Nkleer Tp Dr idem Soydal A T F

Nükleer Tıp Dr. Çiğdem Soydal A. Ü. T. F Nükleer Tıp Anabilim Dalı

Nükleer Tıp • Teşhis ve tedavi amacıyla radyoaktif maddelerin kullanıldığı tıp branşı • Genellikle daha güvenli, noninvaziv ve ekonomik • Teshiste radyolojik tetkiklerden farkı, özellikle fonksiyon bilgisi vermesi • Hastalığın erken dönemlerinde anatomik değişiklikler oluşmadan anormallikleri ortaya koyabilmesi

Nükleer Tıp • Nükleer Fizik – – – • Maddenin Temel Yapısı ve Atom Radyoaktivite Radyoaktif Parçalanma Prensibleri Radyasyonun Madde ile Etkileşimi Radyoaktivite Birimleri Radyasyon Birimleri Nükleer Tıp Görüntüleme Yöntemleri – Radyasyonun Deteksiyonu ve Radyasyon Detektörleri – Gama Kameralar – SPECT/BT – PET/BT • Radyofarmasötikler ve Radyonüklidler • Radyasyondan Korunma – Temel Kavramlar ve Kurallar • Radyasyonun Biyolojik Etkileri • Klinik Nükleer Tıp Uygulamaları

Nükleer Fİzİk Maddenİn Temel Yapısı ve Atom ATOM: Bir elementin tüm kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük parçası

Atomun Yapısı v v v Ortasında pozitif yüklü bir çekirdek ve çekirdek etrafında yörüngelerde dolaşan elektronlardan oluşur Çekirdek içinde en temel parçacıklar proton ve nötronlardır (nükleon) Proton pozitif yüklü, elektron negatif yüklü, Nötron ise yüksüzdür

Parçacık Yük Ağırlığı Elektron Negatif 1 Proton Pozitif 1836 Nötron Yüksüz 1840

ATOM A X Z X : Atomun kimyasal Sembolü A : Atom Ağırlığı = Kütle Numarası (proton + nötron sayısı) Z : Atom Numarası (Proton Sayısı) Nötral atomda Proton Sayısı = Elektron Sayısı

Atomlar, proton ve nötron sayılarına göre sınıflandırılır

İZOTOP • Bir elementin proton sayısı aynı fakat atom ağırlığı farklı formlarına o elementin izotopları denir. • Elementin farklı izotoplarının atom numarası aynı olduğu için kimyasal özelliği değişmez. • Elementin farklı formları radyoaktif veya kararlı olabilir. Eğer kararlı form ise izotop, radyoaktif form ise radyoizotop denir.

İZOTOP: Proton Sayısı AYNI Nötron Sayısı FARKLI Atom Ağırlığı FARKLI 1 1 H : Hidrojen 2 1 H : Döteryum 3 1 H : Tridyum + Proton : 1 Hidrojen + Proton : 1 Nötron : 1 Döteryum + Proton : 1 Nötron : 2 Tridyum

Co - 60 Co Ø 123 I - 125 I - 131 I Ø 111 In - 113 m. In Ø 127 Xe - 133 Xe Ø 52 Fe -59 Fe Ø 57

o İZOBAR : o Atom ağırlığı aynı, fakat atom numaraları farklı ve bundan dolayı kimyasal özellikleri farklı iki atom Ağırlığı AYNI Atom Numarası FARKLI 7 7 3 Lİ ve 4 Be o İZOTON : o Nötron Sayıları aynı, atom numaraları ve kimyasal özellikleri farklı iki atom Ağırlığı FARKLI Atom Numarası FARKLI 131 I ve 132 Xe (nötron sayısı: 78) 53 54

İZOMER • İki izotopun aynı atom ağırlığı, aynı atom numarası içermesine rağmen, 10 -8 sn den daha fazla sürede uyarılmış durumda kalanına izomer denir. • Kısaca; enerjileri hariç tüm özellikleri benzer olan iki nüklid birbirinin izomeridir • Uyarılmış durumda yayılan ışın gama ışınıdır.

İZOMER Ø Atom Ağırlığı : AYNI Ø Atom Numarası : AYNI Ø Genelde uyarılmış durumda (gama ışını yaydığı durum) kalış süresi 10 -8 sn Ø Bu sürenin daha uzun olduğu durum → izomer Ø 99 m. Tc 99 Tc un izomeridir. ØUyarılmış durumda kalış süresi 6 saat 99 Mo (99 m. Tc) 99 Tc + Beta

Atom Numarası Z Atom Ağırlığı Nötron Sayısı A N İZOTOP Aynı Farklı İZOBAR Farklı Aynı Farklı İZOTON Farklı Aynı İZOMER Aynı

RADYOAKTİVİTE

RADYOAKTİVİTE • 1896 yılında Henry Becquerel tarafından tesadüfi olarak bulunmuş • Bir atomun çekirdeğindeki parçacıklar ile yörüngelerdeki elektronlar bağlanma enerjisi ile bağlıdır. • Bazı çekirdeklerde ise enerji bağlanma enerjisinden fazladır. • Çekirdekte fazla sayıda proton ya da nötron fazlalığı mevcuttur. Ağır radyoizotoplarda ise hem proton hem de nötron fazlalığı vardır. • Çekirdek, içindeki fazla enerjiyi radyasyon yayınlayarak azaltır ve stabil hale gelmeye çalışır. • Enerji fazlalığının atılması çekirdekten parçacık fırlamasına neden olur. Bu olaya Radyoaktif Bozunma denir.

