PET-CT 2.1
2.1a Bouw en principe
Positron emissie tomografie
- Vooral voor oncologische onderzoeken
- Hoog sensitiviteit (zieken uitsluiten) en specificiteit (niet zieken uitsluiten)
PET versus conventioneel
PET Conventioneel
Positron emissie Gamma-emissie
Detectie van indirect ontstane gammafotonen Detectie van directe gammafotonen
Bijna alle fotonen kunnen voor beeldvorming Alleen loodrechte invallende fotonen worden
worden gebruikt verwerkt
Resolutie 2-6 mm Resolutie 6-12 mm
Absolute kwantificatie Relatieve kwantificatie
Relatief korte HVT Lange HVT
F / O / N (fluor / zuurstof / stikstof) TC (Technetium)
Resolutie bij PET is dus beter. Door de relatieve korte HVT kan het voorkomen dat je deze bij PET zelf
moet maken.
Fysica PET
1. Bèta + en annihilatie (hoe verder dat bèta deeltje komt en dus hoe langer het duurt voordat
annihilatie straling plaats vind, hoe slechter dit voor je beeld is). Verklaren door:
a. De wet van behoud van energie (E = m x c2)
b. De wet van behoud van impuls (impuls wordt alleen behouden wanneer er twee fotonen
worden uitgezonden in tegenovergestelde richting)
2. Coïncidentie detectie, aan beide kanten wordt de 511 gammafotonen gedetecteerd. Een
paar mogelijke coïncidenties:
Bij scatter is het minder dan 511keV
omdat er interactie is aangegaan
Hoe lager de toegediende dosis, hoe
lager de randoms. Maar hier heb je
altijd last van.
,Technologie
Kristal
- Hoe hoger het atoomnummer hoe korten de verzwakkingslengte
- Piek wil je zo klein mogelijk, want dat maakt het nauwkeuriger
- Lichtopbrengst wil je zo veel mogelijk
Septa = ringen van lood of wolfraam. Met septa wordt er alleen recht gedetecteerd -> alleen bij 2D
Edge schields = buitenkant van de scanner, zorgen dat er aan de buitenkant niks geregistreerd wordt
Correcties
1. Scatter correctie
o Energievenster
o 2D -> alleen moet je nu meer dosis toedienen
o Edge schield
2. Random correctie
o Septa gebruiken
o Dosis verlagen
o Tijd window coïncidentie
3. Attenuatie correctie, zodat je ook de organen ziet
o Low-dose CT
o Transmissie scan -> duurt lang
4. Lineariteit correctie
5. Energie correctie, normaal krijgt in het midden meer
dan aan de randen
6. Axiale sensitiviteit
,Time of flight
Met time of flight kun je beter lokaliseren. De signaal-ruis verbeterd hierdoor ook.
Werkcollege
- 2D/3D heeft te maken met schotjes, septa, in de buis. 2D heeft ze wel en 3D niet. De
sensitiviteit van 3D beelden is veel groter.
- Axiale field of view is de diepte van de buis
- Edge schields deze zitten aan de buitenzijde van de PET buis en deze voorkomt dat straling
buiten de ring naar binnen komt.
Coïncidenties = de gammafoton die binnenkomt van de annihilatie straling
- LOR = Line Of Response; lijn ertussen, waar beide fotonen binnenkomt
- TOF = Time Of Flight; de ene foton zal eerder aankomen dan de ander,
het verschil in aankomsttijd kan in zekere hoogte bepaald worden, de
dosis kan hierdoor omlaag.
Het beeld wordt opgebouwd uit Trues en hier zitten ongeveer 30% aan
randoms tussen.
Radial blurring = het signaal werking gaat meestal goed, alleen aan de zijkant
van de gantry gaat de straling dwars door dwarselementen. Dus dan wordt
het signaal weggevaagd. Het systeem corrigeert hiervoor. Zou je niet
corrigeren dan zie je de bolletjes als op de afbeelding hiernaast →
QUIZ
1. De maximale haalbare resolutie van PET/CT onderzoek staat in directe
relatie tot de dracht in het water van de positronen van het isotoop dat wordt gebruikt bij
het onderzoek – JUIST
2. Net als bij de gammacamera wordt er bij een PET/CT-scanner gebruik gemaakt van een
scintillatiekristal stelling: bij een PET/CT is dit kristal eveneens gemaakt van het materiaal
Natrium Jodide(NaI) – ONJUSIT, NaI is te dik en daarom heb je er een andere
3. Met een PET/CT systeem worden PET-beelden en CT-beelden vervaardigd. Stelling:
naderhand worden deze slechts over elkaar heen gelegd bij beoordeling om zowel
fysiologisch (PET) als anatomische informatie (CT) te zien – ONJUIST, de CT scan is ook nog
van belang voor de attenuatie, verzwakking. Als je dit niet doen dan is de diepte niet goed te
onderscheiden.
