Új Szó, 2002. április (55. évfolyam, 76-100. szám)
2002-04-08 / 81. szám, hétfő
ÚJ SZÓ 2002. ÁPRILIS 8. TÉMA: POZITRON EMISSZIÓS TOMOGRÁFIA Hogy bepillanthassunk a szervezetbe, sugárzó izotópokra van szükség - ezeket a cikotronokban állítják elő Egy kamera, amely mindent lát A pozitron emissziós tomográfiái vizsgálatoknál alkalmazott berendezések lelke az úgynevezett PET-kamera, amely első ránézésre egy nagy, a közepén lyukas ládára emlékeztet. Ennek a kör alakú nyílásnak az átmérője akkora, hogy egy fekvő ember átférhessen rajta. ISMERTETÉS A belső körgyűrű mentén találhatók a gammafotonokat regisztráló detektorok (számuk meghaladja az ötszázat is), amelyekben leggyakrabban nátrium-jodidot vagy biz- mut-germánium-oxid kristályokat használnak arra, hogy az emberi szem számára is láthatóvá tegyék a gammafotonokat. Hogy ezeket értékelhető elektromos jellé alakíthassuk át, szükség van minden detektor mellé egy-egy fényelektron- sokszorozóra (photomultiplier) is. Egy-egy gyűrű általában 3-6 milliméter vastagságú szeletet fog át, tehát ahhoz, hogy megnöveljük a kamera látóterét (ez a legmodernebb berendezésekben 10-16 cm), a detektorokat lehetőleg nagy számú gyűrű mentén kell elhelyezni. A legkorszerűbb PET-kamerák már háromdimenziós adatgyűjtést is lehetővé tesznek, s a beteget „tetőtől talpig“ meg lehet vizsgálni. A felerősített jeleket számítógépekkel teszik láthatóvá és értékelhetővé. Ahhoz azonban, hogy a szervezet belsejébe pillanthassunk, szükség van sugárzó izotópokra. Ezeket, mint már említettem, a cikotronokban állítják elő. A PET-vizsgálatok- nál leggyakrabban négy gyengén Belgiumban vesztegel Az 1990-es évek közepén néhány politikusnak és nukleáris szakembernek támadt az az ötlete, hogy Oroszország Szlovákiával szembeni tartozását olyan berendezések leszállításával vagy közvetett finanszírozásával is csökkenthetné, melyeket a tudományos kutatásban, az iparban vagy épp az orvosi ellátásban lehetne hasznosítani. így született meg egy ciklotronközpont létrehozásának a terve, amelyre az akkori Meciar-kormány is áldását adta és 10 millió dollárt különített el. A Dzurinda-kabinet 1999-ben az orosz államadósságból származó összegből további 108 millió dollárt hagyottjóvá a ciklotronközpont létrehozására. Ebből 28 millió dollár jutna az építkezésekre, míg a technológiára 80 millió dollárt költenének. Az eredeti tervek szerint a központ felépítését 2006-re kellene befejezni, de ez a határidő a környezetvédők tiltakozása miatt veszélybe került. Ez az oka annak is, hogy a már legyártott és megvásárolt orvosi ciklotron Belgiumban vesztegel, s előreláthatóan csak jövőre érkezik meg hozzánk. A teljesség kedvéért el kell mondani: a majdani ciklotronközpontban nemcsak radioaktív izotópokat lehet majd előállítani, hanem a ciklotron segítségével gyógyíthatnak is a szakemberek. A másodpercenként 100 ezer km-es sebességgel haladó gyorsított protonok például a rákos daganatok elpusztításában alkalmazhatók. Egy ilyen gyorsítóból a világon csak 15 található, de az orosz állam- adósságból talán erre is fúrná. Ezt az egyik legjelentősebb szlovákiai szaktekintély, dr. Ján Ruzicka professzor, a ciklotronközpont koordinációs tanácsának titkára állítja, aki szerint a bennünket körülvevő környezet természetes radioaktivitása jóval nagyobb a ciklotron sugárzásánál. sugárzó, nagyon rövid felezésű radioaktív izotópot alkalmaznak (C, O, N, F). Ezeket nem elemi formában, hanem valamilyen molekulára kötve (biológiai aktív