FYSICA PET
coMOpet1 Opfriscollege PET
Geschiedenis
- 1931: Cyclotoron (Ernest Lawrance)
● cyclotron → maken radioactieve bron
- 1934: Kunstmatige radioactiviteit (Joliot-Curie)
- 1938: Ontdekking technetium-99m (emilio Segre)
- 1958: Anger-camera
● Opnemen radioactiviteit, opnemen elektrisch signaal. Soort TV kast wat boven de patiënt
hangt
● Omzetting naar elektrisch signaal
● Gebruiken vandaag de dag nog steeds hetzelfde principe
- 1959: 99Mo/99m Tc generator ‘technetiumkoe’
- 1964: Technetium-99m radiotracers
● Technetium werd eind jaren 60 ontdekt
- 1980: SPECT en PET
- 1990: Gammacamera’s met een resolutie van 5mm
● Camera’s kwamen eind 90 in de ziekenhuizen
- 2000: SPECT-CT
- 2001: PET-CT GE
- 2011: Philips brengt PET MRI op de markt
Lawrence begon de ontwikkeling van het cyclotron in 1929. Het eerste model was ongeveer tien centimeter groot, gemaakt van
draad en kostte hooguit $25. Door middel van steeds grotere machines slaagde hij erin cruciaal gereedschap te maken voor zijn
experimenten in hoge-energie natuurkunde. Rond deze machines bouwde hij het zogenaamde Radiation Laboratorium (Rad Lab),
dat één van de meest vooraanstaande laboratoria voor natuurkundeonderzoek zou worden. Hoewel hij in 1934 patent[1] kreeg op
het cyclotron, vroeg hij er geen royalty’s voor. Ook was hij de uitvinder van de Calutron isotopenscheider[2] waarvan hij de octrooi-
rechten aan de Amerikaanse regering verkocht voor een vergoeding van een dollar.
Werking van de PET
PET = Positron Emissie Tomografie
Grondregels PET
- Een positron (e+) met variabele energie
- Positron recombineert (annihileert (annihilatie = botsing)) met elektron en genereert 2 fotonen
● Elke foton energie van 511 keV (wet behoud van energie)
● Onder hoek van 180 ̊ (wet behoud van impuls)
- Een botsing, een annihilatie. Molecuul splitst zich op in 2 fotonen, beide met 511 keV.
- PET camera kan dit signaal opvangen. Wordt opgenomen en wordt verwerkt.
Hoe sneller die dat doet, hoe gevoeliger de camera is.
- Continu signalen afgevuurd op de detector.
- Het verwerkingsgedeelte van de camera moet zo kort mogelijk zijn. Anders mis je signalen en neemt de
gevoeligheid van je camera af.
,- Hoe beter je camera is, des te sneller gaat ie werken, des te korter de dode tijd wordt, des te gevoeliger
wordt de camera.
Detectie signaal
Hoe sneller het signaal wordt verwerkt → hoe sneller de scan gaat
Response time detector
- Start zodra detector A signaal ontvangt
- Sluit zodra signaal detector B is uitgedoofd
Hoe korter, hoe sensitiever
Signal delay 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 hoge countrate
- Snelle decay time
● Verlaging dode tijd
● Verlaging randoms
Detection events
Zo snel mogelijk:
- Signaal ontvangen
- Bepaalde hoeveelheid licht ontvangen
- Signaal B starten
, - True coïncidentie (werkelijke)
● Deze wil je hebben. Zo snel mogelijk werkt, des te scherper wordt je plaatje
- Scatter coïncidentie (verstrooide)
● Niet 180 ̊ → niet goed
- Random coïncidentie (willekeurige)
● Te veel? → tumor kan opschuiven (wil je zo min mogelijk)
Stopping power
- Gemiddelde afstand welke door een foton wordt afgelegd in het kristal, voordat het zijn energie afgeeft
● Zoveel mogelijk fotonen energie afgeven → hoge sensitiviteit
hogere energie → hogere sensitiviteit
● 511 keV: hoge verzwakkingscoëfficient (μ)
- Hoge dichtheid scintillatiemateriaal
- Korte attenuation length
NaI is geen optie voor PET → lage stoppingpower
Verzwakking in kristal heeft invloed op je uiteindelijke
opname. Hoe hoger de dichtheid is van je scintillatiemateriaal,
hoe beter je plaatje.
