Prístroje na detekciu žiarenia

Παρουσίαση με θέμα: "Prístroje na detekciu žiarenia"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Prístroje na detekciu žiarenia
NUKLEÁRNA MEDICÍNA Prístroje na detekciu žiarenia Kolimácia pri detekcii žiarenia 01

2 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Konštrukčné usporiadanie detekčného systému gamakamery Obr.: Schéma detekčného systému gamakamery 02

3 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Aby bolo možné získať obraz rozloženia rádiofarmaka v tele pacienta je nutné a žiaduce detekovať iba tie fotóny žiarenia gama, ktoré sa pohybujú v určenom smere. Žiadaný smer je určený konštrukčným usporiadaním gamakamery a rekonštrukčnými algoritmami pre tvorbu obrazu. Fotóny gama nie je možné fokusovať tak ako je to možné v optike pri fotónoch svetla s použitím šošoviek. V prípade jednofotónovej emisnej tomografie sa za účelom eliminácie fotónov gama z nežiaducich smerov používajú zariadenia – kolimátory. 03

4 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Kolimátor Kolimátor je clona, vyrobená z tienaiaceho materiálu (najčastejšie olova, alebo volfrámu) ktorá vymedzuje smer fotónov, dopadajúcich na scintilačný kryštál a tiež zorné pole gamakamery. Najčastejšie je to platňa s väčším počtom husto a rovnomerne rozmiestnených otvorov určitého tvaru, veľkosti a smeru. Bez oslabenia prechádzajú kolimátorom len fotóny letiace v smere osi otvorov kolimátora. Ostatné fotóny prichádzajúce z iných smerov sú absorbované v olovených prepážkach (septách) medzi otvormi, na kryštál nedopadajú a nie sú detekované. 04

5 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Rozdelenie kolimátorov Kolimátory možno deliť z viacerých hľadísk, no vo všeobecnosti ich rozdeľujeme podľa: Sklonu otvorov kolimátora Energie detekovaného žiarenia gama Rozlíšenia/citlivosti, ktoré je možné s ich použitím dosiahnuť 05

6 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Rozdelenie podľa sklonu otvorov kolimátora 1.) Kolimátory s paralelnými otvormi 2.) Kolimátory so šikmými otvormi 06

7 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Rozdelenie podľa energie detekovaného žiarenia 07

8 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Rozdelenie podľa energie detekovaného žiarenia 1.) Kolimátory pre nízke energie Najčastejšie používané pre 99mTc (140 keV). Sú subtílnejšej konštrukcie s veľkým počtom drobných otvorov s pomerne tenkými prepážkami mm. 2.) Kolimátory pre stredné energie Najčastejšie používané pre 67Ga (93, 185, 300 keV) a 111In (171, 245 keV). Majú robustnejšiu konštrukciu s prepážkami mm. 3.) Kolimátory pre vysoké energie Najčastejšie používané pre 131I (364 keV). Majú robustnejšiu konštrukciu s prepážkami mm. 08

9 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Rozdelenie podľa energie detekovaného žiarenia Obr.: Paralelné kolimátory podľa energetickej triedy detekovaného žiarenia. 09

10 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Rozdelenie podľa rozlíšenia/citlivosti 1.) Kolimátory s vysokou citlivosťou (HS – High Sensitivity) Majú pomerne krátke a veľké otvory a tenké prepážky, aby kolimátorom prešlo čo najviac fotónov gama z väčšieho priestorového uhla pre každý otvor. S touto zvýšenou citlivosťou sa však spája výrazne horšia rozlišovacia schopnosť, ktorá sa pomerne rýchlo zhoršuje so vzdialenosťou od čela kolimátora. Kolimátory HS sa používajú pomerne zriedka. 2.) Kolimátory s vysokým rozlíšením (HR – High Resolution) Majú dlhšie a drobnejšie otvory (cca 1-2 mm) s tenkými prepážkami (cca 0,2 – 0,4 mm), takže každý otvor sníma žiarenie z pomerne malého priestorového uhla. Vyššie rozlíšenie amozrejme vedie k nižšej citlivosti ( detekčnej účinnosti ). Tento kolimátor sa v súčasnosti javí ako jeden z optimálnych pre detekciu žiarenia gama. 10

11 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Rozdelenie podľa rozlíšenia/citlivosti 3.) Kolimátory s ultra vysokým rozlíšením (UHR – Ultra Heigh Resolution) Majú dlehé a veľmi drobné otvory (cca 1 mm) s dostatočne tenkými prepážkami (cca 0,1 - 0,2 mm), čo zaručuje veľmi dobrú rozlišovaciu schopnosť. Citlivosť je však výrazne znížená → až 4-násobne. Používa sa veľmi zriedka. 4.) Kolimátory s vhodným pomerom rozlíšenie/citlivosť (AP – All Purpose) Spolu s HR kolimátorom je najčastejšie používaný v bežnej praxi. 11

12 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Kolimátor typu Pinhole d – veľkosť otvoru pinhole kolimátora α – uhol pinhole kolimátora h – výška pinhole kolimátora x – vzdialenosť zobrazovaného objektu (zdroja) od čela kolimátora θ – uhol, pod ktorým vniká fotón gama do kolimátora Kolimátor typu Pinhole sa používa pri zobrazovaní malých orgánov (štítna žľaza, obličky, bedrové kĺby u novorodencov). 12

13 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Kolimátor typu Pinhole Kolimátor typu pinhole má jeden otvor v olove (alebo wolfráme) o priemere 3 až 5 mm ( prípadne obsahuje súbor nadstavcov s otvormi rôznych priemerov ). Kolimátor typu pinhole má tieto vlastnosti: Poskytuje prevrátený a zväčšený obraz snímaného objektu. Zväčšenie klesá s rastúcou vzdialenosťou objektu od čela. Vykazuje veľmi dobré priestorové rozlíšenie v prípade, že zobrazovaný objekt je od neho vo veľmi malej vzdialenosti. Nevýhodou kolimátorov pinhole je ich nízka citlivosť v porovnaní s kolimátormi s paralelnými otvormi a skreslenie obrazu zvlášt pri zobrazovaní objektov s  veľkou hrúbkou. 13

14 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Kolimátor typu Fan beam x – vzdialenosť zobrazovaného objektu (zdroja) od čela kolimátora f – ohnisková vzdialenosť Kolimátor typu Fan beam je konvergentný kolimátor, používa sa pri SPECT vyšetreniach mozgu. 14

15 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Kolimátor s paralelnými otvormi d – veľkosť otvoru kolimátora t – šírka prepážky (septa) medzi otvormi kolimátora h – výška paralelného kolimátora x – vzdialenosť zobrazovaného objektu (zdroja) od čela kolimátora Je v rôznych obmenách (LEAP, LEHR, MEGP, HEHR) najviac používaným kolimátorom v nukleárnej medicíne. 15

16 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Kolimátor s paralelnými otvormi μ – koeficient lineárnej atenuácie 16

17 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Kolimátor s paralelnými otvormi Obr.: Vplyv vzdialenosti od čela kolimátora na rozlíšenie v obraze. 17

18 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Typy kolimátorov a zobrazenie v kryštáli 18

19 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Systémové rozlíšenie: gamakamera + kolimátor 19

20 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Systémové rozlíšenie: gamakamera + kolimátor 20

21 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Charakteristiky kolimátorov 21

22 Kolimácia pri detekcii žiarenia
Ďakujem za pozornosť! 22