E ДИНИЧНО ФОТОННА ЕМИСИОННА КОМПЮТЪРНА ТОМОГРАФИЯ (SPECT)

1. ОБРАЗИ В МЕДИЦИНАТА С ИЗПОЛЗВАНЕТО НА ЙOНИЗИРАЩИ ЛЪЧЕНИЯ EДИНИЧНО ФОТОННА ЕМИСИОННА КОМПЮТЪРНА ТОМОГРАФИЯ(SPECT) КОМПЮТЪРНА ТОМОГРАФИЯ(CT) ФИЗИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ МЕДИЦИНСКА ФИЗИКА ПОЗИТРОННО ЕМИСИОННА ТОМОГРАФИЯ(PET)

2. X- RAYS • Рентгеновите лъчи се получават при взаимодействието на ускорени електрони и метал. • Пациента е разположен между рентгеновата тръба и филм. • Рентгеновите лъчи преминаващи през тялото се абсорбират право пропорционално на плътността на тъкънта. • Рентгеновите лъчи проникващи през тялото достигат до филма, като той става тъмен. • Костите и металите абсорбират или отразяват рентгеновите лъчи. Върху филма се получава по светла област. • Меките тъкани позволяват повече рентгенови лъчи да преминават през тях и получената област върху филма е тъмна. • Визуализацията на тъкани с подобна плътност може да се усили с употребата на контрастни агенти.

3. РЕНТГЕНОВ АПАРАТ

4. KOНВЕНЦИОНАЛНА РЕНТГЕНОВА ДИАГНОСТКА

5. ФЛУОРОСКОПИЯ ТВ КАМЕРА или CCD МАТРИЦА Усилвател на образа X-RAY ТРЪБА Позволява динамично изобразяване на кръвоноснитесъдове (ангиография) УПРАВЛЕНИЕ

6. КОМПЮТЪР ТОМОГРАФ • Сканиращото устройство включва подвижна маса и въртяща се рентгенова тръба. • Масата се движи напред и назад, през въртящите се емисии от рентгенови лъчи • Рентгеновата тръба се движи на 360oградуса около пациента. • Вместо на филм, компютър томографа събира преминалите рентгенови лъчи чрез използването на колектор (сцинтилатор) • Колектора трансформира фотоните в електрически ток (ФЕУ) • След това електрически сигнал се превръща в образ

7. ПОЛУЧАВАНЕ НА ОБРАЗ Алебричен метод Решаване на уравнения Итеративно

8. ХАУНСФИЛД ЕДИНИЦИ

9. ХАУНСФИЛД ЕДИНИЦИ

10. ОТ ХАУНСФИЛД ЕДИНИЦИ КЪМ ОБРАЗ

11. ИТЕРАТИВНА РЕКОНСТРУКЦИЯ НА ОБЕКТ ОТ ЧЕТИРИ ЕЛЕМЕНТА. АЛЕБРИЧЕН МЕТОД Итеративна реконструкция Първа итерация

12. MАСИВ ОТ 800 ДЕТЕКТОРА

16. ПРОСТРАНСТВЕНА-, ФУРИЕ-, РАДОН-ОБЛАСТИ

17. ФИЛТРИРАНА ОБРАТНА ПРОЕКЦИЯ За всяка проекция: • Прилага се филтър в пространствената област като конволюция на проекцията и филтъра • Обратна проекция на филтрираната проекция покрай проекционната линия и събиране на всички проекции

18. ПРОЕКЦИЯ И ФИЛТРИРАНЕ НА ЕЛИПСА

19. ФИЛТРИРАНА ОБРАТНА ПРОЕКЦИЯ

20. СПИРАЛОВИДНО СКАНИРАНЕ

21. СПИРАЛНО СКАНИРАНЕ: СТЪПКА

22. ДОПУСТИМА ДОЗА ПРИ ИЗСЛЕДВАНЕ

23. Примери на срезове получени с СТ, на коремна област, череп и бели дробове

24. 3-D РЕКОНСТРУКЦИЯ

25. ПОЗИТРОННО ЕМИСИОННА ТОМОГРАФИЯ

26. ФИЗИЧНИ ОСНОВИ НА ПОЗИТРОННО ЕМИСИОННАТA ТОМОГРФИЯ • РЕТ изследването започва с въвеждане в организма, под формата на инжекция или друг начин на метаболитно активен радиофармацефтик(tracer, маркер) • органична молекула преносител на съответния изотоп (15О, 11С, 13N, 18F) източник на позитрони (е+). FDG Фентанил

27. ФИЗИЧНИ ОСНОВИ НА ПОЗИТРОННО ЕМИСИОННАТA ТОМОГРФИЯ • радиоактивния изотоп се натрупва в тази област на организма, към която маркера има химичен или метаболитен афинитет. Например глюкоза (С6Н12О6) маркирана с 11С (Т1/2 = 20min), или аналог на глюкоза маркиран с 18F (T1/2 = 1.8h), се натрупват в мозъка, където глюкозата е основен източник на енергия.

