MedPhys Stiliaris 05

32
Single Photon Emission CT (SPECT) Single Photon Emission CT (SPECT) Αρχή Λειτουργίας γ‐Camera Προβολικές Λήψεις Ανακατασκευή Τομογραφικής Εικόνας Positron Emission Tomography Positron Emission Tomography Αρχή Λειτουργίας Γεωμετρία Διάταξης Ανακατασκευή Τομογραφικής Εικόνας ΙΑΤΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Π Π . . Παπαγιάννης Παπαγιάννης & & Ε Ε . . Στυλιάρης Στυλιάρης ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ N N ΑΘΗΝΩΝ ΑΘΗΝΩΝ 2013 2013 2014 2014

Transcript of MedPhys Stiliaris 05

Page 1: MedPhys Stiliaris 05

Single Photon Emission CT (SPECT)Single Photon Emission CT (SPECT)Αρχή Λειτουργίαςγ‐CameraΠροβολικές ΛήψειςΑνακατασκευή Τομογραφικής Εικόνας

Positron Emission Tomography Positron Emission Tomography Αρχή ΛειτουργίαςΓεωμετρία ΔιάταξηςΑνακατασκευή Τομογραφικής Εικόνας

ΙΑΤΡΙΚΗΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗΦΥΣΙΚΗ

ΠΠ. . ΠαπαγιάννηςΠαπαγιάννης &  &  ΕΕ. . ΣτυλιάρηςΣτυλιάρηςΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟNN ΑΘΗΝΩΝΑΘΗΝΩΝ

20132013‐‐20142014

Page 2: MedPhys Stiliaris 05

Single Photon Emission CT (SPECT)Single Photon Emission CT (SPECT)

ΑνίχνευσηΑνίχνευση γ Ακτινοβολίαςγ Ακτινοβολίας

Page 3: MedPhys Stiliaris 05

Single Photon Emission CT (SPECT)Single Photon Emission CT (SPECT)

ΠίνακαςΠίνακας των κυριότερων υλικών που χρησιμοποιούνται σαν σπινθηριστές των κυριότερων υλικών που χρησιμοποιούνται σαν σπινθηριστές στην ανίχνευση γστην ανίχνευση γ‐‐ακτινοβολίας.ακτινοβολίας.

Page 4: MedPhys Stiliaris 05

Single Photon Emission CT (SPECT)Single Photon Emission CT (SPECT)

ΠλεονεκτήματαΠλεονεκτήματα φωτοδιόδωνφωτοδιόδων και και SiPMSiPM έναντι των συμβατικών έναντι των συμβατικών φωτοπολλαπλασιαστώνφωτοπολλαπλασιαστών..

Page 5: MedPhys Stiliaris 05

From the Anger Camera to Position Sensitive Photomultiplier TubeFrom the Anger Camera to Position Sensitive Photomultiplier Tubes (s (PSPMTsPSPMTs))

H. Anger: “H. Anger: “A new instrument for mapping gammaA new instrument for mapping gamma­­ray emittersray emitters”, ”, Biol. Med. Quart. Rep. UCRL (1957) 3653Biol. Med. Quart. Rep. UCRL (1957) 3653

Anger CameraAnger Camera

PMT array substituted by a multiPMT array substituted by a multi‐‐wire anode gridwire anode grid

Single Photon Emission CT (SPECT)Single Photon Emission CT (SPECT)

Page 6: MedPhys Stiliaris 05

Single Photon Emission CT (SPECT)Single Photon Emission CT (SPECT)

Παραγωγή 99mTc από την έκλουση 99Μο και ενδοφλέβια χορήγηση.

Page 7: MedPhys Stiliaris 05

Single Photon Emission CT (SPECT)Single Photon Emission CT (SPECT)

(a) Gamma camera and SPECT scanner with two large crystal detectors. (b) System with three detector heads. If the gamma camera rotates around the patient it behaves like a SPECT scanner.

(a)

(b)

Page 8: MedPhys Stiliaris 05

Single Photon Emission CT (SPECT)Single Photon Emission CT (SPECT)

99mTc‐MDP study acquired with a dual‐head gamma camera. The detector size is about 40 × 50 cm, and the whole‐body images are acquired with slow translation of the patient bed. MDPaccumulates in bone, yielding images of increased bone metabolism. As a result of theattenuation, the spine is more visible in the lower, posterior image.

Page 9: MedPhys Stiliaris 05

SPECT / CT  Dual  ModalitySPECT / CT  Dual  Modality

Mouse with AA‐amyloidosis (left). Note the enlarged spleen and discoloration of the liver. Pseudo‐colored SPECT image overlaid on top of co‐registered CT image (top, right) and surface‐rendered skeleton CT image (bottom, right). Bright object (high specific activity) is splenicamyloid, while cloudy object represents liver deposits.

Page 10: MedPhys Stiliaris 05

Positron  Emission  Tomography (PET)Positron  Emission  Tomography (PET)

Αρχή λειτουργίας Ποζιτρονικού Τομογράφου.

