Samenvatting NG
Hoofdstuk 3. Gammacamera
3.1 Inleiding
Om fysiologische processen in het lichaam te zien wordt in de NG gebruikgemaakt van een
radiofarmacon. Dat is meestal een radioactieve isotoop gekoppeld aan een chemische
verbinding. De verdeling in het lichaam van het radiofarmacon hangt af van:
- De verstreken tijd
- De chemische eigenschappen van het radiofarmacon
- De fysiologische processen in het lichaam.
Tijdens dit proces vindt radioactief verval plaats waarbij straling wordt uitgezonden. Door de
straling op te vangen kan er een beeld worden verkregen van de verdeling van het
radiofarmacon, dus van de radioactieve isotoop in de patiënt.
De gammacamera wordt ook wel angercamer genoemd omdat hij door Hal Anger is
ontwikkeld.
Er kunnen met een gammacamera ook 3D beelden van de distributie van het radiofarmacon
verkregen worden. Hiervoor worden platte projecties gemaakt uit meerdere richtingen
rondom het lichaam. De detector draait dan om de patiënt heen. Deze projecties worden
door een programma verwerkt tot een 3D beeld. Dit is een SPECT.
3.2 Basisprincipes
De detectoren zijn over het algemeen bevestigd aan een ringvormige gantry. Voor het
verkrijgen van projecties van de radioactiviteitsverdeling wordt voor het scintillatiekristal
een collimator gemonteerd. Voor de start van de acquisitie kunnen op het bedieningspaneel
allerlei onderzoeksparameters worden ingesteld, zoals radio-isotoop, aantal projecties,
teltijd en aantal te verzamelen counts.
3.2.1 Detector
Scintillatiekristal
De scintillatiedetector is de meest gebruikte detector voor gammacamera’s. Een scintillator
heeft als eigenschap (zichtbaar) licht uit te zenden op de plaats van interactie bij absorptie
van gammastraling (scintillatie). De hoeveelheid geproduceerd licht is hierbij evenredig aan
de hoeveelheid geabsorbeerde energie. De scintillator is nodig omdat gammastraling zelf
niet gemeten kan worden, maar licht wel. De scintillator is meestal gemaakt van
natriumjodide NaI(TI). Het scintillatiekristal is luchtdicht verpakt om te beschermen tegen
achteruitgang en beschadigingen. De lichtgeleider, het kristal, zorgt voor een optimale
doorgifte van het licht naar de PMT’s. De PMT’s zijn achter het kristal op de lichtgeleider
gemonteerd.
Photo multiplier tubes (PMT)
Een PMT is een glazen vacuümbuis met daarin een lichtgevoelige fotokathode (negatieve
elektrode), tussendynodes en een anode (positieve elektrode). Gebruik ezelsbruggetje
KNAP: kathode negatief anode positief.
De lichtfotonen die in het scintillatiekristal zijn ontstaan maken foto-elektronen vrij in de
fotokathode. Deze worden versneld door de buis zelf en er komen meerdere elektronen vrij
, (zie afbeelding). Hierdoor wordt het elektrisch signaal dus sterker. De elektronen gaan
steeds sneller totdat ze bij de anode zijn. Op de anode wordt de lading elektronisch omgezet
in een geschikt signaal. De ladingsintensiteit en dus het gevormde (puls)signaal is evenredig
met het aantal opvallende lichtfotonen op de fotokathode, en is dan ook een maat voor de
energie van het gammafoton.
De PMT’s zijn aangesloten op een gemeenschappelijke hoogspanning, waarbij de
versterkingsfactor van elke PMT in beperkte mate afzonderlijk regelbaar is. Hierdoor kan
voor alle PMT’s dezelfde gevoeligheid verkregen worden.
Plaatsbepaling en energiediscriminatie
Om een goed beeld te krijgen van waar in de patiënt de straling is ontstaan, moet er bepaald
worden waar in het (x,y)-vlak van het scintillatiekristal de gammafotonen geabsorbeerd
worden. Hiervoor is een bewerking van de signalen die afkomstig zijn van de afzonderlijke
PMT’s noodzakelijk. Een foton wordt op een bepaalde plek in het kristal geabsorbeerd. Dan
produceert het licht en zendt dit in alle richtingen uit. Hoeveel van dit signaal licht op de
fotokathode van een PMT valt, hangt af van de positie van de PMT ten opzichte van de plek
van absorptie. Hoe groter de afstand hoe kleiner de lichtfractie dus hoe minder licht er op de
PMT komt en dus ook een kleiner uitgangssignaal van de PMT. Het signaal dat elke PMT
heeft wordt geleid naar een elektronisch circuit die de signalen verwerkt. De som van de
uitgangssignalen van alle PMT’s bij elkaar is het Z-signaal of energiesignaal.
Het Z-signaal is evenredig met de hoeveelheid fotonenergie geabsorbeerd in het
scintillatiekristal.
(De PMT-output bij elkaar tellen = Z-signaal)
Uit de PMT-signalen worden ook een X- en een Y-signaal verkregen deze worden berekend
X/Z en Y/Z en komen dan overeen met de x- en y-coördinaten van de plek van absorptie in
het kristal.