28. ФИЗИЧНИ ОСНОВИ НА ПОЗИТРОННО ЕМИСИОННАТA ТОМОГРФИЯ • Радиоктивното ядро на изотопа претърпява бета плюс разпад, а излъчения позитрон анихилира с електрон от веществото при свободен пробег по-малко от 1mm. • При анихилацията се излъчват два гама кванта с енергия 511 keV, под ъгъл 180o

29. ФИЗИЧНИ ОСНОВИ НА ПОЗИТРОННО ЕМИСИОННАТA ТОМОГРФИЯ • Детектира се анихилационно лъчение получавано при взаимодействието на позитроните излъчени от радиофармацефтика, с електрони от изследваните тъкани.

30. ФИЗИЧНИ ОСНОВИ НА ПОЗИТРОННО ЕМИСИОННАТA ТОМОГРФИЯ • За регистрация на събитието е небходимо детекторите да са свързани по двойки в схема на съвпадение.

31. ФИЗИЧНИ ОСНОВИ НА ПОЗИТРОННО ЕМИСИОННАТA ТОМОГРФИЯ • Детекторната ситема е съставена от множество сцинтилационни детектори - малки кристали (NaI(Tl) , BGO) наредени плътно един до друг по окръжност, всеки от тях свързан с фотоелектронен умножител (ФЕУ). • Когато гама квант попадне в кристала (NaI(Tl), BGO) на детектора се появява сцинтилация (изсветване), отделения фотон попада във фотоелектронен умножител където се преобразува в електричен сигнал. • Отсътвието на фокусиращи колиматори на детекторите, прави метода много чувствителен и с голяма разделителна способност.

32. ФИЗИЧНИ ОСНОВИ НА ПОЗИТРОННО ЕМИСИОННАТA ТОМОГРФИЯ • За получаване на 2D образ е необходимо детекторите да бъдат разположени в окръжност (детекторен кръг, detector ring), а техният брой определя разделителната способност на томографа.

33. ФИЗИЧНИ ОСНОВИ НА ПОЗИТРОННО ЕМИСИОННАТA ТОМОГРФИЯ • Получените сигнали се обработват от софтуер който извършва реконструкция на получените данни • В резултат се получва образ изобразяващ локализацията и концентрацията на съответния радиофармацефтик, източник на позитрони вътре в изследвания орган.

34. ФИЗИЧНИ ОСНОВИ НА ПОЗИТРОННО ЕМИСИОННАТA ТОМОГРФИЯ • Пространственото и времевото разпространение на радиофармацифтика зависи от биохимичните и физиологични процеси, следователно и образа получен при регистрацията на анихилационните гама кванти oтразява тези процеси.

35. МЕТАСТАЗИ В БЯЛ ДРОБ РЕНТГЕНОВА СНИМКА ПЕТ

36. ПОЛУЧАВАНЕ НА МАРКЕРИ • Използваните в медицинската практика лабораторни установки имат три макро компонента, които изграждат системата за получаване на радиоктивни изотопи. • Циклотрон • Биосинтезен блок • Контролен блок

37. ЧЕСТО ИЗПОЛЗВАНИ РАДИОФАРАМАЦЕВТИЦИ Азот 13N T1/2 = 10 min Въглерод 11C T1/2 = 20.4 min Флуор 18FT1/2 = 109 min Кислород 15OT1/2 = 2.1 min

38. PET ОБРАЗИ НА МОЗЪК Образите показват кръвната мозъчна бариера, метаболизма на глюкозата и метаболизма на амино киселините

39. 3D ЦЕЛОТЕЛЕСНО СКАНИРАНЕ С ПЕТ

40. ПЕТ - Алцхаймер

41. КОМБИНИРАН PET/CT

42. PET/CT ОБРАЗИ

43. EДИНИЧНО ФОТОННА ЕМИСИОННА КОМПЮТЪРНА ТОМОГРАФИЯ (SPECT)

44. SPECT

45. ЦЕЛОТЕЛЕСНА ТОМОГРАФИЯ

46. SPECT/CT ОБРАЗИ

47. SPECT/CT ОБРАЗИ

48. 3D СМЕСВАНЕ НА ОБРАЗИ

49. 1. Какъв е принципа на компютърната томография? • 2. Как се определят Хаунсфилд единиците? • 3. В какво се състои метода на позитронно-емисионната томография (ПЕТ)? • 4. Кое определя разделителната способност на томографа при ПЕТ? • 5. На какво се основава метода на SPECT? • 6. Какво се постига с комбинирането на методите за диагностика?