detektor- 1 kollimátor elrendezésben felvett kép (a számok jelentik az eloszlást), középen már egy „scanner” – kép, aminél a képen megjelenő vonalsűrűséggel arányos az izotóp adott helyen lévő aktivitáskoncentrációja. A jobb oldali képen gamma – kamerás felvétel látható, láthatóan ez a legjobb.

 
Fejlesztések 2010-ig:

• 1974-ben megjelentek a kapuzott szívfelvételek
• 1976-tól találkozhatunk többfejes berendezésekkel (nem kell teljes kört menni a tomográfiához a páciens körül)
• 1992-ben megjelent az első SPECT-CT, ahol gyengítés korrekciót lehet alkalmazni a CT-kép alapján
• A 2000-es évek elején megjelennek a CZT (kadmium-zink-tellulorid) detektorral ellátott gamma-kamerák, amelyek fő előnye a hordozhatóság, de ez a megoldás nem terjedt el a detektor magas ára miatt
• 2010-re már kb. 20 ezer gamma–kamera teljesít szolgálatot világszerte

 
A fejlődés képekben

 

 

---