Fysikkens rolle i nukleærmedisin: fra radioaktivitet til billeddiagnostikk

Nukleærmedisin er anvendt kjernefysikk. Fysikalske prinsipper (radioaktivt nedbrytning, fissjon, fusjon, partikkel-vikelig dualitet, elektromagnetisme) brukes til diagnostikk og behandling.

Kjernefysikk i praksis

• Radioisotoper: ustabile kjerner (technetium-99m, jod-131, fluor-18) produseres i reaktorer/syklotroner.
• Nedbrytningstyper: α, β⁻, β⁺ (positron), γ, elektronfangst. Energi og halvverstid velges etter bruk.

Diagnostisk billeddiagnostikk

• SPECT (Single Photon Emission CT): γ-strålere (Tc-99m) → 3D-funksjonsbilder (perfusjon, ben, hjerne).
• PET (Positron Emission Tomography): β⁺-utsendere (F-18 FDG) → anihilasjon → to 511 keV γ-fotoner → metabolikkbilder (kreft, demens, hjerne).
• Gammakamera: detekterer γ-stråling fra injisert radiotracer.

Terapi

• Radiofarmaka: β-strålere (I-131 tyreoidea, Lu-177 DOTATATE, Ra-223 beinmetastaser) → lokalisert strålebehandling.
• Ekstern strålebehandling: lineære akseleratorer (linac) producerer fotoner/elektroner → presist tumørbestraeling (IMRT, VMAT, protoner).

MRI – fysikk uten radioaktivitet

Bruker sterk magnetfelt (1,5–3 T) + radiofrekvente pulser → protoner (hydrogen) i vev gir signal (T1/T2-vægtet). Ingen joniserende stråling. Basert på kvantefysikk (spinn, precessjon, Larmor-frekvens).

Strålevern

ALARA-prinsippet (As Low As Reasonably Achievable). Justering av aktivitet, avstand, skjerming, tid. Dosimetri for pasient og personell.