La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 1 FISICA delle APPARECCHIATURE per MEDICINA NUCLEARE (lezione IV) Anno Accademico 2005-2006 Corso.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 1 FISICA delle APPARECCHIATURE per MEDICINA NUCLEARE (lezione IV) Anno Accademico 2005-2006 Corso."— Transcript della presentazione:

1 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 1 FISICA delle APPARECCHIATURE per MEDICINA NUCLEARE (lezione IV) 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 V 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 V 3 Fisica nella medicina nucleare diagnostica - tecniche con fotone singolo tecniche con emettitori β +

4 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 4 Positron Emission Computer Tomography Tomografia Computerizzata ad Emissione di Positroni

5 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 5 E lantiparticella dellelettrone. Stessa massa dellelettrone, carica opposta. Puo essere prodotta solo in associazione con un e - o un neutrino. Si annichila con lelettrone, producendo due fotoni Se lannichilazione avviene a riposo: i due sono emessi in direzioni opposte E = m e ·c 2 = 511 keV E=m·c 2 Che cose il positrone?

6 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 6 Positron Emission Computer Tomography Nella PET il positrone viene emesso in un decadimento β + nucleare. Percorre quindi uno spazio proporzionale alla sua energia cinetica prima di annichilare con un elettrone della materia circostante e generare due fotoni da 511 KeV emessi contemporaneamente a 180 o tra di loro. I due fotoni attraversano percorsi diversi nel tessuto e vengono rivelati in concidenza: dalle due misure di diversa attenuazione si riesce a risalire al punto in cui i fotoni sono stati emessi. N.B.: non si rivela il punto di emissione ma il punto di annichilazione limite intrinseco della risoluzione spaziale

7 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 7 Radioisotopi emettitori di positroni Per mezzo di immagini della distribuzione dei traccianti sono possibili valutazioni non invasive di svariati processi metabolici, di neurotrasmissione e di binding recettoriale, cosi come misure di processi fisiologici come il flusso sanguigno e studi selettivi e non invasivi della distribuzione regionale e della cinetica di svariati processi biochimici. Isotopi di bio-elementi! Non esistono isotopi dellidrogeno emittenti positroni ma il 18 F puo esserne un sostituto

8 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 8 18 F T 1/2 =109,8 min Studio del metabolismo dello zucchero. Aumentato utilizzo in cellule tumorali. Il radiofarmaco piu utilizzato in assoluto e il fluoro deossiglucosio (FDG) che e un analogo del glucosio avente il gruppo ossidrilico sul C 2 sostituito da un 18 F. LFDG viene incorporato nelle cellule utilizzando i medesimi sistemi di trasporto del glucosio. Radioisotopi emettitori di positroni: FDG

9 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 9 UN ESEMPIO: bisogna rivelare contemporaneamente i due fotoni che, emessi in P, giungono ai rivelatori 1 e 8 eliminando tutti i segnali spuri non coincidenti. P Rivelatore Rivelatore

10 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 10 Ricostruzione dellimmagine PET

11 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 11 Struttura esagonale Struttura circolare Ogni rivelatore può essere in coincidenza con ognuno dei rivelatori del piano opposto. Per avere un campionamento spaziale e angolare completo si ruota lintera struttura di 60 o in passi di 5 o. Anello circolare di rivelatori. Disposizione dei rivelatori

12 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 12 In (a) i fotoni non collineari, come nelle annichilazioni originate in B e C, non danno luogo a coincidenza e vengono trascurate dal dispositivo. I fotoni originati in A sono invece collineari. Vista frontale (a) e dellalto (b) di un dispositivo PET

13 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 13 Requisiti del rivelatore per PET Energia superiore alla SPECT Rivelazione in coincidenza

14 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 14 Requisiti del rivelatore per PET Numero atomico effettivo alto Elevata emissione luminosa Alta velocita di emissione Ioduro di sodio Germanato di bismuto Silicato di gadolinio Silicato di lutezio Energia superiore alla SPECT Rivelazione in coincidenza

15 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 15 Tipologie di rivelatore per PET Rivelazione in coincidenza: entro un prefissato intervallo di tempo, la cui ampiezza e regolata in modo da stabilire i limiti della condizione di contemporaneita, tenuto conto del tempo di decadimento dellemissione luminosa. Anche: gammacamere a due teste

16 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 16 Struttura esagonale (tipica di rivelatori NaI) Struttura circolare (tipica di rivelatori BGO) Ogni rivelatore può essere in coincidenza con ognuno dei rivelatori del piano opposto. Per avere un campionamento spaziale e angolare completo si ruota lintera struttura di 60 o in passi di 5 o. Anello circolare di rivelatori. Disposizione dei rivelatori

17 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 17 Rivelatori a blocchi Blocco di rivelatori (1 PM)Singolo rivelatore N.B.: acquisizioni entro una finestra energetica come nella gammacamera Anelli di blocchi

18 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 18 Eventi di rumore nella PET Eventi di scatter (diffusione), coincidenze random o multiple aumentano il tempo morto e rovinano la qualita dellimmagine (Compton, perdono la corretta informazione spaziale originale)

19 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 19 Setti interplanari Riduzione degli eventi Compton entro il campo di vista (scatter) e degli eventi random provenienti da sorgenti fuori dal campo di vista MA penalizzano lefficienza

20 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 20 Nelle acquisizioni 3D i setti interplanari vengono rimossi e si registrano coincidenze tra rivelatori alloggiati in qualsiasi combinazione di anelli Ne risulta un aumento di un fattore 6 in efficienza, ma che cosa succede al rumore di fondo? SCATTERsetti interplanari3D cuore: 14-15%60-70% cervello:8-9%35-40% Acquisizioni 3D

21 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 21 Eventi di scatter Gli eventi di scatter si possono contenere riducendo la finestra energetica, a spese pero dellefficienza (a causa della cattiva risoluzione energetica del BGO).

22 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 22 Coincidenze random Si usano con successo circuiti di coincidenze ritardate, che utilizzano finestre temporali ritardate in modo tale che non possano essere rivelate in esse delle coincidenze true (un ritardo di 100 ns rispetto ai ns usuali e adeguato). In tali finestre sono quindi registrate solo le coincidenze casuali, che vengono poi adeguatemente sottratte.

23 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 23 Requisiti del rivelatore per PET Numero atomico effettivo alto Quanta piu intensa luce possibile rivelata Indice di rifrazione e lunghezza donda (accoppiamento con fotocatodo) Ioduro di sodio Germanato di bismuto Silicato di gadolinio Silicato di lutezio

24 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 24 Rivelatore NaI

25 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 25 Rivelatore NaI Efficienza Risoluzione spaziale

26 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 26 BGO vs NaI Risoluzione energetica N.B.: gli eventi di scatter si situano nello spettro Compton

27 Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 27 BGO vs NaI I rivelatori NaI hanno il vantaggio indubbio di una migliore risoluzione spaziale ed energetica, ma sono altamente penalizzati per la scarsa efficienza allenergia di 500 KeV


Scaricare ppt "Fisica delle Macchine per Medicina Nucleare, lez. I V 1 FISICA delle APPARECCHIATURE per MEDICINA NUCLEARE (lezione IV) Anno Accademico 2005-2006 Corso."

Presentazioni simili


Annunci Google