Samenvatting Minor PCM (PET/CT/MRI) jaar 3
Fysica van de PET
Hanzehogeschool Groningen
Inclusief colleges, flitscolleges, literatuur.
Door Celine en Ilona
• Technetium-99m • SPECT en PET • Gammacamera's • SPECT-CT • PET-CT GE • Philips brengt PET
radiotracers met een resolutie MRI op de markt
van 5 mm (Eindhovens
dagblad)
POSITRON EMISSIE TOMOGRAFIE
• Een positron (e+) met variabele energie.
• Positron recombineert (annihileert met elektron en
genereert 2 fotonen.
o Van ieder 511 keV (wet van behoud van
energie)
o Onder hoek van 180 graden (wet van behoud
van impuls)
RESPONSE TIME DETECTOR
• Start zodra detector A signaal ontvangt
• Sluit zodra signaal detector B is uitgedoofd
• Hoe sneller de detector reageert, hoe meer signaal het kan verwerken.
,SIGNAL DECAY TIME
• De tijd die het kost voordat het scintillatiemateriaal het signaal
verwerkt heeft.
• Ideaal: ieder foton wordt omgezet in een puls en verder verwerkt;
ook bij een hoge countrate.
• Nodig snelle decay time
o Verlaging dode tijd
o Verlaging randoms
• Dode tijd mag niet meer dan 50% zijn anders krijg je het pile-up effect (opstapeling). De huidige
generatie PET/CT's is dit geen enkel probleem. In de hardware wordt de dode tijd per detectorblok
gemeten.
DETECTION EVENTS (LB NG HFDST 3.4.4 SPECT ACQ. (MATRIX- VOXEL-
RECONSTRUCTIETIJD)
• Elke keer als er een signaal wordt gedetecteerd, heb je een detection event.
• Zo snel mogelijk:
o Signaal ontvangen
o Bepaalde hoeveelheid licht
ontvangen
o Signaal B starten
SOORTEN COÏNCIDENTIE EVENTS
TRUE
Werkelijk
Correcte coïncidentie op de LOR.
Beide annihilatiefotonen bereiken zonder interactie 2 detectoren waar ze gedetecteerd
zullen worden
SCATTERED
Verstrooide coïncidentie
1 van de annihilatiefotonen ondergaat een interactie in het weefsel van een patiënt
Een 2e wordt verstrooid en verandert van richting, waarna het alsnog gedetecteerd wordt
in een detector
, RANDOM
Toevallige coïncidentie/false
2 niet-gerelateerde annihilatiefotonen worden door toeval binnen het
coïncidentelvenster gemeten.
MULTIPELE
2 of meer correct gedetecteerde annihilatie, of een correcte annihilatie met een single.
Door gelijktijdige detectie is het onduidelijk welke LOR’s correct zijn.
• Afwijkingen van de true coïncidenties veroorzaken ruis
STOPPING POWER
• Gemiddelde afstand welke door een foton wordt afgelegd in het
kristal, voordat het zijn energie afgeeft.
• Hoe hoger de dichtheid, hoe meer het foton wordt geremd door het
kristal.
• Zoveel mogelijk fotonen energie afgeven betekent een hoge
sensitiviteit
• Voor 511 keV: hoge verzwakkingscoëfficient (μ)
o Hoge dichtheid scintillatiemateriaal
o Korte attenuation length
LIGHT OUTPUT
• Hoeveelheid licht dat het scintillatiemateriaal
opbrengt, bij de overdracht van de fotonenergie.
• Kortere pieken kunnen beter verwerkt worden dan
lange pieken.
o Coïncidentiewindow
o Energieresolutie
ENERGIERESOLUTIE
• Hoe goed kan de detector de fotonenergieën onderscheiden?
o Scatter weren d.m.v. energiediscriminatie
o Uitgedrukt in Full Width at Half Maximum
Figuur 2 FWHM -> de breedte van een spectrale lijn
bij de helft van de maximale intensiteit. Geeft aan
hoe "scherp" of "smal" de lijn is. Smalle lijn heeft een
Figuur 1 rechts zal meer ruis aanwezig zijn. klein FWHM, de meting is nauwkeurig en er is weinig
verstrooiing of spreiding van gegevens.
