Perfusion tracer O15water
Glucose metabolism tracer
Pozitron Emissziós Tomográfia
Normal heart Tracer for receptor binding
PET technika, korrekciók Normal brain
Amino acid metabolism tracer Low-grade Lowglioma
Balkay lászló Debreceni Egyetem Nukleáris Medicina intézet
Radiofarmakon szintézis I.
Radiofarmakon szintézis II.
A PET vizsgálatokban használt radionuklidok fizikai jellemzıi Radionuklid
Felezési idı
Magreakció
Példák radiofarmakon okra
O15
2.0 perc
N14 (d,n) O15
O152, C15O2, C15O
N13
10.0 perc
O16(p,α) N13
N13H3, N132
C11
20.4 perc
N14(p,α)C 11
C11O2, C11O, C11H3I
F18
110 perc
O18(p,n) F18
F182, NaF18, F18DG
Br76
16 óra
As75(He,2n) Br76
Br762
Cu64
12,8 óra
Ni64(p,n) Cu64
Cu64-ATSM,
4.2nap
Te124(d,2n) I124
Na124I
I124
A PET módszer kialakulása IV Izotópok és radiofarmakonok fejlıdése 1950-1975. Csak O-15, Ga-68 izotópok: H2O, CO2, CO, Ga-ATP 1976F-18, N-13,C-11 izotópok
1980-1990 Orvosi ciklotronok fejlesztése
PET adatgyüjtés Āⁿł Āⁿł ā Á ıı ıı
ñǩṭǩṭō ōḍXł
ñāṭƮłṣ ñāṭƮłṣ Á ıı ıı
ōⁿḍǩⁿ Á ı ı
ñāṭƮłṣ ṣṭƮłʸ Xōư ṣ Đḍı Āḍṭō
ñāṭƮłṣ ōⁿḍǩⁿ Āḍṭ
X ñāṭƮłṣ XX X Xⁿǩā ṣ Đḍı Āḍṭō
ṣṭƮłʸ Xłō łō
łⁿ X
ńʸǩṣ ḍṭ şⁿōā
A rekonstrukció szerepe
PET Scintillators
A PET készülékekben leggyakrabban alkalmazott inorganikus szcintillátorok fizikai jellemzıi
• NaI (TI) (1940s, Hofstadter) (ECAT II-1977, ADAC CPET-1996)
• BGO (1970s, Weber) (ECAT 911-1982, GE Advance1994)
• GSO (1980s, Takagi) (Scanditronix PC-2048, 1983)
• LSO (1990s, Melcher) (ECAT ACCEL-2000)
Az Anger logika
X = A / (A+B)
Y
Y = C / (C+D) E = A+B+C+D X A, B, C ,D az ellenállásháló négy sarokjele E : A gamma foton energiájával arányos elektromos jel
Time window < 10 ns !!
Térbeli Felbontás
SR = 1.25 * ( p r2 + ss 2 ) + ( 0.0022 * ds ) 2 + ( cw / 2 ) 2 + ( be ) 2
PET térbeli felbontása II
Gamma noncollinearity
Térbeli Felbontás III (Szimuláció) Humán PET (D~70 cm)
Annihilation gives
511 keV
• 2x 511 keV gamma rays • ~ 180 degrees apart • Line of response
e+ e511 keV
Resolution blurring: Positron range & gamma noncollinearity
Kisállat PET (D~20 cm) 23
Important Detector Properties
Important Detector Properties -
Detection efficiency (sensitivity, stopping power)
-
- Reduces noise from counting statistics
Time resolution (∆t) - Affects acceptance of random coincidences
- Currently > ~ 30% (singles)
- Currently ~ 1 - 10 ns - Time-of-flight (TOF)?