coMOpet1 Opfriscollege PET
Geschiedenis
- 1931: Cyclotoron (Ernest Lawrance)
● cyclotron → maken radioactieve bron
- 1934: Kunstmatige radioactiviteit (Joliot-Curie)
- 1938: Ontdekking technetium-99m (emilio Segre)
- 1958: Anger-camera
● Opnemen radioactiviteit, opnemen elektrisch signaal. Soort TV kast wat boven de patiënt
hangt
● Omzetting naar elektrisch signaal
● Gebruiken vandaag de dag nog steeds hetzelfde principe
- 1959: 99Mo/99m Tc generator ‘technetiumkoe’
- 1964: Technetium-99m radiotracers
● Technetium werd eind jaren 60 ontdekt
- 1980: SPECT en PET
- 1990: Gammacamera’s met een resolutie van 5mm
● Camera’s kwamen eind 90 in de ziekenhuizen
- 2000: SPECT-CT
- 2001: PET-CT GE
- 2011: Philips brengt PET MRI op de markt
Lawrence begon de ontwikkeling van het cyclotron in 1929. Het eerste model was ongeveer tien centimeter groot, gemaakt van
draad en kostte hooguit $25. Door middel van steeds grotere machines slaagde hij erin cruciaal gereedschap te maken voor zijn
experimenten in hoge-energie natuurkunde. Rond deze machines bouwde hij het zogenaamde Radiation Laboratorium (Rad Lab),
dat één van de meest vooraanstaande laboratoria voor natuurkundeonderzoek zou worden. Hoewel hij in 1934 patent[1] kreeg op
het cyclotron, vroeg hij er geen royalty’s voor. Ook was hij de uitvinder van de Calutron isotopenscheider[2] waarvan hij de octrooi-
rechten aan de Amerikaanse regering verkocht voor een vergoeding van een dollar.
Werking van de PET
PET = Positron Emissie Tomografie
Grondregels PET
- Een positron (e+) met variabele energie
- Positron recombineert (annihileert (annihilatie = botsing)) met elektron en genereert 2 fotonen
● Elke foton energie van 511 keV (wet behoud van energie)
● Onder hoek van 180 ̊ (wet behoud van impuls)
- Een botsing, een annihilatie. Molecuul splitst zich op in 2 fotonen, beide met 511 keV.
- PET camera kan dit signaal opvangen. Wordt opgenomen en wordt verwerkt.
Hoe sneller die dat doet, hoe gevoeliger de camera is.
- Continu signalen afgevuurd op de detector.
- Het verwerkingsgedeelte van de camera moet zo kort mogelijk zijn. Anders mis je signalen en neemt de
gevoeligheid van je camera af.
,- Hoe beter je camera is, des te sneller gaat ie werken, des te korter de dode tijd wordt, des te gevoeliger
wordt de camera.
Detectie signaal
Hoe sneller het signaal wordt verwerkt → hoe sneller de scan gaat
Response time detector
- Start zodra detector A signaal ontvangt
- Sluit zodra signaal detector B is uitgedoofd
Hoe korter, hoe sensitiever
Signal delay 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 hoge countrate
- Snelle decay time
● Verlaging dode tijd
● Verlaging randoms
Detection events
Zo snel mogelijk:
- Signaal ontvangen
- Bepaalde hoeveelheid licht ontvangen
- Signaal B starten
, - True coïncidentie (werkelijke)
● Deze wil je hebben. Zo snel mogelijk werkt, des te scherper wordt je plaatje
- Scatter coïncidentie (verstrooide)
● Niet 180 ̊ → niet goed
- Random coïncidentie (willekeurige)
● Te veel? → tumor kan opschuiven (wil je zo min mogelijk)
Stopping power
- Gemiddelde afstand welke door een foton wordt afgelegd in het kristal, voordat het zijn energie afgeeft
● Zoveel mogelijk fotonen energie afgeven → hoge sensitiviteit
hogere energie → hogere sensitiviteit
● 511 keV: hoge verzwakkingscoëfficient (μ)
- Hoge dichtheid scintillatiemateriaal
- Korte attenuation length
NaI is geen optie voor PET → lage stoppingpower
Verzwakking in kristal heeft invloed op je uiteindelijke
opname. Hoe hoger de dichtheid is van je scintillatiemateriaal,
hoe beter je plaatje.
