Презентація на тему:
PET/CT Технології

PET/CT Технології Radiation Protection in PET/CT International Atomic Energy Agency

Radiation Protection in PET/CT International Atomic Energy Agency

2.1 Cyclotrons Radiation Protection in PET/CT International Atomic Energy Agency

Циклотрони

Із вбудованим захистом та без вбудованого захисту (бункерний захист) Циклотрони Використання: Всі PET радіоізотопи: F18-, C11, N13, O15 and 18F2 ‘нові’ PET радіоізотопи: I124, I123, Cu64, Y86, Br76 …

Циклотрони Класифікація: Частинки одночастинкові/багаточастинкові Протони/Дейтрони Енергія Від 7 до 18 і навіть іноді 70 МеВ Мішені Величина отримуваної радіоактивності Хімічна форма

Джерело іонів

Виробництво 11C Прискорення протонів 14N Мішень Випромінювання альфа-частинок

Виробництво 18F Прискорення протонів 18O мішень Випромінення нейтронів

Виробництво FDG Фтордезоксиглюкоза (ФДГ) Бомбардування води, збагаченої 18O пучком протонів з отриманням 18F Типовий час опромінення 2 години (один період напіврозпаду) Вода з 18F передається в модуль хімічного синтезу (synthesis module) для отримання фтордезоксиглюкози (fluorinated deoxyglucose) В модулі проходить ряд етапів синтезу, в тому числі нагрів, синтез, охолодження, фільтрування, очищення. FDG синтез проходить приблизно за одну годину

Системи синтезу для 18F

FDG Модуль

PET сканери Radiation Protection in PET/CT International Atomic Energy Agency

Реєстрація співпадань (збігів) Детектор Детектор

E = mc² = 9.11 x10-31kg x (3x108)² m/sec = 8.2 x10-14 J = 8.2 x10-14 J ÷ (1.6x10-19 J/eV) = 511 keV

Детектування емісії PET радіонукліди випромінюють позитрони PET можуть детектувати Бета-плюс частинки Гальмівне випромінювання Анігіляційні гамма-кванти Гальмівне випромінювання мале Більшість систем реєструють гамма кванти з енергією 511 кеВ

Конфігурації Повне кільце Частина кільця Неперервно обертається Плоскопанельні детектори Менша кількість ФЕП, спрощена кострукція Гамма камера 2 головки під 180o( обертаються (зараз практично не використовуються)

Сцинтилятори Na(Tl) I ефективний при 140 kеВ. Для 511 кеВ ефективність низька BGO (Bi4Ge3O12 – германат вісмуту), LSO (Lu2SiO5:Ce – монокристалічний силікат лютеція), GSO (ортосилікат гадолінію) та LYSO (окси-ортосилікат ітрій лютецію) – сцинтилятори, які широко використовуються в PET(ПЕТ) сканерах

Сканерні Детектори

Повнокільцева система

Істинні і фонові співпадання (збіги)

Фон Розсіяння (Scatter) Залежить від форми і розмірів пацієнта Можлива комп”ютерна корекція при обробці даних Випадкові співпадання-збіги (Randoms) Кількість randoms може перевищувати кількість істинних співпадань (збігів) Враховуються і коригуються завдяки Зменшенню вікна співпадань Вимірюванню випадкових співпадань ( delayed coincidence window)

Фонові Randoms and scatter погіршують і якісно і кількісно

2D and 3D 2D Міжзрізові діафрагми Низький рівень фону розсіяних і випадкових квантів 3D Міжзрізові діафрагми відсутні Висока чутливість (x10) Високий фон

Стандартні величини захвату РФП Standard Uptake Value (SUV) SUV = Activity in ROI (MBq) / vol (ml) Injected activity (MBq)/patient weight (g) більший SUV, більший ризик захворювання Відносна величина ROI

