Beta-Sonde
1. Beschreibung
Die medizinische Beta-Sonde ist für den Nachweis niederenergetischer Gamma-Strahlung (12 keV < Egamma< 50 keV) und von Beta-Strahlung (100 keV < Ebeta < 2 MeV) vorgesehen, kann aber auch zum Nachweis von Beta+-Strahlung (Positronen, Epositron > 1 MeV) bei der Anwendung von PET-Nukliden eingesetzt werden. Deren Nachweis ist begrenzt durch die unterschiedlichen Beta+ -Energien der eingesetzten Nuklide. Gute Resultate werden insbesondere beim Einsatz von 68Ga-Strahlern erreicht, für FDG ist die Beta-Sonde nicht geeignet.
Die gerade ausgeführte Sonde hat einen Durchmesser von 12 mm und kann sowohl intraoperativ (mit sterilem Überzug ) als auch präoperativ eingestzt werden. Die Sensitivität beträgt ca. 15.000 Counts/s/MBq, der Öffnungswinkel beträgt 45°, die Ortsauflösung ca. 12 mm.
2. Technische Daten
| Detektor | basierend auf einer 20 mm2 Photodiode, Saphirfenster 0,2 mm |
| Gamma-Energiemeßbereich | 20 keV … 60 keV |
| Beta-Energiemeßbereich | 140 keV ... 2 MeV |
| Sondenmaße | Länge: 220 mm; Kabellänge: 3 m Durchmesser Handstück: 20 mm Durchmesser Spitze: 12 mm Gewicht: ca. 170 g |
| Besonderheiten | keine Wechselkollimatoren verfügbar |
2.1 Kollimation
| Material | Wolfram, seitlich 1,25 mm Wandstärke, rückseitig 5 mm Wandstärke |
| Öffnungswinkel | 45° FWHM |
2.2 Hintergrundempfindlichkeit
Nulleffekt < 2 counts/min
2.3 Sensitivität und Auflösung
Die Messempfindlichkeit der Sonde wird mittels einer 90Sr-Quelle bestimmt (EBeta, max. = 546 keV; Aktivität der Punktquelle ca. 100 kBq). Sie ist im mitgelieferten Messprotokoll ausgewiesen und beträgt ca. 15.000 counts/s/ MBq.
Die Ortsauflösung der Beta-Sonde beträgt 5 mm bei einer Entfernung von 0 mm zwischen Sondenspitze und Strahlungsquelle. Sie sinkt auf 12 mm bei einem Abstand von 10 mm.
3. Einsatz bei PET- Untersuchungen: Positronendetektion **
Die Beta-Sonde kann auch bedingt zur Lokalisation von Positronen (Beta+)-Strahlern, die beim Einsatz von PET-Radiopharmaka auftreten, eingesetzt werden. Der Absorbtionsmechanismus ist dem der normalen Betas sehr ähnlich. Die erreichbare Ortsauflösung und Sensitivität erlaubt den Einsatz bei 68Ga. Für den Einsatz beim 18F kann die Beta-Sonde auf Grund der geringen beta+-Energie nicht eingesetzt werden.
3.1 Sensitivität und Auflösung bei beta+-Detektion
68Ga (beta+-Energie ca. 1,9 MeV)
Die maximale Sensitivität der Beta-Sonde für die beta+-Emission des 68Ga (beta+-Energie max. 1,9 MeV) ist > 20.000 Counts/s/MBq (extrapoliert auf den Abstand „0“ Stahlungsquelle-Sondenspitze). Im Bild rechts ist die Zählrate beim beta+-Nachweis von 68Ga-Radiopharmaka dargestellt. Der Nachweis ist bis zu einer Entfernung von ca. 5 cm in Luft möglich ist, was den Einsatz in Operationen ermöglicht.
18F (beta+-Energie ca. 634 keV)
Die maximale Sensitivität der Beta-Sonde für die beta+-Emission des 18F (beta+-Energie max. 634 keV) ist < 300 Counts/s/MBq (extrapoliert of den Abstand Stahlungsquelle-Sondenspitze „0“), und damit fast 100 mal geringer als bei 68Ga. Im Bild rechts ist die Zählrate beim beta+-Nachweis von 18F-Radiopharmaka dargestellt. Der Nachweis ist bis zu einer Entfernung von ca. 1,5 cm in Luft möglich ist, was den Einsatz in Operationen äußerst erschwert
68Ga (beta+-Energie ca. 1,9 MeV)
Die Ortsauflösung der Beta-Sonde beim 68Ga (beta+-Energie max. 1,9 MeV)-PET beträgt 8 mm bei 6 mm Entfernung und sinkt auf 16 mm bei 15 mm Abstand Strahlungsquelle-Sondenspitze. Damit ist eine gute Lokalisierung der Strahlungsquelle in der Operation möglich.
18F (beta+-Energie ca. 634 keV)
Die Ortsauflösung der Beta-Sonde beim 18F (beta+-Energie max. 634 keV) beträgt bei 6 mm ca. 10 mm und verringert sich bei 2 cm auf > 40 mm, wobei fast keine lokale Auflösung mehr erreicht wird. Bei diesen Eigenschaften, verbunden auch mit den geringen Zählraten ist eine Lokalisierung der Strahlungsquelle in der Operation nicht möglich.
** Die Messungen wurden in der Klinik für Nuklearmedizin, Institut J. Bordet, 1000 Brüssel, Belgien, durchgeführt