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Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I II 1 FISICA delle APPARECCHIATURE per MEDICINA NUCLEARE (lezione II) Anno Accademico 2006-2007 Corso.

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1 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I II 1 FISICA delle APPARECCHIATURE per MEDICINA NUCLEARE (lezione II) Anno Accademico Corso di Laurea in Tecniche Sanitarie di Radiologia Medica per Immagini e Radioterapia Marta Ruspa

2 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I II 2 TACSPECT direzione del fotone:congiungente la sorgente X e il rivelatore informazione strutturale determinata dallassorbimento dei fotoni ( ) risoluzione spaziale 1 mm direzione del fotone: definita dai collimatori informazione funzionale determinata dallattività della sorgente I o (necessario correggere per attenuazione) risoluzione spaziale ~ 5 mm rivelatore + collimatori sorgente x Tubo raggi X X rivelatore I0I0 I x ( ) (Io)(Io) I0I0 Differenze tra SPECT e TAC γ

3 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I II 3 Limmagine che risulta da una gammacamera e la mappa in due dimensioni dellattivita nellorgano sotto esame, essenzialmente - quanti fotoni sono emessi efficienza di conteggio - dove sono emessi risoluzione spaziale Requisiti essenziali per una buona misura sono dunque lefficienza di conteggio e la risoluzione spaziale La misura idealmente dovrebbe riguardare TUTTI E SOLI i fotoni che arrivano dal punto di emissione; in realta: - LATTENUAZIONE impedisce che arrivino tutti quelli emessi - LA DIFFUSIONE fa si che arrivino allo scintillatore non sono i fotoni provenienti dal punto di emissione ma anche fotoni diffusi Gammacamera: che cosa misura

4 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I II 4 Gammacamera: rivelatore Tra i numerosi tipi di scintillatori vi sono cristalli inorganici, cristalli organici, scintillatori plastici e soluzioni. I più diffusi sono i cristalli di ioduro di sodio attivato al tallio NaI(Tl). La molecola del materiale cristallino può essere vista come organizzata su diversi livelli o bande, entro i quali sono distribuiti gli elettroni. Tra le bande vi e un livello proibito: gli elettroni non possono assumere livelli energetici in esso compresi, mentre normalmente si distribuiscono nella banda di valenza. Se ricevono unenergia sufficiente gli elettroni possono lasciare la banda di valenza, scavalcare il livello proibito e raggiungere la banda di conduzione; tale energia può essere ceduta nel corso dellinterazione con radiazioni ionizzanti. Dalla banda di conduzione gli elettroni tenderanno a ritornare a quella di valenza cedendo leccesso di energia sotto forma di fotone luminoso (il salto quantico tra le bande corrisponde alla frequenza della luce visibile).

5 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I II 5 Gammacamera: rivelatore La luce di scintillazione e emessa in modo isotropo. Viene raccolta dai PM affacciati al cristallo in misura tanto maggiore quanto piu un PM e vicino al punto di interazione.

6 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I II 6 Gammacamera: rivelatore Che cosa registra uno scintillatore?

7 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I II 7 Gammacamera: spettro gamma Che cosa registra uno scintillatore? Frequenza di conteggio in funzione dellenergia delle radiazioni incidenti. - segnale: assorbimento totale dellenergia dei fotoni gamma. - fondo: conteggi dovuti alla radiazione cosmica, ai radionuclidi presenti nei materiali costituenti il rivelatore; si ripete constantemente in ogni misura. - interferenza: radiazioni diffuse per effetto Compton. Quale e la massima energia registrabile?

8 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I II 8 Gammacamera: spettro gamma Che cosa registra uno scintillatore? Frequenza di conteggio in funzione dellenergia delle radiazioni incidenti. - segnale: assorbimento totale dellenergia dei fotoni gamma. - fondo: conteggi dovuti alla radiazione cosmica, ai radionuclidi presenti nei materiali costituenti il rivelatore; si ripete constantemente in ogni misura. - interferenza: radiazioni diffuse per effetto Compton. Quale e la massima energia registrabile? tutta lenergia del fotone, rilasciata per effetto fotoelettrico.

9 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I II 9 Gammacamera: spettro gamma Poca energia ceduta allelettrone, fotone poco deflesso Massima energia ceduta allelettrone, fotone diffuso allindietro

10 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I II 10 Gammacamera: spettro gamma Poca energia ceduta allelettrone, fotone poco deflesso Massima energia ceduta allelettrone, fotone diffuso allindietro Da dove viene la radiazione diffusa?

11 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I II 11 Gammacamera: componente diffusa Poca energia ceduta allelettrone, fotone poco deflesso Massima energia ceduta allelettrone, fotone diffuso allindietro Da dove viene la radiazione diffusa? Dal paziente, se lasciata passare dal collimatore, dallo scintillatore


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