КТ сканери Radiation Protection in PET/CT International Atomic Energy Agency

Комп’ютерна томографія Знімки комп”ютерної томографії забезпечують високу якість зображеннь, які відображають поперечні зрізи тіла пацієнта. Частини тіла не відображаються на знімках як суперпозиція (проекція) зображень (що характерно для звичайної рентгенодіагностики) Забезпечуються низькоконтрастні зображення для кращого відображення м”яких тканин, але при цьому отримується збільшена доза

Комп”ютерна томографія КТ рентгенівську трубку, яка обертається, з пучком у формі тонкого зрізу (біля 1 - 10 мм) “Зображення” проста матриця з різними інтенсивностями рентгенівського випромінювання, і багато таких матриць використовуються для створення повного КТ зображення, що є “зрізом” через тіло пацієнта

Конверсія в КТ число (CT number) Спочатку вимірюється розподіл величин Ці величини масштабуються (нормалізуються) до води для отримання КТ-числа (CT number) - шкала Хаунсфілда

Рентгенівська трубка Матриця детекторів з коліматором Внутрішня частина КТ

Принцип спірального (helical, spiral) сканування Одночасне обертання рентгенівської трубки при русі тіла пацієнта по осі КТ – суттєве прискорення процедури Геометрія сканування Неперевний набір даних Рентгенівська трубка Напрямок руху пацієнта

Покоління КТ 1-е покоління (1973 рік) – одна трубка-один детектор, оберт на шар, один зріз за 4 хвилини 2-е покоління - віяльний тип конструкції (кілька декторів), 20 сек. 3-е покоління – перші спіральні томографи 4-покоління – датчики по всьому колу, обертається тільки трубка -> час обертання зменшився до 0.7 секунди Покоління багатозрізових КТ

Спіральні КТ томографи Використовується “slip ring” для забезпечення живлення та зйому сигналів

A Look Inside a Slip Ring CT X Ray Tube Detector Array Slip Ring Note: how most of the electronics is placed on the rotating gantry

Багатозрізова комп”ютерна томографія Один зріз замінено двома в 1990-тих (вперше в 1992 році) В 2004-2006 роках 2-, 4- та 8-slice сканери замінено 16-slice and 64(128)-slice сканерами , з кращою роздільною здатністю по осі Z В 2007 році 320-зрізові сканери, з кращою роздільною здатністю по осі Z

Multislice CT

Спілальні КТ Спіральні і спіральні багатозрізові КТ: Переваги: Менші дози: Зменшення одного обслідування (shorter examination times) Заміна тонких зрізів з перекриттям (high quality 3D display) реконструкцією одного неперервного спірального зрізу

Pitch ratio of the distance the table travels per rotation to the x-ray beam width Number rotations 10 5 2.5 Slice thickness 10 10 10 10 10 Table movement per rotation 10 15 20 30 40 Pitch 1 1.5 2 3 4 Dose 10 7.5 5 3.33 2.5

Pitchx Definition = beam pitch Pitchx = Table travel per rotation Slice width (or beam width) 10 15 = 1.5 10 20 = 2.0

Досягнення з КТ за 2008 1/3 секунди обертання трубки 10-30 сек скан всього тіла 0.4-0.6 мм просторова роздільна здатність по всім напрямкам 64-320 багатодетекторні зрізи > 1000 мм діапазон сканування 3-20 мЗв дози (в середньому = 10 мЗв)

PET/CT Radiation Protection in PET/CT International Atomic Energy Agency

PET/CT Точна реєстрація КТ дані використовуються для оцінки фону розсіяних квантів і ослаблення випромінювання Використання Локалізація анатомії Моніторний контроль при терапії Планування променевої терапії

ПЕТ/КТ (PET/CT) сканер PET scanner CT unit

Ослаблення 511 кеВ гамма-квантів Взаємодія з тілом пацієнта в основному через комптонівське розсіяння Коефіцієнт ослаблення для грудної клітки може досягати 50 Зменшена видимість глибоких локалізацій Зменшена точність

PET/CT CT PET Survey scan CT Reconstruction algorithm Attenuation correction PET Fused Image

Scan Process CT сканування робиться першим Повне КТ сканування порядку секунди Далі ПЕТ сканування проводиться