Gammakamerat

Ydinlääketieteellisestä diagnostiikasta laajimmalle levinnyt

Gammakamerat eli tuikekamerat ovat laitteita, joiden avulla radiologit voivat tehdä ns. tuikekuvauksia eli testejä, joiden avulla voidaan tehdä yksityiskohtaisia diagnooseja kilpirauhasen, sydämen, keuhkojen ja monien muiden ruumiinosien toiminnasta. Skintigrafiatutkimukset ovat saaneet nimensä joidenkin kiteiden (kuten natriumjodidin) kyvystä skintilloitua (toisin sanoen lähettää kipinöitä), kun ne altistuvat säteilylle.
Gammasäteilyn havaitsemisessa käytettävät valomonistimet korvataan nykyään vähemmän tilaa vievillä, tehokkaammilla ja tarkemmilla pii-ilmaisimilla. Kuvan erottelukyky paranee, saman tutkimuksen valotukset jaetaan kahdella tai joskus viidellä.

Kaksoispään gammakamera
Tässä gammakamerassa on kaksi päätä, jotka pystyvät havaitsemaan säteilyä. Alempi pää on osittain piilotettu sängyn alle, ja koko laitetta voidaan siirtää vaakasuoraan koko kehon skintigrafian saamiseksi. Kaksinkertaistamalla käytettyjen gammasäteiden määrä voidaan suorittaa kasvojen tähystys samaan aikaan kuin selän tähystys samalla radioisotooppimäärällä. PET-skanneriin verrattuna gammakamera vaatii paljon vähemmän laitteita ja on helpompi asentaa.
CHU Avicenne

Menetelmässä potilaalle annetaan radiofarmaseuttinen molekyyli, joka on merkitty gammasäteilevällä radioisotoopilla. Kun molekyyli on kiinnittynyt kohde-elimeen tai -kudokseen, hyvin läpäisevät emittoituvat gammasäteet karkaavat helposti elimistöstä ja jättävät jälkensä havaintopaneeleihin. Molekyyli, jota seurataan ympäri kehoa, valitaan huolellisesti suhteessa tutkittavaan kehon osaan. Tarvitaan vain hyvin pieni määrä radioaktiivista isotooppia, sillä havaitsemisjärjestelmät ovat riittävän herkkiä rekisteröidäkseen yksittäisten atomien hajoamisen.
Lisäksi kameraa kääntämällä saadaan eri kulmista otettuja skintigrafioita. Yhdistämällä nämä tasokuvat voidaan sitten tietotekniikan avulla rekonstruoida tomografioita, 3-ulotteisia avaruudellisia kuvia. Tätä gammakameroiden skintigrafioihin perustuvaa tekniikkaa kutsutaan nimellä SPECT (Single-photon emission computed tomography). Perustiedot esitetään tyypillisesti poikkileikkausleikkauksina potilaan läpi.

Gammakameran havaitsemisen taustalla olevat periaatteet
Gammakamerassa jokainen hajoava teknetiumradionuklei emittoi gammafotonin. Kun gammatörmäyksen sijainti on mitattu ilmaisimessa, on tiedettävä sen suunta, jotta se palaisi takaisin lähtöpisteeseen. Kollimointi on välttämätöntä. Kollimaatio saadaan aikaan valitsemalla lyijykanavat, joiden läpi kulkevat fotonit valitaan. Yllä olevassa kuvassa fotomultiplierit havaitsevat vain tuikeuttimeen saapuvan fotonin A, kun taas fotonit B ja C absorboituvat lyijykanaviin.
André Aurengo, Hôpital Pitié-Salpêtrière

Nimensä mukaisesti ”gammakamera” havaitsee radioaktiivisen merkkiaineen lähettämien gammasäteiden synnyttämät tuikeudet. Näiden gammasäteiden osuminen natriumjodidikiteeseen synnyttää skintillaatioita, jotka havaitaan valomonistimilla. Kun on havaittu suuri määrä näitä skintillaatioita, voidaan paikallistaa näiden gammasäteiden radioaktiiviset lähettäjät.
Gammasäteilyn havaitsemisessa käytettävät skintillaattorit ja valomonistimet korvataan nykyään yhä useammin pii-ilmaisimilla, jotka ovat vähemmän tilaa vieviä, tehokkaampia ja tarkempia. Kuvien erottelukyky paranee, kun taas tutkimuksessa käytettävät valotukset jaetaan kahdella tai joskus viidellä.
Tietokonetekniikan ansiosta monimutkaisia laskutoimituksia voidaan tehdä hyvin nopeasti havaitun säteilyn muuntamiseksi radiologin käyttökelpoisiksi tiedoiksi. Sekunnin murto-osassa syntyvien kuvien avulla lääkärit voivat seurata radioisotoopin leviämistä potilaan kehossa reaaliajassa. Näin voidaan saada erittäin yksityiskohtaisia kuvia sydämen supistumisesta tai veriplasman suodattumisesta munuaisissa. Gammakameran avulla voidaan myös muodostaa kuvia luustosta ruiskuttamalla potilaille radioaktiivista liuosta, joka kiinnittyy luihin. Näin havaitaan usein luuston etäpesäkkeitä.

Kaksi havaitsemistekniikkaa
Vasemmalla oleva vanhin tekniikka on fotomonistin kanssa yhdistetty skintillaattorikide. Gammasäteilyn isku synnyttää valosignaalin, jota fotomonistin vahvistaa elektronivyöryn kautta.Tämä tekniikka on nykyään korvattu puolijohteiden käytöllä (oikealla). Gammavaikutus laukaisee suoraan paljon suuremman elektronivyöryn.
Lähde Université Paris-Sud

Sintillaatiokameran keksi amerikkalainen fyysikko H.O. Anger Berkeleyssä vuonna 1957. Se on sittemmin osoittautunut korvaamattomaksi välineeksi monissa erilaisissa diagnooseissa. Se on kiistatta suosituin laite ydinlääketieteen alalla, ja vuoteen 1996 mennessä niitä oli maailmassa 14 000 kappaletta, ja nyt niitä on paljon enemmän.
NEXT : Gammakamera : periaatteet
Sivulle pääsee ranskaksi