jelzőmolekula) juttatják be a szervezetbe. Ezeket a vegyületeket radiofarmako- noknak nevezik, s a lehető legrövidebb idő alatt (a szóban forgó radioaktív izotóp felezési idejének háromszorosa a felső határ) elő kell állítani őket, hogy a radioaktív bomÖSSZEÁLLÍTÁS Szlovákiában 2000 augusztusában állították üzembe az ország első és eddig egyetlen PET-kame- ráját a pozsonyi Szent Erzsébet Rákkórház Nukleáris Medicina Klinikáján. Mivel nálunk egyelőre nincs olyan orvosi ciklotron, amely a radiofarmakonok előállításához szükséges gyengén sugárzó izotópokat termelné, a lehető legközelebbi helyről vagyunk kénytelenek importálni a jelzőanyagot. Ez a hely pedig a Prága melletti Réz, ahol éjfél tájban megkezdik a 18-as fluórizo- tóp előállítását a ciklotronban. Ez a művelet mintegy két órát vesz igénybe, majd azonnal hozzálátnak a 110 perces felezési idejű izotóp kémiai beépítéséhez a glükózmolekulába. Az így kapott flu- oro-deoxiglükózt azonnal becsomagolják és egy speciálisan kialakított autóval útnak indítják Pozsonyba. Mire a jármű a csehszlovák határhoz ér, elvégzik a jelzőanyag minőségi tesztjét is, s ennek eredményétől függően továbbengedik vagy visszatartják a lás miatti veszteség minimális legyen. A jelzőmolekulákat (tehát a radiofarmakonokat vagy más szóval a radiotracereket) többnyire intravénás injekcióval juttatják a szervezetbe, de a légnemű jelzőanyagot be is lélegeztethetik. Fontos szempont az is, hogy a jelzőmolekula aktivitásának szintje kellőképpen magas legyen, hogy az orvosok jól értékelhető felvételeket kapjanak. A ra- diofarmakon szintézisét követően küldeményt. Pozsonyban a PET- vizsgálatra berendelt páciensek már felkészítve várják a jelzőanyag megérkezését. Könnyen belátható, hogy mire Prágából Pozsonyba érkezik a küldemény - a fluórizotópok több mint 65-70 százaléka elbomlik. De még így is megéri, ha a tét az emberi élet. Pozsonyban naponta 3-4 személyt tudnak megvizsgálni, ami évi összesítésben kb. 650-700 személyt jelent, mivel a vizsgálatok csak hétköznap zajlanak, s akkor sem mindig, ugyanis nem mindegyik küldemény lépheti át a határt, mert a minőségellenőrzésen esetleg fennakad. Egy-egy beteg kivizsgálása kb. 50 ezer koronába kerül, s akkor még nem említettük azt, hogy a Pozsonytól távolabb élő pácienseknek a fővárosba utazás is sokszor körülményes és költséges. A Szent Erzsébet kórházban üzembe állított PET-kamera jelenleg csak a fluórizotópokat hasznosítja, a sokkal rövidebb felezési idejű N-, O- vagy C-izotó- pok a szállítás ideje alatt teljesen elbomlanának. A glükózmolekula minőségi ellenőrzést is végeznek, nehogy valamilyen szennyező vagy fertőző anyag kerüljön a beteg szervezetébe. A kezelő személyzet és a betegek sugárvédelmére nagy gondot fordítanak. Mivel gyengén sugárzó és rövid felezési idejű izotópokról van szó, a páciensbejuttatott dózis gyakorlatilag néhány óra alatt lebomlik és sem rá, sem pedig hozzátartozóira vagy környezetére nem jelent veszélyt. az emberi szervezetben nagyon sok biokémiai folyamatban vesz részt és a rákos daganatokban a normálisnál nagyobb mennyiségben halmozódik fel. Ennek köszönhető, hogy a PET-kamera segítségével a rákos gócok már viszonylag korán kimutathatók és pontosan behatárolhatók, ami a kezelés szempontjából nagyon fontos. Az orvos a számítógép képernyőjén lényegében a beteg háromdimenziós képét látja, a daganatokat az eltérő színek jelzik. Ha Pozsonyban is működne már orvosi ciklotron, a megvizsgálható betegek száma legalább négyszer