MEDICINA NUCLEARE

Franco Bui

UNIVERSITÀ – AZ. OSPEDALIERA di PADOVAMEDICINA NUCLEARE

CDL in Tecniche di Radiologia Medica, per Immagini e RadioterapiaSede di Padova – 3°° anno, 1°° semestre

L1

ORIGINE delle RADIAZIONI X e gamma

X

γ

LE RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE

VISIBILE

1010

108

106

104

102

1010-2

10-4

10-6

10-8

10-10

10-12

10-14

10-6

10-4

10-2

10-0

102

104

106

108

1010

1012

1014

1016

1018

COSMICI

X

RADIOTV

RADAR

CALORE

ELETTRICITA'

Å eV1023

1018

1013

106

50

Hz

gg

UVIR

IMMAGINI RADIOLOGICHE

X

GAMMA CAMERA

gg

gg

gg

IMMAGINI MEDICO-NUCLEARI

6

ANGER CAMERA (gamma-camera)

7

COLLIMATORICRISTALLO

CRISTALLO

CRISTALLO

IONIZZAZIONE aa++ - Modalità

attrazione

e-aa++

IONIZZAZIONE aa++ - Caratteristiche

• Perdita di 34 eV / ionizzazione in aria

• Ionizza per attrazione

• Una particella alfa di 3.4 MeV ionizza 100.000 volte primadi fermarsi

• Tale ionizzazione avviene in soli 2 cm di aria

• Ionizzazione Specifica in aria(ionizzazioni/cm per una radiaz. di 1 MeV) = 60.000

• Range in aria : < 5 cm

DECADIMENTO bb-

Definizione ed origine

•Particella ad alta velocità con carica –1 emassa 1/1836 della massa del protone(0.000549 amu), emessa dal nucleo.

IONIZZAZIONE bb- - Modalità

repulsione

e- bb- • Perdita di 34 eV / ionizzazione in aria• Ionizza per repulsione

• Una particella bb- di 3.4 MeV ionizza 100.000 volte primadi fermarsi

• Tale ionizzazione avviene in soli 2 m di aria

• Ionizzazione Specifica in aria (ionizzazioni/cm per unaradiazione di 1 MeV) = 42

• Range in aria : fino ad alcuni metri

IONIZZAZIONE bb- - Caratteristiche

IONIZZAZIONE bb+ - Modalità

attrazione

e-bb+

IONIZZAZIONE bb+ - Caratteristiche

• Perdita di 34 eV / ionizzazione in aria

• Ionizza per attrazione

• Una particella bb+ di 3.4 MeV ionizza 100.000 volteprima 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 metrientro 10E-9 sec annichila

Equivalenza Massa-Energia

E = m c2 (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 • (3 • 108) = 9 • 1013 joule = 25 MW

AMU

amuUnità di massa atomica corrispondente ad 1/12 dellamassa arbitraria assegnata al 12C

1 amu = 1.49 • 1010 joule = 931.2 MeV

elettrone + positrone –> annichilazioneamu elettrone = 0.000549

amu positrone = 0.000549

Tot. = 0.001098 x 931.2 = 1.02 MeV

Energia distribuita in 2 fotoni ϒ di 0.51 MeVemessi nella stessa direzione, con verso contrapposto

ANNICHILAZIONE ANNICHILAZIONEentro ~ 10 -9 sec

ANNICHILAZIONE UNITÀ DI MISURAAttività Becquerel Bq 1 disintegrazione/secNel passato si utilizzava il Curie (Ci) che equivale a 37 GBq ecorrisponde al numero di disintegrazioni/sec in un grammo di 226Ra

Dose Assorbita Gray Gy J/KgNel passato si utilizzava il rad (1 rad = 1 cGy = 10-2 Gy)Si riferisce alla quantità di energia rilasciata da una radiazione ad unmateriale. 1 Gray si definisce come “l’assorbimento di 1 Joule dienergia per chilogrammo di materiale”

Dose Equivalente Sievert Sv J/kgNel passato si utilizzava il rem (1 rem = 1 cSv = 10-2 Sv)Tiene conto dei diversi effetti che i diversi tipi di radiazioni (aa,,bb,,gg)possono causare su un organo o tessuto. Si ottiene moltiplicando ladose assorbita per un fattore di ponderazione (1 per fotoni, 20 per aa, 5-20 per neutroni a seconda della loro energia)

EMIVITA FISICA EMIVITA EFFETTIVA

Tf x TbTf + Tb

Te =Tf x TeTf - Te

Tb =

ECO NOMICO

ECO LOGICO

99mTecnezio L’ ECO-NUCLIDE TRANSIZIONE ISOMERICA

0.0 MeV

gg2

gg4

gg10 gg6

bb- 1.23 MeV 80%

bb- 0.87 MeV 1.5%

bb- 0.45 MeV 18% 0.92 MeV

0.51 MeV

0.14 MeV

42 Mo 1.37 MeV99

43 Tc99

43 Tc99m

GENERATORE 99Mo –> 99mTc

MBq

1 2 3 4 5 6 7 gg

99Mo

99mTc

eluizione

GENERATORE 99Mo –> 99mTc

FATTORI INFLUENZANTI LA RADIOPROTEZIONE

1. Tipo di radiazione• Potere penetrante• Potere Ionizzante

2. Distanza dalla sorgente

3. Schermature

4. Tempo dell’esposizione

DISTANZA

100 mR/h

25 mR/h

25 mR/h

25 mR/h25 mR/h

1 m

2 m

POTERE DI PENETRAZIONE (HVL)

140 keV

365 keV

511 keV

2 mm

6.2 cm

4 mm

7.2 cm

0.2 mm

4.5 cm

Pb

H2O