Practicum 18F-FDG
Normaal:
- Hersenen
- Nieren
- Lever, want dit slaat glucagon op
- Milt
- Beenmerg, aanmaak van bloedcellen (bij kankerpatienten die chemokuren ondergaan kleurt
dit extra op)
, Fysiologisch :
- Myocard, het hart, hoeft niet bij iedereen aan te kleuren omdat het hart ook op vetzuren kan
werken.
- Bruin vet = het voortbrengen van lichaamswarmte door de verbranding van vetzuren en
glucose (genetisch bepaald)
- Intercostale spieren; dit werkt op glucose net als andere spieren
- Oogspieren
- Maag/darm (want dit is ook een spier)
- Adenoïde = amandelen
- Tonsillen
- Aanhechting pees aan bot, naarmate je ouder wordt heb je hier meer uptake
- Stembanden; als je dit veel belast zal dit aankleuren
- Speekselklieren
Pathologisch:
- Schildklier want het werkt op jodium en niet op suiker.
- Lymfe
2.1b Kwaliteitscontrole en stralingshygiëne
Quality control = het gene wat je doet aan testen, dagelijkse controle, systeemtesten
Quality assurance = groot plan wat er omheen hangt, om te kijken of je systemen daaraan houden
GMP = wetgeving die vastzit aan het kwaliteitssysteem
Als je een nieuwe scanner komt dan wordt er gelijk een aantal testjes uitgevoerd om te laten zien dat
de scanner goed qua kwaliteit geleverd wordt.
Inhoud QC/QA
- Dagelijkse QC
o Een tonnetje met Ge-68 die langzaam vervalt (positron) -> in de gantry -> hiermee
kun je zien of alle detectoren het doen.
▪ Nadeel: hoe ouder de bron hoe langer het onderzoek duurt
▪ Dit moet voordat de eerste patiënt binnenkomt gedaan worden
▪ Opgeslagen met sinogram, ruwe data -> reconstrueren naar plaatje
- Normalisatie = nodig zodat de beelden meer egaal wordt
- F-18 kalibratie
o Dosis 18F meten in dosis kalibrator -> dosis 18F in water fantoom -> dosis in spuit
nameten in dosis kalibrator -> acquisitie 18F fantoom
o 1x in de 3 á 4 maanden (kost 1,5h)
o Kijken of de scanner meet wat die moet meten
- Dagelijkse CT
2.1a Bouw en principe
Positron emissie tomografie
- Vooral voor oncologische onderzoeken
- Hoog sensitiviteit (zieken uitsluiten) en specificiteit (niet zieken uitsluiten)
PET versus conventioneel
PET Conventioneel
Positron emissie Gamma-emissie
Detectie van indirect ontstane gammafotonen Detectie van directe gammafotonen
Bijna alle fotonen kunnen voor beeldvorming Alleen loodrechte invallende fotonen worden
worden gebruikt verwerkt
Resolutie 2-6 mm Resolutie 6-12 mm
Absolute kwantificatie Relatieve kwantificatie
Relatief korte HVT Lange HVT
F / O / N (fluor / zuurstof / stikstof) TC (Technetium)
Resolutie bij PET is dus beter. Door de relatieve korte HVT kan het voorkomen dat je deze bij PET zelf
moet maken.
Fysica PET
1. Bèta + en annihilatie (hoe verder dat bèta deeltje komt en dus hoe langer het duurt voordat
annihilatie straling plaats vind, hoe slechter dit voor je beeld is). Verklaren door:
a. De wet van behoud van energie (E = m x c2)
b. De wet van behoud van impuls (impuls wordt alleen behouden wanneer er twee fotonen
worden uitgezonden in tegenovergestelde richting)
2. Coïncidentie detectie, aan beide kanten wordt de 511 gammafotonen gedetecteerd. Een
paar mogelijke coïncidenties:
Bij scatter is het minder dan 511keV
omdat er interactie is aangegaan
Hoe lager de toegediende dosis, hoe
lager de randoms. Maar hier heb je
altijd last van.
,Technologie
Kristal
- Hoe hoger het atoomnummer hoe korten de verzwakkingslengte
- Piek wil je zo klein mogelijk, want dat maakt het nauwkeuriger
- Lichtopbrengst wil je zo veel mogelijk
Septa = ringen van lood of wolfraam. Met septa wordt er alleen recht gedetecteerd -> alleen bij 2D
Edge schields = buitenkant van de scanner, zorgen dat er aan de buitenkant niks geregistreerd wordt
Correcties
1. Scatter correctie
o Energievenster
o 2D -> alleen moet je nu meer dosis toedienen
o Edge schield
2. Random correctie
o Septa gebruiken
o Dosis verlagen
o Tijd window coïncidentie
3. Attenuatie correctie, zodat je ook de organen ziet
o Low-dose CT
o Transmissie scan -> duurt lang
4. Lineariteit correctie
5. Energie correctie, normaal krijgt in het midden meer
dan aan de randen
6. Axiale sensitiviteit
,Time of flight
Met time of flight kun je beter lokaliseren. De signaal-ruis verbeterd hierdoor ook.
