Syklotronien käyttö positroni- ja gammakuvauksessa

Abstract

Työssä tarkastellaan positroni- ja gammakuvauksessa käytettävien isotooppien valmistukseen ja valintaan vaikuttavia tekijöitä. Käytettävien radionuklidien valintaan vaikuttaa niiden kemialliset ominaisuudet sekä valmistuksen hinta. Nuklidin säteilyannoksen tulee olla tarkoitukseen sopiva. Yleisimmät PET-kuvauksessa käytettävät positroneja emittoivat isotoopit ovat ¹¹C, ¹³N, ¹⁵O ja ¹⁸F. SPECT-kuvauksessa käytetään gammasäteitä emittoivia isotooppeja ⁵⁷Co, ⁶⁷Ga, ¹¹¹In, ¹²³I, ²⁰¹Tl sekä käytetyin ⁹⁹mTc. Merkkiaineet valmistetaan leimaamalla biologisesti merkitsevä aine radioaktiivisella isotoopilla. Leimattava aine riippuu tutkimuksen kohteesta. Isotooppikuvausta käytetään muun muassa syövän etäpesäkkeiden paikantamiseen sekä prekliiniseen tutkimukseen.

Syklotronit ovat hiukkaskiihdyttimiä, jotka kiihdyttävät yleensä deuteroneja tai protoneja, suurilla syklotroneilla voidaan kiihdyttää myös alfahiukkasia ja helium-ytimiä. Syklotroni koostuu kahdesta D:n muotoisesta elektrodista, joiden välissä on sähkökenttä, joka kiihdyttää varattuja hiukkasia. Onttojen elektrodien sisällä vaikuttaa magneettikenttä, joka pitää hiukkaset ympyräradalla. Hiukkaset kiihdytetään tiettyyn nopeuteen riippuen siitä, mitä isotooppeja halutaan valmistaa. Maali, johon hiukkaset törmäytetään, voi olla kiinteää, nestemäistä tai kaasua. Nestemäiset maalit ovat yleisimpiä, sillä niiden käyttö on käytännöllisintä ja edullisinta.

Positroniemissio- ja yksifotoniemissiotietokonetomografian skannerit koostuvat kollimaattorista, kidedetektoreista, valomonistinputkista ja tietokonetomografiasta eli kuvanmuodostuksesta. Kollimaattorit karsivat kehosta säteilevät gammasäteet päästäen läpi vain ne, jotka eivät ole sironneet tai vaimenneet matkalla liikaa, jotta saadaan mahdollisimman alkuperäistä ja oikeaa tietoa. Detektoreista säteet siirtyvät valomonistinputkiin, jotka vahvistavat signaalin ja muuntavat säteilyn sähköiseksi signaaliksi, jonka avulla kuva saadaan lopulta muodostettua.

Suomessa kolmessa yliopistollisessa sairaalassa on syklotroni sairaalan omassa käytössä. Sairaalan omalla syklotronilla saadaan tuotettua myös sellaisia isotooppeja, joita ei voisi muuten käyttää. Lisäksi radiolääkkeen annoshintaa saadaan laskettua ja hoitomääriä lisättyä. Huonoja puolia sairaalan omalla syklotronilla on suuri vaativa valmistelutyö sekä syklotronin kallis hankintahinta.