SPECT ó PET
SPECT PET
= Single Photon Emission Computed Tomography = Positron Emission Tomography
Human SPECT Human PET
• Resolutie = 6-8 mm • Resolutie = 3-4 mm
• Sensitiviteit = 1/10.000 fotonen (1nM) • Sensitiviteit = 1 pM
• Algemene werking • Algemene werking
o Injectie radiotracer o Patiënt geïnjecteerd met tracer → deze stapelt zich op in een bepaald
o Verval naar grondtoestand → emissie van ᵞ fotonen orgaan/weefsel
o Lopen doorheen collimator op de detector o Tracer vervalt naar grondtoestand → emitteert positron
§ Collimator → zorgt ervoor dat enkel loodrechte fotonen o Positron ondergaat annihilatie met elektron → 2 fotonen geëmitteerd
invallen in tegengestelde richting (= back to back photons)
o Collimator en detector draaien rond de patiënt o Detector detecteert positron
§ Krijgen verschillende detectiemetingen § GEEN collimator DUS hogere sensitiviteit tov SPECT
§ Komen samen in sinogram → filter back projection
µSPECT µPET
• Resolutie = 0,2-0,5 mm • Resolutie = 1-1,1 mm
• Collimator heeft pinholes en dier ligt op bed dat in drie verschillende richtingen • Hogere sensitiviteit dan µSPECT door ring
beweegt → zo elk deel van het lichaam over central field of view bewegen
o Multi-pinhole gaat het beeld vergroten
Algemene opbouw Algemene opbouw
• Patiënt stuurt radioactieve deeltjes uit = ᵞ deeltjes Zie hierboven
• Deeltjes vallen op collimator: enkel deeltjes die loodrecht invallen • TOF = time of flight
• Detector draait rond waardoor ᵞ deeltje botst tegen de detector o = meet de tijd van aankomst van beide fotonen
• Energie van ᵞ deeltje wordt omgezet in zichtbare lichtpulsen door een o Zo kan je een inschatting maken van waar je deeltje komt
scintillator
• Foton deeltjes worden omgezet tot elektronen in de fotokathode
• PMT gaan ervoor zorgen dat de lichtfotonen gaan vermenigvuldigen om een
sterker signaal te bekomen
• De elektrische signalen worden verzameld in een sinogram → nadien back to
back projection
Resolutie Resolutie
• = de kleinste mogelijke afstand tussen twee punten die nog van elkaar Wat kan de resolutie verpesten bij PET?
gescheiden kunnen worden • Gamma-gamma aconolarity
• = scherpte van het beeld o Fotonen worden niet loodrecht tov gedetecteerd → er is een halve
• R= $
!∗# graad verschil → verpest resolutie
o a = gat grootte (hoe groot zijn de septa) • Positron range
o D = afstand tussen patiënt en de collimator o Normaal: positron geëmitteerd → annihilatie met elektron → 2 fotonen
o d = hoogte van de collimator back to back
1
, • Kleine opening (a), kleine afstand tussen patiënt en collimator (D) en grote o Positron moet op pad elektronen tegenkomen → in realiteit eerst 0,5-1
hoogte van de collimator = kleine resolutie (betere resolutie) mm door lichaam bewegen vooraleer het elektron tegenkomt →
• HOE KLEINER DE RESOLUTIE, HOE BETER verpest resolutie
• Parallax error
o Puntbron 1 (groen)
§ Detectie van de 2 fotonen
§ Line of response = atlijd verbinding tussen midden van de 2
detectoren
§ Er is voldoende detector materiaal om ineens gestopt te
worden
o Puntbron 2 (roos)
§ Foton vliegt van onderaan door de 1ste detector en pas
gedetecteerd door 2de detector → deeltje pas gestopt in 2de
detector
§ Midden wordt verbonden → foutieve line of interaction
Sensitiviteit Sensitiviteit
!
