Gammakameras

Die am weitesten verbreitete nuklearmedizinische Diagnostik

Gammakameras oder Szintillationskameras sind Geräte, mit denen Radiologen „Szintigraphien“ durchführen können, Tests, die detaillierte Diagnosen über die Funktion der Schilddrüse, des Herzens, der Lungen und vieler anderer Körperteile liefern. Die Szintigraphie verdankt ihren Namen der Fähigkeit einiger Kristalle (z. B. Natriumiodid), zu szintillieren (d. h. Funken zu sprühen), wenn sie einer Strahlung ausgesetzt werden.
Die Fotovervielfacher für die Gammadetektion werden heute durch weniger sperrige, effizientere und genauere Siliziumdetektoren ersetzt. Die Bildauflösung wird verbessert, die Belichtungen für dieselbe Untersuchung werden durch 2 oder manchmal durch 5 geteilt.

Doppelkopf-Gammakamera
Diese Gammakamera ist mit zwei Köpfen ausgestattet, die das Vorhandensein von Strahlung erkennen können. Der untere Kopf ist teilweise unter dem Bett verborgen, und das gesamte Gerät kann horizontal bewegt werden, um eine Ganzkörperszintigraphie zu erhalten. Durch die Verdoppelung der Anzahl der eingesetzten Gammastrahlen kann eine Gesichtsszintigraphie zur gleichen Zeit wie eine Rückenszintigraphie mit der gleichen Menge an aufgenommenem Radioisotop durchgeführt werden. Im Vergleich zu einem PET-Scanner benötigt eine Gammakamera viel weniger Ausrüstung und ist einfacher einzurichten.
CHU Avicenne

Bei dem Verfahren wird dem Patienten ein radiopharmazeutisches Molekül verabreicht, das mit einem gammastrahlenden Radioisotop markiert ist. Sobald das Molekül auf dem Zielorgan oder -gewebe fixiert ist, entweichen die hochpenetrierenden Gammastrahlen leicht aus dem Körper und hinterlassen ihre Spuren auf den Detektorplatten. Das Molekül, das um den Körper herum verfolgt wird, wird sorgfältig in Bezug auf den zu untersuchenden Körperteil ausgewählt. Es wird nur eine sehr geringe Menge eines radioaktiven Isotops benötigt, da die Detektionssysteme empfindlich genug sind, um den Zerfall einzelner Atome zu registrieren.
Außerdem werden durch Drehen der Kamera Szintigraphien aus verschiedenen Winkeln aufgenommen. Durch die Kombination dieser ebenen Bilder ist es dann möglich, dank der Informatik Tomographien, 3-dimensionale räumliche Bilder, zu rekonstruieren. Diese auf Gammakameras basierende Szintigraphietechnik wird als Single-Photon-Emissions-Computertomographie (SPECT) bezeichnet. Die grundlegenden Informationen werden in der Regel in Form von Querschnittsschnitten durch den Patienten dargestellt.

Prinzipien der Gammakamera-Detektion
In einer Gammakamera sendet jeder zerfallende Technetium-Radionukleus ein Gammaphoton aus. Nachdem man die Position des Gammastrahls auf dem Detektor gemessen hat, muss man seine Richtung kennen, um zu seinem Ursprung zurückzukehren. Dazu ist eine Kollimation erforderlich. Diese Kollimation wird durch die Auswahl von Leitkanälen für die durchlaufenden Photonen erreicht. In der obigen Abbildung wird nur das Photon A, das den Szintillator erreicht, von den Photomultipliern erfasst, während die Photonen B und C vom Blei absorbiert werden.
André Aurengo, Hôpital Pitié-Salpêtrière

Wie der Name schon sagt, erfasst eine „Gammakamera“ Szintillationen, die durch Gammastrahlen erzeugt werden, die von einem radioaktiven Marker ausgesendet werden. Der Aufprall dieser Gammastrahlen auf einen Natriumjodidkristall erzeugt Szintillationen, die von Photomultipliern erfasst werden. Sobald eine große Anzahl dieser Szintillationen beobachtet wurde, können die radioaktiven Sender dieser Gammastrahlen lokalisiert werden.
Szintillatoren und Photomultiplier für den Nachweis von Gammastrahlen werden heute zunehmend durch Siliziumdetektoren ersetzt, die weniger sperrig, effizienter und genauer sind. Die Auflösung der Bilder wird verbessert, während die Belichtung für eine Untersuchung durch 2 oder manchmal durch 5 geteilt wird.
Dank der Computertechnologie können komplexe Berechnungen sehr schnell durchgeführt werden, um die erfasste Strahlung in für den Radiologen nützliche Informationen umzuwandeln. Die im Bruchteil einer Sekunde erstellten Bilder ermöglichen es den Ärzten, die Ausbreitung des Radioisotops im Körper des Patienten in Echtzeit zu verfolgen. Auf diese Weise lassen sich sehr detaillierte Bilder der Herzkontraktion oder der Filtration des Blutplasmas in den Nieren erstellen. Mit der Gammakamera-Szintigraphie können auch Bilder des Skeletts erstellt werden, indem den Patienten eine radioaktive Lösung injiziert wird, die sich an den Knochen anlagert. Auf diese Weise werden häufig Skelettmetastasen nachgewiesen.

Zwei Nachweistechniken
Die älteste Technik auf der linken Seite ist die mit einem Szintillatorkristall in Verbindung mit einem Photomultiplier. Der Aufprall einer Gammastrahlung erzeugt ein Lichtsignal, das durch eine Elektronenlawine im Photomultiplier verstärkt wird. Diese Technik wird heute durch die Verwendung von Halbleitern (rechts) ersetzt. Der Gammastrahl löst direkt eine viel größere Elektronenlawine aus.
Quelle Université Paris-Sud

Die Szintillationskamera wurde 1957 von dem amerikanischen Physiker H.O. Anger in Berkeley erfunden. Seitdem hat sie sich als unersetzliches Hilfsmittel bei einer Vielzahl von Diagnosen erwiesen. Sie ist zweifellos das bevorzugte Gerät in der Nuklearmedizin. 1996 gab es weltweit 14.000 von ihnen, und heute sind es noch viel mehr.
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