UNIVERSITÀ - OSPEDALE di PADOVA MEDICINA NUCLEARE MEDICINA NUCLEARE. Fondamenti di base 2 UNITÀ DI MISURA
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- Oreste Colucci
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1 UNIVERSITÀ - OSPEDALE di PADOVA MEDICINA NUCLEARE MEDICINA NUCLEARE Fondamenti di base 2 Franco Bui, Diego Cecchin UNITÀ DI MISURA Attività Becquerel Bq 1 disintegrazione/sec Nel passato si utilizzava il Curie (Ci) che equivale a 37 GBq e corrisponde al numero di disintegrazioni/sec in un grammo di 226 Ra Dose Assorbita Gray Gy J/Kg Nel passato si utilizzava il rad (1 rad = 1 cgy = 10-2 Gy) Si riferisce alla quantità di energia rilasciata da una radiazione ad un materiale. 1 Gray si definisce come l assorbimento di 1 Joule di energia per chilogrammo di materiale Dose Equivalente Sievert Sv J/kg Nel passato si utilizzava il rem (1 rem = 1 csv = 10-2 Sv) Tiene conto dei diversi effetti che i diversi tipi di radiazioni (α,β,γ) possono causare su un organo o tessuto. Si ottiene moltiplicando la dose assorbita per un fattore di ponderazione (1 per fotoni, 20 per α, 5-20 per neutroni a seconda della loro energia) 2!
2 EMIVITA FISICA 3! RADIOFARMACI DEFINIZIONE Prodotti radioattivi, privi di effetti farmacologici, somministrabili nell uomo per uso diagnostico o terapeutico CARATTERISTICHE OTTIMALI PER USO DIAGNOSTICO Facilmente e prontamente disponibili Emivita sufficientemente breve da ridurre la dosimetria Emivita sufficientemente lunga da permettere l esecuzione delle indagini Emittente gamma puro con 100 kev < energia < 200 kev Concentrazione limitata all organo/tessuto da indagare Scarsa irradiazione per gli organi critici 4!
3 99m Tecnezio L ECO-NUCLIDE ECO LOGICO ECO NOMICO GENERATORE 99 Mo > 99m Tc 6!
4 GENERATORE 99 Mo > 99m Tc 99! Mo! eluizione! 99m! Tc! MBq! 1! 2! 3! 4! 5! 6! 7 gg! SPET - SPECT Single Photon Emission Computed Tomography 8!
5 Rivelatori raggi γ Tubo a raggi x 9! CLASSIFICAZIONE della RADIOATTIVITÀ Radioattività naturale - Tutti i nuclidi con numero atomico > 92 - Trizio - Carbonio-14 - Potassio-40 Radioattività artificiale 10!
6 DECADIMENTO α ++ Definizione ed origine Particella lenta, corrispondente al nucleo dell'elio, composta cioè da 2 neutroni e 2 protoni, con carica +2 e massa elevata (circa 7400 volte la massa dell'elettrone). 11! IONIZZAZIONE α ++ - Modalità e! -! attrazione
7 IONIZZAZIONE α ++ - Caratteristiche Perdita di 34 ev / ionizzazione in aria Ionizza per attrazione Una particella alfa di 3.4 MeV ionizza volte prima di fermarsi Tale ionizzazione avviene in soli 2 cm di aria Ionizzazione Specifica in aria (ionizzazioni/cm per una radiaz. di 1 MeV) = Range in aria : < 5 cm 13! DECADIMENTO β - Definizione ed origine Particella ad alta velocità con carica 1 e massa 1/1836 della massa del protone ( amu), emessa dal nucleo. 14!
8 IONIZZAZIONE β - - Caratteristiche Perdita di 34 ev / ionizzazione in aria Ionizza per repulsione Una particella β - di 3.4 MeV ionizza volte prima di fermarsi Tale ionizzazione avviene in soli 2 m di aria Ionizzazione Specifica in aria (ionizzazioni/cm per una radiazione di 1 MeV) = 42 Range in aria : fino ad alcuni metri 15! IONIZZAZIONE β - - Modalità -! -! e! β! repulsione! 16!
9 IONIZZAZIONE β + - Caratteristiche Perdita di 34 ev / ionizzazione in aria Ionizza per attrazione Una particella β + di 3.4 MeV ionizza volte prima di fermarsi Tale ionizzazione avviene in soli 2 m di aria Ionizzazione Specifica in aria (ionizzazioni/cm per una radiaz. di 1 MeV) = 42 Range in aria: fino ad alcuni metri entro 10E-9 sec annichila 17! IONIZZAZIONE β + - Modalità +! β! e! -" attrazione! 18!