,SCINTILLATIEMATERIALEN
NaI Zeer hoge lichtopbrengst → dus goede energie resolutie
Lange signal decay-time → hoge dode tijd/ veel random NaI BaF2 BGO LSO GSO
coincidence, duurt lang voordat je weer een nieuw foton Effective atomic no. 51 54 74 66 59
(Z)
kan registreren. Lin. atten. coef. 0,34 0,44 0,92 0,87 0,62
Lage stopping power (cm-1)
Index of refraction 1,85 2,15 1,82 1,85
BGO Lage lichtopbrengst Light yield 100 5 15 75 41
Lange signal decay time → Kan geen hoge countsnelheden [%NaI:Tl]
Decay const. (nS) 230 0,8 300 40 56
aan Fragile Yes Slight No No No
Hoge stopping power → hoge dichteid Hygroscopic Yes No No No No
sctintillatiemateriaal, hoge sensitiviteit
LSO Hoge lichtopbrengst → wel lager dan NaI, E.res minder dan
NaI
Zeer korte signal decay-time
Hoge stopping power
Natuurlijk isotoop → 176-Lutetium, HVT 3,8*1010 jaar, ß--
straling
+ gammafotonen 88-400 keV
• Effective atomic no. (Z): Dichtheid van het scintillatiemateriaal
• Lin. Atten. coëfficiënt: Hoeveel het foton in het scintillatiemateriaal verzwakt wordt
• Index of refraction: Lichtbreking; hoe goed wordt het foton doorgelaten van het scintillatiemateriaal
naar de photodetector.
• Light Yield: Hoeveel licht het foton opbrengt.
• Decay const: Hoe snel het foton tot stilstand komt in het scintillatiemateriaal
• Fragile: of het ‘breekbaar’ scintillatiemateriaal is
• Hygroscopic: of het scintillatiemateriaal slecht tegen vocht kan (kristal kan zo degraderen)
ZONDER TIME-OF-FLIGHT
• 2 fotonen worden gedetecteerd binnen (een vooraf ingesteld)
elektronisch tijdswindow (ca. 6-10 nsec)
• De LOR is binnen een acceptabele hoek (180°)
• De energie die in het kristal door beide fotonen wordt afgegeven valt
binnen het geselecteerde energy-window (PHA, 511 keV)
TIME-OF-FLIGHT (TOF)
• Een foton heeft de snelheid
van het licht en je weet de
afgelegde afstand, dan kun je
nauwkeurig bereken waar het
foton vandaan kwam.
, VERZWAKKING
• Midden in de patiënt zit meer massa dus treedt er
meer verzwakking op. In de randen treedt minder
verzwakking op. Hiervoor moet je corrigeren.
• Non-attenuation
o Pathologie + artefacten
• Attenuation
o Pathologie + anatomie + correctie
TRACERS VOOR PET: BEREIDING EN TOEDIENING
• Productie in cyclotron: produceert o.a. F-18.
• Hierna wordt F-18 geoogst.
• F-18 wordt gebruikt om FDG te synthetiseren. FDG is een radiotracer die wordt gebruikt voor PET-
scans.
• De geproduceerde FDG wordt in een vial (flesje) geplaatst. Het vial bevat de radiotracer klaar voor
gebruik.
• Vervoer en opslag.
• Injectie
18F-FDG
• Neurologie
• Cardiologie
ANDERE TRACERS
• Choline is inmiddels vervangen voor
PSMA.
• F-DOPA → parkinson
• FDG → tumoren, insult, epilepsie
• Methionine → hersentumoren, gliomen
PET-CAMERA
Anger-camera: NaI, dunne laag
PET: BGO ring detectoren
Diversen: Veelal L(y)SO
PET CT: Diverse meerder
PET MRI: LSO
GROEI PET
• Vraag naar behandeling met PET groeide in 2008 met 7% tot ongeveer 1,8 miljoen → dit is in 2017
gegroeid naar 7 miljoen behandelingen → verwachting is een stijging de komende jaren.
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, creditcard of Stuvia-tegoed voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper celinedejongx. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €5,09. Je zit daarna nergens aan vast.