Werkcollege
- 2D/3D heeft te maken met schotjes, septa, in de buis. 2D heeft ze wel en 3D niet. De
sensitiviteit van 3D beelden is veel groter.
- Axiale field of view is de diepte van de buis
- Edge schields deze zitten aan de buitenzijde van de PET buis en deze voorkomt dat straling
buiten de ring naar binnen komt.
Coïncidenties = de gammafoton die binnenkomt van de annihilatie straling
- LOR = Line Of Response; lijn ertussen, waar beide fotonen binnenkomt
- TOF = Time Of Flight; de ene foton zal eerder aankomen dan de ander,
het verschil in aankomsttijd kan in zekere hoogte bepaald worden, de
dosis kan hierdoor omlaag.
Het beeld wordt opgebouwd uit Trues en hier zitten ongeveer 30% aan
randoms tussen.
Radial blurring = het signaal werking gaat meestal goed, alleen aan de zijkant
van de gantry gaat de straling dwars door dwarselementen. Dus dan wordt
het signaal weggevaagd. Het systeem corrigeert hiervoor. Zou je niet
corrigeren dan zie je de bolletjes als op de afbeelding hiernaast →
QUIZ
1. De maximale haalbare resolutie van PET/CT onderzoek staat in directe
relatie tot de dracht in het water van de positronen van het isotoop dat wordt gebruikt bij
het onderzoek – JUIST
2. Net als bij de gammacamera wordt er bij een PET/CT-scanner gebruik gemaakt van een
scintillatiekristal stelling: bij een PET/CT is dit kristal eveneens gemaakt van het materiaal
Natrium Jodide(NaI) – ONJUSIT, NaI is te dik en daarom heb je er een andere
3. Met een PET/CT systeem worden PET-beelden en CT-beelden vervaardigd. Stelling:
naderhand worden deze slechts over elkaar heen gelegd bij beoordeling om zowel
fysiologisch (PET) als anatomische informatie (CT) te zien – ONJUIST, de CT scan is ook nog
van belang voor de attenuatie, verzwakking. Als je dit niet doen dan is de diepte niet goed te
onderscheiden.
Practicum 18F-FDG
Normaal:
- Hersenen
- Nieren
- Lever, want dit slaat glucagon op
- Milt
- Beenmerg, aanmaak van bloedcellen (bij kankerpatienten die chemokuren ondergaan kleurt
dit extra op)
, Fysiologisch :
- Myocard, het hart, hoeft niet bij iedereen aan te kleuren omdat het hart ook op vetzuren kan
werken.
- Bruin vet = het voortbrengen van lichaamswarmte door de verbranding van vetzuren en
glucose (genetisch bepaald)
- Intercostale spieren; dit werkt op glucose net als andere spieren
- Oogspieren
- Maag/darm (want dit is ook een spier)
- Adenoïde = amandelen
- Tonsillen
- Aanhechting pees aan bot, naarmate je ouder wordt heb je hier meer uptake
- Stembanden; als je dit veel belast zal dit aankleuren
- Speekselklieren
Pathologisch:
- Schildklier want het werkt op jodium en niet op suiker.
- Lymfe
2.1b Kwaliteitscontrole en stralingshygiëne
Quality control = het gene wat je doet aan testen, dagelijkse controle, systeemtesten
Quality assurance = groot plan wat er omheen hangt, om te kijken of je systemen daaraan houden
GMP = wetgeving die vastzit aan het kwaliteitssysteem
Als je een nieuwe scanner komt dan wordt er gelijk een aantal testjes uitgevoerd om te laten zien dat
de scanner goed qua kwaliteit geleverd wordt.
Inhoud QC/QA
- Dagelijkse QC
o Een tonnetje met Ge-68 die langzaam vervalt (positron) -> in de gantry -> hiermee
kun je zien of alle detectoren het doen.
▪ Nadeel: hoe ouder de bron hoe langer het onderzoek duurt
▪ Dit moet voordat de eerste patiënt binnenkomt gedaan worden
▪ Opgeslagen met sinogram, ruwe data -> reconstrueren naar plaatje
- Normalisatie = nodig zodat de beelden meer egaal wordt
- F-18 kalibratie
o Dosis 18F meten in dosis kalibrator -> dosis 18F in water fantoom -> dosis in spuit
nameten in dosis kalibrator -> acquisitie 18F fantoom
o 1x in de 3 á 4 maanden (kost 1,5h)
o Kijken of de scanner meet wat die moet meten
- Dagelijkse CT