• ($)2 • Invloed van het kristal
o Grotere a (gat grootte) = betere sensitiviteit, maar slechtere resolutie o Hoe dikker het kristal, hoe meer deeltjes je detecteert
o Kleinere d (hoogte) = betere sensitiviteit, maar slechtere resolutie • Invloed geometrie
o => parameters voor resolutie en sensitiviteit spreken elkaar tegen!!! o Hoe breder de ring, hoe meer detectoren, hoe hoger de sensitiviteit,
o Onafhankelijk van D!!! hoe meer deeltjes je detecteert
Soorten collimators Count rate performance
• LEHR = low energy high resolution • = de snelheid van je detector bepaalt de hoeveelheid randoms
o Kleine gat grootte (a) + hoge collimator (d) • Bepaalt de hoeveelheid van activiteit dat kan geplaatst worden in de FOV (=
o = goede resolutie, matige sensitiviteit field of view) van de scanner
• LEGP = low energy general purpose • Principe
o Iets grotere gaten (a) + lagere collimator (d) o Deeltje valt binnen
o = matige resolutie, goede sensitiviteit o Scintillatiekristal exciteert en genereert lichtfotonen =
• LEUHR = low energy ultra high resolution excitatietoestand kost 300 nanoseconden
o Grotere gaten (a) + hogere collimator (d) o Er is een dode tijd = dead time
o = bedenkelijke sensitiviteit, heel goede resolutie o => detector detecteert hit en je kan in de eerste nanoseconden geen
• Pinhole → betere resolutie, waardeloze sensitiviteit nieuwe hit genereren
• Toepassing
o Count rate SPECT ó PET
2
SPECT PET
= Single Photon Emission Computed Tomography = Positron Emission Tomography
Human SPECT Human PET
• Resolutie = 6-8 mm • Resolutie = 3-4 mm
• Sensitiviteit = 1/10.000 fotonen (1nM) • Sensitiviteit = 1 pM
• Algemene werking • Algemene werking
o Injectie radiotracer o Patiënt geïnjecteerd met tracer → deze stapelt zich op in een bepaald
o Verval naar grondtoestand → emissie van ᵞ fotonen orgaan/weefsel
o Lopen doorheen collimator op de detector o Tracer vervalt naar grondtoestand → emitteert positron
§ Collimator → zorgt ervoor dat enkel loodrechte fotonen o Positron ondergaat annihilatie met elektron → 2 fotonen geëmitteerd
invallen in tegengestelde richting (= back to back photons)
o Collimator en detector draaien rond de patiënt o Detector detecteert positron
§ Krijgen verschillende detectiemetingen § GEEN collimator DUS hogere sensitiviteit tov SPECT
§ Komen samen in sinogram → filter back projection
µSPECT µPET
• Resolutie = 0,2-0,5 mm • Resolutie = 1-1,1 mm
• Collimator heeft pinholes en dier ligt op bed dat in drie verschillende richtingen • Hogere sensitiviteit dan µSPECT door ring
beweegt → zo elk deel van het lichaam over central field of view bewegen
o Multi-pinhole gaat het beeld vergroten
Algemene opbouw Algemene opbouw
• Patiënt stuurt radioactieve deeltjes uit = ᵞ deeltjes Zie hierboven
• Deeltjes vallen op collimator: enkel deeltjes die loodrecht invallen • TOF = time of flight
• Detector draait rond waardoor ᵞ deeltje botst tegen de detector o = meet de tijd van aankomst van beide fotonen
• Energie van ᵞ deeltje wordt omgezet in zichtbare lichtpulsen door een o Zo kan je een inschatting maken van waar je deeltje komt
scintillator
• Foton deeltjes worden omgezet tot elektronen in de fotokathode
• PMT gaan ervoor zorgen dat de lichtfotonen gaan vermenigvuldigen om een
sterker signaal te bekomen
• De elektrische signalen worden verzameld in een sinogram → nadien back to
back projection
Resolutie Resolutie
• = de kleinste mogelijke afstand tussen twee punten die nog van elkaar Wat kan de resolutie verpesten bij PET?
gescheiden kunnen worden • Gamma-gamma aconolarity
• = scherpte van het beeld o Fotonen worden niet loodrecht tov gedetecteerd → er is een halve
• R= $
!∗# graad verschil → verpest resolutie
o a = gat grootte (hoe groot zijn de septa) • Positron range
o D = afstand tussen patiënt en de collimator o Normaal: positron geëmitteerd → annihilatie met elektron → 2 fotonen
o d = hoogte van de collimator back to back
1
, • Kleine opening (a), kleine afstand tussen patiënt en collimator (D) en grote o Positron moet op pad elektronen tegenkomen → in realiteit eerst 0,5-1
hoogte van de collimator = kleine resolutie (betere resolutie) mm door lichaam bewegen vooraleer het elektron tegenkomt →
• HOE KLEINER DE RESOLUTIE, HOE BETER verpest resolutie
• Parallax error
o Puntbron 1 (groen)
§ Detectie van de 2 fotonen
§ Line of response = atlijd verbinding tussen midden van de 2
detectoren
§ Er is voldoende detector materiaal om ineens gestopt te
worden
o Puntbron 2 (roos)
§ Foton vliegt van onderaan door de 1ste detector en pas
gedetecteerd door 2de detector → deeltje pas gestopt in 2de
detector
§ Midden wordt verbonden → foutieve line of interaction
Sensitiviteit Sensitiviteit
!
• ($)2 • Invloed van het kristal
o Grotere a (gat grootte) = betere sensitiviteit, maar slechtere resolutie o Hoe dikker het kristal, hoe meer deeltjes je detecteert
o Kleinere d (hoogte) = betere sensitiviteit, maar slechtere resolutie • Invloed geometrie
o => parameters voor resolutie en sensitiviteit spreken elkaar tegen!!! o Hoe breder de ring, hoe meer detectoren, hoe hoger de sensitiviteit,
o Onafhankelijk van D!!! hoe meer deeltjes je detecteert
Soorten collimators Count rate performance
• LEHR = low energy high resolution • = de snelheid van je detector bepaalt de hoeveelheid randoms
o Kleine gat grootte (a) + hoge collimator (d) • Bepaalt de hoeveelheid van activiteit dat kan geplaatst worden in de FOV (=
o = goede resolutie, matige sensitiviteit field of view) van de scanner
• LEGP = low energy general purpose • Principe
o Iets grotere gaten (a) + lagere collimator (d) o Deeltje valt binnen
o = matige resolutie, goede sensitiviteit o Scintillatiekristal exciteert en genereert lichtfotonen =
• LEUHR = low energy ultra high resolution excitatietoestand kost 300 nanoseconden
o Grotere gaten (a) + hogere collimator (d) o Er is een dode tijd = dead time
o = bedenkelijke sensitiviteit, heel goede resolutie o => detector detecteert hit en je kan in de eerste nanoseconden geen
• Pinhole → betere resolutie, waardeloze sensitiviteit nieuwe hit genereren
• Toepassing
o Count rate SPECT ó PET
2