akkora lehetne, mint jelenleg, s a fluór-deoxi-glükóz mellett más vegyületeket is használhatnának jelzőmolekulaként. A PET- kamera nemcsak a rák korai felismerésében és diagnosztikájában nélkülözhetetlen, hanem eredményesen alkalmazható az agyműködés, a különböző idegrendszeri folyamatok vizsgálatában, de segítségével felmérhető a szívizom életképessége, a vérátáramlás, az oxigén-anyagcsere, a csontrendszer állapota stb. Dr. Makai Izabella egyetemi docens, a Nukleáris Medicina Klinika vezetője úgy véli: az lenne az optimális állapot, ha Szlovákiában egymillió lakosra jutna egy PET-kamera, ami legalább öt berendezést jelent, s ezeket az ország nagyobb városaiban helyezhetnék üzembe. Mivel a Pozsonyban működő készülék 250 millió koronába került, ehhez minimálisan további egy milliárd koronára lenne szükség. Csak összehasonlításképpen: Németországban fél millió lakosra jut egy PET-kamera és 22 orvosi ciklotron szolgálja ki őket. A 10 millió lakosú Belgiumban 8 ciklotron és 19 PET-kamera dolgozik. Természetesen a PET- kamerák akkor a leghatékonyabbak, ha az orvosi ciklotron a közelükben található. Ez azonban fordítva is igaz: a ciklotron sokkal hatékonyabban kihasználható, ha egyszerre több PET-kamerát kiszolgál. Makai Izabella egyetemi docens: az lenne az optimális állapot, ha Szlovákiában egymillió lakosra jutna egy PET-kamera, ami legalább öt berendezést jelent. (Fotó: Plus 7 dní) Szlovákia egyelőre Prágából kénytelen importálni a jelzőanyagokat Versenyfutás az idővel HÁTTÉR A sugarak faggatása ÖSSZEFOGLALÓ Jóllehet, több mint száz év telt már el a radioaktivitás felfedezése óta, a sugárzó anyagokról hallva a legtöbb ember mégis megborzong, sőt egyfajta félelem fogja el. A Hirosimára és Naga- szakira ledobott atombombák, a különböző atomreaktor-katasztrófák ismeretében ez egyáltalán nem meglepő, de sok esetben teljesen alaptalan. Az utóbbi években a különböző szlovákiai környezetvédő szervezetek masszív kampányba kezdtek a pozsonyi Károlyfaluban létesítendő ciklotronközpont ellen, s elérték az építési munkák lefékezését. Ez több szempontból is elszomorító. Egyrészt sok tucat szakember tisztességes igyekezetét és szakmai hitelét kérdőjelezték meg, másrészt a szóban forgó városrész lakóinak tájékozatlanságát kihasználva olyan közhangulatot keltettek, mintha legalábbis egy csernobili típusú (és perspektívájú) atomerőmű felépítéséről lenne szó. Szögezzük le rögtön, hogy a ciklotron nem a láncreakció nyomán fellépő maghasadás elvén működő berendezés, hanem olyan részecskegyorsító, amelyben körpályára állított különböző elemi részecskéket, esetleg kisebb atommagokat (elektront, protont, deutériumot, héliumot, kis protonszámú elemeket) gyorsítanak fel elektromágneses térben. Minden fordulat megtételekor megnő a részecskék sebessége és energiája, s amint ez eléri a szükséges értéket, a részecskéket valamilyen céltárgyra irányítják, amelyben lejátszódik a kívánt radiokémiái átalakulás. Ennek során rendszerint az egyik kémiai elemből egy másik kémiai elem keletkezik, amely gyengén sugároz. Az így előállított radioaktív izotópok (radionuklidok) felezési ideje általában percekben vagy legfeljebb órákban mérhető. Pl. a protonokkal bombázott nitrogénatomokból keletkező szénizotóp (11C) felezési ideje valamivel több mint 20 perc, a deuteronok- kal bombázott szénatomokból létrejövő nitrogénizotóp (13N) mennyisége 10 perc alatt bomlik a felére, míg a mesterségesen sugárzóvá tett oxigénizotóp (150) felezési ideje