Nucleaire Geneeskunde 2.3
2.3a PET Techniek deel 2
Hoe zat het ook alweer, herhalen 2.1...
- Bèta+ verval annihilatie
- Coïncidentie detector
De energie van zo’n positron heeft een groot aandeel in de resolutie van de afbeelding. Hoe hoger de
energie, hoe verder het deeltje komt en dus hoe slechter de spatiele resolutie.
De 511keV fotonen werden geregistreerd in
het kristal. Een PMT registreerde de
lichtflitsjes in het kristal vervolgens en
controleert of dat dit binnen het tijds
window binnen kwam. Is dit zo? dan heb je
een event.
Hoe sneller je kristal is, hoe beter dit is. Zeker als je Time Of Flight hebt.
Cut block detectoren
Zijn in vieren opgedeeld.
Overal wordt er wel wat geregistreerd, maar onderling vechten de PMT wel
uit waar de gewenste energie binnen is gekomen.
Op het moment dat een PTM kapot is dan zie je dat het signaal net op een
verkeerde plek wordt weggeschreven. 1 PTM kapot is nog wel te overzien,
dan geeft namelijk maar een klein dun streepje in je sinogram. Maar een heel blok wat eruit ligt dat
kan niet. Hierbij mis je namelijk teveel informatie.
Kristal
Belangrijkste eigenschappen:
- Stopkracht
- Uitdooftijd
- Licht opbrengst
- Energie resolutie
LSO en LYSO komen vaak voor in
PET-scanners en hebben gunstige
eigenschappen. Wel is het een beetje
radioactief en daarom kan die ook
singel fotonen soms registreren,
maar deze zijn wel goed te
elimineren. →
,Coïncidentieschakeling
Je scanner, kristal, moet het aankunnen om de snelheid van
licht te kunnen detecteren, dit is in nano seconden.
2D mode = met schotjes
3D mode = zonder schotjes. Voordeel: dosis kan heel erg
omlaag, omdat je veel straaltjes hebt die je kunt registreren.
En het is sensitiever. Nadeel: meer te maken met randoms,
dit is ongeveer 40%.
Hierbij zie je dat het FOV bij 3D ook veel groter is dus dat
daarom de randoms ook meer zullen zijn.
Je wilt het tijdvenster verkleinen, want hierdoor zullen de randoms afvallen. Maar het houdt op een
keer op, want je kunt niet verder dan de snelheid van het licht.
Time Of Flight
Met de TOF kun je veel beter de plek inschatten waar de
botsing plaats vond.
- Afstand (d) detector 1 en 2 = (d + x) – (d – x) = 2x
- t = 2x / c
- x = (t / 2) x c
Als je het verschil in 1mm in kaart wilt brengen dan zul je
een tijdresolutie van 6,67 picoseconden moeten hebben,
maar dat bestaat nog niet…
We zitten nu op 500-600 picoseconden (= 7,5-9 cm). Als je wel een hele kleine spatiele resolutie wilt,
dan kun je beter MRI pakken.
LSO en LYSO zijn 450 picoseconden, dus deze zijn al iets sneller. LaBr3 is wel nog sneller maar heeft
een slechte dichtheid en is hygroscopisch. Dus als hier vocht bij komt dan gaat het snel kapot. Dus
daarom gebruik je die niet.
, Dynamic mode acquisitie
Acquisitie met een vastgesteld aantal frames en tijd per frame. Dus injectie inspuiten en gelijk
starten.
Dit kan wel op de PET, maar dit gebeurt niet heel vaak. Het heeft namelijk vaak niet echt een
toegevoegde waarde. Maar bij sommige onderzoeken kan het wel.
Hierbij heb je alleen wel een hele bak met informatie, want je start meteen ook met scannen.
Uiteindelijk gaat je PET scanner dus langer bezet zijn. Ook vergt het een hoop acquisitie werk en een
hoop data. Maar het kan wel!
List mode acquisitie
We gaan een hele bak met data binnenhalen, ruwe data, en gaan achteraf pas bepalen wat we
ermee gaan doen en wat we dus in beeld willen brengen.
Het verschilt niet zoveel van een normale acquisitie want je bent
gewoon counts aan het verzamelen. Die counts worden
weggeschreven en daar kun je een beeld van maken. Wat maakt
het wel anders? Je kunt bijvoorbeeld een ECG aansluiten, dus de
hartslag erbij registreren. Dit geldt ook voor de ademhaling. Ook
kun je zowel de ECG als ademhaling registreren.
Hierna kun je zeggen dat je bewegende beelden wilt zien van het
hart of ademhaling. Dit kun je achteraf reconstrueren en is ook
gelijk het grote voordeel van list mode acquisitie.
Nadeel is dat dit wel wat vraagt van de computer, rekenwerk en opslagcapaciteit. Je zult dit dus niet
zomaar bij iedere patiënt gaan doen. Ook bepaal je achteraf pas wat je gaat bekijken. Dus het is niet
zo dat je gelijk een beeld hebt, wat bij een normale acquisitie wel zo is.
Voor- en nadelen op een rijtje:
- Voordelen = rebinnen in dynamisch, gated, of statisch onderzoek
- Nadelen
o Rebinnen alvorens viewen
o Gereduceerde count rate (je zult ook counts missen)
o Schijfruimte disk
o Rebinningstijd
Reconstructie
Iteratief MLEM/OSEM = meerdere rondjes maken in je
reconstructie. MLEM:
- Beelden maken van patiënt -> sinogram -> reconstructie ->
beeld
- Onbekend origineel en alles optellen en een correctie t.o.v.
het origineel. Dit doe je voor verschillende hoeken. Een
rondje is 1 iteratie.
