Messgeräte

Die Anwendung von Radionukliden in der medizinischen Diagnostik setzt die Entwicklung von Strahlennachweisgeräten voraus, welche in der Lage sein müssen, die räumliche Verteilung der Radionuklide im Organismus bildlich darzustellen. Grundprinzip aller dieser Nachweisgeräte ist ein besonders aktivierter Natrium-Iodid-Kristall, der im Stande ist, einfallende Gammastrahlen in sichtbares Licht umzuwandeln, das dann weiter verarbeitet werden kann. Die ersten Geräte dieser Art, Szintigraphen genannt, wurden Anfang der 50er-Jahre entwickelt. Bei diesen Geräten bewegte sich ein kleiner Mess-Kristall meanderförmig über das zu untersuchende Gebiet des Körpers hinweg und das jeweilige Messergebnis wurde in Form von schwarzen, bzw. bunten Strichmarkierungen auf Papier ausgedruckt (Szintigramm). Dabei war die Intensität der Schwärzung, bzw. die Art der Farbe proportional zur Intensität der gemessenen Strahlung.

Schon wenige Jahre später wurde diese Technik durch so genannte Gammakameras bereichert, die durch einen großen Mess-Kristall gleichzeitig die Intensität und die Lokalisation der Strahlung in einem Feld von bis zu etwa 50 cm x 50 cm erfassen können.

Doppelkopf-Gammakamera
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Doppelkopf-Gammakamera; BayStMUV (2006): Radioaktivität, Röntgenstrahlen und Gesundheit

Zusätzlich haben diese Gammakameras den Vorteil, auch sehr schnell ablaufende Änderungen der von den Radionukliden stammenden Strahlung registrieren zu können; so sind z.B. bei der Herzdiagnostik bis zu 100 Aufnahmen pro Sekunde möglich, so dass die im Herzen sehr schnell ablaufenden Funktionsabläufe erfasst werden können. Diese Szintigramme werden heute in der Regel an speziellen EDV-Bearbeitungsstationen sichtbar gemacht und ausgewertet.

Single-Photon-Emissions-Computertomographie (SPECT)

Bei diesem Verfahren dreht sich der Kopf einer Gammakamera bzw. drehen sich die Köpfe einer Mehrkopf-Gammakamera um den Patienten, bleiben kurz stehen, messen die Strahlung, die aus dem Patienten herauskommt (Emission), drehen sich erneut, bleiben wieder stehen und messen usw.. Auf diese Weise entsteht ein "Datenwürfel", der anschließend mit speziellen nuklearmedizinischen Auswertecomputern in einzelne Schichten des Körpers aufgelöst werden kann. Diese einzelnen Schichten -vergleichbar den Schichtaufnahmen der röntgenologischen Computertomographie- haben den Vorteil, dass sie die dreidimensionale Lokalisation des die Strahlung aussendenden Organs (z.B. des Herzens) überlagerungsfrei darstellen können.

Positronen-Emmissions-Tomographie (PET)

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PET-Scanner; BayStMUV (2006): Radioaktivität, Röntgenstrahlen und Gesundheit

In den letzten Jahren sind die technischen Voraussetzungen auch zur Anwendung der sehr kurzlebigen Radionuklide Kohlenstoff-11, Stickstoff-13, Sauerstoff-15 und Fluor-18 mit Hilfe der Positronen-Emissions-Tomographie geschaffen worden. Diese Radionuklide senden Positronen aus, die sich praktisch sofort mit benachbarten Elektronen vereinigen. Dabei entsteht eine Vernichtungsstrahlung mit 2 Gammaquanten, welche im Winkel von 180 Grad zueinander ausgesandt werden. Ein spezielles Messgerät für diese "doppelte" Gammastrahlung der Positronen-Emissions-Tomographie erlaubt die Szintigraphie in Form von Körperschnittbildern.