PowerPoint Presentation

PET skenerZoran Zilicra16/2011

PET skener ..

Nuclear-imaging tehnika koja stvar 3D sliku metabolistickihi proesa u telu detektujuci zracenja emitovana od strane fotona.

Sistem detektuje par (DVA) gama zraka emitovana od strane ubrizganog TRACER-a.

Prikupljene inforacije se kompjuterski ogradjuju

Sta je PET? -> Positron Emission TomographyPozitron Elementarna subatomska estica pozitivnog elektriciteta, (pozitivni electron). Pozitron ima jednakumasu i spin(1/2) kao i elektron, ali suprotnielektricni naboj (naelektrisanje)od elektrona.

Emission - slanje, odasiljanje u okolni proctor.

Tomografija je predstavljanje (en. Imaging) sekcija, pomocu penetrativnih talasa.

Osnovni princip tomografije:S1 & S2 su kros-sekcijeP predstavlja projektovanu sliku (skup kros-sekcija)

Primena kod: PET(electro-positron annihilation), CT(X-rays), MRI(radio-freq. waves), SPECT(gamma rays)

PET is high in functionPET prati metabolizam i intezitetom boje na slici predstavlja intenzitet metabolizma.

PET ne daje INFO o strukturi nego o Funkcionalnosti metabolizma a CT & MRI nam daju informacije o anatomiji

PET + CT + MRI +%*-# = Bolja slika bolji INFODanas se PET kombinuje sa CT i MRI radi dobijana egzaktnijih podataka, ova metoda snimanja je poznata kao Image fusion.

Time dobijamo:- bolju dijagnozu,- tacnije informacije,- manje gresaka.

PET je boji, brzi i ima vecu rezoluciju

Velika primena u neuro naukama jer sve bolesti kao: tumori, mozdani udar, demencija, alzhajmer.. Svi oni uzrokuju velike promene u metabolizmu mozga

Gde se primenjujeKod otkrivanja raka, promene na mozgu, AlchajmeraPracenje razvoja detektovanih bolesti Pracenje uticaja terapijeNeuroimagingMusculo-skeletal imagingKardiologijaFarmakologijaetc

U jako retkim slucajevima moze doci do greske da li je rak ili samo benigno povecanje metabolicke aktivnosti u tkivu u tom momentu. (jako retki slucajevi).

Primenom radioaktivne supstance TRACER-a, prati apsorpciju glukoze u tkivu.

Najveca kolicina glukoce se apsorbuje gde je najveca metabolicka aktivnost organizma: tumori, alchajmer

Najlakse otkriva rak:MozgaMatericeKolorektali rakJednjakaGlave & vrataPlucaLimfomaMelanomaPankreasaProstate

Snimanje srcanih bolesti && Alzheimer-a olaksava donosenje odluke da li je neophodan bypass, operacija

Kako funkcionise PET snimanjeU pacienta se prvo ubrizga TRACER(moguce je udahnuti TRACER, ili uneti u vidu pilule) i ceka se sat vremena.(mala kolicina, brzo se izbacuje).

TRACER FludeDeoxyGlucose FDG - 18F

Koriste se izotropi:- carbon-11(~20min)- nitrogen-13(~10min)- oxygen-15(~2min)- Flourine-18(~110min)-

Flourin kao Fludeoxyglucose (18F) se najvise koristion se ugradi u molecule redovno koriscene od strane tela:- Glukoza - C6H12O6- Voda - H2O- Amonijak - NH3

Kad se ugradi u molekul dobijamo RadioTracerAtomski broj - broj protona sadrzanihi u atomskom jezgru.

Izotop atomi istog hemiskog elementa koji imaju isti broj protona I elektrona, a razlicit broj neutron. Imaju isti atomski broj a razlicit maseni broj. Mogu biti stabilni I nestabilni (mi koristimo nestabilne)

Glukoza - C6H12O6FDG = C6H1218FO5Ponasaju se isto, samo sto kad se apsorbuje FDG, on oslobodi proton pri reakciji/raspadu.

Proton je antimaterija pri sudoaru sa materijom (elektronom) oslobadja se energija, koja stvori 2 fotona koji se krecu u pravcu od 180o.

