Muistumoren

Gammadetector
Een gammadetector bestaat uit
een groot kristal dat licht uitzendt als het door gammastraling wordt getroffen. Een matrix
van fotodetectoren achter het
kristal legt de plaats van elke
lichtflitsje in het kristal vast.
Door gammadetectoren rond
de patiënt te plaatsen (of rond
te laten draaien), kan een computer een driedimensionaal
beeld construeren van de radioactieve stof in het lichaam.
Radioactieve labels
Zoekstoffen (die zich bijvoorbeeld binden aan tumorcellen
of hartweefsel) worden gekoppeld met een radioactieve
isotoop. Ze krijgen als het ware een radioactief
'label' dat detecteerbaar is in het lichaam.
Radioactief
label
Zoekstoffen
a Meting U-SPECT: Proefdier
De operator bepaalt met behulp van
drie camera's 5 welk deel van het
proefdier gescand moet worden. Per
meting wordt een cilinder van 12 mm
(diameter) bij 8 mm doorgemeten.
c
5
4
Straling detecteren
Radioactieve stoffen vallen
uiteen en zenden daarbij radioactieve straling
uit. Speciale scanners, isotopenscanners, kunnen deze straling meten. De straling geeft aan
waar de radioactieve labels, en dus de zoekstoffen, zich concentreren in het lichaam. Op
deze plaatsen, in weefsels of organen, nemen
de cellen (bijv.) meer voedingsstoffen uit het
bloed op dan gewone gezonde lichaamscellen. Dit kan een indicatie zijn voor de aanwezigheid van tumorcellen. Met isotopenscans
kunnen uitzaaiingen worden aangetoond die
bij een traditionele CT-scan niet zichtbaar zijn.
Collimatorplaat
Omdat de radioactieve iosotoop in het
lichaam in alle richtingen straling uitzendt,
zou een groot deel van de detector worden
getroffen 2 . De bron van de straling blijft
dan onduidelijk. Vlak voor het detectiekristal
bevindt zich daarom een loden collimator, een
plaat lood met gaatjes 3 , die alleen loodrecht invallende straling doorlaat. Een lichtflits
in het kristal kan alleen afkomstig zijn van een
radioactieve bron in de patiënt loodrecht
onder de getroffen plaats op de detector. Met
één detector wordt de diepte van de gammabron in het lichaam niet gemeten.
De werking van nieuwe geneesmiddelen
wordt getest op muizen. Bijvoorbeeld het
mechanisme dat er voor moet zorgen dat
medicijnen zich binden aan tumorcellen
maar gezond weefsel negeren. Om deze
koppeling te bestuderen krijgen muizen een
tumor ingebracht Vervolgens worden (bijv.)
radioactief gelabelde antilichamen ingespoten die zich moeten hechten aan de tumor.
Een isotopenscan laat zien of de antilichamen zich daadwerkelijk concentreren op de
(bekende) lokatie van de tumor.
Röntgenbuis
Inspuiten detectiestof
De patiënt (of een muis) krijgt
een kleine hoeveelheid radioactieve stof ingespoten 1 (of
toegediend via voedsel). De
stof verspreidt zich door het
lichaam. Na circa een
uur kan een scan
worden gemaakt.
1
Muistumoren
b Meting U-SPECT: Meetgebied
De muis krijgt radioactieve stof
ingespoten en wordt onder
narcose gebracht. Het dier wordt
op een verwarmd bedje in een
houder gelegd die op een
arm 4 de scanner in schuift.
Meting U-SPECT:
Collimator werkt als vergroter
Om een grotere meetnauwkeurigheid te realiseren is de platte collimatorplaat vervangen door een cilindervormige collimator 6
met gaatjes in de buiswand. Deze gaatjes, of
'pinholes' 7 , laten alleen straling door die
vanuit één specifiek gebied worden uitgezonden. Elk gaatje werkt hierbij als een
'camera obscura' die de straling op drie
vaste detectoren projecteert. De verhouding tussen de afstanden tussen proefdier,
collimatorwand en de detector bepaalt de
vergrotingsfactor (circa 10). Op deze manier
is het scheidend vermogen van de U-SPECT
verkleind van 10 mm 8 naar 0,35 mm 9 .
Door de positie van de muis t.o.v. de collimator te veranderen, kan de straling in een
groter meetgebied worden bepaald.
SPE C T- S C A N N E R
Scanner voor
patiëntenonderzoek
Een SPECT-scanner (Single
Photon Emission Tomography)
richt zich op het meten van
een enkel gammafoton.
Isotopen geschikt voor SPECT
(bijv. Technetium of Jodium)
zenden bij hun verval een
enkel foton uit. SPECT-isotopen hebben halfwaardetijden
van enige uren tot dagen. De
meetonnauwkeurigheid van
deze techniek is circa 10 mm.
Gammadetector
U-SPECT
Scanner speciaal voor
kleine proefdieren
De U-SPECT heeft een ingebouwde CTscanner (een draaiende röntgenbuis maakt
3D röntgenbeelden) zodat de lokatie van de
radioactieve straling in een 3D-anatomisch
beeld kan worden getoond.
De onzekerheid van het beeld van een SPECTscan is circa 10 mm. Deze onnauwkeurigheid is
voldoende voor een scan van een mens, maar is
niet voldoende om tumoren in de hersenen of
lever van een muis te bestuderen. Om ook bij
kleine proefdieren scherpe scans te kunnen
maken, is de U-SPECT ontwikkeld.
Collimatorbuis
SPECT
6
U-SPECT
8
2
Meetonnauwkeurigheid
detector
3,5 mm
Zonder
collimator
Gammastraling
d Meting U-SPECT: CT-scan
3
20 cm
Collimatorplaat
9
6
2 cm
Onnauwkeurigheid
meting
0,35 mm
Pinhole
7
illustratie & tekst: Eric Verdult, www.kennisinbeeld.nl C 2010