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Die nuklearmedizinische Funktionsdiagnostik wird durch den Einsatz von zyklotron- produzierten Radionukliden in der Zukunft wesentlich beeinfluBt und erweitert. Gerade zu dem Zeitpunkt, zu dem dieser Band erscheint, sind sowohl aus technischer, als auch aus medizinischer Sicht bedeutende Entwicklungen im Gange. Die Produktion der positronen-strahlenden Radionuklide, die Synthesen von Radiopharmaka, sowie ihre Quali- Hitskontrolle sind dabei ein Faktor. Andererseits muB durch eine aufwendige Gerateentwick- lung zur Messung und Darstellung des Radiopharmaka-Stoffwechsels die Moglichkeit ge- schaffen werden, daB nuklearmedizinische Zentren ihre bisherigen groBen Erfahrungen in die Funktionsanalyse einbringen konnen. Das wesentliche fUr die Diagnostik ist, die Funktion einzelner Organabschnitte bildhaft darzustellen, dies dreidimensional und quantitativ. Die Entwicklungs- und Erprobungsphase fUr die Anwendung der Emissionstomographie ist noch nicht beendet. Dieser Band beinhaltet dies und gibt einen Einblick in die gesamte Problematik. H.
HUNDESHAGEN Hannover Preface Functional diagnosis employing nuclear medicine will in the future be influenced and extended through the use of radionuclides produced in a cyclotron. Just as this book is being published, developments are taking place which are significant from both technical and clinical points of view. Examples are the production of radio nuclides emitting positrons, the synthesis of radiopharmaceuticals, and the supervision of the quality of the latter. On the other hand, it is necessary for equipment to be developed in order to measure and depict the metabolism of radiopharmaceuticals, in order to let the centers for nuclear medicine contribute their great experience to the analysis of function.

Contents:

- Contents.- 1.1 Target Technique.- A. Introduction.- B. Target Definition.- C. Reactor Target Technique.- I. Irradiation Containers and Activation Loops.- II. Target Transfer Systems.- D. A Special Position of 99mTc.- I. The First Method of Producing 99Mo.- II. Method of Producing 99Mo.- E. Cyclotron Targets.- I. The Cyclotron Production Facility.- II. The Cyclotron.- III. Choosing a Cyclotron.- F. Cyclotron Targetry.- I. Targets and Target Periphery.- II. Design and Construction of the Targets.- III. Classification of Cyclotron Targets.- G. Examples of Routine Production Methods.- I. Automation of the Production Processes.- II. Multipurpose and Sequential Targets.- References.- 1.2 Spezielle Syntheseverfahren mit kurzlebigen Radionukliden und Qualitatskontrolle.- A. Einleitung.- B. Synthese von Vorlaufern und einfachen Ausgangsprodukten.- I. Kohlenstoff-11.- II. Stickstoff-13.- III. Sauerstoff-15.- IV. Fluor-18.- V. Brom-75, 77, Jod-123 Zerfallsinduzierte Markierung.- C. Einige grundlegende Synthesen zur Markierung mit kurzlebigen organischen Radionukliden.- I. Das Problem der Tragerfreiheit.- II. Basissynthesen mit 11C-Vorlaufern.- 1. Ausgehend vom 11CO2, 11CH3I.- 2. Ausgehend vom H11CN.- 3. Ausgehend von 11CO 11COCl2.- III. Einige Basissynthesen mit 18F-Vorlaufern.- 1. Elektrophile Fluorierung.- 2. Nukleophile Fluorierung.- 3. Fluoralkylierung und Fluoracylierung.- 4. Einige Basissynthesen mit kurzlebigem n.c.a. Radiobromid und -iodid.- D. Spezielle Synthesen ausgewahlter organischer Radiopharmaka.- I. Kohlenhydrate.- II. Aminosauren.- III. Fettsauren.- IV. Steroide.- V. Rezeptor-Liganden.- VI. Verschiedenes.- 1. Tracer fur die Blutflussmessung.- 2. Stoffwechselzwischenprodukte.- 3. DNS-, RNS-Vorlaufer.