2.3a PET Techniek deel 2
Hoe zat het ook alweer, herhalen 2.1...
- Bèta+ verval annihilatie
- Coïncidentie detector
De energie van zo’n positron heeft een groot aandeel in de resolutie van de afbeelding. Hoe hoger de
energie, hoe verder het deeltje komt en dus hoe slechter de spatiele resolutie.
De 511keV fotonen werden geregistreerd in
het kristal. Een PMT registreerde de
lichtflitsjes in het kristal vervolgens en
controleert of dat dit binnen het tijds
window binnen kwam. Is dit zo? dan heb je
een event.
Hoe sneller je kristal is, hoe beter dit is. Zeker als je Time Of Flight hebt.
Cut block detectoren
Zijn in vieren opgedeeld.
Overal wordt er wel wat geregistreerd, maar onderling vechten de PMT wel
uit waar de gewenste energie binnen is gekomen.
Op het moment dat een PTM kapot is dan zie je dat het signaal net op een
verkeerde plek wordt weggeschreven. 1 PTM kapot is nog wel te overzien,
dan geeft namelijk maar een klein dun streepje in je sinogram. Maar een heel blok wat eruit ligt dat
kan niet. Hierbij mis je namelijk teveel informatie.
Kristal
Belangrijkste eigenschappen:
- Stopkracht
- Uitdooftijd
- Licht opbrengst
- Energie resolutie
LSO en LYSO komen vaak voor in
PET-scanners en hebben gunstige
eigenschappen. Wel is het een beetje
radioactief en daarom kan die ook
singel fotonen soms registreren,
maar deze zijn wel goed te
elimineren. →
,Coïncidentieschakeling
Je scanner, kristal, moet het aankunnen om de snelheid van
licht te kunnen detecteren, dit is in nano seconden.
2D mode = met schotjes
3D mode = zonder schotjes. Voordeel: dosis kan heel erg
omlaag, omdat je veel straaltjes hebt die je kunt registreren.
En het is sensitiever. Nadeel: meer te maken met randoms,
dit is ongeveer 40%.
Hierbij zie je dat het FOV bij 3D ook veel groter is dus dat
daarom de randoms ook meer zullen zijn.
Je wilt het tijdvenster verkleinen, want hierdoor zullen de randoms afvallen. Maar het houdt op een
keer op, want je kunt niet verder dan de snelheid van het licht.
Time Of Flight
Met de TOF kun je veel beter de plek inschatten waar de
botsing plaats vond.
- Afstand (d) detector 1 en 2 = (d + x) – (d – x) = 2x
- t = 2x / c
- x = (t / 2) x c
Als je het verschil in 1mm in kaart wilt brengen dan zul je
een tijdresolutie van 6,67 picoseconden moeten hebben,
maar dat bestaat nog niet…
We zitten nu op 500-600 picoseconden (= 7,5-9 cm). Als je wel een hele kleine spatiele resolutie wilt,
dan kun je beter MRI pakken.
LSO en LYSO zijn 450 picoseconden, dus deze zijn al iets sneller. LaBr3 is wel nog sneller maar heeft
een slechte dichtheid en is hygroscopisch. Dus als hier vocht bij komt dan gaat het snel kapot. Dus
daarom gebruik je die niet.
, Dynamic mode acquisitie
Acquisitie met een vastgesteld aantal frames en tijd per frame. Dus injectie inspuiten en gelijk
starten.
Dit kan wel op de PET, maar dit gebeurt niet heel vaak. Het heeft namelijk vaak niet echt een
toegevoegde waarde. Maar bij sommige onderzoeken kan het wel.
Hierbij heb je alleen wel een hele bak met informatie, want je start meteen ook met scannen.
Uiteindelijk gaat je PET scanner dus langer bezet zijn. Ook vergt het een hoop acquisitie werk en een
hoop data. Maar het kan wel!
List mode acquisitie
We gaan een hele bak met data binnenhalen, ruwe data, en gaan achteraf pas bepalen wat we
ermee gaan doen en wat we dus in beeld willen brengen.
Het verschilt niet zoveel van een normale acquisitie want je bent
gewoon counts aan het verzamelen. Die counts worden
weggeschreven en daar kun je een beeld van maken. Wat maakt
het wel anders? Je kunt bijvoorbeeld een ECG aansluiten, dus de
hartslag erbij registreren. Dit geldt ook voor de ademhaling. Ook
kun je zowel de ECG als ademhaling registreren.
Hierna kun je zeggen dat je bewegende beelden wilt zien van het
hart of ademhaling. Dit kun je achteraf reconstrueren en is ook
gelijk het grote voordeel van list mode acquisitie.
Nadeel is dat dit wel wat vraagt van de computer, rekenwerk en opslagcapaciteit. Je zult dit dus niet
zomaar bij iedere patiënt gaan doen. Ook bepaal je achteraf pas wat je gaat bekijken. Dus het is niet
zo dat je gelijk een beeld hebt, wat bij een normale acquisitie wel zo is.
Voor- en nadelen op een rijtje:
- Voordelen = rebinnen in dynamisch, gated, of statisch onderzoek
- Nadelen
o Rebinnen alvorens viewen
o Gereduceerde count rate (je zult ook counts missen)
o Schijfruimte disk
o Rebinningstijd
Reconstructie
Iteratief MLEM/OSEM = meerdere rondjes maken in je
reconstructie. MLEM:
- Beelden maken van patiënt -> sinogram -> reconstructie ->
beeld
- Onbekend origineel en alles optellen en een correctie t.o.v.
het origineel. Dit doe je voor verschillende hoeken. Een
rondje is 1 iteratie.