RADYOAKTİVİTE o Radyoaktivite istatistiksel bir olaydır. o Ne zaman ne kadar çekirdeğin bozunacağını önceden tam olarak tespit etmek mümkün değildir. o Ancak çok sayıda atomun zamanla nasıl azalacağından söz edilebilir. o Radyoaktif bozunmayı durdurmak, yavaşlatmak veya bozunma hızını değiştirmek mümkün değildir. o Radyoizotoplar stabil hale gelinceye kadar kendiliğinden bozunmaya devam eder. Radyasyon yayarak, farklı bir radyoizotopa dönüşür ve sonunda stabil hale gelir.

RADYOAKTİVİTE

A = Aoe -λt o Bir radyoaktif maddenin aktivite miktarının zaman içindeki değişimini grafik kağıdı üzerinde gösterirsek, exponansiyel bir eğri elde ederiz o Eğri teorik olarak sıfıra

A = Ao -tλ e Ao : Başlangıçtaki aktivite miktarı A : t zaman sonraki aktivite miktarı λ : Bozunma Sabiti (0. 693/T½ ) (ısı, basınç ve kimyasal olaylardan etkilenmez, radyoizotoba göre değişir) (-) işareti bozunan atom sayısının zamanla azalacağını gösterir.

ÖRNEK 10 m. Ci 131 I 52 saat sonra kaç m. Ci kalır ? Ao: 10 m. Ci T½= 8. 01 gün = 194 saat λ= 0. 693/194 A= Ao e –λt A= 10 e –(0. 693/194)52 A= 10 x 0. 82 A= 8. 2 m. Ci

0 2 0 1. 00 0. 84 4 0. 98 0. 82 8 12 16 0. 97 0. 95 0. 94 0. 81 0. 80 0. 79 20 0. 93 0. 78 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 0. 70 0. 59 0. 50 0. 42 0. 35 0. 29 0. 25 0. 21 0. 17 0. 14 0. 12 0. 69 0. 58 0. 49 0. 41 0. 34 0. 29 0. 24 0. 20 0. 17 0. 14 0. 12 0. 67 0. 57 0. 48 0. 40 0. 34 0. 28 0. 24 0. 20 0. 17 0. 14 0. 12 0. 64 0. 55 0. 46 0. 39 0. 32 0. 27 0. 23 0. 19 0. 16 0. 13 0. 11 0. 66 0. 57 0. 40 0. 33 0. 28 0. 23 0. 20 0. 17 0. 14 0. 11 0. 65 0. 56 0. 47 0. 39 0. 32 0. 28 0. 23 0. 19 0. 16 0. 13 0. 11 Saat/Gün 131 I BOZUNUM TABLOSU

10 m. Ci 131 I 52 saat sonra kaç m. Ci kalır ? 52 saat : 2 gün + 4 saat Tablodan bakarak : 2 gün, 4 saat çarpanı : 0. 82 A = Aox ÇARPAN 10 x 0. 82 = 8. 2 m. Ci A = 8. 2 m. Ci

YARI ÖMÜR o Radyofarmasötikler vücuda alındığında miktarlarının azalmasında iki önemli olay vardır. o Birincisi radyoizotobun fiziksel yarılanması, ikincisi radyofarmasötiğin biyolojik yollardan vücut dışına atılarak miktarının yarılanmasıdır. o Ancak vücut içinde her iki olay birlikte meydana geldiğinden ikisini birlikte ifade eden efektif yarılanmadan söz edilir.

FİZİKSEL YARI ÖMÜR o Bir radyoizotobun başlangıçta var olan atom sayısının ya da aktivitenin yarıya inmesi için geçen zamana fiziksel yarı ömür denir. o T½, Tp veya Tf ile sembolize edilir. o T½ = 0. 693/λ= Tp

Fiziksel yarı ömür çok kısa sürelerde (saniyeler) olduğu gibi milyar yıllara kadar değişen sürelerde de olabilir Radyonüklid Fiziksel Yarı Ömür (T 1/2) 81 m. Kr 13 sn 18 F 1. 83 saat 99 m. Tc 6 saat 201 Tl 73 saat 131 I 8 gün 125 I 60 gün 137 Cs 30 yıl 14 C 5730 yıl

ORTALAMA ÖMÜR o Radyoaktivite istatistiksel bir olay olduğundan bir atomun tamamen bir ömründen söz edilemez. Ancak, bir grup atomun ortalama ömründen söz edilir. o Ortalama Ömür = 1/ λ

BİYOLOJİK YARI ÖMÜR o Vücuda verilen bir maddenin yarısının normal eliminasyon yoluyla vücuttan atılması için geçen süreye biyolojk yarı ömür denir. o Tb ile sembolize edilir.

EFEKTİF YARI ÖMÜR o Fiziksel ve Biyolojik yarı ömür göz önüne alınarak değerlendirilen yarı ömür. o Te ile sembolize edilir. T e = Tf x Tb / T f + Tb