- 4. Tracer fur die Bestimmung des pH-Wertes.- 5. Enzyminhibitoren.- E. Qualitatskontrolle.- I. Radionuklid-Reinheit.- II. Radiochemische und chemische Reinheit.- 1. Qualitatskontrolle gasfoermiger Produkte.- 2. Qualitatskontrolle durch Flussigkeitschromatographie.- III. Spezifische Aktivitat.- IV. Pharmazeutische Qualitatskontrolle.- F. Schlussfolgerungen und Ausblick.- Literatur.- 1.3 Spezielle Probleme des Strahlenschutzes.- A. Allgemeiner UEberblick.- B. Anlagenstrahlenschutz.- C. Personalstrahlenschutz.- I. Strahlenexposition des Zyklotronpersonals bei Betriebs- und Wartungsarbeiten.- II. Strahlenexposition des Radiochemie-Personals.- III. Strahlenexposition des medizinischen Personals.- D. Schutz der Umwelt und Genehmigungsfragen.- I. Genehmigungsfragen.- II. Umweltschutz.- 1. Luftaktivierung durch Neutronen im Target- und Beschleunigerraum.- 2. Abgeleitete Radioaktivitat wahrend des Zyklotronbetriebes und der Untersuchung der Patienten.- 3. Kontamination und Inkorporation.- E. Patientenstrahlenschutz.- I. UEberlegungen zur Dosierung von kurzlebigen Radiopharmaka.- II. Bestimmung der Organdosen (Erwachsenenalter) nach dem MIRD-Konzept.- 1. Vorbemerkung.- 2. Dosisberechnung nach dem MIRD-Konzept.- Literatur.- 2. Messtechnik in der Emissions-Computertomographie.- A. Einleitung.- B. Historische Entwicklung der Emissions-Tomographie.- I. Historische Entwicklung unterteilt nach Jahreszahlen.- II. Tabellarische Auflistung der historischen Entwicklung.- C. Grundlagen der Emissionstomographie.- I. Allgemeine Vorbemerkungen.- II. Gewinnung der tomographischen Information.- III. Rekonstruktion der Objektverteilung.- 1. Rekonstruktion mit Hilfe der linearen Superposition oder auch Ruckprojektion genannt.- 2. Analytische Rekonstruktion.- 3. Algebraische Rekonstruktion.- D. Tomographie mit Gammastrahlern (SPECT).- I. Rotierende Gamma-Kamera.- II. Ringfoermige Systeme.- III. Slanthole-Pinhole-Kollimatoren.- E. Tomographie mit Positronenstrahlern (PET).- I. Raumliche Aufloesung.- II. Ausbeute.- III. Unerwunschte Koinzidenzsignale.- IV. Time-of-Flight Informationen.- V. Abtastung (Sampling).- VI. Realisierte Systeme.- F. Spezielle Verfahren der Emissionstomographie.- I. ?-?-Koinzidenz Tomographie.- II. Roentgen-Fluoreszenz-Tomographie.- G. Mathematische Grundlagen der Rekonstruktion und quantitativen Aktivitatsbestimmung in vivo.- I. Einleitung.- II. Problemstellung.- III. Radontransformation und Projection-Slice-Theorem.- IV. Verfahren zur Bildrekonstruktion.- 1. Analytische Verfahren.- a) Direkte 2 D-Fouriersynthese.- b) Ruckprojektion und gefilterte Ruckprojektion.- c) Ruckprojektion gefilterter Projektionen.- ?) Fensterfunktion.- ?) Interpolation.- ?) Convolution-Methode fur Fachergeometrie.- d) Rekonstruktion fur TOF-Systeme.- 2. Algebraische Rekonstruktionsverfahren.- V. Randbedingungen bei realen Systemen.- 1. Einfluss einer begrenzten Anzahl von Messwerten.- a) Abtastbedingungen und Aufloesung.- b) Begrenztes Gesichtsfeld und eingeschrankter Raumwinkel, longitudinale Tomographie.- 2. Rauschverstarkung.- 3. Absorption.- a) Prerekonstruktive Verfahren.- b) Postrekonstruktive Verfahren.- c) Inharente Verfahren.- d) Iterative Verfahren.- 4. Streustrahlung und zufallige Koinzidenzen.- 5. Quantifizierbarkeit und geometrische Einflusse.- Literatur.- 3. Klinische Anwendung der Positronen-Emissionstomographie.- A. Einleitung.- I. Vorteile der Positronen-Emissionstomographie.- II. Indikationen.- III. Forschung.- IV. Substitution.- V. Klinik: Interdisziplinare Zusammenarbeit.