slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Применение быстрых сцинтилляторов в позитронно-эмиссионной томРPowerPoint Presentation
Download Presentation
Применение быстрых сцинтилляторов в позитронно-эмиссионной томÐ

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 27

Применение быстрых сцинтилляторов в позитронно-эмиссионной томР- PowerPoint PPT Presentation


  • 186 Views
  • Uploaded on

План : Введение в ПЭТ ПЭТ с временным каналом Исследование быстрых сцинтилляторов Новые перспективы ПЭТ Заключение. Применение быстрых сцинтилляторов в позитронно-эмиссионной томографии. С. В. Косьяненко Петербургский институт ядерной физики 3 1 Января 2012 г. Введение в ПЭТ.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Применение быстрых сцинтилляторов в позитронно-эмиссионной томÐ' - hyatt-black


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1
План:

Введение в ПЭТ

ПЭТ с временным каналом

Исследование быстрых сцинтилляторов

Новые перспективы ПЭТ

Заключение

Применение быстрых сцинтилляторов в позитронно-эмиссионной томографии

С. В. Косьяненко

Петербургский институт ядерной физики

31 Января 2012 г.

slide2

Введение в ПЭТ

1: Инъекция радиоактивного медикамента
  • Медикамент помечен позитронным (+) радионуклидом.
  • Эквивалентная доза облучения 5-7 мЗв.
  • Например:
  • Естественное фоновое ионизирующее излучение в среднем за год равно 2,4 мЗв.
  • Для персонала атомной электростанции доза облучения за год не должна превышать 50 мЗв
slide3
•Легко внедряются в активный медикамент

•Время жизни около 2-х часов

•Легко производятся.

Применяемые радионуклиды

18Fвремя жизни110мин.

15O, 11C, 13Nвремя жизни 2, 20, 10 мин.

Rb82время жизни 75 сек

slide4
Популярный радиофарм препарат

Фтордезоксиглюкоза

Фтордезоксиглюкоза ( ФДГ, FDG) — биологический аналог глюкозы. Полное название 2-фтор-2-дезокси-D-глюкоза. Молекула содержит радиоактивный (позитрон-излучающий) фтор 18.

Глюко́за

slide5
2: Детектирование радиоактивного распада
  • Радионуклид распадается через +.
  • +аннигилирует с e–в тканис испусканием в противоположные стороны фотонных пар с энергией каждого фотона 511 кэВ, которые регистрируются детекторами.
  • Место нахождения позитрона определяется парой детекторов (хордой).
slide6
Многослойная ПЭТ камера

Сцинтиллятор

Свинцовая защита

Вольфрамовые перегородки

slide7
Актуальные сцинтилляторы для ПЭТ

BGO – Bi4Ge3O12,

LSO – Lu2SiO5(Ce)

YSO – Y2SiO5(Ce)

GSO – Gd2SiO5(Ce)

LYSO – Lu1.8Y0.2SiO5(Ce)

slide8

1-мерная горизонтальная проекция

1-мерная вертикальная проекция

3: Реконструкция изображения

2-мерный объект

Реконструкция объекта получается после реконструкции всех 1-мерныхпроекций

2-мерного объекта

slide9
Коррекция ослабления

В ПЭТ используют карту разности плотностей всего исследуемого тела, которую применяют для коррекции ослабления.

+источник

  • Используется внешний позитронный источник.
  • Источник вращается воrруг пациента для измерения всех хорд.

В современной ПЭТ для коррекции ослабления используют КТ или МРТ

Из-за ослабления может «потеряться» от 50 % до 95% всех полезных событий

slide10
Применение коррекции ослабления

ПЭТ без коррекции ослабления

ПЭТ с коррекцией ослабления

Компьютерная томография

slide11

500 псвременное разрешение

 8 смfwhmлокализация

ПЭТ с временным каналом

А: Времяпролётная ПЭТ
  • Локализация источника вдоль хорды.
  • Улучшение соотношения сигнала к шуму (ССШ, SNR).

c = 30см/нс

Достигнутое временное разрешение для двух LSO составляет 300 пс→ 5 см (dX). При размере объекта D=40 см, шум уменьшается в 3-и раза.