Doordat de fotonenergie van het gebruikte radio-isotoop bekend is, kan er worden
nagegaan of het gammafoton onderweg niet verstrooid is. Hiervoor heb je de
geabsorbeerde energie nodig. Bij elke verstrooiing verliest het foton energie en is in het
energiespectrum dus een lagere of hoger keV te zien. Deze behoort dan niet bij de piek. Er
wordt een window ingesteld zodat deze straling niet wordt meegerekend bij het maken van
Hoofdstuk 3. Gammacamera
3.1 Inleiding
Om fysiologische processen in het lichaam te zien wordt in de NG gebruikgemaakt van een
radiofarmacon. Dat is meestal een radioactieve isotoop gekoppeld aan een chemische
verbinding. De verdeling in het lichaam van het radiofarmacon hangt af van:
- De verstreken tijd
- De chemische eigenschappen van het radiofarmacon
- De fysiologische processen in het lichaam.
Tijdens dit proces vindt radioactief verval plaats waarbij straling wordt uitgezonden. Door de
straling op te vangen kan er een beeld worden verkregen van de verdeling van het
radiofarmacon, dus van de radioactieve isotoop in de patiënt.
De gammacamera wordt ook wel angercamer genoemd omdat hij door Hal Anger is
ontwikkeld.
Er kunnen met een gammacamera ook 3D beelden van de distributie van het radiofarmacon
verkregen worden. Hiervoor worden platte projecties gemaakt uit meerdere richtingen
rondom het lichaam. De detector draait dan om de patiënt heen. Deze projecties worden
door een programma verwerkt tot een 3D beeld. Dit is een SPECT.
3.2 Basisprincipes
De detectoren zijn over het algemeen bevestigd aan een ringvormige gantry. Voor het
verkrijgen van projecties van de radioactiviteitsverdeling wordt voor het scintillatiekristal
een collimator gemonteerd. Voor de start van de acquisitie kunnen op het bedieningspaneel
allerlei onderzoeksparameters worden ingesteld, zoals radio-isotoop, aantal projecties,
teltijd en aantal te verzamelen counts.
3.2.1 Detector
Scintillatiekristal
De scintillatiedetector is de meest gebruikte detector voor gammacamera’s. Een scintillator
heeft als eigenschap (zichtbaar) licht uit te zenden op de plaats van interactie bij absorptie
van gammastraling (scintillatie). De hoeveelheid geproduceerd licht is hierbij evenredig aan
de hoeveelheid geabsorbeerde energie. De scintillator is nodig omdat gammastraling zelf
niet gemeten kan worden, maar licht wel. De scintillator is meestal gemaakt van
natriumjodide NaI(TI). Het scintillatiekristal is luchtdicht verpakt om te beschermen tegen
achteruitgang en beschadigingen. De lichtgeleider, het kristal, zorgt voor een optimale
doorgifte van het licht naar de PMT’s. De PMT’s zijn achter het kristal op de lichtgeleider
gemonteerd.
Photo multiplier tubes (PMT)
Een PMT is een glazen vacuümbuis met daarin een lichtgevoelige fotokathode (negatieve
elektrode), tussendynodes en een anode (positieve elektrode). Gebruik ezelsbruggetje
KNAP: kathode negatief anode positief.
De lichtfotonen die in het scintillatiekristal zijn ontstaan maken foto-elektronen vrij in de
fotokathode. Deze worden versneld door de buis zelf en er komen meerdere elektronen vrij
, (zie afbeelding). Hierdoor wordt het elektrisch signaal dus sterker. De elektronen gaan
steeds sneller totdat ze bij de anode zijn. Op de anode wordt de lading elektronisch omgezet
in een geschikt signaal. De ladingsintensiteit en dus het gevormde (puls)signaal is evenredig
met het aantal opvallende lichtfotonen op de fotokathode, en is dan ook een maat voor de
energie van het gammafoton.
De PMT’s zijn aangesloten op een gemeenschappelijke hoogspanning, waarbij de
versterkingsfactor van elke PMT in beperkte mate afzonderlijk regelbaar is. Hierdoor kan
voor alle PMT’s dezelfde gevoeligheid verkregen worden.
Plaatsbepaling en energiediscriminatie
Om een goed beeld te krijgen van waar in de patiënt de straling is ontstaan, moet er bepaald
worden waar in het (x,y)-vlak van het scintillatiekristal de gammafotonen geabsorbeerd
worden. Hiervoor is een bewerking van de signalen die afkomstig zijn van de afzonderlijke
PMT’s noodzakelijk. Een foton wordt op een bepaalde plek in het kristal geabsorbeerd. Dan
produceert het licht en zendt dit in alle richtingen uit. Hoeveel van dit signaal licht op de
fotokathode van een PMT valt, hangt af van de positie van de PMT ten opzichte van de plek
van absorptie. Hoe groter de afstand hoe kleiner de lichtfractie dus hoe minder licht er op de
PMT komt en dus ook een kleiner uitgangssignaal van de PMT. Het signaal dat elke PMT
heeft wordt geleid naar een elektronisch circuit die de signalen verwerkt. De som van de
uitgangssignalen van alle PMT’s bij elkaar is het Z-signaal of energiesignaal.
Het Z-signaal is evenredig met de hoeveelheid fotonenergie geabsorbeerd in het
scintillatiekristal.
(De PMT-output bij elkaar tellen = Z-signaal)
Uit de PMT-signalen worden ook een X- en een Y-signaal verkregen deze worden berekend
X/Z en Y/Z en komen dan overeen met de x- en y-coördinaten van de plek van absorptie in
het kristal.
Doordat de fotonenergie van het gebruikte radio-isotoop bekend is, kan er worden
nagegaan of het gammafoton onderweg niet verstrooid is. Hiervoor heb je de
geabsorbeerde energie nodig. Bij elke verstrooiing verliest het foton energie en is in het
energiespectrum dus een lagere of hoger keV te zien. Deze behoort dan niet bij de piek. Er
wordt een window ingesteld zodat deze straling niet wordt meegerekend bij het maken van