- c = ~ 1 ft/ns - Need << 1 ns resolution
Random ~ S1*S2*∆t 1M Events
55M Events
Random (accidental) coincidence
25
26
Important Detector Properties -
What is Measured with PET b
Energy resolution - Scattered gammas change direction AND lose energy - Affects acceptance of scattered coincidences - Currently ~ 20%
-
511 keV 511 keV
400 keV
Random coincidence
True coincidence
(~2τ . singles2) a
Deadtime
Scattered coincidence
- Handle MHz count rates!
Coincidence?
Yab = Nab(AabTab + Sab + Rab)
Record event
Scatter and Attenuation 27
What is measured
Normalization Attenuation
Trues Scatter Randoms
Gyengítés/szórás korrekció No GYK és SZK
GYK és SZK
Our PET is growing up From P. Vernon, GE
PETPET-CT kamerák
Siemens Biograph Hirez
GE Discovery ST Elite
Philips Gemini GXL/TF
CT (SOMATOMEmotion DUO)
Hodgkin Lymphoma
- Topogram (scout) - Spiral scan (<1 min)
Normal Lymphoma
PET
(6 min)
FDG Bed
CT H.S., 266-12-51 Images courtesy of Dr. Johannes Czernin, University of California, Los Angeles
KVs mAs Slice
15 mCi 1 min
(1 min) 130 kV 75 mA 5 mm
Az együttes vizsgálat elınyei: 2. Tökéletesebb korrekciók a PET képrekonstrukció során corrected
PET (LSO) - 1 to 4 min/ bed position - 7 bed positions
no corrections
microPET technológia
Legújabb eredmények a PET-MRI leképzési módszerrel
Rat F18DG Rat D2 (F18FMT)
Az MRI fımágnese
A PET detektálás elve
ñǩṭǩṭō ōḍXł
Āⁿł Āⁿł ā Á ıı ıı
ñāṭƮłṣ ñāṭƮłṣ Á ıı ıı
ōⁿḍǩⁿ Á ı ı
ñāṭƮłṣ ṣṭƮłʸ Xōư ṣ Đḍı Āḍṭō
ñāṭƮłṣ ōⁿḍǩⁿ Āḍṭ
X ñāṭƮłṣ XX X Xⁿǩā ṣ Đḍı Āḍṭō
ṣṭƮłʸ Xłō łō
łⁿ X
Mágneses tér hatása a PET detektorokra
ńʸǩṣ ḍṭ şⁿōā
Jelenleg alkalmazható (vagy kutatásfejlesztés alatt álló) PET fotodetektorok • PMT (fotoelektronsokszorozók) • APD (avalanche photodiode: lavina fotodióda) •GAPD /SiPM/ (Geiger mode APD)
Eur J Nucl Med Mol Imaging (2009) 36 (Suppl 1):S69–S85
Az elsı humán agyi PET-MRI
(Tübingen,
Németország)
A humán PET-MRI kamera detektora
Reprezentatív FDG kép a PET-MRI kamerával
FDG agyi halmozási kép egy mai korszerő PET készülékkel (betegvizsgálati kép)
Kisállat leképzésre alkalmas PET-MRI (Caltech USA, Tübingen Németország)
A PET győrő érzékenységének változása az MRI különbözı üzemmódjai mellett
A kisállat PET-MRI kamera detektora
Reprezentatív PET-MRI képek egér vizsgálatból
Jelenleg alkalmazható (vagy kutatásfejlesztés alatt álló) PET fotodetektorok
A PET fotodetektorok fontosabb tulajdonságai
• PMT (fotoelektronsokszorozók) • APD (avalanche photodiode: lavina fotodióda) •GAPD /SiPM/ (Geiger mode APD)
APD-LSO alapú PET fotodetektorok jelenlegi tulajdonságai
A SiPM a legígéretesebb optikai detektor az MRI-PET-hez, azonban számos tulajdonsága még további fejlesztést igényel • magas háttéráram • az erısítés hımérsékletfüggése • magas ár
SiPM-LSO alapú PET fotodetektorok jelenlegi tulajdonságai