slide12
Б: Времяпролётная ПЭТ

Источник распада может находится в любом месте хорды

Источник локализуется на хорде в соответствии с временным разрешением

slide13
В: Времяпролётная ПЭТ

Если временное разрешение составит ~ 15 пс, то место аннигиляции позитрона и электрона будет определенно с точностью ~2,5 мм и не будет требоваться восстановления изображения. (Изображение из University of Tubingen.)

slide14
Изображения ПЭТ без ВП и с ВП

ВП ПЭТ изображение, полученное с помощью Phillips Gemini TOF PET сканера при временном разрешении 600 пс. (Фото PhilipsMedicalSystems.)

slide15
ПЭТ сканер
  • Диаметр сканера ~60 см.
  • От 24 до 48 слоёв, покрывает 15 смвдоль оси.
  • 4–5 мм fwhm пространственное разрешение.
  • ~2% угловой захват.
  • Стоимость $1 – $2 миллиона.

Images courtesy of GE Medical Systems and Siemens / CTI PET Systems

slide17
Блоки сцинтилляторов

А. Ранее использовались BGO блоки 6х6х30 мм3 в матрице 8х8.

В. Современный ПЭТ сканер содержит LSO блоки 4х4х35 мм3 в матрице 13х13.

Photo of Siemens Medical Solutions

slide18
Фундаментальные ограничения пространственного разрешения
slide19
Параллакс
  • Пространственно разрешение ухудшается по мере удаления хорды от диаметра.
  • Данный «вредный» эффект может быть удалён за счёт измерения глубины остановки гамма кванта (DOI).
slide20
Коррекция параллакса

Коррекция параллакса происходит за счёт использования двух сцинтилляторов с отличающимися временами высвечивания

http://www.bioscan.com/molecular-imaging/biopet-ct

slide21
Рассеяние Комптона
  • Комптоновское рассеяние возникает в пациенте. Рассеянные гамма кванты создают фон.
  • Фон уменьшается с улучшением амплитудного разрешения детектора.

Scatter Length ≈ 10 cm

slide22

Исследование быстрых сцинтилляторов

Техническое обеспечение
  • Спектрофотометр на длины волн185-1000 нм.
  • Установка для исследования спектров рентгенолюминесценции в диапазоне185-1000 нм.
  • Установка для изучения кинетики люминесценции.
  • Установка для измерения малых временных интервалов > 50 пс.
slide23
Статус

Спектрофотометр

185-1000 нм.

Создана установка для исследования спектроврентгенолюминесценции в диапазоне185-1000 нм.

slide24
Установка для изучения кинетики люминесценции
  • Спектрометр 180-1000 нм. (+)
  • Найден разработчик импульсного рентгеновского излучателя с энергией10-100 кэВ и длительностьюимпульса ~1 нс. (-)
  • Быстрый осциллограф 4 ГГц. (+)
slide25
Установка для измерения малых временных интервалов > 50 пс

Стандартная методика

  • PMTwith TTS 150 ps. (+)
  • TDC (-)
  • CFD (-)
  • Amplifier (-)
  • Soft (-)

Альтернативная методика

  • PMTwith TTS 150 ps.(+)
  • Digitizer 2 ch, 4 GHz (-)
  • Amplifier (-)
  • Soft (-)
slide26
Новые перспективы ПЭТ

Коррекция параллакса

Для определения точки остановки гамма кванта в сцинтилляторе перспективно применять нейронные сети или другие обучающиеся многопараметрические методы

NDIP –20 June 2008, Ruud Vinke

slide27
Создать комплекс оборудования для исследования спектральных и временных характеристик сцинтилляторов.

Создать временной канал для измерения временного разрешения испытуемых образцов.

Развить времяпролётную методику.

Расширить объём изучаемых образцов M 1-xRx F 2+x (М=Sr, Cd, Pb, Hg; R-редкиеземли, Al, Ga, In, Tl, Bi) и др. сцинтилляторы.

Создать прототип ВП ПЭТ.

NIM PhysRes A 2009 Vol 610 Issue 1 p335-337

Optical Materials 2010 vol 32 p 1291-1293

Bulletin of the RAS. Physics 2011 vol 75 № 7 pp 1011-1014

Физика твердого тела 2010 том 52 вып 9 с 1780-1784

NIM PhysRes A doi:10.1016/j.nima.2011.11.080.

Заключение