10 Equivalenza Massa-Energia E = m c 2 (Relazione di Einstein) E = Energia in joule m = Massa in kg c = Velocità della luce in m/sec Energia rilasciata da 1 grammo di materia: E = Energia in joule E = 10-3 ( ) = joule (25 GWh) 19! ANNICHILAZIONE elettrone + positrone > annichilazione amu elettrone = amu positrone = ! Tot. = x = 1.02 MeV Energia distribuita in 2 fotoni γ di 0.51 MeV emessi nella stessa direzione, e verso opposto! 20!
11 ANNICHILAZIONE entro ~ 10-9 sec! 21! ANNICHILAZIONE 22!
12 P ositron E mission T omography 23! PET - CT Stato dell arte in MN Fusione intrinseca immagini PET e CT Elevata informazione morfo-funzionale 24!
13 PET - CT 25! PET - CT 26!
14 PET - CT 27! PET - CT per piani radioterapici 28!
15 PET MRI Stato dell arte per la ricerca in MN Fusione intrinseca immagini PET + MR Elevata informazione morfo-funzionale 29! 30!
16 RICEZIONE MATERIALI DISTRIBUZIONE CONTROLLI QUALITÀ FILTRO CICLOTRONE SINTESI RADIOFARMACI 31! TRAUMA 32!
17 TRAUMA 33! MCA Infarction 34!
18 FUSION RM + 99m Tc-HMPAO 35! FUSION DWI + 99m Tc-HMPAO 36!
19 FUSION TC+SPET TC 111 In-Pentetreotide FUSION INSULINOMA CODA DEL PANCREAS 37!
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Corso eccellenza 08 febbraio 2018 Contributi della Fisica alla Medicina di Mauro Gambaccini IMMAGINI ANALOGICHE R G B 48 134 212 250 94 1 IMMAGINI DIGITALI O NUMERICHE T ( C) y x Temperatura C 32.8 34.6
MISURA LA DOSE ASSORBITA Gy = J Kg -1 (UNITA S.I.) MISURA DEL DANNO Sv = J Kg -1 (UNITA S.I.)
LE UNITA DI MISURA DELLA RADIOATTIVITA Gray Sievert Röntgen Bequerel Curie Rutherford Rad Rem MISURA LA DOSE ASSORBITA Gy = J Kg -1 (UNITA S.I.) MISURA DEL DANNO Sv = J Kg -1 (UNITA S.I.) MISURA RADIAZIONE
NUCLEO ATOMICO. Ogni nucleo è costituito da protoni e neutroni legati da forze attrattive molto intense, dette forze nucleari forti.
NUCLEO TOMICO Ogni nucleo è costituito da protoni e neutroni legati da forze attrattive molto intense, dette forze nucleari forti. Massa Carica Protone p 1.67 10 27 kg 1.6 10 19 C Neutrone n 1.67 10 27
Il numero di protoni presenti in un atomo si chiama numero atomico = Z elemento differisce per il numero Z. H deuterio (6000 volte abbondante)
Il numero di protoni presenti in un atomo si chiama numero atomico = Z elemento differisce per il numero Z ogni ISOTOPI atomi di uno stesso elemento ma con un N di neutroni x es. 14 C e 12 C l H ha 3 isotopi:
DOSE DI RADIAZIONE IONIZZANTE PERICOLO DA RADIAZIONI IONIZZANTI DOSE ASSORBITA D =!E AREA CONTROLLATA. energia assorbita nell'unità di massa
DOSE DI RADIAZIONE IONIZZANTE PERICOLO DA RADIAZIONI IONIZZANTI DOSE ASSORBITA AREA CONTROLLATA D =!E!m energia assorbita nell'unità di massa 2 UNITA' DI MISURA dose assorbita D =!E!m dimensioni [D] =
Il numero di protoni presenti in un atomo si chiama numero atomico = Z elemento differisce per il numero Z. H deuterio (6000 volte abbondante)
Il numero di protoni presenti in un atomo si chiama numero atomico = Z elemento differisce per il numero Z ogni ISOTOPI atomi di uno stesso elemento ma con un N di neutroni x es. 14 C e 12 C l H ha 3 isotopi:
Radiazione: propagazione di energia senza che vi sia né. Radiazioni ionizzanti radiazioni che hanno energia sufficiente per produrre la ionizzazione.
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