- B. Methodische Grundlagen und tracerkinetische Modellvorstellungen zur Bestimmung physiologischer Parameter.- I. Blutvolumen.- II. Extravasalraume.- 1. Dynamische Indikatorverdunnungsanalysen.- 2. Indikatorverdunnungsanalysen im Gleichgewichtszustand: " Steady-State-Methodik".- III. Blutfluss.- 1. Dynamische Messvervahren zur Blutflussbestimmung mittels Bolusinjektion und Transitzeit-Messungen.- 2. Flussmessung im " Steady-State" mit kurzlebigen Tracern.- 3. Flussmessungen mit dynamischen Auswaschverfahren (" Washout-Analytik ").- 4. Statische Messungen zur Blutflussbestimmung.- IV. Sauerstoffmetabolismus.- 1. Gleichgewichts-Methodik.- 2. Dynamische Messmethodik.- V. Glukosestoffwechsel.- 1. 2?-Desoxyglukose.- 2. 18F-2-Fluor-2?-Desoxyglukose.- 3. [18F]-3-Fluor-3?-Desoxyglukose und 3-O-11C-Methyl-D-Glukose.- 4. 11C-Glukose.- VI. Fettsaurestoffwechsel.- VII. Aminosaurestoffwechsel.- VIII. Rezeptordichte.- IX. pH-Messungen im Gehirn.- X. Messungen von Blut-Hirn-Schrankenstoerung.- C. Messtechnische Limitationen.- I. Aufloesungsvermoegen.- II. Empfindlichkeit.- III. Signal- zu Rauschverhaltnis und Zahlratenverarbeitungs-Kapazitat.- IV. Absorptionskorrektur.- V. Patientenpositionierung und Bewegungskoordination.- VI. Konstitution und Rekonstitution des Patienten.- D. Physiologische und klinische Anwendungen.- I. Hirn.- 1. Physiologie.- a) Blut-Hirn-Schranke.- b) Blutfluss.- c) Blutvolumen.- d) Sauerstoffmetabolismus (CMRO2) und Sauerstoff-Extraktionsrate (OER).- e) Glukosemetabolismus.- f) Proteinsynthese.- g) Neurorezeptoren und Pharmaka.- h) Gewebe-pH.- i) Funktionelle Aktivierungen.- k) Altersabhangigkeit.- 2. Zerebro-vaskulare Erkrankungen.- a) Pathophysiologie.- b) Blutfluss, Blutvolumen und Sauerstoffmetabolismus.- c) Blutfluss, Sauerstoffmetabolismus und Glukosemetabolismus.- d) Blut-Hirn-Schranke, Gewebe-pH.- e) Desaktivierung entfernter Hirnstrukturen.- f) Verschiedene (zerebrovaskulare) neurologische Erkrankungen.- 3. Heredo-degenerative Erkrankungen.- a) Morbus Parkinson.- b) Morbus Wilson.- c) Amyotrophe Lateralsklerose (ALS).- d) Chorea Huntington.- e) Demenz.- 4. Epilepsien und andere anfallsartige Erkrankungen.- a) Anfallsfreies Intervall.- b) Anfall.- c) Tumorepilepsie.- d) Pharmaka.- 5. Psychosen.- a) Schizophrenie.- b) Affektive Stoerungen, Zyklothymien.- 6. Tumoren.- a) Blut-Hirn-Schranke.- b) Blutfluss, Blutvolumen, Sauerstoffmetabolismus.- c) Glukosemetabolismus.- d) Aminosauremetabolismus.- II. Herz.- 1. Physiologie.- a) Einleitung.- b) Fluss und Perfusion.- c) Fettsauren-Stoffwechsel.- d) Glukose-Stoffwechsel.- e) Zwischenprodukte des Kohlenhydrat-Stoffwechsels.- f) Aminosauren-Stoffwechsel.- g) Rezeptoren.- 2. Koronare Herzerkrankungen.- a) Koronarkreislauf.- b) Ischamie. AEnderungen des Flusses.- c) Ischamie AEnderungen des Metabolismus.- d) Fettsauren.- e) Transitorische Ischamien.- f) Infarkte.- 3. Kardiomyopathie.- a) Primare Kardiomyopathie.- b) Sekundare Kardiomyopathie.- III. Lunge.- 1. Physiologie.- 2. Ventilation und Perfusion.- 3. Pathophysiologie: Lungenoedem.- 4. Extravaskulare Lungendichte (ELD), extravaskulares Lungenwasser (ELW), thorakales Blutvolumen (BV).- a) Normalpersonen.- b) Lungenerkrankungen, Herzinsuffizienz: Regionales Blutvolumen..- c) Lungenerkrankungen, Herzinsuffizienz: Extravaskulares Lungenwasser.- 5. Pharmakologie.- a) Nicht-biogene Amine.- b) Aminosauren, Glukose.- c) Erythromycin.- d) Bleomycin.- IV. Tumoren und entzundliche Veranderungen.- 1. Pankreas.- 2. Leber.- 3. Mamma-Karzinom.- 4. Non-Hodgkin Lymphom.- 5. Knochentumoren.- 6. Metastasen verschiedener Tumoren.- Literatur.- Namenverzeichnis - Author Index.