csupán 2 perc. Az ún. rövid felezési idejű izotópok között a 18-as fluórizotóp a „leghosszabb” életű, miután felezési ideje 110 perc. (A néhány órányi felezési idejű rubidium-, jód- vagy asztáciumizotópot is alkalmazzák diagnosztikai, illetve terápiás célból, de nem tartoznak témánkhoz, ezért nem foglalkozom velük.) Az imént felsorolt „bio-izotópokat” nemcsak a rövid felezési idő, hanem a kibocsátott sugárzás is összekapcsolja. Valamennyi ugyanis béta-bomló és pozitronokat küld a környezetébe. Ennek a gyenge sugárzásnak a detektálásán alapul egy olyan diagnosztikai eljárás, amelyet pozitron emissziós tomográfiának (rövidítve: PET-nek) neveznek. A PÉT egyike az izotópokat felhasználó korszerű orvosbiológiai képalkotó eljárásoknak. Az orvosi diagnosztikában alkalmazott képalkotó módszerek úttörője a röntgenvizsgálat volt, amely egy külső forrás sugarait használja fel a vizsgált testrész „átvilágítására”, s az átjutott sugarakat egy fényképezőlemezen regisztrálja. Az előhívott képet elemezve az orvos következtetni tud a személy egészségi állapotára, illetve a szervezetében végbement elváltozásokra. A röntgen- vizsgálat viszonylag sok információt kínál, de komolyan megterheli a szervezetet. A röntgensugarak mellett hosszú ideig csak az ultrahangokat alkalmazták mint képalakotó módszert. A múlt század hetvenes éveinek elején jelent meg a számítógépes tomográfia (CT), amely ugyancsak röntgensugarakat alkalmaz, de jóval kíméletesebb módon és a beteget mintegy szeletekre vágva vizsgálja. Az így végigpásztázott testről egy számítógép segítségével áll össze a kívánt felvétel, amelynek kiértékelése nyomán a diagnózis sokkal pontosabb és részletesebb, mint a hagyományos módszerek esetében. Egy további, ugyancsak külső hullámforrást (és számítógépet) használó eljárás az orvosi diagnosztikába a múlt század nyolcvanas éveiben bevezetett nukleáris mágneses rezonanciás (NMR) képalkotó módszer, amely az előbbihez hasonlóan elsősorban a belső struktúrát vizsgálja. A szervezetet ez veszi igénybe a legkisebb mértékben, miután az „átvilágító médium” a mágneses tér, amelynek hatására megváltozik bizonyos atommagok rotációs momentuma. A hetvenes években vetették meg két további képalkotó diagnosztikai módszer: az egyfoton emissziós számítógépes tomográfia (Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT) és a már említett pozitron emissziós tomográfia alapjait is. Ezek az előbbiektől abban különböznek, hogy az elemzett sugarak nem áthaladnak a vizsgált testrészen, hanem maga a test sugározza ki azokat (emittálódnak). A SPECT- eljárásnál fotonokat, míg a PÉT esetében pozitronokat (pozitív elektronokat), pontosabban mondva: a radioaktív izotópokból kiszabaduló pozitronok és a környezetben található elektronok találkozása során keletkező gammafotonokat regisztrálnak. Ez a két módszer elsősorban a szervezet működéséről nyújt adatokat és a számítógépes összegezést követően képi információkat is. Az említett négy korszerű képalkotási eljárás közül a SPECT a legkevésbé tökéletes, de intenzíven fejlesztik. A ciklotron nem a láncreakció nyomán fellépő maghasadás elvén működő berendezés, hanem olyan részecskegyorsító, amelyben körpályára állított különböző elemi részecskéket, esetleg kisebb atommagokat gyorsítanak fel elektromágneses térben (Képarchívum) Az oldalt írta: Lacza Tihamér A legkorszerűbb PET-kamerák már háromdimenziós adatgyűjtést is lehetővé tesznek, s a beteget tetőtől talpig meg lehet vizsgálni (Fotó: internet)