Page 11: MedPhys Stiliaris 05

Positron  Emission  Tomography (PET)Positron  Emission  Tomography (PET)

318082Rb

172015O119013N97011C63518F

E(β+)max  [keV]Radionuclide

Page 12: MedPhys Stiliaris 05

Positron  Emission  Tomography (PET)Positron  Emission  Tomography (PET)

Page 13: MedPhys Stiliaris 05

Positron  Emission  Tomography (PET)Positron  Emission  Tomography (PET)

Page 14: MedPhys Stiliaris 05

Positron  Emission  Tomography (PET)Positron  Emission  Tomography (PET)

Page 15: MedPhys Stiliaris 05

Positron  Emission  Tomography (PET)Positron  Emission  Tomography (PET)

Page 16: MedPhys Stiliaris 05

Positron  Emission  Tomography (PET)Positron  Emission  Tomography (PET)

Page 17: MedPhys Stiliaris 05

Positron  Emission  Tomography (PET)Positron  Emission  Tomography (PET)

The three types of coincidence events measured in a PET scanner.

Page 18: MedPhys Stiliaris 05

Positron  Emission  Tomography (PET)Positron  Emission  Tomography (PET)

Time of Flight (ToF) PET Scanners

A timing resolution of 500 ps corresponds to a spatial resolution of ~7.5 cm. Therefore, it would appear that TOF PET offers no advantages over conventional PET since the latter already has a spatial resolution of the order of several millimetres. However, being able to constrain the length of the LOR from its value in conventional PET to 7.5 cm reduces the statistical noise inherent in the measurement.

Page 19: MedPhys Stiliaris 05

Positron  Emission  Tomography (PET)Positron  Emission  Tomography (PET)

Ολόσωμη απεικόνιση PET με 18F‐FDG, όπου διακρίνονται ηπατικέςμεταστάσεις του όγκου του παχέοςεντέρου.

Page 20: MedPhys Stiliaris 05

Positron  Emission  Tomography (PET)Positron  Emission  Tomography (PET)

PET / CT dual‐modality scanner and image fusion.

Page 21: MedPhys Stiliaris 05

Positron  Emission  Tomography (PET)Positron  Emission  Tomography (PET)

PET / CT dual‐modality scanner and image fusion.

Page 22: MedPhys Stiliaris 05

Positron  Emission  Tomography (PET)Positron  Emission  Tomography (PET)

Comparison of [18F]Fluoride‐PET with 99mTc‐MDP planar and SPECT scintigraphy in a patient with numerous bone metastases. [18F] Fluoride‐PET detects more lesions compared to conventional bone scan. (Grant et al. 2008).

Page 23: MedPhys Stiliaris 05

ΠΑΡΑΓΩΓΗΠΑΡΑΓΩΓΗ ΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΩΝΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΩΝ

Ραδιοφάρμακα στην Μονοφωτονική Τομοσπινθηρογραφία (SPECT)

Page 24: MedPhys Stiliaris 05

ΠΑΡΑΓΩΓΗΠΑΡΑΓΩΓΗ ΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΩΝΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΩΝ

Page 25: MedPhys Stiliaris 05

ΠΑΡΑΓΩΓΗΠΑΡΑΓΩΓΗ ΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΩΝΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΩΝ

Η γεννήτρια Τεχνητίου 99mTc

Page 26: MedPhys Stiliaris 05

ΠΑΡΑΓΩΓΗΠΑΡΑΓΩΓΗ ΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΩΝΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΩΝ

Η γεννήτρια Τεχνητίου 99mTc

Page 27: MedPhys Stiliaris 05

ΠΑΡΑΓΩΓΗΠΑΡΑΓΩΓΗ ΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΩΝΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΩΝ

Η γεννήτρια Τεχνητίου 99mTc

Page 28: MedPhys Stiliaris 05

318082Rb

172015O119013N97011C63518F

E(β+)max  [keV]Radionuclide

ΠΑΡΑΓΩΓΗΠΑΡΑΓΩΓΗ ΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΩΝΡΑΔΙΟΦΑΡΜΑΚΩΝ

Page 29: MedPhys Stiliaris 05

ΕΦΑΡΜΟΓΗΕΦΑΡΜΟΓΗ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ  ΤΕΧΝΙΚΩΝΠΟΛΛΑΠΛΩΝ  ΤΕΧΝΙΚΩΝSPECT / CTSPECT / CT

Page 30: MedPhys Stiliaris 05

ΕΦΑΡΜΟΓΗΕΦΑΡΜΟΓΗ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ  ΤΕΧΝΙΚΩΝΠΟΛΛΑΠΛΩΝ  ΤΕΧΝΙΚΩΝPET / CTPET / CT

Page 31: MedPhys Stiliaris 05

ΕΦΑΡΜΟΓΗΕΦΑΡΜΟΓΗ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ  ΤΕΧΝΙΚΩΝΠΟΛΛΑΠΛΩΝ  ΤΕΧΝΙΚΩΝPET / CTPET / CT

RRaccacc = 2= 2ττ RR11RR22

Page 32: MedPhys Stiliaris 05

γ-Camera

Si Scatterer

γ-Source E0

Initial Photon Ε0

After ComptonScattering Ε1

θ

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛Ε

−Ε

+=10

20

111arccos cmθ

Absorber

ΕΦΑΡΜΟΓΗΕΦΑΡΜΟΓΗ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ  ΤΕΧΝΙΚΩΝΠΟΛΛΑΠΛΩΝ  ΤΕΧΝΙΚΩΝ