Ukratko:

- Tracer se ubrizga,

- FDG se veze za molekul,

- Molekul se apsorbuje od strane tumora (ili tkiva sa pojacanom metabolickom aktivnoscu),

- Positron se oslobadja,

- Pri sudaru e+ i e- oslobadja se enerigija u vidu dva 511 keV gama fotona u pravcima od 180 stepeni.

Foton istovremeno krece u suprotnim pravcima

Tkivo usporava kretanje fotona, sto duze ide kroz tkivo vise mu vremena treba da dodje do senzora

Razlikom vremena od prvog I drugog dolazeceg fotona odredjujemo polozaj anihilacije.

Detektuje emitovani foton u roku od 10 nanosekundi

sto krace vreme odziva to ce biti bolja slika I bice manji um

PET obradjuje milione informacijaCT obradjuje milijarder informacija

BLOCK DETECTOR

Detekcioni prsten se sastoji od skupa Block Detector-a poredjanih jedni do drugihBlock Detector je skup kristala koji konvertuju foton u vidljivu svetlostDa bi lokalizovali svetlost, kristal je podeljen sa 0.6mm rezovima, 8x8, u manje detektujuce kristale, dimenzije 6.5mm .

Blok krstala je nalepljen na 4 photomultiplier cevi PMT. Svaki od 16 Detekcioni pristen ima 48 detektujucih blokova koji se refresh-uju na svakih 256 ns.Sginali sa PMT-a se analiziraju I salju do prijemnika, ta infomacija se kodira u 16bitni kod:- 3 bita za prsten- 6 bita za red- 6 bita za vreme dogadjaja- 1 bit za gresku

PhotomultiplicatorPMT vrlo osetljiv detector u podrucju vidljivog, ultraljubicastog I infracrvenog zracenja.Elektricni siglan koji nastaje na fotosetljivom sloju pojacava se do 100 miliona puta. To omogucava registrovanje fotona.Elektronska cev koja se sastoji od fotokatode, vise dinoda I anode.Na fotokatodi se nalazi material niskog jonizacijskog potencijala iz kojeg elektromagnetsko zracenje (koje pada na fotokatodu) izbija eletrone (primer identican sa naplatnom kasom u supermarketima ili vratima na senzor)

PhotomultiplicatorNastali electron se usmerava prema UMNOZACU eletrona.Umnozac se sastoji od vise elektroda koje se zovu dinode, a prikljucene su na elektricni izvor tako da je svaka na vecem pozitivnom naponu u odnosu na prethodnu.Elektroni se ubrzavaju u elektricnom polju I kad dodju do dinode imaju dovoljno energije da iz nje izbiju dodatne elektrone.Proces se nastavlja do anode kad vec imamo velik broj elektrona (vise miliona) pa se elektricni impuls koji naprave dolaskom na anodu moze detektovati elektronickim sklopom.

Podaci u Sinogramu moraju da prodju kroz: - Normalizaciju, - Korekcija pri rasprsivanju ( u slucaju da je doslo do promene ugla odbijanja fotona),- Korekcija pri slabljenj ( ako je jedan foton morao da prodje kroz vishe tkiva nego suprotni foton, kasnice za odredjeno vreme)

Sinusogram je dvo-dimenzionalni histogram (razdaljina I ugao) koordinata LOR-a lines of response

https://www.youtube.com/watch?v=8_QU2k4TnSk

PRO CONSRadioAktivne nuspojave brzo nestajuMoze se vrsiti vise snimanjaNema gubitaka u apsorpcijiManja doza zracenjaEgzaktni podaciMora odmah posle ubrizgavanja da se smina.Strogi zakonski propisi za primenu PET skeneraVisoka cena opreme:- 100,000$ - 8 slice machine- 300,000$ - 16 slice machine- 500,000$ - 64 slice machine

LiteraturaSinogram:http://www.pet.ubc.ca/detectors

Fizike osnove PET/CT dijagnostikog ureaja (master rad) Milos Radulovic Novi Sad 2014.

Sinogramhttp://www.people.vcu.edu/~mhcrosthwait/PETW/Petandsingormasathome.htmlPet hemijske reakcije: https://www.youtube.com/watch?v=oYQVF_9JPv0&t=225s

https://www.youtube.com/watch?v=5Zu3ZdEvz8M&t=110s

PEThttps://en.wikipedia.org/wiki/Positron_emission_tomography

Photomultipierhttps://en.wikipedia.org/wiki/Photomultiplier